薄壳山核桃（Carya illinoensis），属胡桃科植物，可作高档坚果、优质油料和珍贵用材。因其经济价值高，市场潜力大及栽培效益好，被广泛推广种植[1]。安徽合肥长丰县近年大力发展薄壳山核桃产业，种植面积达8.5万hm2[2-3]。薄壳山核桃随着树龄增加，其根系、枝干和胸径不断生长更新，对水分和养分的吸收能力逐渐增强，进而不同树龄的树木在径向生长方面表现出差异[4]。研究树木径向生长特征对认识树木生长与环境因子响应机制，实现科学栽培管理具有重要意义[5]。目前关于薄壳山核桃树龄与径向生长的研究相对较少，从不同树龄角度认识薄壳山核桃径向生长特征的研究有待深入。
薄壳山核桃引种栽培较早，早期以零星种植为主，病虫害大面积为害极少发生[6-7]。近年来，随着薄壳山核桃栽培技术、优良品种引种选育和授粉品种配置等早实丰产栽培关键技术的推广，果用林栽培面积迅速扩大，集中连片果园不断增加，病虫害时有发生[8]。薄壳山核桃病虫害主要有黑斑病（Diplocarpon rosae）、桃蛀螟（Dichocrocis punctiferalis）和星天牛（Anoplophora chinensis）等。其中，蛀干害虫以星天牛为主，其幼虫蛀食皮层和木质部，蛀害树干基部和主根，轻则造成树体生长不良或风折，重者导致全树枯死，发生率在10%左右[9-10]。杨克飞[11]调查发现，薄壳山核桃的星天牛为害率在20%～30%，部分地区为害率达到90%，蛀干类害虫已对薄壳山核桃的正常生长与大面积推广构成一定威胁。目前，对于薄壳山核桃蛀干类害虫的调查和防治尚未有系统的研究，高效、安全的防治技术有待进一步探讨。星天牛等蛀干类害虫的防治主要采取人工捕杀、打孔注药、磷化锌毒签防治和用蘸有药剂的棉团堵塞蛀孔等措施。此类防治方法具有一定的效果，但防治效率有待提高、成本有待降低[12]。种植户多采用人工捕捉加喷施氯氰菊酯等药剂的综合防治措施，具有一定防治效果，但整体效果不够理想且防治成本高[13]。本研究通过持续监测薄壳山核桃径向生长过程，建立Logistic模型，分析其径向生长规律，并结合蛀干类害虫发生规律调查及不同药剂防治试验，探索高效、经济和可操作性强的星天牛防治方法，为薄壳山核桃高效栽培提供参考。
1 材料和方法
1.1 试验地基本情况
试验地位于安徽合肥长丰县岗集镇青峰岭村，32°03'03″ N，117°07'57″ E，属亚热带季风气候，年平均气温15.7 ℃，极端最低气温-20.6 ℃，极端最高气温41.0 ℃，年平均无霜期230 d；年平均日照时数2 100 h，年平均降水量950 mm。
1.2 试验材料
试验材料为2018年定植的3年生薄壳山核桃嫁接苗，主要品种为波尼，其他少量品种为马罕、威奇塔和金华系列等，株行距4 m×10 m。
试验药剂为2%噻虫啉微囊悬浮剂1 000倍稀释液（国光健歌，四川国光农化有限公司）、40%噻虫啉悬浮剂1 000倍稀释液（瀚沃，利民化工股份有限公司）、40%透翠树皮穿透剂乳油30倍稀释液、有机硅500倍稀释液（有效成分为三硅氧烷化合物，河北石家庄农信生物科技有限公司）。
1.3 试验方法
1.3.1 薄壳山核桃胸径生长量监测
在薄壳山核桃种植基地选择有代表性的连片地块设置标准地，共设置3个标准小班，每个小班调查7棵标准树，重复3次，共63株标准树，标准树用红色油漆做标记。每年6月和11月对标准树进行测量、记录，建立Logistic评估模型[14]，Logistic方程如式（1） 。
为确定a、b的取值，将方程进行线性化处理， ，令 ，则转化为胸径（y’）与树龄（x）的直线方程。通过直线回归的方法求得a、b值及相关系数R，配合Logistic方程求出胸径快速生长停止点（ ）。如式（3） 。
利用非线性回归方法拟合曲线，借助SPSS软件进行数据分析，计算模型参数值，生成模型[15]。
1.3.2 不同树龄薄壳山核桃病虫害调查
采用普查法对薄壳山核桃主要病虫害进行调查、鉴定，并记录害虫的发生规律。
1.3.3 不同药剂组合对星天牛防治效果试验
试验地薄壳山核桃树主要品种为波尼和马罕，树龄8年，平均胸径75.37 mm，株行距8 m×10 m。选择受星天牛侵害病树标记为标准木，特征为树干上或树盘处有明显的新鲜木屑，部分或全部树叶变黄，与正常树叶存在明显差异[16]。对每棵病树进行喷漆标记，药剂试验之前统计每棵病树上星天牛侵害的虫孔数，清除新鲜虫粪，并对虫孔位置做好标记。
药剂防效试验共设4个处理：CF-1组喷施2%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液；CF-2组喷施40%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液；CF-3喷施40%噻虫啉1 000倍稀释液+有机硅500倍稀释液；对照组（CK）喷施清水+40%透翠30倍稀释液（表1）。每组处理10棵标准树，重复3次，使用电动喷雾器进行喷雾处理，喷施高度为树干基部至离地1.5～2.0 m，以树干明显湿润为准，喷施前统计虫孔数，喷施药剂后第1、5、12、19和26天调查统计 。根据式（4） 计算虫孔退减率。
虫孔退减率（%）=（防治前的虫孔数量-防治后虫孔数量）/防治前的虫孔数量×100
表1 不同处理药剂组合配置 |
| 处理 | 树龄/ 年 | 药剂 |
|---|---|---|
| CF-1 | 8 | 2%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液 |
| CF-2 | 8 | 40%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液 |
| CF-3 | 8 | 40%噻虫啉1 000倍稀释液+有机硅500倍稀释液 |
| CK | 8 | 清水+40%透翠30倍稀释液 |
1.3.4 规模化防治效果及效益计算
2021和2022年分别对试验区星天牛为害园进行规模化防治，对每年的人工，使用药剂的单价和数量等进行统计，计算每年的总防治费用。
1.4 数据处理
利用Excel 2019和SPSS 20.0软件对数据进行处理、绘图及差异性和相关性分析。使用SAS软件对Logistic方程进行回归分析，使用SPSS 20.0软件进行非线性回归分析，建立单因子生长模型。
2 结果与分析
2.1 不同树龄薄壳山核桃胸径生长量
薄壳山核桃胸径生长量年变化如图1和表2所示。由图1可知，胸径净生长量对树龄变化呈抛物线型趋势。由表2可知，与2018年相比，2023年的平均胸径净生长量增加32.34 mm，增长率267.94%（P<0.05）。2019年平均胸径净生长量增加3.34 mm，增长率27.67%，与2018年相比无明显差异（P>0.05），生长速度较缓慢。2020年平均胸径20.78 mm，较2019年增长速度明显加快，胸径净生长量增加5.37 mm，增长率34.85%，较2018年增长8.71 mm，增长率72.16%。2020—2021年，薄壳山核桃进入快速生长期，2021年平均胸径31.87 mm，与2020年相比存在明显差异（P<0.05），较2020年胸径净生长量增加11.09 mm，增长率53.37%。2022年平均胸径40.45 mm，与2021年存在明显差异（P<0.05），胸径净生长量增加8.58 mm，增长率26.92%；2021—2022年相比2020—2021年，薄壳山核桃胸径增长速度变缓，净生长量增长幅度降低，降幅为22.63%。2023年平均胸径44.41 mm，与2022年存在明显差异（P<0.05），胸径净生长量增加3.96 mm，增长率9.79%；2022—2023年相比2021—2022年，胸径增长趋于缓慢，胸径净生长量增长幅度降低，降幅53.85%。2020—2023年，胸径净生长量速率呈现“慢—快—慢”趋势，增长幅度分别为60.78%、106.52%、-22.63%和-53.85%，其中2021年胸径净增长速度最快，为106.52%。
表2 薄壳山核桃生长量记录 |
| 调查时间 | 平均胸径/mm | 较上年增长/mm | 增长率/% |
|---|---|---|---|
| 2018年（3年生） | 12.07±0.35 ab | ||
| 2019年（4年生） | 15.41±0.32 abc | 3.34 | 27.67 |
| 2020年（5年生） | 20.78±0.31 bc | 5.37 | 34.85 |
| 2021年（6年生） | 31.87±0.38 d | 11.09 | 53.37 |
| 2022年（7年生） | 40.45±0.12 e | 8.58 | 26.92 |
| 2023年（8年生） | 44.41±0.13 f | 3.96 | 9.79 |
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Logistic方程拟合薄壳山核桃胸径随树龄变化结果如图2所示。Logistic生长呈“S”型曲线，胸径生长速率呈现“慢—快—慢”趋势。拟合的Logistic方程 ，拟合优度（R 2）=0.999 3，说明该方程拟合效果好，模型选择正确，预测结果较真实。根据Logistic生长函数求出胸径快速生长停止点， =18.02。根据Logistic生长函数模型特征，1～18年阶段薄壳山核桃处于快速生长期，径向生长速度快；生长超过18年后，薄壳山核桃径向生长由快速生长期转变为缓慢生长期，胸径净生长量持续减少，增长速度减慢，并趋于平缓。
2.2 薄壳山核桃病虫害调查
2019年对基地内薄壳山核桃病虫害种类进行调查，由表3可知，对薄壳山核桃造成较严重为害的害虫主要包括以下几类：蛀干类害虫以星天牛、云斑天牛（Batocera horsfieldi）和咖啡木蠹蛾（Zeuzera coffeae）等为代表，部分地块调查发现小蠹类可对幼龄树造成较为严重的影响；食叶类害虫包括核桃扁叶甲（Gastrolina depressa）、铜绿丽金龟（Anomala corpulenta）、袋蛾类（Psychidae）和叶蜂类（Tenthredinidae）等，其中叶甲类和金龟子类为害较严重；刺吸类害虫以蚜虫类（Aphidoidea）为主，此外发现有日本纽绵蚧（Takahashia japonica）、小绿叶蝉（Jacobiasca formosana）和斑衣蜡蝉（Lycorma delicatula）等种类为害；种实类害虫桃蛀螟在各地块均为害较重，影响薄壳山核桃产量。2022年基地多个地块蚜虫暴发，造成较严重的煤污病，对薄壳山核桃树木生长产生较大影响。
表3 薄壳山核桃主要病虫害种类及为害部位 |
| 类型 | 名称 | 为害部位 | 为害程度 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 蛀干类 | 星天牛（Anoplophora chinensis） | 主干 | ***** | |
| 云斑天牛（Batocera horsfieldi） | 主干 | *** | ||
| 咖啡木蠹蛾（Zeuzera coffeae） | 枝干 | ** | ||
| 食叶类 | 核桃扁叶甲（Gastrolina depressa） | 叶部 | ** | |
| 铜绿丽金龟（Anomala corpulenta） | 叶部 | ** | ||
| 袋蛾类（Psychidae） | 叶部 | * | ||
| 叶蜂（Tenthredinidae） | 叶部 | * | ||
| 刺吸类 | 蚜虫类（Aphidoidea） | 叶片 | ***** | |
| 日本纽绵蚧（Takahashia japonica） | 枝干 | * | ||
| 小绿叶蝉（Jacobiasca formosana） | 叶部 | ** | ||
| 斑衣蜡蝉（Lycorma delicatula） | 枝干 | |||
| 种实类 | 桃蛀螟（Dichocrocis punctiferalis） | 果实 | *** | |
| 叶部病害 | 煤污病 | 叶片 | 蚜虫为害后出现 |
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2021年对基地大树区标准地块进行星天牛为害情况统计（表4），此次调查薄壳山核桃植株共793棵，其中受害植株有196棵，总为害率24.72%。在受害植株中，树干中部为害率较高，最高可达36.11%。调查发现，临路两端的个体相对为害较轻，为害部位集中分布在树干基部，该部位的排泄孔数量约占总排泄孔数的60.89%。星天牛在树冠内的为害率不高，单点暴发程度较高，调查发现，树冠较密，内部通风透光条件不足，易造成该虫害为害严重。
表4 2021—2022年薄壳山核桃星天牛受害率调查 |
| 调查时间 | 调查总量/株 | 受害株数/株 | 为害率/% |
|---|---|---|---|
| 2021年7月 | 793 | 196 | 24.72 |
| 2022年7月 | 28 487 | 541 | 1.90 |
2022年对星天牛为害情况进行全园普查，分区域对基地内所有单株的星天牛为害情况进行统计。由表5可知，共计调查28 487株，其中受星天牛为害共541株，为害率1.90%。2022年春夏季对星天牛成虫进行了防控，叠加极端干旱天气的影响，相比2021年星天牛为害率大幅度降低。其中移栽区共调查4 605株，受星天牛为害的植株有168株，为害率3.65%；1标段共计调查12 240株，其中受害株数为211株，为害率1.72%；2标段共计调查11 642株，为害总数162株，星天牛为害率1.39%（表5）。1标段和2标段星天牛为害率之间无明显差异，移栽区的星天牛为害率高于1标段和2标段，可能是由于移栽导致树体根系受损，树体养分供应不足，整体树势较弱，故星天牛为害较多。
表5 2022年不同树龄薄壳山核桃星天牛受害率调查 |
| 区域 | 调查总数/株 | 受害株量/株 | 为害率/% |
|---|---|---|---|
| 合计 | 28 487 | 541 | 1.90 |
| 移栽区 | 4 605 | 168 | 3.65 |
| 1标段 | 12 240 | 211 | 1.72 |
| 2标段 | 11 642 | 162 | 1.39 |
2.3 不同药剂组合对星天牛防治效果
选取120株受到星天牛严重为害的同龄薄壳山核桃，树高4～7 m，胸径2～10 cm。分析受害薄壳山核桃树木的径阶和径阶范围（表6）。结果表明，多数受害株离地2 cm径阶在5.0～6.9 cm，占所有受害树的57.5%。
表6 受害薄壳山核桃树木的径阶统计 |
| 胸径/cm | 离地2 cm径阶范围/cm | 株数/株 |
|---|---|---|
| 2 | 1.0～2.9 | 3 |
| 4 | 3.0～4.9 | 24 |
| 6 | 5.0～6.9 | 69 |
| 8 | 7.0～8.9 | 22 |
| 10 | 9.0～10.9 | 2 |
CF-2防治效果尤为明显，与其他处理之间具有较大差异。药剂喷施1 d后即出现明显效果，虫孔减退率达16.66%；5 d后虫孔减退率达100%，且调查期间所有排泄孔均不再排出新鲜虫粪。CF-1处理12 d后的虫孔退减率73.33%，对比试验结果，40%噻虫啉表现出较好的防治速效性和持效性，对星天牛幼虫具有可靠的防治效果，具备规模化防治应用的潜力。CF-2、CF-3与对照组（CK）相比较，均显示出较好的防治效果，CF-2、CF-3防效也存在差异，CF-2对星天牛的防治有效性约100%，CF-3对星天牛的防治有效性约70.00%，由此可见，有机硅对透翠具有潜在替代价值，其防治效果较透翠稍差，在实际生产应用中，结合防治成本因素可以考虑替代使用。
在试验48 d后复检巡检过程中，发现1株树势已恢复的防治个体突然出现整株叶片干枯，迅速衰弱死亡的现象。经现场检查，未发现新鲜虫粪。原因可能是星天牛为害导致树木输导组织受损严重，加上高温缺水导致树体蒸腾能力大于水分输送能力；另外防治措施未结合修剪控形，导致树冠过密，给树体带来较大负荷。因此，在病虫害防治后要及时跟进后续农事保障措施，全面综合防治，以达到较佳效果。
2.4 规模化防治效果及效益
表8 2022年园区规模化星天牛防治费用 |
| 项目 | 单价/元 | 总用量 | 总价/元 |
|---|---|---|---|
| 合计 | 9 207.85 | ||
| 人工 | 16.25 | 398 h | 6 467.50 |
| 透翠（药剂） | 0.36 | 6 000 mL | 2 160.00 |
| 噻虫啉（药剂） | 0.75 | 207 mL | 155.25 |
| 有机硅（药剂） | 0.05 | 100 mL | 5.10 |
| 标记牌 | 2.00 | 150 个 | 300.00 |
| 红色胶带 | 7.00 | 15 个 | 105.00 |
| 喷壶 | 15.00 | 1 个 | 15.00 |
表9 园区规模化天牛防治费用比较 |
| 项目 | 总株数/株 | 总费用/元 | 平均成本/（元/株） |
|---|---|---|---|
| 2022年 | 28 487 | 9 207.85 | 0.32 |
| 2021年 | 28 487 | 28 487.00 | 1.00 |
3 结论与讨论
2018—2023年，研究区基地内薄壳山核桃胸径净生长量32.34 mm，相比2018年，2023年胸径增长率达267.94%，胸径净生长量对树龄变化呈抛物线型走势。通过Logistic方程拟合胸径随树龄变化的过程，建立Logistic生长模型，结果显示，Logistic生长呈“S”型曲线，胸径生长速率呈现“慢—快—慢”趋势，薄壳山核桃栽培过程中1～18年为其胸径快速生长期，18年之后胸径变化趋于稳定。
2019年通过基地内病虫害种类调查，对薄壳山核桃造成较为严重为害的害虫主要包括蛀干类害虫、食叶类害虫、刺吸类害虫和种实类害虫4类，其中以蛀干类害虫为害最为严重，蛀干类害虫以星天牛为主。2021年星天牛总为害率24.72%，其中树干中部为害率较高，最高可达36.11%。2022年分区星天牛为害调查结果显示，移栽区的星天牛受害率高于1标段和2标段，原因可能是移栽导致树体根系受损，树体养分供应不足，整体树势较弱，故星天牛为害较多。
不同药剂组合对星天牛防治试验结果显示，“40%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液”组合防治效果最佳，药剂喷施1 d后即出现明显效果，虫孔减退率达16.66%；5 d虫孔减退率达100%，表现出较好的速效性和持效性，具有较为可靠的防治效果。李鸿筠等[17]研究表明，40%噻虫啉悬浮剂施药后5～15 d对柑橘星天牛幼虫有较好的防治效果，与本试验结果相似。“40%噻虫啉1 000倍稀释液+有机硅500倍稀释液”对星天牛的防治有效性在70.00%左右。由此可见，有机硅可以作为一种潜在的透翠替代品。通过进一步的实际防治费用分析，发现“40%噻虫啉1 000倍稀释液+40%透翠30倍稀释液+有机硅500倍稀释液”的综合使用，明显降低了防治费用，具有较高的应用价值。后期还需进一步增加样本量，完善试验设计，进行深入研究，以获取更可靠的数据支撑。