双光谱LED茶园专用杀虫灯的研制与应用

涂海华 胡秀霞 毛宇 邝先飞

摘要双光谱LED茶园专用杀虫灯是根据茶园主要害虫的生态特征和趋光性的波段范围、夜晚活动旺盛时间（扑灯节律）的差异，实现最大量诱捕害虫最优化的设计方案。该灯在江西省靖安县茶园使用中，共诱杀到5目13科15种，主要有茶尺蠖、假眼小绿叶蝉、茶毛虫、金龟甲、茶天牛、茶芽小象甲、小地老虎、土白蚁等，说明该灯的杀虫谱较广。诱杀害虫中鳞翅目占54.0%，半翅目占35.2%，鞘翅目占7.3%，其他害虫类别占3.5%;诱杀主要害虫的种类和数量有差异，表现出明显的季节性，显示出所诱茶园主要害虫的成虫发生期，对茶园虫情预测预报和防治有重要的指导作用。在诱杀大量害虫的同时，也可诱杀到益虫，其种类有蜻蜓、瓢虫、步甲、草岭虫等，益害比约为1.89∶1.00，对益虫的影响较小，有利于保护和利用益虫，有利于保护生态平衡，减少茶树种植过程中农药使用量和提高经济效益。

关键词双光谱LED杀虫灯;趋光性;扑灯节律;茶园害虫

中图分类号S477文献标识码A

文章编号0517-6611（2019）03-0114-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.036

茶叶是广大消费者喜爱的饮品，然而茶叶在种植过程中受害虫危害，其中茶尺蠖、茶小绿叶蝉、茶毛虫、茶刺蛾等鳞翅目主要害虫危害严重，而近年茶象甲、金龟子等害虫也有增加趋势[1-3]。传统的化学农药防治效果虽好，但3R（残留量Residue、抗药性Resistance、再度猖獗Resurgence）问题日益严重，也影响了茶叶的品质和质量[4-9]。目前农业防治、物理防治、生物防治和化学调控等技术措施正在兴起，茶园病虫害绿色防控技术有利于降低茶园害虫密度，改善茶园生态系统，减少农药使用量，降低茶叶农药残留，提高茶叶品质和产量，各茶叶主产区也在大力推广使用[10-12]。

以杀虫灯为主的物理防治技术应用广泛，历史悠久，在我国从20世纪70年代的煤油灯，80年代的白炽灯，90年代的荧光灯，再到21世纪初的紫外灯（黑光灯）、高压汞灯，以及近年的双波灯、频振灯、LED灯，光源种类多，灯具齐全，诱杀方式多[13-17]。然而由于光源的光谱广，对非目标害虫和天敌昆虫均有诱杀能力，对体型小的害虫仅吸引，不诱杀，同时双波灯、频振灯成本高、易损坏、寿命短等原因，限制了杀虫灯的推广应用[18-22]。随着LED光源和太阳能电池技术的发展，新型太阳能LED杀虫灯逐渐发展起来，以寿命长、耗能低、稳定性好且绿色环保等特性，在一定范围内得到示范应用，由于LED光源光谱窄，可有效杀灭害虫、保护益虫，已逐渐代替传统杀虫灯在害虫防治上得到应用[23-24]。

据不完全统计，害虫可降低20%～30%的茶叶产量，降低茶叶品质1～2个等级，因此防治茶叶主要害虫刻不容缓[25-30]。笔者根据茶叶主要害虫趋光光谱和夜间扑灯节律的变化[31-33]，研制双光谱LED太阳能殺虫灯，通过在茶园中试验效果良好。

1茶园主要害虫的生活习性、趋光光谱与扑灯节律

为了诱杀茶园害虫于2016—2017年走访江西省庐山、婺源、遂川、萍乡、井冈山、资溪、靖安、铜鼓等地，调查了规模在20 hm2以上的87个茶园。发现茶园主要害虫危害有扩大趋势，从中低海拔地域（海拔450 m以下）向中高海拔地域（海拔450 m以上）扩展;害虫种类增多，如铜绿金龟甲、茶芽小象甲、茶天牛、茶黄蓟马等;主要害虫有暴发的趋势，如茶尺蠖、假眼小绿叶蝉、茶毛虫。

对茶园主要害虫的生活习性、趋光光谱和夜间扑灯节律进行调查，发现茶尺蠖在江西1年发生6～7代，3月上中旬成虫羽化产卵，4月初第一代幼虫始发，危害春茶。第二代幼虫于5月下旬至6月上旬发生，以后约30 d发生1代，10月后以老熟幼虫陆续入土化蛹越冬。成虫多于黄昏至天亮前羽化，傍晚开始活动，雌虫飞翔力弱，雄虫活泼，飞翔力较强，趋光性强。交尾后雌蛾产卵2～3块，每块200～700粒，每头雌性成虫产卵量为1 100粒以上，危害相当严重。夜间活动的高峰时段在日落后1 h左右，到次日01：00，扑灯数量约占80%，其中雄性比雌性多，01：00后迅速减少;在趋光光谱方面，365～400 nm的波段对茶尺蠖诱杀量多。

茶毛虫在江西一年发生3代，危害期分别在4—5、6—7、8—10月，春、秋2季发生严重，幼虫6～7龄，具群集性，幼虫蛟食叶片，严重时连芽叶、树皮、花和幼果均吃光。成虫多于下午羽化，09：00—23：00活动最盛。有趋光性，雄蛾较雌蛾强。交尾后产卵1次，每雌蛾产卵50～200粒，多的达300粒。在趋光光谱方面，365～400 nm的波段对茶毛虫诱杀量多。

假眼小绿叶蝉在江西1年发生10～11代，从3月中下旬开始，到1月中旬越冬，1年出现2个危害高峰，分别在5月下旬—7月上旬和9—11月。5龄若虫羽化为成虫，当天或第2天交尾，每雌产卵10～30粒。成虫有趋光性，对420 nm左右的蓝光敏感性强，并在傍晚和早晨时分活动旺盛。

铜绿金龟甲、茶芽小象甲、茶天牛等以幼虫危害为主，主要危害茶树根茎部位，诱杀它们能够有效减少成虫产卵的数量，减少幼虫基数。

由表1可知，茶园害虫的种类和其夜间扑灯节律的时间及趋光光谱见表1。反映了茶园主要害虫的扑灯节律，从而为诱杀茶园害虫提供了理论依据。

由表1可知，大多数趋光性茶园害虫趋光波段在380～450 nm的紫外光和蓝光之间，选择此波段的LED光源可针对性诱杀害虫，做到既诱杀害虫，又保护益虫。

从图1可以看出，茶园害虫活动有一定的时间节律，如茶尺蠖成虫羽化后，日落1 h后开始活动，20：00—23：00活动最盛;假眼小绿叶蝉成虫羽化后，傍晚前后2 h以及早晨2 h活动，茶毛虫成虫羽化后，日落1 h后开始活动，20：00—22：00活动最盛。铜绿金龟甲、茶天牛也是在日落1 h后开始活动，20：00—23：00活动最盛。

2双光谱LED杀虫灯的设计

采用紫外光（380 nm±20 nm）和蓝光（420 nm±20 nm）LED灯珠，组装成玉米状灯（DC12V，9W），灯珠比1∶1，为了诱杀假眼小绿叶蝉，静电柱网间隔调整为4 mm，同时高压电网静电电压调整为3 000 V，确保出现电弧时不损坏柱网。根据江西地区太阳光照强度和日出日落时间，选择45 W的太阳能板和DC12V，24AH的蓄电池，用单片机系统进行控制开关时间（表2），即为双光谱LED太阳能杀虫灯。

该研究日出日落时间为5月，采集地点为江西省靖安县仁首镇茶立方茶园农场（115°28′E和28°51′N），具体参考日出时间为05：30，日落时间为19：00。可以根据当地日出日落的时间进行相应设定。

安徽农业科学2019年

3应用

3.1试验材料采用双光谱LED太阳能杀虫灯，该灯由江西农业大学课题组设计，江西省靖安县康瑞特电子科技有限公司生产。

3.2试验地概况

试验在江西省靖安县仁首镇茶立方茶园农场，茶园面积40 hm2，以靖安白茶种植为主。靖安白茶属绿茶系列。因其叶绿素基因对温度很敏感，在早春气温低的情况下，初发芽叶合成叶绿素受阻，叶片发白，而此时的嫩茶氨基酸含量高达6%以上，比其他绿茶高2～3倍，同时茶多酚含量降低较多，故茶汤滋味鲜醇柔和，口感很好，深受消费者喜爱[34-36]。

3.3试验方法

试验点安装双光谱LED太阳能杀虫灯20盏，有效试验面积为20 hm2，根据丘陵地形选择相对高处安装，灯与灯之间相距约100 m，正方形网格点安装，每灯覆盖约1 hm2，灯距茶蓬高0.5 m。观测点固定，亮灯时间为18：00—24：00和次日05：00—7：30。观测从4月15日至11月15日，每3 d清理1次，记录杀虫灯诱杀茶园害虫的种类和数量，数据统计分析則每15 d进行1次，共14次。同时在试验区和对照区（未安装杀虫灯）调查各类害虫的发生量、危害率。

3.4试验结果

3.4.1诱杀害虫种类。对诱集的成虫进行初步鉴别，灯下共诱杀到5目13科15种，主要有金龟甲、铜绿丽金龟甲、茶芽小象甲、茶天牛、茶尺蠖、斜纹夜蛾、小地老虎、茶毛虫、小地老虎、绿盲蝽、假眼小绿叶蝉、东方蝼蛄、蟋蟀、土白蚁等。说明双光谱LED太阳能杀虫灯的杀虫谱较广（表3）。

3.4.2诱杀害虫数量。诱集的害虫优势种群明显。通过对茶园诱杀的成虫进行清查，总体诱杀对象鳞翅目占54.0%，半翅目占35.2%，鞘翅目占7.3%，其他害虫类别占3.5%（表4）。同时诱杀主要害虫的种类和数量有差异，表现出明显的季节性，显示出所诱茶园主要害虫的成虫发生期，对茶园虫情预测预报和防治具有重要的指导作用。

3.4.3诱杀害虫与时间的关系。

由图2可知，诱杀茶尺蠖出现2个高峰，分别为4月下旬至5月下旬、8月下旬至9月下旬，茶尺蠖在靖安地区共出现6代，诱杀高峰与各代各虫态发生期一致，主要是第2、3和6代;诱杀假眼小绿叶蝉出现4个高峰，分别在4月下旬、6月中旬、8月中旬、10月中旬，且基数大，假眼小绿叶蝉在靖安地区共出现10代，诱杀高峰与各代各虫态发生期一致，主要是第3、5、7、9代。诱杀茶毛虫出现2个高峰，分别在4月下旬和8月中旬，说明茶毛虫在靖安地区出现3代。金龟甲类整个试验期间诱杀数量变化不大，高峰期出现在6、7、8月，基数不是很大。使用太阳能杀虫灯后，虫源明显减少，可以控制在较低水平，5—9月，灯区茶尺蠖、假眼小绿叶蝉、茶毛虫田间蛾量和卵量，1 hm2害虫数量仅为对照区的33%，灯区1 m2卵量明显减少，仅5月初使用了1次生物药剂防治。

3.4.4对益虫诱杀的影响。

调查结果表明，双光谱LED太阳能杀虫灯在诱杀大量害虫的同时，也可诱杀到益虫，其种类有蜻蜓、瓢虫、步甲、草岭等，益害比约为1.89∶1.00，数量较少，对益虫的影响较小，保护和利用益虫，有利于保护生态平衡。

4结论

双光谱LED太阳能杀虫灯技术也可应用在蔬菜、柑橘、水稻等农作物及森林植物多种害虫上，符合农业可持续发展的战略要求，适用范围广，且安全性能好，诱杀种类多，杀虫效率高。双光谱LED太阳能杀虫灯用特定光波对害虫特定吸引，诱杀特定害虫种类，同时保护益虫;双光谱LED太阳能杀虫灯采用自动工作模式，实现光控和时控，解决了人工开启的繁琐问题，也能解决远离交流电源的山区茶园用电问题，很好地为农业生产服务。

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