茶园害虫物理防治技术的应用与发展

摘要：物理防治技术是茶树害虫综合防控的重要组成部分。文章总结了茶园害虫防治中常见物理防治技术的种类和应用现状，分析了技术存在的缺陷和发展趋势，以期为我国茶园害虫的物理防治技术研发和改进提供参考。

关键词：茶树害虫;物理防治;诱虫板;杀虫灯;现状;发展趋势

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

隨着科学技术的发展，以及国家对环境、食品安全问题的重视，茶园害虫治理开始由化学防治转向综合绿色防控[1]，化学农药减施已是世界共识[2]，实施绿色防控的茶园面积持续增长，作为绿色防控的重要组成部分，物理防治在茶树害虫的防治中发挥着重要的作用。40年来，我国茶园害虫的发生与演替可归纳为如下4点：由鳞翅目食叶类害虫向小型刺吸式害虫演替;由发生代数少的种类向发生代数多的种类演替;蓟马、叶蝉、网蝽、螨类、粉虱类害虫的发生有上升趋势;部分茶区象甲、叶甲有暴发趋势[1，3]。除了螨类和象甲，其他小型害虫均具有颜色偏好性，其中叶蝉还具有趋光性，物理防治技术在这些害虫的综合防控中发挥着重要的作用[4-5]。

1  害虫物理防治定义

害虫物理防治是利用各种物理因子、人工或器械防治作物害虫的方法，包括最简单的人工捕杀至现代智能装备直接或间接扑灭害虫，或破坏害虫的正常生理活动，或使环境条件变成不能为害虫接受和容忍的程度。物理防治在综合防治中多作为辅助性措施，但是在有些情况下，如针对特殊害虫的防治以及经济价值高的作物及产品，可作为主要防控措施来应用[6]。

2  茶园常见的物理防治技术

2.1  人工捕杀

及时捕杀茶园中群集性强、目标明显或具有假死性的害虫，可以降低这些种类害虫的虫口数量。茶园主要害虫及其为害部位见表1。根据害虫部位及特征，有一部分害虫可采用人工捕杀进行防治，如在茶籽象甲成虫的盛发期，利用成虫的假死性，摇动茶树捕杀落地成虫，成虫死亡率可达到88.2%[7];在茶毛虫低龄幼虫期，利用幼虫的群集性，人工逐行检查并就地摘除，1周后重复人工捕杀，防效与化学防治无显著差异[8]。秋末对茶园深耕和翻土，可减少翌年土壤中越冬的害虫数量[9-10]。

吸虫机是采用通风管在茶树蓬面利用风吸负压把害虫吸入机内的设备，可用来直接捕杀茶树蓬面的小体型害虫。如采用背负式吸虫机捕杀茶小绿叶蝉，叶蝉的捕杀数量可达到诱虫板的诱杀效果[11]。

2.2  采摘和修剪

适时分批、多次采摘既可以提高茶叶产量，又能抑制为害茶树冠层芽叶的病虫害。通过茶叶采摘能起控制作用的茶树害虫至少有12种。在采摘一芽二三叶的情况下，对小绿叶蝉（卵）、茶橙瘿螨、茶跗线螨、茶蚜、茶黄蓟马的采除率分别达63.5%、58.2%、93.2%、90.0%、90.8%;采摘芽下的叶片越多，采除率越高;年采茶次数越多，对害虫的生态调控作用越强[12]。

实施轻修剪可有效抑制危害茶树冠层的病虫害，当冠层病虫害严重，或者茶树成熟叶、老叶病虫害严重时，可实施深修剪、重修剪，移除携带虫害、病害的茶枝。修剪对茶树害虫防治的有效性，已在多种害虫上得到证实，如茶材小蠹（Xyleborus fornicatus）[13]、咖啡小爪螨（Oligonychus coffeae）[14]、黑刺粉虱和蚜虫[15]。常见为害冠层的害虫见表1，这些害虫均可通过修剪进行防治。

2.3  诱虫板

诱虫板是茶园常见的物理防治技术之一，主要利用了一些害虫对特定颜色的偏爱性，结合黏虫胶将诱集的害虫杀死。可采用诱虫板诱杀的常见茶树害虫见表2。许多茶树害虫会对黄色表现出强烈的偏爱性，主要包括茶小绿叶蝉、粉虱、茶蚜、蜡蝉、网蝽、叶甲和蓟马[16-17]，因此茶园中的黄色诱虫板的使用数量最大。其他颜色也对部分害虫有显著的诱集作用，如蓝色诱虫板对茶园绿盲蝽的防效可达到86.5%[18]，蓟马对紫色、蓝色和绿色诱虫板均具有显著的偏爱性[19-20]，采用诱虫板防治蓟马的虫口减退率可达到73%[21]。

2.4  杀虫灯

杀虫灯是茶园另一种常见的物理防治技术，主要利用了部分害虫的趋光性，结合水盆、电网或者风扇将诱集的害虫杀死。理论上，只要具有趋光性的夜行性茶树害虫均可以采用杀虫灯进行诱杀、防控，包括绝大多数的鳞翅目害虫和一些重要的半翅目、鞘翅目害虫[4]。适宜采用杀虫灯诱杀的常见茶树害虫见表2。2019年江西上犹县通过杀虫灯防治茶园害虫，诱杀害虫总计6目14科22种，以茶小绿叶蝉、茶尺蠖、金龟子和茶毛虫为主，茶园虫口减退率最高达75.3%[22];2005年广西横县采用频振式杀虫灯防治茶园害虫，灯区的毒蛾、叶甲和尺蠖比无灯区分别减少68.34%、64.64%和60.47%，控制效果显著[23]。

3  物理防治技术的缺点

物理防治技术在长期的应用、推广过程中，逐渐暴露出技术上的一些缺陷，加上市场混乱，各植保公司之间竞争激烈，防控设备和用品以次充好现象严重[24]，部分地区甚至出台政策禁止诱虫板在茶园中使用。

3.1  污染环境

过去很长一段时间，物理防治技术由于不涉及化学制剂，一直被认为对环境无污染，并列入有机产品国家标准（GB/T 19630）中。但是，随着人们环保意识的提升，发现一些物理防治技术在田间应用时会对生态环境造成负面影響。如诱虫板、杀虫灯会大量诱杀天敌昆虫和中性昆虫，对茶园的生态平衡存在潜在的影响[25-26];劣质的诱虫板多由降解期较长的PP塑料制作，若使用完之后随意丢弃，会造成茶园塑料污染[24，27];一些杀虫灯的诱虫光源功率较大，安装密度高会造成茶园的光污染[28];声波防治技术对茶园和周边环境会造成噪音污染。

3.2  成本高

人工成本的攀升是整个茶产业面临的最严峻的问题之一[29]。在我国绝大多数茶园，植保的机械化、智能化程度依然较低，很多物理防治技术需要靠人工辅助作业完成。除人工捕杀外，背负式吸虫机需要频繁地在茶园使用，诱虫板需要投入大量的人力去安装、投放和回收;杀虫灯的维护、诱捕害虫的回收和处理需要定期实施。

设备成本高则是物理防治的另一个缺陷，物理设备一般属于农业生产的农机，成本要显著高于化学农药，尤其是复杂、精密的物理装备，包括吸虫机、杀虫灯和声光智能绿色防控设备等。

4  茶园物理防治技术的发展

如果说技术的研发是由0到1的过程，那么技术的优化和应用则是由1到100的过程。诱虫板和杀虫灯应用是农业害虫重要的诱杀、监测技术，已在茶园中进行了多年、大面积的推广应用，这两种技术及其应用方法近些年也在不断优化。

4.1  技术优化

4.1.1  诱虫板

诱虫板主要针对茶园具有颜色偏爱性的茶树害虫。诱虫板技术的改进中，绝大多数研究集中在诱集颜色的筛选上，旨在诱杀更多的目标害虫，冉晓等[17]研究了茶园昆虫对不同颜色的偏嗜性，指导诱虫板的精细化应用。近些年，植保工作者开始关注诱虫板对天敌的诱杀和对作物种植园的污染问题，益害比成为评估诱虫板效果的重要指标，张潇引等[30]比较了茶园现阶段常用的3种诱虫色板，强调诱虫板对有益昆虫的不利影响应受到高度重视;刘朝红等[31]筛选果园叶蝉的诱虫板颜色，亦充分考虑了颜色对害虫、天敌诱捕的生态效益;肖迎春等[32]采用全降解诱虫板防控茶小绿叶蝉，通过28 d的持续调查，诱虫板的防效可达到22.95%～51.51%;刘彬等[33]在蔬菜害虫的防治中，响应上海市农业农村委员会发布的《关于做好废旧农膜和黄板集中回收处置工作的通知》，开展了诱虫板降解程度的研究。

部分茶园昆虫对颜色的偏爱性存在共性，如黄色可以诱杀许多种类的昆虫[34]。单一颜色很难保障在大量诱杀目标害虫的同时，又要减少其他昆虫的诱杀量。昆虫的视觉器官随着不断进化，逐渐显现出分辨率上的差异性[35]，长期以来，对农业昆虫对不同图案识别能力、行为上的差异研究较少。边磊等[36]在明确茶小绿叶蝉复眼对颜色的识别机制及其寄主定位的基础上，首先筛选出目标害虫的最佳诱捕色[37]，再通过田间试验筛选出茶园优势天敌的拒避色，采用双色等比例均匀分布的方式设计基板图案，诱捕色诱杀叶蝉，拒避色驱避天敌，最后采用全降解材料制成针对叶蝉的双色诱虫板[38]（图1）。相较于单一颜色的茶园诱虫板，双色诱虫板对茶小绿叶蝉的诱杀效果提高了30%～50%，天敌的诱杀量减少30%[24]。

4.1.2  杀虫灯

杀虫灯主要针对茶园中具有趋光性的茶树害虫，是我国农业植保中重要的农机设备。随着技术的发展，国家标准《植物保护机械  杀虫灯》（GB/T 24689.2—2017）在2017年进行了更新，充分体现了杀虫灯的迭代和变化情况[39]。茶园杀虫灯技术的改进中，诱虫光源参考了很多昆虫趋光性特征的研究，从早先的多多益善[40]，到现在的精准诱杀，旨在诱杀更多的目标害虫，减少对天敌昆虫和中性昆虫的诱杀量[41]。除了诱虫光源，杀虫灯杀虫设备的重要性常常被忽略。不同昆虫除了趋光波长上存在差异性，其趋光行为也具备多样性，如扑灯行为和光适应后的聚集性行为[42]。杀虫灯诱虫设备的选择，需要充分考虑害虫的趋光行为和害虫的体型，如金龟子体型较大且笨重，水盆或者电网即可有效灭杀诱集的金龟子;而茶尺蠖、银尺蠖多聚集在杀虫灯周围，飞行能力较强，电网的有效致死率则显著高于水盆;茶小绿叶蝉由于体型较小，能够穿过电网，需要选择风吸式杀虫设备才能提高杀虫灯的防控效果[26]。

昆虫对光的趋性范围存在差异性，利用这种差异性，诱虫光源可以选择目标害虫的诱集波谱范围，并尽可能避开优势天敌等非目标害虫的诱集范围;再针对目标害虫的趋光行为和体型特征，选择合适的杀虫设备。边磊等[36]在明确茶小绿叶蝉复眼的光谱敏感性及其光谱识别范围的基础上，测定了茶小绿叶蝉和瓢虫、寄生蜂等优势天敌的趋光光谱特征，设计出针对叶蝉的诱虫光源，利用LED灯寿命长、发射光谱的谱宽较窄的特点，并结合风吸负压、自封闭设计的灭杀装置，研制出茶园专用的LED杀虫灯[26]（图2）。相较于频振式电网型杀虫灯，LED杀虫灯对叶蝉诱杀量提高321%～415%;对茶园天敌昆虫的诱杀量降低了88%[27]。

4.2  技术研发

近年来，市场上出现一种新的茶小绿叶蝉防治装备：声光智能绿色防控设备，鉴于叶蝉采用振动信号进行求偶通讯[43]，以及光对叶蝉交配行为和卵孵化的影响[44-45]，该技术采用声波和光协同干扰茶园叶蝉的生理活动，以控制叶蝉的虫口数量。金华市婺城区茶园的效果评价试验显示，该设备可以一定程度控制茶园叶蝉为害，尤其在虫口暴发期防控效果显著[46]。

4.3  技术应用

物理防治技术的规范、科学选择与应用，不仅有利于显著提升其对目标害虫的防效，还能有效减少技术对周围生态环境的负面影响[24，27]。茶园有害生物的绿色防控，技术的选择需要做到有的放矢，对症下药;预防为主，精准高效。

4.3.1  技术的选择

茶园诱虫板产品颜色的多样化，除了生产技术上的因素，还结合了不同昆虫对不同颜色行为反应上的差异性[5]，如王洪涛等[47]在烟台市开展不同颜色诱虫板的诱集效果试验发现，黑刺粉虱偏爱黄色，蓟马偏爱蓝色，绿盲蝽偏爱绿色。值得注意的是，不同的气候、地理位置也会对同种害虫的颜色偏爱特征产生影响，如在云南昆明开展的诱虫板试验中，蓝色诱虫板诱杀的黑刺粉虱数量最高，黄色是蓟马的最佳诱集颜色[48];双色诱虫板在全国不同地区的诱集效果也显示，地理位置会对诱虫板的效果产生影响[38]。不同的龄期和性别的昆虫对颜色偏好性也存在差异，如王薛婷等[49]观测交尾前后的茶小绿叶蝉成虫对不同颜色的行为反应，雄虫偏嗜绿色，雌虫偏嗜黄色，而交尾增强了雌虫对黄色的嗜好，降低了雄虫对于绿色的嗜好。所以选择合适的诱虫板，需要查阅相关资料，综合分析本地目标害虫以及天敌昆虫对颜色的反应特征，并且充分考虑诱虫板的降解特征，避免对茶园造成污染。

杀虫灯的选择需要基于害虫、优势天敌的趋光行为和生理特征，选择合适的光源波谱范围和杀虫设备。

4.3.2  技术的使用

害虫的飞行高度、搜索范围和活动高峰是物理防治技术实施期、实施方法的重要参考依据。不同的昆虫在飞行能力、视距范围和活动节律上存在显著的差异，诱虫板的悬挂高度、朝向和密度[50-51]，以及杀虫灯光源高度均对防控效果有显著影响[52-53]。如诱虫板的悬挂在茶蓬面上方40 cm处时，叶蝉的诱杀量最高，而瓢虫的诱集高度是蓬面下方20 cm处[37];并且这种影响还会随着季节的变化而发生改变[54]。采用诱虫板诱杀柑橘园中的蓟马，朝南的虫板上蓟马的诱捕数量最多，悬挂高度为120 cm的诱虫板上，蓟马数量显著高于60 cm、180 cm和240 cm悬挂高度的诱虫板[55]。杀虫灯的诱虫光源高度对诱虫量有显著影响[52]，在距离地面130 cm处，对叶蝉和尺蠖的诱杀效果，要优于110 cm、150 cm和170 cm高度处[56]。程长松等[57]采用风吸式杀虫灯调查不同时段茶园昆虫的诱杀量，结果显示诱虫最高峰时段在19：00～20：00，占总量的18.73%，随着时间推移，诱虫量逐渐减少。

物理防治过程中注意针对茶园目标害虫的飞行范围和活动高峰，在时间和空间上避开天敌昆虫的活动高峰，会显著减少对茶园生态的负面影响，这也是现阶段物理防治技术在茶园使用最需要注意的方面。“十三五”期间，许多省份、学会相继发布了茶园绿色防控技术的技术规程、标准，规范了物理防治技术在茶园的正确使用方法。但如今，人工成本已经成为茶园植保的主要负担，诱虫板的及时处理和杀虫灯的定期维护在绝大多数茶园都很难实现，因此造成诱虫板使用期过长，覆盖了天敌的盛发期;杀虫灯杀虫设备损坏，诱虫光源周围害虫虫口的激增等问题的出现[27]。

5  物理防治技术的发展趋势

5.1  依靠学科交叉研发和改进新技术

茶树害虫的精准防治，除了体现在技术本身对目标害虫的致死效果上，还需体现在技术的应用方法上。预防为主是我国植保工作的基本方针，而这一方针的落实需建立在对目标害虫种群动态的实施监测基础上。地理信息系统、大数据、云计算等现代信息技术可显著提升植物病虫害监测预警能力[58]，如结合诱虫板、杀虫灯等物理防治技术和物联网、AI识别研发的害虫远程智能监测平台[59-60]，可以节约时间和人力投入，并且可消除害虫统计因调查人员的变动而产生的误差。在物理防治装备的改进上，物联网远程监控技术也开始普遍应用，如物联网杀虫灯可以远程监控设备的运行状态、依据害虫的活动高峰实施精准诱杀[61]。

为了解决农业生产中人工成本高、人力资源短缺的问题，农业机械化、数字化和智能化是当下农业技术发展的趋势。植物保护学是一门应用学科，现代生命科学和信息科学等基础学科的新理论与新技术正不断融入植物有害生物的检测、监测、预警与控制各个阶段[58]。相较于其他绿色防控技术，物理防治技术在装备的智能化上更具有优势和潜力。

5.2  技術发展要满足天敌友好和精准高效

有害生物综合治理有3个特点：考虑生态的平衡和种群的多样性;强调农业、化学和生物等各措施的协调和互补;强调生态调控，以达到长期抑制有害生物种群的目的[62]。因此，物理防治技术的改进，需要集中提高目标害虫的精准防治效果，减少对其他物种的负面影响。技术的研发和改进需要建立在基础理论之上，如鳞翅目害虫的性诱杀作为天敌友好、精准高效的典型技术，其原理是基于害虫的性信息素通讯和种间隔离机制。而未来物理防治技术的发展，也需要依据茶树昆虫的应用基础研究。如叶蝉依靠振动信号进行种内通讯，昆虫求偶的振动信号具有高度的特异性和稳定性，利用人工模拟的特异性振动信号可以干扰叶蝉的求偶通讯，研发新型物理防治技术[63]。目前，这种新型物理防治技术在国外已实现研发和应用，目标害虫的交配抑制率可达到90%，并且对其他天敌昆虫的影响大幅度降低，实现了物理防治技术的天敌友好和精准高效[64]。

要实现茶园害虫的绿色防控，就要从提升植物保护科技支撑力量和建设覆盖全国的现代公共植物保护服务体系两方面着手，其中的重点方向包括绿色防控关键技术与产品创新[58]，为了保障茶园的生态环境，克服物理防治技术常见的缺陷，天敌友好、精准高效是未来物理防治技术的发展方向。

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