杀虫灯防治农林害虫应用技术分析及展望

王圣楠,胡宪亮,王西南

(1.济南祥辰科技有限公司,山东 济南251400;2.山东省林业科学研究院)

杀虫灯防治农林害虫应用技术分析及展望

王圣楠1,胡宪亮1,王西南2

(1.济南祥辰科技有限公司,山东 济南251400;2.山东省林业科学研究院)

分析了杀虫灯防治农林害虫应用技术存在的问题,提出杀虫灯作为农林害虫物理防治的主要技术措施和手段,其产品的发展方向必须针对不同靶标害虫趋性光谱加以改进,同时与物联网技术相结合,提高害虫监测数据的自动识别和远程传输能力。对新型杀虫灯创建进行了评估和展望。

杀虫灯;害虫;物联网;自动识别系统

目前我国农林病虫害主要通过农业防治、生物防制、物理物理及化学防治等综合防治措施进行控制,不同防治措施的综合应用有效保护了农林业可持续发展[1]。应用灯光诱杀和监测农林害虫是物理防治的一项重要措施,也是综合防治的重要组成部分。虽然杀虫灯在诱杀靶标害虫的同时也对益虫、天敌有不良影响,但是对生态链的破坏力很小,现阶段及未来若干年仍然是保障农林生产及其产品质量安全的物理防治技术措施。

1 杀虫灯防治农林害虫应用技术分析

1.1 杀虫灯应用技术现状

杀虫灯目前国内市场上均采用宽谱诱虫光源,波长365±100nm,这也是国家标准《植物保护机械频振式杀虫灯》(GB/T24689.2－2009)所规定的,宽谱诱虫光源因其对趋光性的益虫、天敌有一定诱杀作用等,是农林生产应用中存在的问题,一些相关学科专家对推广应用杀虫灯技术持有异议。

对昆虫趋光的机理研究已有很多[2],也有一些研究者和生产厂家试图找出特定昆虫趋光的光谱范围,比如利用LED技术来实现特定波长±10nm的技术,但狭小范围的波长,第一是很难找出这个波长范围,即使在特定环境下(如仓库、食用菌养殖大棚、牲畜饲养场等)可行[3];其次大多数昆虫趋光本身就是一个宽波段感应,人为去设定或试验一个波段都难以做到臻善臻美,应用于开放式、多靶标害虫的农田和林地很难做到有的放矢;最后不同昆虫本身的趋光波段本身就有重叠,对365nm区间波段范围均具有趋光性。所以单纯通过一种特定波长的诱虫光源来避开杀虫灯对益虫的诱杀,理论可行,但技术目前尚未能实现。

另外,有的杀虫灯生产厂家尝试改变网丝间距(3mm～10mm),生产3mm间距的杀虫灯诱杀特定害虫,如仓储害虫,其实质是提高对小型害虫的诱捕、诱杀率,此特定环境下可行。在农田和林地,不能提高杀虫灯的益害比,因为很多寄生蜂体积都很小,这项技术反而增加对天敌、益虫的诱杀。

国家标准也规定杀虫灯夜间分时段启闭,对如何设定时间段,如何改变时间段,技术实现应该可行,相关植保领域的专家已经找到某些昆虫夜间活动的节律,理论支撑改变杀虫灯夜间的启闭时间可以避开益虫活动的时间,最大限度的减少杀虫灯对益虫的诱杀。但是,对每一个单一的杀虫灯如何改变其运行时间在生产实践中还是难以操作。

1.2 杀虫灯生产厂家技术良莠不齐,销售市场无序竞争

目前,我国杀虫灯的生产厂家技术良莠不齐,销售市场呈无序竞争趋势,人们认为就是一个诱虫光源＋高压网丝,这些都是限制杀虫灯在生态植保技术中应用。一些劣质假冒的杀虫灯充斥市场,没有市场监管的杀虫灯应用,限制了杀虫灯行业的发展。

1.3 国家标准的滞后,严重制约这杀虫灯产品的发展

当今,对国家标准GB/T 24689.2－2009质疑声不断,但真正从根本上提高杀虫灯的生产技术和应用技术上,很少有值得信服的论述,也鲜有企业去尝试如何提高杀虫灯在生态植保技术中作用,都是智者见智,仁者见仁。

2 杀虫灯如何走出误区,真正在生态植保中发挥作用

2.1 尽快完善其杀虫灯的国家生产标准

国家标准GB/T 24689.2－2009实际上存在的最大问题,不是杀虫灯叫不叫频振杀虫灯,而是没有将制造生产技术标准和使用技术标准分开,混为一谈。是制约杀虫灯产品发展的瓶颈。

国家应尽快规范杀虫灯的制造技术规范,取缔简单粗制滥造的小企业。有人做过统计,目前我国注册生产杀虫灯的企业有1471家,相当一部分达不到国家规定的技术标准。

众所周知,杀虫灯对益虫及天敌的诱杀是负作用,只有依靠技术进步才能消减负作用,并结合物联网技术进一步提高使用效果和使用效率。

2.2 尽快出台杀虫灯使用技术规范

杀虫灯制造技术规范和使用技术规范应该分开,因为杀虫灯本身对生厂家来说就是一个产品,而杀虫灯如何正确使用,如何发挥在生态植保中的作用应领先制定标准。

龙首山地区岩浆活动强烈，侵入岩种类多(表1)，有超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、碱性岩等，其中花岗岩类岀露面积约占680km2。岩浆活动自中条期到燕山期均有发育，其中与工作区内铀成矿关系最密切的侵入岩为加里东期花岗岩。

2.3 农林病虫害综合防治是一个大领域,而杀虫灯的应用只是其中措施之一

一些相关学科学家对杀虫灯应用的误解,是夸大了杀虫灯的实际存在的负作用,实际上杀虫灯只是对减少害虫田间(林间)密度、减少农药使用有一定的作用,实践中如何正确合理使用杀虫灯,才是真正发挥杀虫灯在生态植保中作用的关键所在。专家意见及社会舆论不要求全责备,同时倡导科学合理使用,将杀虫灯的制造技术和使用技术有机结合才是解决问题的办法。

3 杀虫灯技术改进与物联网技术相结合是防治方向

3.1 物联网技术可以实现杀虫灯操控的无线启闭。

杀虫灯的使用必须符合生态植保的要求,未来创建技术就是建设杀虫灯运行监控平台。

物联网平台下的杀虫灯将实现网络启闭,定时启闭及运行参数监控,可以根据益虫活动的节律进行杀虫灯的关闭,也可以实现根据害虫的虫口密度实现杀虫灯启闭数量的控制,即实现杀虫灯的启闭满足:害虫活动期和害虫活动数量,实现对益害比的调节。

3.2 物联网技术可以实现杀虫灯网丝电压的无线控制

欲提高杀虫灯技术性能,必须在实践中对网丝间电压实现针对不同靶标害虫的调控。对个体形态进行电压比对,实现对靶标害虫的捕杀。系统可以根据害虫个体大小自动调节网丝电压在6000V～2150V,实现对不同个体害虫的击杀,如对小个体的稻飞虱类可以将网丝间电压调整到6000V进行击杀,而对例如水稻二化螟类可以将网丝电压调整到2000V进行击杀。

3.3 物联网技术可以实现杀虫灯控制的自动化和智慧化

目前智能化的杀虫灯控制技术已经成熟:

3.3.1 自动虫情测报灯＋杀虫灯技术

本技术可以根据自动虫情测报灯的诱杀昆虫数量及时间段实现对杀虫灯的开启及开启数量的控制。(见图1)

图1 自动虫情测报灯＋杀虫灯技术

本系统原理是根据自动虫情测报灯捕获昆虫的数量来控制杀虫灯的启闭数量,减少杀虫灯的使用数量,维护生物的多样性和生态平衡。

3.3.2 靶标害虫自动识别系统＋杀虫灯技术

靶标害虫自动识别系统是对特定的害虫进行监测,同样可以根据其监测特定害虫的活动节律(时间)和扑捉的害虫数量实现对杀虫灯的开启及开启数量的控制。(见图2)

图2 靶标害虫自动识别系统＋杀虫灯技术

4 昆虫夜间活动节律研究进展

目前,国内生态学家对昆虫夜间活动节律研究已经取得很大进展,主要在以下几个方面。

4.1 昆虫夜间活动的节律应用

大多危害性害虫和益虫的夜间活动时间段已经找到,顾国华等[4]给出7种害虫的夜间活动节律(见表1)。

表1 几种夜出性昆虫夜间扑灯节律

从表中可以看出:防治暗黑金龟和非洲蝼蛄,可设定19:00～0:00亮灯;防治棉铃虫可以实行间歇式亮灯,时间为18:00～22:00和1:00～5:00亮灯。这样可以避开益虫活动的时间。减少对益虫的诱杀。

4.2 害虫的生态学规律应用

通过植保工作人员对区域害虫的生态学研究和实践,主要害虫的发展规律已经很清楚,比如:美国白蛾在山东区域中西部1年3代,第1代一般在每年的4月中下旬,而二点委夜蛾在黄淮海小麦玉米连作区1年发生4代;同时根据当地的气候数据,大致可以预测其第1代的发生器。等等这些都给物理防治美国白蛾、二点委叶蛾提供了数据支撑,我们就可以在其成虫发生时,开启杀虫灯进行物理防治。

4.3 区域植物的主要益虫的生态学应用

害虫的主要天敌生态学规律已经知道,天敌主要是通过寄生和捕杀卵、幼虫从而实现对害虫的生物防治,根据的作用机理,杀虫灯的启闭可以避开益虫的活动时间,只在害虫成虫的活动及活动的活跃期进行启闭杀虫灯以及启闭数量的控制,就可以很好地提高杀虫灯的捕杀益害比。

5 结论和讨论

5.1 结论

①杀虫灯防治害虫性价比最优,应大力推广应用

杀虫灯相比性激素诱捕防治和生物防治技术,是一个性价比最高的防治措施,按照一盏灯防治0.67hm2计算,5年的应用寿命,价值2000元的太阳能杀虫灯折合600元/km2/年。可以减少每年每公顷900元的农药化学防治直接费用。实践证明杀虫灯值得推介和应用。

②物联网技术为杀虫灯防治提供成熟的支撑

生态学家对于杀虫灯防治害虫的忧虑,随着物联网技术的成熟,,可以有效减少对益虫的诱杀,可以有效进行弥补,也为杀虫灯的使用提供技术保障。

③害虫防治是一项综合的防控技术

单一的某一项技术,应用都有其局限性,只有综合协调每一项防控技术,才能有效避免其使用的短板和局限性。

随着实践的应用,利用杀虫灯＋性激素的技术结合可以实现杀虫灯对特定害虫的诱杀,减少对非靶标害虫的诱杀。(见图二)

利用自动虫情测报灯＋计数＋杀虫灯的技术结合可以实现杀虫灯在昆虫夜间活动高峰期启闭及启闭数量控制,从而实现调节昆虫的种群密度,维护生物的多样性和生态平衡。

5.2 讨论

①杀虫灯应该顺应在生态植保的大环境下,提高其物联网控制技术

将物联网技术应用于杀虫灯的控制,实现杀虫灯的启闭适应生态植保和农艺的需求,将是杀虫灯发展的契机。

②杀虫灯的国家标准应该跟上技术的发展

杀虫灯的国家标准不要将制造技术标准和使用技术标准二者混淆,作为生产商制造的杀虫灯控制技术必须满足生态植保的要求,如光控、雨控技术满足昆虫活动规律,不要局限夜间昆虫,对白天活动的昆虫也应该实现白天的自动控制,所以在国家制定标准时应该充分考虑物联网控制技术的应用,杀虫灯的制造技术必须建立在物联网系统控制下的杀虫灯网络控制技术。

③杀虫灯的生态植保应用前景

为了杀虫灯使用必须满足和顺应生态环保的要求,这就给从事昆虫研究的专家提供了很多研究任务,植保专家必须对各种害虫的生态学规律进行研究并提供给杀虫灯的生产厂家。所以国家需要推介和建立省市县镇基地的五级杀虫灯物联网控制信息平台,对杀虫灯的应用提供政策支持和方向引领。

[1]赵建伟,何玉仙,翁启勇.诱虫灯在中国的应用研究概况[J].华东昆虫学报,2008,17(1)76－80

[2]高慰曾.夜蛾趋光特性的研究—向灯飞原因的进一步分析 [J].昆虫学报,1980,23(4)369－373

[3]穆洪雁,郝立武,孔丽娜,等.LED杀虫灯对鸡腿菇害虫的诱集效果 [J].食用菌2012,(3)53－54

[4]顾国华,葛红,陈小波,等.几种夜出性昆虫夜间扑等节律研究及应用 [J].湖北农学院学报,2004,24(3)174－177

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