熱處理松材線蟲在實際生存環境中的致死溫度

吳晶　蔡正清　許忠祥　韓鳴花　王建斌 李玉秀 宋杰

摘要：研究松材線蟲在其生存環境中的致死溫度，為熱處理企業的實際生產提供有效的指導。在恒溫恒濕箱內放置1臺檢疫熱處理模擬試驗測控儀，風速恒定為2.5 m/s，濕度設置為40%、60%，溫度設置為46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66 ℃ 11個梯度，選用粗細0.1 cm的病木進行試驗熱處理，處理時間設定為31 min。為驗證線蟲在實際生存環境與其他環境中的致死溫度的不同，增加水浴熱處理線蟲液試驗，驗證線蟲在非生存環境下熱處理的致死溫度。濕度40%、病木木心溫度達到62 ℃時，持續加熱31 min，線蟲死亡率達100%；濕度60%、病木木心溫度達到 60 ℃ 左右時，持續加熱31 min，線蟲死亡率達100%；水浴熱處理線蟲液，在水溫達43 ℃，持續加熱31 min后，線蟲全部死亡。結果表明，在其他環境參數相同時，40%濕度下致死溫度高于60%濕度。在相同濕度熱處理條件下，線蟲的致死率與處理溫度呈正相關。當濕度為60%時，病木的處理條件更接近實際大窯熱處理情況，木心溫度達60 ℃時，線蟲死亡率可達100%；水浴熱處理線蟲液在43 ℃時，線蟲死亡率達到100%。由于環境濕度過大與實際熱處理環境不同而引起了致死溫度的變化，不能作為線蟲熱處理致死溫度的參考。環境參數對線蟲的致死的影響有待進一步研究，檢疫熱處理中執行國際標準時應考慮環境參數的影響。

關鍵詞：熱處理；松材線蟲；生存環境；致死溫度

中圖分類號： Q958.112+.4；S432.4+5 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0123-03

松材線蟲病[Bursaphelenchus xylophilus （Steiner &Buhrer） Nickle]是松樹的一種毀滅性病害，能導致樹木快速死亡，傳播蔓延迅速、防治難度大，被世界各國列為頭號植物檢疫對象。該病自1982年在我國首次發現后已成為我國較為嚴重的森林病害。隨著我國進出口貿易的繁榮，木質包裝已成為松材線蟲傳播的主要途徑之一[1-2]。保證木質包裝的有效處理成為抑制松材線蟲擴散的重要手段。國際標準中規定熱處理必須使木材中心溫度達到56 ℃，并持續30 min以上，在這個標準下能有效殺死木質包裝中各類植物線蟲。但近年全國多次發生在熱處理過的進境木質包裝中截獲松材線蟲的案例[3-5]。松材線蟲屬線蟲綱生物，其對溫度相當敏感，高溫處理可以高效殺死線蟲個體[6]。熱處理溫度是影響熱處理效果的關鍵因素，研究松材線蟲在其生存環境中的致死溫度，將為熱處理企業生產提供有效指導。近年來有許多關于松材線蟲在水浴加熱處理下致死溫度的研究。有關文獻報道，將松材線蟲從木材中分離放在水浴環境下，當溫度達51 ℃時處理1 min，線蟲死亡率達到100%，靜置2 h后無復活現象[7]。松材線蟲在水浴環境下的致死溫度與國際標準要求的溫度相差甚遠，其原因主要是因為松材線蟲寄生于木材中，水浴加熱情況下松材線蟲在水中的致死溫度不能代表其在實際生存環境中的致死溫度。為進一步摸清楚熱處理過程中松材線蟲在實際生存環境中的致死溫度，本試驗利用恒溫恒濕箱等儀器模擬熱處理窯開展此項研究[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

線蟲寄生于木材內，木材內的環境為線蟲的實際生存環境。因不同含水率的木材在熱處理中對松材線蟲的致死產生一定影響[9-10]，所以本試驗選取松材線蟲大量侵染的含水率約30%的馬尾松病木為供試材料。

試驗儀器有恒溫恒濕箱、風速儀、水浴鍋、雙通道溫度濕度檢測儀（誤差±0.5 ℃）、篩網、玻璃培養皿、線蟲分離器、可調電源、檢疫熱處理模擬試驗測控儀、奧林巴斯顯微鏡、人工氣候箱等。

1.2 試驗方法

為排除熱處理過程中木材厚度、氣干密度、含水率對試驗的影響，同時較準確檢測木心溫度，將含水率為30%且攜帶松材線蟲的侵染病木劈剪成1 mm×1 mm×30 mm的細木條50 g作為試驗材料，隨機平均分成2份，標記為供試樣（Ⅰ）和對照樣（Ⅱ）。

在熱處理過程中環境濕度對木材熱量吸收有較大影響[10]。為了使試驗條件更接近生產實際，根據熱處理窯實際情況，擬設定40%、60%、80% 3個濕度梯度。本研究用粗細1 mm的病木進行熱處理，環境濕度在試驗過程中直接影響試驗病木本身，因此，環境濕度直接影響試驗材料木心濕度。當環境濕度為40%時，試驗材料在處理過程中水分有散失，在實際生產過程中接近熱處理窯加濕設備停止工作的狀態；當環境濕度為60%時，試驗材料在處理過程中水分基本保持平衡或略有增加，該條件下接近熱處理窯實際生產情況；當環境濕度達80%時，試驗材料處理后含水率變化明顯，在實際熱處理生產過程中根本無法實現，所以在試驗過程中對環境濕度80%的條件進行了刪減。

為模擬熱處理窯實際情況，在恒溫恒濕箱內放置1臺檢疫熱處理模擬試驗測控儀，風速恒定為2.5 m/s，來模擬大窯熱處理情況[11-13]。根據松材線蟲死亡溫度的研究文獻和實際經驗，恒溫恒濕箱內溫度參數設置為46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66 ℃ 11個梯度，環境濕度設定為40%、60% 2個梯度。國際標準中處理時間為30 min，根據文獻研究得出病木中心溫度到達環境溫度所需要時間約為1 min[14-15]，故熱處理時間設定為31 min 。將供試樣（Ⅰ）放入篩網內并放置在風速儀出風口處，將感溫探頭放置在篩網細木中，所測量的溫度可視為木心溫度。按照以上所述溫度梯度，進行2組不同濕度的熱處理試驗，每組試驗重復3次。處理結束后，將病木放入線蟲分離器分離線蟲，同時將對照樣（Ⅱ）浸泡在線蟲分離器進行線蟲分離，靜置24 h后鏡下檢測線蟲存活情況，記錄結果。若對照樣（Ⅱ）中未發現活體松材線蟲，將此組數據剔除。

為驗證線蟲在實際生存環境與其他環境中致死溫度的不同，本次研究增加了水浴熱處理線蟲液試驗，重新驗證線蟲在非生存環境下熱處理的致死溫度。將水浴鍋設置40、42、44、46、48、50 ℃ 6個溫度梯度，在水浴鍋內放置1個裝有水的指形管，管內插入溫度探頭。待溫度恒定后將線蟲液滴入指形管內加熱31 min后取出，倒入培養皿靜置24 h后觀察線蟲的存活情況。endprint

2 結果與分析

2.1 40%濕度熱處理木包裝松材線蟲的死亡溫度

在濕度為40%時，按設定溫度對供試樣（Ⅰ）進行不同溫度熱處理，每組試驗3次重復，每次重復設定對照組。將處理后病木放入線蟲分離器內靜置8 h后，觀察線蟲液。結果表明，當篩網內探頭溫度（處理病木木心溫度）達到62 ℃時，持續加熱31 min，線蟲死亡率達100%，無活蟲存在（表1）。

2.2 濕度60%熱處理木包裝松材線蟲的死亡溫度

在濕度為60%時，設定11個溫度梯度對供試樣（Ⅱ）進行熱處理，每組試驗3次重復，每次重復設定對照組。將處理后病木放入線蟲分離器內靜置8 h后，觀察線蟲液。結果表明，當篩網內探頭溫度（處理病木木心溫度）達到60 ℃時，持續加熱31 min，線蟲死亡率達100%，無活蟲存在（表2）。

2.3 水浴熱處理線蟲液

水浴熱處理線蟲液，在水溫達43 ℃，持續加熱31 min后，線蟲全部死亡（表3）。

3 結論與討論

線蟲在不同環境參數下致死溫度表現出明顯差異。研究顯示，熱處理過程中線蟲致死溫度的敏感性受環境參數影響，在除濕度以外其他環境參數相同時，40%的環境濕度下的致死溫度高于60%環境濕度。在相同濕度熱處理條件下，線蟲的致死率與處理溫度呈正相關。在含水率約30%的線蟲病木中，當環境濕度為40%時，木心溫度升高至62 ℃后，病木中的線蟲死亡率可達100%，可能由于病木在處理過程中水分的蒸發會帶走熱量，尤其對于厚度大的木材，表明在此條件下線蟲在生存環境的致死溫度為62 ℃。當環境濕度為60%時，木心溫度達60 ℃后，病木中的線蟲死亡率可達100%，在此條件下病木與環境中水分交換接近平衡，病木的處理條件更接近實際大窯熱處理情況，表明在此條件下線蟲在生存環境的致死溫度為60 ℃。

水浴熱處理線蟲液的結果表明，在水浴溫度升高至43 ℃時，線蟲死亡率達到100%。由此可見，改變了線蟲的生存狀態后，環境濕度過大，線蟲與周圍環境的水分蒸發形成水分正交換，引起了致死溫度的變化。由于在熱處理過程中，木材中心的濕度不可能達到70%以上。本試驗中的水浴環境和濕度80%的高濕環境下線蟲熱處理致死溫度無法反映線蟲在實際生存環境下的致死溫度，在水浴和高濕環境下得到的結果并非線蟲在病木中的致死溫度，對生產并無實際意義。而模擬熱處理實際環境和線蟲實際生存環境試驗條件下得到的試驗結果，更真實地反映了線蟲的實際致死溫度，對實際生產具有科學的指導意義。

在本試驗中，線蟲在實際生存環境中熱處理30 min，其最低致死溫度為58 ℃，高于國際標準的致死溫度56 ℃。由此可知，在檢疫熱處理中執行國際標準時應考慮環境參數的影響。在實際熱處理中，空氣流動性、木材本身的性質等都對熱處理效果有直接或間接影響；但現有國際標準中未明確環境參數、具體步驟、操作要求等，可能會影響到實際處理效果，建議在國際標準修訂時明確相關參數。目前有關熱處理環境參數影響熱處理效果的相關文獻報道甚少，環境參數對線蟲的致死影響有待進一步研究。

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