誘蟲燈對害蟲誘捕規律及防治效果研究進展

趙建設 張易成 劉彪 吳光磊 郭立月 蔣高明

摘 要 誘蟲燈捕蟲技術是利用昆蟲趨光性誘殺害蟲的一種安全、無污染的防治方法。根據昆蟲的趨光性、趨味性和波特性等特性，并針對誘蟲燈在實際應用中出現的各種問題進行技術改進，當前，該技術已發展成為具備簡單智能功能的物理技術，可在較大范圍內替代化學農藥。介紹了誘蟲燈的應用歷史、應用領域，綜述了在誘蟲燈工作原理、誘殺害蟲種類及誘捕規律等方面的研究進展。針對目前誘蟲燈存在的問題，提出加快推進智能化應用研究、加強昆蟲尤其是益蟲夜間活動節律研究、研發“誘蟲燈+人工智能+物聯網”人工智能誘蟲燈、降低維護成本等發展方向建議。

關鍵詞 誘蟲燈；誘殺原理；害蟲種類；誘殺規律；發展建議

中圖分類號：S477文獻標志碼：ADOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.001

20世紀40年代以來，以DDT、六六六為代表的有機合成農藥被大量應用，標志著農藥的應用從天然植物農藥及無機農藥時期進入有機合成農藥時期，以有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類化合物為代表的一些高效生物活性有機合成殺蟲劑能有效防治蟲害，對作物高產穩產起到了重要作用[1]。但隨著有機合成殺蟲劑的長期使用，其弊端也逐漸顯露，如食用有高毒農藥殘留的農產品會導致人、畜急性中毒；食用農藥殘留超標的農副產品會引起人和動物的慢性中毒，導致疾病發生，具有潛在的遺傳毒性[2-3]。為此，植?？茖W工作者長期以來致力于環境友好型防控技術的研究開發，誘蟲燈就是其中的代表。誘蟲燈是基于昆蟲的趨光性原理而設計的，其為害蟲的防治提供了一種安全、無污染的方法，可代替部分有機合成殺蟲劑?！帮w蛾撲火”形象地描述了昆蟲的趨光性特點，后來人們逐步發現害蟲趨味性與波特性等科學原理并用于物理殺蟲實踐。本文簡要介紹誘蟲燈的應用歷史、應用領域，綜述在誘蟲燈工作原理、誘殺害蟲種類及誘捕規律等方面的研究進展，并針對目前誘蟲燈應用存在的問題，對今后的發展方向提出建議，旨在為農業生態學領域的技術研究及應用提供參考。

1 國內外燈光誘捕器應用簡史

1.1 國內應用概況

我國利用昆蟲趨光性誘殺害蟲的歷史可追溯到唐開元四年（公元716年），當時山東地區暴發蝗災，宰相姚崇根據“蝗既解飛，夜必赴火”的現象，指揮災區官員利用“夜中設火，火邊掘坑，且焚且瘞”的方法捕殺蝗蟲，成功控制了蝗災。遺憾的是，由于技術限制，我國古代沒有設計出專門的誘蟲設備，僅停留在點火引誘害蟲的原始階段。

20世紀60年代，我國開始研制燈光誘捕器，黑光燈的誘捕能力比白熾燈提高了幾十倍，但黑光燈在誘捕害蟲的同時也對害蟲天敵造成了極大傷害。

20世紀70年代，比黑光燈誘捕效果更好、使用壽命更長的高壓汞燈開始出現，但在遠離供電區的田間難以應用。20世紀80年代，開始研制在田間應用性更強的太陽能誘蟲燈，克服了在遠離供電區難以使用的缺陷，加快了誘蟲燈的推廣應用。20世紀90年代，雙波燈和頻振式誘蟲燈問世，極大地提高了誘捕害蟲的種類、數量和效率，且降低了耗電量，使用也更加方便。

進入21世紀以來，科技的發展推動了誘蟲燈的多元化發展。目前，誘蟲燈開始向人工智能化方向發展，如研發出一種具備水稻害蟲自動監測系統的誘蟲燈，該系統由智能捕光器、計算機或手機客戶端平臺和云服務器組成，具有自動識別誘捕害蟲種類并對每種害蟲進行計數的功能，對防控水稻害蟲具有重大意義[4]。

1.2 國外應用概況

國外害蟲燈光誘捕器發展較早。19世紀60年代，美國研制了第一個成型的燈光誘捕器，用于棉田誘捕棉大卷葉螟；此后相繼出現了白熾燈誘捕器和乙炔燈誘捕器；20世紀40年代，黑光燈被用于田間害蟲防治。20世紀中后期，黑光燈得到快速發展和廣泛應用，在黑光燈基礎上改進的性激素誘餌黑光誘蟲燈、二氧化碳誘餌黑光誘蟲燈、粘板黑色熒光燈、聲+光誘捕器等誘蟲燈被廣泛應用于害蟲的防治與監測[5-8]。進入21世紀，發光二極管開始應用于誘蟲燈，具有波長范圍窄、光色純、功耗低、光效高、成本低及壽命長等優點[9]。

近年來，不同光色的LED誘蟲燈應用于一些害蟲的監測和防治[10]。粘板+LED誘蟲燈也具有較好的誘蟲效果，黃色粘板和藍色粘板LED誘蟲燈分別對粉虱科（Homoptera： Aleyrodidae）和薊馬科（Thysanoptera：?Thripidae）害蟲具有較好的誘捕效果[11-12]；誘餌+LED誘蟲也能增強誘蟲燈的誘捕能力，二氧化碳誘餌、乙醇誘餌和性激素誘餌LED誘蟲燈對番茄斑潛蠅（Liriomyza bryoniae）、蚊科（Diptera： Psychodidae）和象甲科（Coleoptera： Curculionidae）害蟲的誘捕能力都顯著增強[13-15]。

2 幾種常見誘蟲燈的工作原理

常用的誘蟲燈主要有黑光燈、高壓汞燈、頻振式誘蟲燈、雙波燈、太陽能智能誘蟲燈、光電生物滅蟲器及扇吸式捕蟲器等。誘蟲燈主要是利用昆蟲的趨光性、波特性和趨味性（趨性激素）將害蟲引誘至誘蟲燈附近，然后使害蟲觸碰到高壓電網被電擊致死或被高速轉動的風扇產生的負壓氣流吸入儲蟲室內。

黑光燈是首次廣泛應用的誘蟲燈，其工作原理是利用昆蟲的趨光性，將害蟲引誘到有效電場內，使害蟲觸及高壓電網被高壓電弧擊斃[16]。高壓汞燈也是利用害蟲的趨光性引誘害蟲進入高壓電網被電擊致死，但其引誘害蟲的光譜為高壓汞蒸氣產生的黃橙色燈光，害蟲對黃橙色光趨性更強，因而高壓汞燈較黑光燈的誘捕效果更好[17]。

頻振式誘蟲燈通過頻振燈管產生特定頻率的光波及黃色燈殼使燈光透射為對害蟲引誘性更強的黃光，實現了遠距離用波、近距離用光的方式將害蟲引誘至高壓電網上觸電死亡[18]。頻振式誘蟲燈在增加了誘捕害蟲范圍和效果的同時，還具有一定的專一性，光波波長的設定可針對某一種或某一類害蟲。黃色燈殼的使用依據是害蟲對黃色光具有較強的趨光性，一些天敵昆蟲則偏趨于綠色光，這使得頻振式誘蟲燈具有一定的誘害避益功能。雙波燈突破了單一光波的局限性，可以同時發出585 nm/350 nm的長/短兩列光波，處于黃光部分的長光波將害蟲引誘至近燈區，處于紫外線部分的短光波使害蟲產生眩目撲燈被高壓網電擊而亡[19]。

太陽能智能誘蟲燈的研制基于頻振式誘蟲燈，采用了新型弱光性（非晶硅）太陽能電池板及綠色環保的鎳氫充電電池，即使在弱光的天氣條件下也能很好地轉化和儲存太陽能以滿足誘蟲燈的供電需求[20]。

光電生物滅蟲器——巴克星利用光電變頻技術實現了雙燈多波循環，同時還結合昆蟲性激素的使用，提高了對害蟲的誘捕效果，也更具專一性。發光二極管與誘蟲燈的結合產生了一種具有綠色光源的誘蟲燈——LED誘蟲燈，其光譜窄、光色純，對害蟲的誘捕更具專捕性，同時還具有節能、壽命長、光效高等優點[21]。

3 常見誘蟲燈的誘蟲種類

誘蟲燈誘捕害蟲主要是利用昆蟲的趨光性，從誘蟲燈的誘蟲原理上來說其幾乎對所有夜飛行昆蟲都具有誘捕性。但不同昆蟲對光波波長、光的偏振性、光照強度具有不同的偏好；性別、蟲齡、交配與否等昆蟲自身的生理因素會使昆蟲對誘蟲燈的趨光性有所差異；溫度、濕度、降水、氣壓等環境因子也會導致昆蟲的趨光性存在差異[22-23]。相同或相似生態環境昆蟲群落的組成也相似，因而誘蟲燈誘捕昆蟲的種類不存在顯著差異；不同生態環境昆蟲群落的組成則有較大差異，因而誘蟲燈誘捕昆蟲的種類也存在顯著差異。

1）在水稻田使用頻振式誘蟲燈誘捕到了二化螟、三化螟、大螟、稻縱卷葉螟、稻螟蛉、稻飛虱、稻癭蚊及稻稈蠅等水稻害蟲，與利用太陽能雙波燈和扇吸式誘蟲燈在水稻田誘捕的害蟲種類一致[24-28]。

2）在茶園利用頻振式誘蟲燈誘捕到茶毛蟲、茶尺蠖、茶蓑蛾、茶刺蛾、小綠葉蟬、黑刺粉虱及茶二叉蚜等茶樹害蟲，與利用雙波段LED誘蟲燈和吸入式太陽能誘蟲燈誘捕到的茶樹害蟲種類一致[29-30]。

3）在蔬菜田利用頻振式誘蟲燈誘捕到的害蟲主要有斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、地老虎、小菜蛾、甜菜象甲、金龜子、螻蛄及綠盲蝽等蔬菜害蟲，與在溫州市和惠州市的大面積蔬菜田中誘捕的害蟲種類大致相同，與利用太陽能誘蟲燈在湘潭市的蔬菜田中誘捕的害蟲種類也大致相同[31-32]。

4）不同果園誘捕到的害蟲種類不同。在柑橘園中誘捕的害蟲主要有紅苕天蛾、天蠶蛾、黃燈蛾、地老虎、云斑鰓金龜、銅綠麗金龜、步甲、葉甲、天牛及螻蛄等[33]；在芒果園內誘捕的害蟲主要為薊馬、芒果葉癭蚊、芒果重尾夜蛾、紅腳綠金龜、綠額翠尺蛾、灰白條小卷蛾及綠鱗象甲等[34]；在蘋果園誘捕的害蟲主要有棕色鰓金龜、黑絨鰓金龜、四紋麗金龜、華北大黑鰓金龜、天幕枯葉蛾、蘋果枯葉蛾、蘋小卷葉蛾、蘋果頂梢卷葉蛾等[35]。

從昆蟲分類水平上，眾多研究表明，誘蟲燈誘捕害蟲的種類主要有鱗翅目、鞘翅目、直翅目、雙翅目、半翅目、同翅目、纓翅目、膜翅目、脈翅目等，其中鱗翅目最多，其次是鞘翅目，其他害蟲誘捕較少[36-38]。

4 誘蟲燈誘蟲規律

4.1 在一年中不同月份誘蟲規律

調查發現，黑光燈誘殺昆蟲的高峰期在7—9月，其中8月誘蟲總量最多；優勢種綠豆象和麥蛾在7—9月誘蟲總量分別占其全年誘捕總量的92.8%和87.3%[39]。使用高壓汞燈防治園林害蟲時發現，誘蟲燈的誘捕高峰期主要在6—8月，誘蟲總量從4—8月逐漸增多，8月達到最高峰，9月開始下降[40]。在橘園中，誘捕高峰期主要在7—9月，誘蟲總量從5—9月呈上升趨勢，9月達到最高峰，10月開始逐漸減少[41]。原因是4—9月隨著氣溫的升高昆蟲逐漸活躍，10月開始，隨著氣溫的下降，害蟲量開始減少。

4.2 夜間誘蟲規律

在棉田中利用雙波燈誘殺玉米螟，玉米螟從日落后70 min左右開始撲燈，撲燈高峰期為20：00—24：00[42]。

在上海浦東蔬菜地使用頻振式誘蟲燈誘捕害蟲，發現害蟲的撲燈盛期為19：00—22：00，這一時段誘捕昆蟲的數量為當夜誘捕總量的79.3%～98.2%[43]。也有研究發現，茶尺蠖成蟲從日落1 h后開始撲燈，20：00—23：00為撲燈高峰期；以銅綠麗金龜為主的金龜類害蟲和茶天牛也是在日落1 h后開始撲燈，撲燈高峰期也為20：00—23：00；茶毛蟲成蟲也主要從日落1 h后開始撲燈，而撲燈高峰期是20：00—22：00；假眼小綠葉蟬成蟲的撲燈高峰期為18：00—20：00和05：00—07：00[30]。由此可見，不同害蟲在夜間的撲燈高峰期有所不同，但大部分害蟲的撲燈高峰期集中在20：00—23：00。

4.3 不同懸掛高度誘蟲規律

在稻田中，頻振式誘蟲燈懸掛高度1.5 m比1.0 m和1.2 m的誘蟲效果好；在果園內，1.8 m的掛燈高度較1.2 m和1.5 m的誘蟲效果更好；在茶園中，1.5 m的掛燈高度比1.2 m和1.8 m對害蟲具有更好的誘捕效果[44]；而在蔬菜田中，誘蟲燈的掛燈高度為1.0 m時比1.5 m對昆蟲的誘捕效果更好[43]。從以上研究可以看出，誘蟲燈懸掛在略高于作物頂梢的高度能取得相對較好的誘捕效果。

4.4 氣象因素對誘蟲效果的影響

氣象因素對害蟲的撲燈有一定影響。研究發現，在溫暖的夜晚，誘蟲燈對鐵杉尺蠖的誘捕量較高；而在溫度較低的夜晚，對鐵杉尺蠖的誘捕量較少；當溫度低至10 ℃時，幾乎捕捉不到任何昆蟲[45]。連續8年的調查數據發現，當不同年份年降水量接近正常（總降雨量為400～500 mm）時，積溫總數偏高，誘蟲量大，反之則少；積溫總數相近的年份，降雨量則是影響誘蟲量的主要因素，降雨量適當時誘蟲量就多，降雨量過多或過少，誘蟲量都減少。利用相關-回歸法分析每日誘蟲量與每日重要氣象因子之間的各種復雜關系，結果表明誘蟲燈的誘蟲量與大氣日平均氣溫呈顯著正相關關系，而與氣壓、降雨和相對濕度則呈顯著的負相關關系[46]。有研究發現，風速為2～3 m·s-1時，誘蟲燈的誘蟲量最高，隨著風速的增大，誘蟲量普遍減少[47]；月光對誘蟲燈的誘蟲效果也有一定的影響，月光越強，誘蟲量越少[48]。

4.5 誘捕害蟲雌雄比

多種害蟲雌雄成蟲的復眼結構表現出不同程度的差異，其生理與行為活動也進化出感光的“性二型性”，不同昆蟲復眼的感光“性二型性”也不同。研究發現，利用誘蟲燈誘捕蠓，其雌雄個體的趨光性具有顯著差異，其中雌性蠓占捕集量的84.3%，雄性蠓遠低于雌性蠓，僅占總捕集量的3.2%[49]。應用多蟲情測報燈和普通黑光燈兩種誘蟲燈連續3年對草地螟進行誘捕發現，草地螟雌雄個體的趨光性也具有顯著差異，表現為雌蛾的趨光性強于雄蛾，然而利用誘蟲燈監測草地貪夜蛾則發現雄性草地貪夜蛾比雌性草地貪夜蛾的趨光性更強[[50-51]]。因此，誘蟲燈誘捕昆蟲的雌雄比主要與不同昆蟲復眼的不同感光“性二型性”有關。

5 誘蟲燈應用領域

5.1 在害蟲測報及防治上的應用

將誘蟲燈應用于昆蟲監測，可以探明某一區域中夜行性趨光昆蟲的種類及其種群動態，也可監測外來入侵昆蟲，能為害蟲防治提供基本信息依據。如根據誘蟲燈的誘蟲情況，分析出了湖南省武岡市云南松毛蟲種群的變化動態規律，即9月下旬至10月中旬，該地區的云南松毛蟲成蟲數量持續增加并達到羽化高峰期，此后其活動便開始持續降低，進入越冬期[52]；探明了山西省臨汾市小麥-玉米輪茬農田地下害蟲的主要種類，并探究出優勢種種群的年動態變化規律[53]；確定了北卡羅來納地區甘蔗甲蟲的羽化主要在5月上旬，秋季有少量甘蔗甲蟲發生羽化[54]；探明了入侵昆蟲——草地貪夜蛾的蟲源地及入侵與發展線路，即蟲源主要由緬甸入侵西南，再逐步向東向北擴散，草地貪夜蛾成功入侵后，在長江以南地區普遍發生，發生區域由南至北逐步擴散，蟲口密度由南至北逐步遞減，發生時間西部早于東部，蟲口密度西部大于東部[55]。

誘蟲燈不僅可用于害蟲監測，其在害蟲防治上也具有較好的作用，對殺蟲劑的減量具有重大意義。對比藍光誘蟲燈、藍色粘蟲板和黃色粘蟲板對西花薊馬的誘捕效果發現，藍光誘蟲燈誘捕西花薊馬的數量是藍色粘蟲板的1.7～2.5倍，是黃色粘蟲板的1.7～3.0倍[56]。在內蒙古寧城縣連續4年應用高壓汞燈防治玉米螟，使得該地區玉米螟種群數量下降了約94.1%，極大地降低了玉米螟的蟲源基數，有效地扼制住了玉米螟的發生[57]。在山東半島農田生態系統中連續6年應用誘蟲燈防治農田害蟲，誘蟲燈的年捕蟲量由2009年的38.4 kg減少至2014年的2.1 kg，該農田生態系統中的害蟲種群基本得到控制[58]。

5.2 在藥用昆蟲及動物養殖上的應用

昆蟲的種類多、數量大，體內含有多種氨基酸及微量元素，是重要的蛋白資源，有較高的營養價值和藥用價值，具有廣闊的開發與利用前景。誘蟲燈誘捕昆蟲的能力強、范圍廣，可捕獲到大多數夜間活動的成蟲，同時，可利用昆蟲獨特的波特性和趨味性，調節特定的光波，結合性誘劑以誘捕所需要的昆蟲，滿足藥用需求。如在南通地區應用雙波燈誘集昆蟲，誘集到了9目20科32種常見的藥用昆蟲[59]。

昆蟲體內含有蘇氨酸等動物必需的氨基酸及豐富的微量元素，是營養價值極高的優良餌料。利用誘蟲燈誘蟲喂雞，可使肉雞增重率提高10%以上，蛋雞產蛋量提高15%以上[60]。應用誘蟲燈進行種稻-養魚-防蟲綜合種養，每667 m2可增收純利潤300多元[61]。蟾蜍和大部分昆蟲都是夜間活動物種，二者生活節律大致相同，在飼養池內夜間懸掛誘蟲燈誘捕昆蟲既降低了飼養成本，又消滅了大量農林害蟲[62]。

6 存在的問題及發展方向建議

6.1 存在的問題

新型誘蟲燈誘殺害蟲仍然是利用害蟲的趨光性，大多數趨光性害蟲的敏感光波主要集中在紫外波段（350～390 nm）、藍色波段（400～470 nm）和綠色波段（505～575 nm），而很多益蟲對這些波段也具有很高的敏感性，因此誘蟲燈在誘殺害蟲的同時必然也會引誘一部分益蟲和害蟲天敵撲燈[9]。如何能在保證對害蟲具有較好誘殺效果的同時減少對益蟲和天敵的誘捕數量，是誘蟲燈在實際應用中需要解決的一大難題。

誘蟲燈的害蟲收集袋或收集盒需要人工定期進行拆卸傾倒后再安裝好，如不及時進行清理，害蟲會腐爛，影響禽類的取食和利用，而定期頻繁地清理又費時費力，因此這部分工作的自動化也是后續開發的方向之一。

6.2 發展方向建議

1）加快推進智能化應用研究。目前，智能誘蟲燈已具備光控、時控、雨控、安全保護和太陽能自給供電等功能，但尚未具備更好地誘捕害蟲、減少對益蟲和天敵的誘捕及自我維護等智能化功能。從環境保護的意義上來講，該方面的智能化應用研究必須加快推進。

2）加強昆蟲尤其是益蟲夜間活動節律研究。目前大多數害蟲在各地區的發生世代、每一世代的發生時間和條件等生物學規律已較為明確，但仍有一些害蟲的生物學規律尚不清楚，更重要的是對很多益蟲的生物學規律還缺乏研究。

3）將人工智能、物聯網與誘蟲燈相結合，研發“誘蟲燈+人工智能+物聯網”誘蟲燈。目前，人工智能機器已具備自主識別、計算、預測和執行等功能，但其智能化程度還不夠高。自工業和信息化部于2011年發布《物聯網“十二五”發展規劃》后，物聯網便開始應用于農業領域，“物聯網+農業”可以實現對農業對象和過程的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理[63]。因此，將人工智能、物聯網與誘蟲燈結合，也可實現對田間作物和昆蟲的智能化識別、監控、預測和管理。結合昆蟲的活動節律、生物學規律和作物的生長規律，以及各環境因子等，開發人工智能誘蟲燈的自主識別、計算、預測、診斷和執行等功能，既能達到高效誘殺害蟲、穩定控制田間害蟲種群的防治目的，還能盡量減少對益蟲的傷害。

4）結合太陽能電池板自動轉向、自動清蟲（自動清理粘附在高壓電網上的蟲體，自動傾倒集蟲桶中的蟲體）等簡單操作，減少人力物力消耗，降低維護成本。

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（責任編輯：丁志祥）