害蟲遠程實時監測系統在草地貪夜蛾中的應用研究

簡文雙

(漳州市南靖縣植保植檢站,福建 南靖 363600)

草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)原產美洲熱帶和亞熱帶地區,因其遷飛能力強、繁殖速度快、食量大、寄主種類豐富、防治難度大等特點,已成為世界性重大害蟲[1]。2019年1月11日,云南普洱江城首次發現草地貪夜蛾為害[2],之后迅速傳播并蔓延至全國20多個省份,給農作物安全生產特別是玉米等糧食作物的生長產生了嚴重威脅[3]。做好蟲情精準監測,對于草地貪夜蛾的聯防聯控具有重大意義。目前,夜蛾類成蟲主要通過性誘劑或殺蟲燈進行監測調查[4],這些方法雖然能采集一定的監測數據,但統計誘蛾數的工作量巨大,需要專人到現場觀察和記錄,耗時費工,且需要具備專業知識才能準確辨別目標害蟲,受人為主觀因素影響較大,一定程度上降低了預測預報的效率和準確性[5]。隨著計算機電子信息技術的發展,出現了以聲音信號、圖像技術、紅外傳感器等技術為主的害蟲自動識別與計數技術[6],這些技術已經成功應用于害蟲的智能遠程監測[7]。

為促進現代化監測工具的推廣應用,普及人工智能化監測水平,逐步提高害蟲監測質量和預報水平,2021年6-12月在玉米上開展智能監測設備對草地貪夜蛾的應用試驗,旨在探究害蟲遠程實時監測害蟲的準確性和穩定性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

常規監測設備選用草地貪夜蛾桶型誘捕器,誘捕器由上蓋、導向漏斗、小容器、集蟲桶4部分組成;材質為PP聚丙烯,整體高度22 cm,集蟲桶直徑(15±0.2)cm;由漳州市英格爾農業科技有限公司研制。

智能監測設備采用閃訊TM害蟲遠程實時監測系統(型號:3SJ-03),由北京依科曼生物技術股份有限公司研制。害蟲自動測報系統集害蟲誘捕、數據統計、數據傳輸、數據分析為一體,實現了害蟲預測的自動化、智能化;該系統設備包括害蟲引誘系統、供電系統、環境監測采集系統、數據處理和傳輸系統、軟件處理系統以及承載系統的支架。

常規監測設備和智能遠程監測設備采用同一種草地貪夜蛾性信息素誘芯,誘芯有效成分為順-9-十四碳烯乙酸酯和順-7-十二碳烯乙酸酯,含量≥(0.5±0.05)mg;緩釋載體為毛細管,尺寸(80±2)mm,內徑0.5 mm,外徑2.0 mm,材質為PVC;誘芯由漳州市英格爾農業科技有限公司研制。

1.2 試驗場地

試驗場地設于福建省漳州市南靖縣梅林鎮梅林村玉米種植基地,海拔411.6 m,總面積8.5 hm2。土壤為砂壤,pH值7.1,肥力中等。

1.3 試驗設計

試驗時間為2021年6-12月,試驗田在總面積中選取1.33 hm2。試驗設3個處理,分別為智能監測設備實時監測系統自動計數、智能監測設備實時監測系統人工計數、常規監測設備。其中,智能監測設備與3個常規監測設備(CK1、CK2、CK3)以最小間距50 m正三角形放置(圖1);智能監測設備害蟲遠程實時監測系統放置于光照充足處,確保產品能夠正常供電。每個監測設備與田邊距離不少于5 m,監測設備高于玉米冠層10～20 cm,每30 d更換1次誘芯,智能監測設備每天傳輸數據到專人手機和電腦。

圖1 閃訊TM害蟲遠程實時系統田間安裝示意圖

1.4 數據統計

在整個試驗期內,每天9∶00前手工計數智能監測設備、常規監測設備的新增誘蛾量,智能監測設備設置為每天9∶00發送自動計數數據,分析不同監測設備及計數方式的誘集蟲量。

2 結果與分析

2.1 誘蛾量

從6月30日開始到12月29日結束,從累計誘蛾量、日平均誘蛾量和高峰日最高誘蛾量指標來看,智能監測設備的自動計數均高于人工計數(表1)。智能計數和人工計數累計誘蛾量分別為1 796頭和1 732頭,自動計數是人工計數的1.04倍;自動計數的日平均誘蛾量也是人工計數日平均誘蛾量的1.04倍;自動計數的高峰日最高誘蛾量比人工計數多13頭。自動計數和人工計數雖然有一定差異,但蟲量峰期走向一致(圖2),均能真實反映草地貪夜蛾成蟲變化動態。從表1也可以看出,智能監測設備誘蛾量明顯高于3個普通性引誘劑誘捕器。其中,累計誘蛾量自動計數分別是CK1、CK2和CK3的1.22、1.80和1.48倍,累計誘蛾量人工計數分別是CK1、CK2和CK3的1.18、1.73和1.42倍。

表1 不同監測工具對草地貪夜蛾的誘蛾量比較

圖2 不同監測工具的誘捕蟲量變化

2.2 誘蛾峰期

由圖2可見,智能監測設備誘蛾量峰型清晰,分別在7月下旬、9月中下旬和10月下旬出現誘蟲高峰,最高誘蟲高峰出現在9月15日。常規監測設備(CK1、CK2和CK3)也出現3個誘蛾高峰,且峰型走向與閃訊TM遠程實時監測系統保持一致,但總體誘蛾數量少于閃訊TM遠程實時監測系統。從表2也可以看出,全年最高誘蛾數量出現在9月。

表2 不同監測工具不同月份誘蟲量比較

2.3 自動計數準確率

智能監測設備和常規監測設備誘蟲總量對比結果見表3。7月智能監測設備自動統計累計誘蛾總量為275頭,人工計數累計誘蟲總量為279頭,總誤差率為-1.40%;8-12月,總誤差率分別為6.36%、3.26%、7.20%、2.19%和6.49%,誘蟲總量自動計數與人工計數誤差率均在±10%以內;說明智能監測設備自動計數靈敏度較高,信息傳輸較為準確穩定。

表3 閃訊TM遠程實時監測系統自動計數與人工計數誘蛾總量對比

3 小結

本試驗表明,智能設備監測田間草地貪夜蛾的發生情況與常規設備的監測效果一致,智能監測設備累計誘蛾量、日平均誘蛾量和峰日最高誘蛾量均優于常規監測設備,且誘蟲量、峰值與當地田間草地貪夜蛾實際發生情況吻合度較高,可以很好地反映草地貪夜蛾田間種群數量的消長趨勢。有學者研究發現,智能監測設備和桶型誘捕器監測到的蟲情高峰期也較為一致[8]。本次試驗進一步驗證了智能監測設備用于草地貪夜蛾田間蟲情監測的可靠性。

與常規監測設備相比,智能監測設備的最大優勢除了數據能夠正確反映害蟲動態外,監測數據還可以實時傳輸,便于數據分析與采取防控措施。智能監測設備能將測報數據通過網絡平臺、手機APP等終端設備及時傳送到用戶手中,省時、快捷、方便,減輕了測報員的勞動強度,提高了病蟲監測預警的時效性[9]。但智能監測設備自動計數和人工計數之間仍有一定誤差,存在重復計數的問題,影響計數的準確性,有待進一步改進;同時,在原有計數技術的基礎上,如適當增加害蟲種類鑒定功能,可能更加有利于害蟲的精準監測及采取防治對策。