茶園害蟲物理防治技術的應用與發展

摘要：物理防治技術是茶樹害蟲綜合防控的重要組成部分。文章總結了茶園害蟲防治中常見物理防治技術的種類和應用現狀，分析了技術存在的缺陷和發展趨勢，以期為我國茶園害蟲的物理防治技術研發和改進提供參考。

關鍵詞：茶樹害蟲;物理防治;誘蟲板;殺蟲燈;現狀;發展趨勢

Application and Development of Physical

Control Technology of Tea Garden Pests

BIAN Lei

Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China

Abstract： Physical control technology is an important part of the comprehensive control of tea pests. This paper summarized the types and status quo of common physical control technologies in tea pest control， and analyzed the defects and development trends of the technologies， in order to provide reference for the research and development and improvement of physical control technologies for tea pests in China.

Keywords： tea pests， physical control， insect trap board， insecticidal lamp， status quo， development trend

隨著科學技術的發展，以及國家對環境、食品安全問題的重視，茶園害蟲治理開始由化學防治轉向綜合綠色防控[1]，化學農藥減施已是世界共識[2]，實施綠色防控的茶園面積持續增長，作為綠色防控的重要組成部分，物理防治在茶樹害蟲的防治中發揮著重要的作用。40年來，我國茶園害蟲的發生與演替可歸納為如下4點：由鱗翅目食葉類害蟲向小型刺吸式害蟲演替;由發生代數少的種類向發生代數多的種類演替;薊馬、葉蟬、網蝽、螨類、粉虱類害蟲的發生有上升趨勢;部分茶區象甲、葉甲有暴發趨勢[1，3]。除了螨類和象甲，其他小型害蟲均具有顏色偏好性，其中葉蟬還具有趨光性，物理防治技術在這些害蟲的綜合防控中發揮著重要的作用[4-5]。

1? 害蟲物理防治定義

害蟲物理防治是利用各種物理因子、人工或器械防治作物害蟲的方法，包括最簡單的人工捕殺至現代智能裝備直接或間接撲滅害蟲，或破壞害蟲的正常生理活動，或使環境條件變成不能為害蟲接受和容忍的程度。物理防治在綜合防治中多作為輔助性措施，但是在有些情況下，如針對特殊害蟲的防治以及經濟價值高的作物及產品，可作為主要防控措施來應用[6]。

2? 茶園常見的物理防治技術

2.1? 人工捕殺

及時捕殺茶園中群集性強、目標明顯或具有假死性的害蟲，可以降低這些種類害蟲的蟲口數量。茶園主要害蟲及其為害部位見表1。根據害蟲部位及特征，有一部分害蟲可采用人工捕殺進行防治，如在茶籽象甲成蟲的盛發期，利用成蟲的假死性，搖動茶樹捕殺落地成蟲，成蟲死亡率可達到88.2%[7];在茶毛蟲低齡幼蟲期，利用幼蟲的群集性，人工逐行檢查并就地摘除，1周后重復人工捕殺，防效與化學防治無顯著差異[8]。秋末對茶園深耕和翻土，可減少翌年土壤中越冬的害蟲數量[9-10]。

吸蟲機是采用通風管在茶樹蓬面利用風吸負壓把害蟲吸入機內的設備，可用來直接捕殺茶樹蓬面的小體型害蟲。如采用背負式吸蟲機捕殺茶小綠葉蟬，葉蟬的捕殺數量可達到誘蟲板的誘殺效果[11]。

2.2? 采摘和修剪

適時分批、多次采摘既可以提高茶葉產量，又能抑制為害茶樹冠層芽葉的病蟲害。通過茶葉采摘能起控制作用的茶樹害蟲至少有12種。在采摘一芽二三葉的情況下，對小綠葉蟬（卵）、茶橙癭螨、茶跗線螨、茶蚜、茶黃薊馬的采除率分別達63.5%、58.2%、93.2%、90.0%、90.8%;采摘芽下的葉片越多，采除率越高;年采茶次數越多，對害蟲的生態調控作用越強[12]。

實施輕修剪可有效抑制危害茶樹冠層的病蟲害，當冠層病蟲害嚴重，或者茶樹成熟葉、老葉病蟲害嚴重時，可實施深修剪、重修剪，移除攜帶蟲害、病害的茶枝。修剪對茶樹害蟲防治的有效性，已在多種害蟲上得到證實，如茶材小蠹（Xyleborus fornicatus）[13]、咖啡小爪螨（Oligonychus coffeae）[14]、黑刺粉虱和蚜蟲[15]。常見為害冠層的害蟲見表1，這些害蟲均可通過修剪進行防治。

2.3? 誘蟲板

誘蟲板是茶園常見的物理防治技術之一，主要利用了一些害蟲對特定顏色的偏愛性，結合黏蟲膠將誘集的害蟲殺死。可采用誘蟲板誘殺的常見茶樹害蟲見表2。許多茶樹害蟲會對黃色表現出強烈的偏愛性，主要包括茶小綠葉蟬、粉虱、茶蚜、蠟蟬、網蝽、葉甲和薊馬[16-17]，因此茶園中的黃色誘蟲板的使用數量最大。其他顏色也對部分害蟲有顯著的誘集作用，如藍色誘蟲板對茶園綠盲蝽的防效可達到86.5%[18]，薊馬對紫色、藍色和綠色誘蟲板均具有顯著的偏愛性[19-20]，采用誘蟲板防治薊馬的蟲口減退率可達到73%[21]。

2.4? 殺蟲燈

殺蟲燈是茶園另一種常見的物理防治技術，主要利用了部分害蟲的趨光性，結合水盆、電網或者風扇將誘集的害蟲殺死。理論上，只要具有趨光性的夜行性茶樹害蟲均可以采用殺蟲燈進行誘殺、防控，包括絕大多數的鱗翅目害蟲和一些重要的半翅目、鞘翅目害蟲[4]。適宜采用殺蟲燈誘殺的常見茶樹害蟲見表2。2019年江西上猶縣通過殺蟲燈防治茶園害蟲，誘殺害蟲總計6目14科22種，以茶小綠葉蟬、茶尺蠖、金龜子和茶毛蟲為主，茶園蟲口減退率最高達75.3%[22];2005年廣西橫縣采用頻振式殺蟲燈防治茶園害蟲，燈區的毒蛾、葉甲和尺蠖比無燈區分別減少68.34%、64.64%和60.47%，控制效果顯著[23]。

3? 物理防治技術的缺點

物理防治技術在長期的應用、推廣過程中，逐漸暴露出技術上的一些缺陷，加上市場混亂，各植保公司之間競爭激烈，防控設備和用品以次充好現象嚴重[24]，部分地區甚至出臺政策禁止誘蟲板在茶園中使用。

3.1? 污染環境

過去很長一段時間，物理防治技術由于不涉及化學制劑，一直被認為對環境無污染，并列入有機產品國家標準（GB/T 19630）中。但是，隨著人們環保意識的提升，發現一些物理防治技術在田間應用時會對生態環境造成負面影響。如誘蟲板、殺蟲燈會大量誘殺天敵昆蟲和中性昆蟲，對茶園的生態平衡存在潛在的影響[25-26];劣質的誘蟲板多由降解期較長的PP塑料制作，若使用完之后隨意丟棄，會造成茶園塑料污染[24，27];一些殺蟲燈的誘蟲光源功率較大，安裝密度高會造成茶園的光污染[28];聲波防治技術對茶園和周邊環境會造成噪音污染。

3.2? 成本高

人工成本的攀升是整個茶產業面臨的最嚴峻的問題之一[29]。在我國絕大多數茶園，植保的機械化、智能化程度依然較低，很多物理防治技術需要靠人工輔助作業完成。除人工捕殺外，背負式吸蟲機需要頻繁地在茶園使用，誘蟲板需要投入大量的人力去安裝、投放和回收;殺蟲燈的維護、誘捕害蟲的回收和處理需要定期實施。

設備成本高則是物理防治的另一個缺陷，物理設備一般屬于農業生產的農機，成本要顯著高于化學農藥，尤其是復雜、精密的物理裝備，包括吸蟲機、殺蟲燈和聲光智能綠色防控設備等。

4? 茶園物理防治技術的發展

如果說技術的研發是由0到1的過程，那么技術的優化和應用則是由1到100的過程。誘蟲板和殺蟲燈應用是農業害蟲重要的誘殺、監測技術，已在茶園中進行了多年、大面積的推廣應用，這兩種技術及其應用方法近些年也在不斷優化。

4.1? 技術優化

4.1.1? 誘蟲板

誘蟲板主要針對茶園具有顏色偏愛性的茶樹害蟲。誘蟲板技術的改進中，絕大多數研究集中在誘集顏色的篩選上，旨在誘殺更多的目標害蟲，冉曉等[17]研究了茶園昆蟲對不同顏色的偏嗜性，指導誘蟲板的精細化應用。近些年，植保工作者開始關注誘蟲板對天敵的誘殺和對作物種植園的污染問題，益害比成為評估誘蟲板效果的重要指標，張瀟引等[30]比較了茶園現階段常用的3種誘蟲色板，強調誘蟲板對有益昆蟲的不利影響應受到高度重視;劉朝紅等[31]篩選果園葉蟬的誘蟲板顏色，亦充分考慮了顏色對害蟲、天敵誘捕的生態效益;肖迎春等[32]采用全降解誘蟲板防控茶小綠葉蟬，通過28 d的持續調查，誘蟲板的防效可達到22.95%～51.51%;劉彬等[33]在蔬菜害蟲的防治中，響應上海市農業農村委員會發布的《關于做好廢舊農膜和黃板集中回收處置工作的通知》，開展了誘蟲板降解程度的研究。

部分茶園昆蟲對顏色的偏愛性存在共性，如黃色可以誘殺許多種類的昆蟲[34]。單一顏色很難保障在大量誘殺目標害蟲的同時，又要減少其他昆蟲的誘殺量。昆蟲的視覺器官隨著不斷進化，逐漸顯現出分辨率上的差異性[35]，長期以來，對農業昆蟲對不同圖案識別能力、行為上的差異研究較少。邊磊等[36]在明確茶小綠葉蟬復眼對顏色的識別機制及其寄主定位的基礎上，首先篩選出目標害蟲的最佳誘捕色[37]，再通過田間試驗篩選出茶園優勢天敵的拒避色，采用雙色等比例均勻分布的方式設計基板圖案，誘捕色誘殺葉蟬，拒避色驅避天敵，最后采用全降解材料制成針對葉蟬的雙色誘蟲板[38]（圖1）。相較于單一顏色的茶園誘蟲板，雙色誘蟲板對茶小綠葉蟬的誘殺效果提高了30%～50%，天敵的誘殺量減少30%[24]。

4.1.2? 殺蟲燈

殺蟲燈主要針對茶園中具有趨光性的茶樹害蟲，是我國農業植保中重要的農機設備。隨著技術的發展，國家標準《植物保護機械? 殺蟲燈》（GB/T 24689.2—2017）在2017年進行了更新，充分體現了殺蟲燈的迭代和變化情況[39]。茶園殺蟲燈技術的改進中，誘蟲光源參考了很多昆蟲趨光性特征的研究，從早先的多多益善[40]，到現在的精準誘殺，旨在誘殺更多的目標害蟲，減少對天敵昆蟲和中性昆蟲的誘殺量[41]。除了誘蟲光源，殺蟲燈殺蟲設備的重要性常常被忽略。不同昆蟲除了趨光波長上存在差異性，其趨光行為也具備多樣性，如撲燈行為和光適應后的聚集性行為[42]。殺蟲燈誘蟲設備的選擇，需要充分考慮害蟲的趨光行為和害蟲的體型，如金龜子體型較大且笨重，水盆或者電網即可有效滅殺誘集的金龜子;而茶尺蠖、銀尺蠖多聚集在殺蟲燈周圍，飛行能力較強，電網的有效致死率則顯著高于水盆;茶小綠葉蟬由于體型較小，能夠穿過電網，需要選擇風吸式殺蟲設備才能提高殺蟲燈的防控效果[26]。

昆蟲對光的趨性范圍存在差異性，利用這種差異性，誘蟲光源可以選擇目標害蟲的誘集波譜范圍，并盡可能避開優勢天敵等非目標害蟲的誘集范圍;再針對目標害蟲的趨光行為和體型特征，選擇合適的殺蟲設備。邊磊等[36]在明確茶小綠葉蟬復眼的光譜敏感性及其光譜識別范圍的基礎上，測定了茶小綠葉蟬和瓢蟲、寄生蜂等優勢天敵的趨光光譜特征，設計出針對葉蟬的誘蟲光源，利用LED燈壽命長、發射光譜的譜寬較窄的特點，并結合風吸負壓、自封閉設計的滅殺裝置，研制出茶園專用的LED殺蟲燈[26]（圖2）。相較于頻振式電網型殺蟲燈，LED殺蟲燈對葉蟬誘殺量提高321%～415%;對茶園天敵昆蟲的誘殺量降低了88%[27]。

4.2? 技術研發

近年來，市場上出現一種新的茶小綠葉蟬防治裝備：聲光智能綠色防控設備，鑒于葉蟬采用振動信號進行求偶通訊[43]，以及光對葉蟬交配行為和卵孵化的影響[44-45]，該技術采用聲波和光協同干擾茶園葉蟬的生理活動，以控制葉蟬的蟲口數量。金華市婺城區茶園的效果評價試驗顯示，該設備可以一定程度控制茶園葉蟬為害，尤其在蟲口暴發期防控效果顯著[46]。

4.3? 技術應用

物理防治技術的規范、科學選擇與應用，不僅有利于顯著提升其對目標害蟲的防效，還能有效減少技術對周圍生態環境的負面影響[24，27]。茶園有害生物的綠色防控，技術的選擇需要做到有的放矢，對癥下藥;預防為主，精準高效。

4.3.1? 技術的選擇

茶園誘蟲板產品顏色的多樣化，除了生產技術上的因素，還結合了不同昆蟲對不同顏色行為反應上的差異性[5]，如王洪濤等[47]在煙臺市開展不同顏色誘蟲板的誘集效果試驗發現，黑刺粉虱偏愛黃色，薊馬偏愛藍色，綠盲蝽偏愛綠色。值得注意的是，不同的氣候、地理位置也會對同種害蟲的顏色偏愛特征產生影響，如在云南昆明開展的誘蟲板試驗中，藍色誘蟲板誘殺的黑刺粉虱數量最高，黃色是薊馬的最佳誘集顏色[48];雙色誘蟲板在全國不同地區的誘集效果也顯示，地理位置會對誘蟲板的效果產生影響[38]。不同的齡期和性別的昆蟲對顏色偏好性也存在差異，如王薛婷等[49]觀測交尾前后的茶小綠葉蟬成蟲對不同顏色的行為反應，雄蟲偏嗜綠色，雌蟲偏嗜黃色，而交尾增強了雌蟲對黃色的嗜好，降低了雄蟲對于綠色的嗜好。所以選擇合適的誘蟲板，需要查閱相關資料，綜合分析本地目標害蟲以及天敵昆蟲對顏色的反應特征，并且充分考慮誘蟲板的降解特征，避免對茶園造成污染。

殺蟲燈的選擇需要基于害蟲、優勢天敵的趨光行為和生理特征，選擇合適的光源波譜范圍和殺蟲設備。

4.3.2? 技術的使用

害蟲的飛行高度、搜索范圍和活動高峰是物理防治技術實施期、實施方法的重要參考依據。不同的昆蟲在飛行能力、視距范圍和活動節律上存在顯著的差異，誘蟲板的懸掛高度、朝向和密度[50-51]，以及殺蟲燈光源高度均對防控效果有顯著影響[52-53]。如誘蟲板的懸掛在茶蓬面上方40 cm處時，葉蟬的誘殺量最高，而瓢蟲的誘集高度是蓬面下方20 cm處[37];并且這種影響還會隨著季節的變化而發生改變[54]。采用誘蟲板誘殺柑橘園中的薊馬，朝南的蟲板上薊馬的誘捕數量最多，懸掛高度為120 cm的誘蟲板上，薊馬數量顯著高于60 cm、180 cm和240 cm懸掛高度的誘蟲板[55]。殺蟲燈的誘蟲光源高度對誘蟲量有顯著影響[52]，在距離地面130 cm處，對葉蟬和尺蠖的誘殺效果，要優于110 cm、150 cm和170 cm高度處[56]。程長松等[57]采用風吸式殺蟲燈調查不同時段茶園昆蟲的誘殺量，結果顯示誘蟲最高峰時段在19：00～20：00，占總量的18.73%，隨著時間推移，誘蟲量逐漸減少。

物理防治過程中注意針對茶園目標害蟲的飛行范圍和活動高峰，在時間和空間上避開天敵昆蟲的活動高峰，會顯著減少對茶園生態的負面影響，這也是現階段物理防治技術在茶園使用最需要注意的方面。“十三五”期間，許多省份、學會相繼發布了茶園綠色防控技術的技術規程、標準，規范了物理防治技術在茶園的正確使用方法。但如今，人工成本已經成為茶園植保的主要負擔，誘蟲板的及時處理和殺蟲燈的定期維護在絕大多數茶園都很難實現，因此造成誘蟲板使用期過長，覆蓋了天敵的盛發期;殺蟲燈殺蟲設備損壞，誘蟲光源周圍害蟲蟲口的激增等問題的出現[27]。

5? 物理防治技術的發展趨勢

5.1? 依靠學科交叉研發和改進新技術

茶樹害蟲的精準防治，除了體現在技術本身對目標害蟲的致死效果上，還需體現在技術的應用方法上。預防為主是我國植保工作的基本方針，而這一方針的落實需建立在對目標害蟲種群動態的實施監測基礎上。地理信息系統、大數據、云計算等現代信息技術可顯著提升植物病蟲害監測預警能力[58]，如結合誘蟲板、殺蟲燈等物理防治技術和物聯網、AI識別研發的害蟲遠程智能監測平臺[59-60]，可以節約時間和人力投入，并且可消除害蟲統計因調查人員的變動而產生的誤差。在物理防治裝備的改進上，物聯網遠程監控技術也開始普遍應用，如物聯網殺蟲燈可以遠程監控設備的運行狀態、依據害蟲的活動高峰實施精準誘殺[61]。

為了解決農業生產中人工成本高、人力資源短缺的問題，農業機械化、數字化和智能化是當下農業技術發展的趨勢。植物保護學是一門應用學科，現代生命科學和信息科學等基礎學科的新理論與新技術正不斷融入植物有害生物的檢測、監測、預警與控制各個階段[58]。相較于其他綠色防控技術，物理防治技術在裝備的智能化上更具有優勢和潛力。

5.2? 技術發展要滿足天敵友好和精準高效

有害生物綜合治理有3個特點：考慮生態的平衡和種群的多樣性;強調農業、化學和生物等各措施的協調和互補;強調生態調控，以達到長期抑制有害生物種群的目的[62]。因此，物理防治技術的改進，需要集中提高目標害蟲的精準防治效果，減少對其他物種的負面影響。技術的研發和改進需要建立在基礎理論之上，如鱗翅目害蟲的性誘殺作為天敵友好、精準高效的典型技術，其原理是基于害蟲的性信息素通訊和種間隔離機制。而未來物理防治技術的發展，也需要依據茶樹昆蟲的應用基礎研究。如葉蟬依靠振動信號進行種內通訊，昆蟲求偶的振動信號具有高度的特異性和穩定性，利用人工模擬的特異性振動信號可以干擾葉蟬的求偶通訊，研發新型物理防治技術[63]。目前，這種新型物理防治技術在國外已實現研發和應用，目標害蟲的交配抑制率可達到90%，并且對其他天敵昆蟲的影響大幅度降低，實現了物理防治技術的天敵友好和精準高效[64]。

要實現茶園害蟲的綠色防控，就要從提升植物保護科技支撐力量和建設覆蓋全國的現代公共植物保護服務體系兩方面著手，其中的重點方向包括綠色防控關鍵技術與產品創新[58]，為了保障茶園的生態環境，克服物理防治技術常見的缺陷，天敵友好、精準高效是未來物理防治技術的發展方向。

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