殺蟲燈防治農林害蟲應用技術分析及展望

王圣楠,胡憲亮,王西南

(1.濟南祥辰科技有限公司,山東 濟南251400;2.山東省林業科學研究院)

殺蟲燈防治農林害蟲應用技術分析及展望

王圣楠1,胡憲亮1,王西南2

(1.濟南祥辰科技有限公司,山東 濟南251400;2.山東省林業科學研究院)

分析了殺蟲燈防治農林害蟲應用技術存在的問題,提出殺蟲燈作為農林害蟲物理防治的主要技術措施和手段,其產品的發展方向必須針對不同靶標害蟲趨性光譜加以改進,同時與物聯網技術相結合,提高害蟲監測數據的自動識別和遠程傳輸能力。對新型殺蟲燈創建進行了評估和展望。

殺蟲燈;害蟲;物聯網;自動識別系統

目前我國農林病蟲害主要通過農業防治、生物防制、物理物理及化學防治等綜合防治措施進行控制,不同防治措施的綜合應用有效保護了農林業可持續發展[1]。應用燈光誘殺和監測農林害蟲是物理防治的一項重要措施,也是綜合防治的重要組成部分。雖然殺蟲燈在誘殺靶標害蟲的同時也對益蟲、天敵有不良影響,但是對生態鏈的破壞力很小,現階段及未來若干年仍然是保障農林生產及其產品質量安全的物理防治技術措施。

1 殺蟲燈防治農林害蟲應用技術分析

1.1 殺蟲燈應用技術現狀

殺蟲燈目前國內市場上均采用寬譜誘蟲光源,波長365±100nm,這也是國家標準《植物保護機械頻振式殺蟲燈》(GB/T24689.2－2009)所規定的,寬譜誘蟲光源因其對趨光性的益蟲、天敵有一定誘殺作用等,是農林生產應用中存在的問題,一些相關學科專家對推廣應用殺蟲燈技術持有異議。

對昆蟲趨光的機理研究已有很多[2],也有一些研究者和生產廠家試圖找出特定昆蟲趨光的光譜范圍,比如利用LED技術來實現特定波長±10nm的技術,但狹小范圍的波長,第一是很難找出這個波長范圍,即使在特定環境下(如倉庫、食用菌養殖大棚、牲畜飼養場等)可行[3];其次大多數昆蟲趨光本身就是一個寬波段感應,人為去設定或試驗一個波段都難以做到臻善臻美,應用于開放式、多靶標害蟲的農田和林地很難做到有的放矢;最后不同昆蟲本身的趨光波段本身就有重疊,對365nm區間波段范圍均具有趨光性。所以單純通過一種特定波長的誘蟲光源來避開殺蟲燈對益蟲的誘殺,理論可行,但技術目前尚未能實現。

另外,有的殺蟲燈生產廠家嘗試改變網絲間距(3mm～10mm),生產3mm間距的殺蟲燈誘殺特定害蟲,如倉儲害蟲,其實質是提高對小型害蟲的誘捕、誘殺率,此特定環境下可行。在農田和林地,不能提高殺蟲燈的益害比,因為很多寄生蜂體積都很小,這項技術反而增加對天敵、益蟲的誘殺。

國家標準也規定殺蟲燈夜間分時段啟閉,對如何設定時間段,如何改變時間段,技術實現應該可行,相關植保領域的專家已經找到某些昆蟲夜間活動的節律,理論支撐改變殺蟲燈夜間的啟閉時間可以避開益蟲活動的時間,最大限度的減少殺蟲燈對益蟲的誘殺。但是,對每一個單一的殺蟲燈如何改變其運行時間在生產實踐中還是難以操作。

1.2 殺蟲燈生產廠家技術良莠不齊,銷售市場無序競爭

目前,我國殺蟲燈的生產廠家技術良莠不齊,銷售市場呈無序競爭趨勢,人們認為就是一個誘蟲光源＋高壓網絲,這些都是限制殺蟲燈在生態植保技術中應用。一些劣質假冒的殺蟲燈充斥市場,沒有市場監管的殺蟲燈應用,限制了殺蟲燈行業的發展。

1.3 國家標準的滯后,嚴重制約這殺蟲燈產品的發展

當今,對國家標準GB/T 24689.2－2009質疑聲不斷,但真正從根本上提高殺蟲燈的生產技術和應用技術上,很少有值得信服的論述,也鮮有企業去嘗試如何提高殺蟲燈在生態植保技術中作用,都是智者見智,仁者見仁。

2 殺蟲燈如何走出誤區,真正在生態植保中發揮作用

2.1 盡快完善其殺蟲燈的國家生產標準

國家標準GB/T 24689.2－2009實際上存在的最大問題,不是殺蟲燈叫不叫頻振殺蟲燈,而是沒有將制造生產技術標準和使用技術標準分開,混為一談。是制約殺蟲燈產品發展的瓶頸。

國家應盡快規范殺蟲燈的制造技術規范,取締簡單粗制濫造的小企業。有人做過統計,目前我國注冊生產殺蟲燈的企業有1471家,相當一部分達不到國家規定的技術標準。

眾所周知,殺蟲燈對益蟲及天敵的誘殺是負作用,只有依靠技術進步才能消減負作用,并結合物聯網技術進一步提高使用效果和使用效率。

2.2 盡快出臺殺蟲燈使用技術規范

殺蟲燈制造技術規范和使用技術規范應該分開,因為殺蟲燈本身對生廠家來說就是一個產品,而殺蟲燈如何正確使用,如何發揮在生態植保中的作用應領先制定標準。

龍首山地區巖漿活動強烈，侵入巖種類多(表1)，有超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖、堿性巖等，其中花崗巖類岀露面積約占680km2。巖漿活動自中條期到燕山期均有發育，其中與工作區內鈾成礦關系最密切的侵入巖為加里東期花崗巖。

2.3 農林病蟲害綜合防治是一個大領域,而殺蟲燈的應用只是其中措施之一

一些相關學科學家對殺蟲燈應用的誤解,是夸大了殺蟲燈的實際存在的負作用,實際上殺蟲燈只是對減少害蟲田間(林間)密度、減少農藥使用有一定的作用,實踐中如何正確合理使用殺蟲燈,才是真正發揮殺蟲燈在生態植保中作用的關鍵所在。專家意見及社會輿論不要求全責備,同時倡導科學合理使用,將殺蟲燈的制造技術和使用技術有機結合才是解決問題的辦法。

3 殺蟲燈技術改進與物聯網技術相結合是防治方向

3.1 物聯網技術可以實現殺蟲燈操控的無線啟閉。

殺蟲燈的使用必須符合生態植保的要求,未來創建技術就是建設殺蟲燈運行監控平臺。

物聯網平臺下的殺蟲燈將實現網絡啟閉,定時啟閉及運行參數監控,可以根據益蟲活動的節律進行殺蟲燈的關閉,也可以實現根據害蟲的蟲口密度實現殺蟲燈啟閉數量的控制,即實現殺蟲燈的啟閉滿足:害蟲活動期和害蟲活動數量,實現對益害比的調節。

3.2 物聯網技術可以實現殺蟲燈網絲電壓的無線控制

欲提高殺蟲燈技術性能,必須在實踐中對網絲間電壓實現針對不同靶標害蟲的調控。對個體形態進行電壓比對,實現對靶標害蟲的捕殺。系統可以根據害蟲個體大小自動調節網絲電壓在6000V～2150V,實現對不同個體害蟲的擊殺,如對小個體的稻飛虱類可以將網絲間電壓調整到6000V進行擊殺,而對例如水稻二化螟類可以將網絲電壓調整到2000V進行擊殺。

3.3 物聯網技術可以實現殺蟲燈控制的自動化和智慧化

目前智能化的殺蟲燈控制技術已經成熟:

3.3.1 自動蟲情測報燈＋殺蟲燈技術

本技術可以根據自動蟲情測報燈的誘殺昆蟲數量及時間段實現對殺蟲燈的開啟及開啟數量的控制。(見圖1)

圖1 自動蟲情測報燈＋殺蟲燈技術

本系統原理是根據自動蟲情測報燈捕獲昆蟲的數量來控制殺蟲燈的啟閉數量,減少殺蟲燈的使用數量,維護生物的多樣性和生態平衡。

3.3.2 靶標害蟲自動識別系統＋殺蟲燈技術

靶標害蟲自動識別系統是對特定的害蟲進行監測,同樣可以根據其監測特定害蟲的活動節律(時間)和撲捉的害蟲數量實現對殺蟲燈的開啟及開啟數量的控制。(見圖2)

圖2 靶標害蟲自動識別系統＋殺蟲燈技術

4 昆蟲夜間活動節律研究進展

目前,國內生態學家對昆蟲夜間活動節律研究已經取得很大進展,主要在以下幾個方面。

4.1 昆蟲夜間活動的節律應用

大多危害性害蟲和益蟲的夜間活動時間段已經找到,顧國華等[4]給出7種害蟲的夜間活動節律(見表1)。

表1 幾種夜出性昆蟲夜間撲燈節律

從表中可以看出:防治暗黑金龜和非洲螻蛄,可設定19:00～0:00亮燈;防治棉鈴蟲可以實行間歇式亮燈,時間為18:00～22:00和1:00～5:00亮燈。這樣可以避開益蟲活動的時間。減少對益蟲的誘殺。

4.2 害蟲的生態學規律應用

通過植保工作人員對區域害蟲的生態學研究和實踐,主要害蟲的發展規律已經很清楚,比如:美國白蛾在山東區域中西部1年3代,第1代一般在每年的4月中下旬,而二點委夜蛾在黃淮海小麥玉米連作區1年發生4代;同時根據當地的氣候數據,大致可以預測其第1代的發生器。等等這些都給物理防治美國白蛾、二點委葉蛾提供了數據支撐,我們就可以在其成蟲發生時,開啟殺蟲燈進行物理防治。

4.3 區域植物的主要益蟲的生態學應用

害蟲的主要天敵生態學規律已經知道,天敵主要是通過寄生和捕殺卵、幼蟲從而實現對害蟲的生物防治,根據的作用機理,殺蟲燈的啟閉可以避開益蟲的活動時間,只在害蟲成蟲的活動及活動的活躍期進行啟閉殺蟲燈以及啟閉數量的控制,就可以很好地提高殺蟲燈的捕殺益害比。

5 結論和討論

5.1 結論

①殺蟲燈防治害蟲性價比最優,應大力推廣應用

殺蟲燈相比性激素誘捕防治和生物防治技術,是一個性價比最高的防治措施,按照一盞燈防治0.67hm2計算,5年的應用壽命,價值2000元的太陽能殺蟲燈折合600元/km2/年。可以減少每年每公頃900元的農藥化學防治直接費用。實踐證明殺蟲燈值得推介和應用。

②物聯網技術為殺蟲燈防治提供成熟的支撐

生態學家對于殺蟲燈防治害蟲的憂慮,隨著物聯網技術的成熟,,可以有效減少對益蟲的誘殺,可以有效進行彌補,也為殺蟲燈的使用提供技術保障。

③害蟲防治是一項綜合的防控技術

單一的某一項技術,應用都有其局限性,只有綜合協調每一項防控技術,才能有效避免其使用的短板和局限性。

隨著實踐的應用,利用殺蟲燈＋性激素的技術結合可以實現殺蟲燈對特定害蟲的誘殺,減少對非靶標害蟲的誘殺。(見圖二)

利用自動蟲情測報燈＋計數＋殺蟲燈的技術結合可以實現殺蟲燈在昆蟲夜間活動高峰期啟閉及啟閉數量控制,從而實現調節昆蟲的種群密度,維護生物的多樣性和生態平衡。

5.2 討論

①殺蟲燈應該順應在生態植保的大環境下,提高其物聯網控制技術

將物聯網技術應用于殺蟲燈的控制,實現殺蟲燈的啟閉適應生態植保和農藝的需求,將是殺蟲燈發展的契機。

②殺蟲燈的國家標準應該跟上技術的發展

殺蟲燈的國家標準不要將制造技術標準和使用技術標準二者混淆,作為生產商制造的殺蟲燈控制技術必須滿足生態植保的要求,如光控、雨控技術滿足昆蟲活動規律,不要局限夜間昆蟲,對白天活動的昆蟲也應該實現白天的自動控制,所以在國家制定標準時應該充分考慮物聯網控制技術的應用,殺蟲燈的制造技術必須建立在物聯網系統控制下的殺蟲燈網絡控制技術。

③殺蟲燈的生態植保應用前景

為了殺蟲燈使用必須滿足和順應生態環保的要求,這就給從事昆蟲研究的專家提供了很多研究任務,植保專家必須對各種害蟲的生態學規律進行研究并提供給殺蟲燈的生產廠家。所以國家需要推介和建立省市縣鎮基地的五級殺蟲燈物聯網控制信息平臺,對殺蟲燈的應用提供政策支持和方向引領。

[1]趙建偉,何玉仙,翁啟勇.誘蟲燈在中國的應用研究概況[J].華東昆蟲學報,2008,17(1)76－80

[2]高慰曾.夜蛾趨光特性的研究—向燈飛原因的進一步分析 [J].昆蟲學報,1980,23(4)369－373

[3]穆洪雁,郝立武,孔麗娜,等.LED殺蟲燈對雞腿菇害蟲的誘集效果 [J].食用菌2012,(3)53－54

[4]顧國華,葛紅,陳小波,等.幾種夜出性昆蟲夜間撲等節律研究及應用 [J].湖北農學院學報,2004,24(3)174－177

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