农用杀虫灯在我国的研发及应用分析

徐瑞清 杨文丽 胡桂兰 耿劲松

关键词：杀虫灯;黑光灯;CNKI;文献;农业应用

在长期的害虫防治实践中，人们经过探索研究，逐步发现利用昆虫的趋光性，可以监测昆虫的迁飞、扩散、发生期和发生量，于是农用杀虫灯逐步成为一种害虫物理防治措施。当今随着绿色农业呼声愈来愈高，杀虫灯诱虫效果好，对人畜、环境安全，于是农用杀虫灯的研究愈来愈受到重视。搞清楚杀虫灯的应用特点、研发规律，才能有效促进杀虫灯行业发展，为绿色农业做出贡献。本文通过对CNKI数字文献资料的分析调研，来探讨农用杀虫灯的研发与应用状况，为杀虫灯的研究应用发展方向提供参考。

1 杀虫灯在我国农业中的应用历史

根据光源的不同，杀虫灯在我国主要经历了白炽灯、黑光灯、高压汞灯、频振式杀虫灯、LED杀虫灯阶段。

1958 年前后，我国曾采用白炽灯防治害虫，效果不太理想，逐步被淘汰。1964 年我国开始使用黑光灯，黑光灯诱杀效果明显[1]，作为虫情测报，可以准确地测出害虫的消长动态，至今仍在使用。20世纪70年代以后，高压汞灯等开始出现，20世纪80 年代在国内一些地方作为一种防虫手段得到应用，但实施比较困难，没有得到普遍使用。因此有人将20世纪60年代后至80年代末定义为黑光灯时代。

20 世纪90 年代初，出现了频振式杀虫灯，它诱集昆虫的种类和数量优于黑光灯，被广泛用于农田害虫的防治，取得良好效益，因此有人将90年代后称为频振式杀虫灯时代。近十多年来，随着投射式杀虫电子技术的发展，推动了诱虫光源，出现了LED杀虫灯，科研人员进行了系统的诱虫效果试验，做了许多研究，目前已有生产产品，但LED杀虫灯技术在农业中的广泛应用还有待成熟。

根据能源的不同，杀虫灯出现了常规能源供电和太阳能供电系统。约2000年以前，杀虫灯能源主要采用常规能源，如电网、蓄电池等。2000年左右，随着太阳能光伏技术的发展，太阳能电池作为能源被用于殺虫灯，于是出现了太阳能杀虫灯。太阳能杀虫灯节能、安全，逐渐发展起来。

2 农用代表性杀虫灯的特点

杀虫灯的种类很多，被大面积应用于农业并且具有代表性的主要是黑光灯、频振式杀虫灯和太阳能杀虫灯，LED灯作为一种新型光源，其应用前景可期。

2.1 黑光灯

应用于农业害虫治理的黑光灯，是一种以主峰值波长为365nm 的紫外灯，它发出330-400nm 波段的近紫外光波[2]，是农业害虫趋光诱导的敏感波段。通常黑光灯具的玻璃灯泡为黑色，是为了滤除灯泡内电压激发产生荧光的可见光波段。被诱导的害虫，会在灯泡周围绕制的高压电网（2 000-4 000v）电击作用下致晕，落入害虫袋，从而实现害虫捕获治理。

黑光灯应用于300多种害虫防治，不仅对农作物主要害虫，如鳞翅目的飞蛾类、直翅目的蝼蛄类、鞘翅目的甲虫类害虫有显著的捕杀作用，还对畜禽设施中的蚊虫类害虫有捕杀作用。

2.2 频振式杀虫灯

频振式杀虫灯能将电源转化为多种特定频率光波输出，因此，它的光源不仅包括近紫外波段的光波，还包括短波可见光波段。它采用“近距离用光，远距离用波”的设计思想，延长了昆虫夜间活动期，提高了害虫诱杀率。其可见光波段的“黄、绿”辅色，形成了宽谱灯具，扩大了诱虫种类;其击杀集虫的方法也进一步保证了灯具周围昆虫气味的聚集和诱捕效果，从而使“光、波、色、味”一体诱杀的原理得以实现。

频振式杀虫灯作为害虫诱杀灯具，常常固定吊挂在田间、园林、畜舍、粮仓，甚至鱼塘。农田应用时，每30-50亩地挂灯一盏;园林、山地应用时，要考虑树冠、山丘的影响。果园害虫防治中，频振式杀虫灯的挂灯高度保持在树冠高度的2/3，效果最好。

20世纪90年代，河南佳多科贸有限公司率先研制生产了频振式杀虫灯，他们根据不同植物、不同害虫、不同环境，研制生产出适宜的频振式杀虫灯，推动并发展了频振式杀虫灯在农业方面的应用，使其日益成熟。但频振式杀虫灯诱杀昆虫种类过多，非目标害虫、有益昆虫会受到一定量的诱捕，影响生态平衡。

2.3 LED杀虫灯

LED杀虫灯是基于发光二极管（LED）光源的害虫诱杀工具。LED具有单光色性，可以针对不同的害虫使用不同波段的灯光，避免误杀非目标昆虫。但作为农业害虫诱导捕杀的灯具，LED杀虫灯应满足多种光源要求。因此，科研人员采用不同光谱LED配比组合的方式，获得LED杀虫灯光源。通常LED杀虫灯中，LED种类包括紫外LED、紫光LED和其他色光LED，它依据诱捕害虫的光谱敏感要求进行光谱和光强的配光。

同其他光源的杀虫灯具一样，LED杀虫灯除了LED灯珠阵列形成的光源，外围还有电击杀虫的高压电网，应用中同样采用挂灯方式布置于田间、园林，或负载方式挂置于田间运行机具上。

LED杀虫灯寿命长、能耗低，坚固耐用，在农业病虫害防治上应有广阔的应用前景。但紫外LED的制造成本高，会造成LED杀虫灯成本上升。随着LED杀虫灯配光技术的发展，更加适合于害虫诱导捕杀的光谱组合的实现，将使LED杀虫灯技术获得更加有效的应用。

2.4 太阳能杀虫灯

太阳能杀虫灯是在黑光灯、频振杀虫灯、LED杀虫灯光源的基础上，采用太阳能光伏电池板作为供电来源，它只是供电方式的更新，作为一种新的杀虫灯具技术，被社会广泛认可。太阳能杀虫灯利用光伏电池技术，能够在白天把阳光转化为电能储存起来，等到夜晚供电给杀虫灯发光，实现农业害虫的趋光诱捕和杀灭。

太阳能杀虫灯往往采用支架技术，即顶端架起太阳能光伏电池板，并配以电控技术实现电能转化存储和夜间供电，支架的中上部位挂灯以杀虫。太阳能杀虫灯还采用气吸式捕虫技术代替高压电网击杀，直接把趋光诱捕的害虫吸入捕集袋。

太阳能取之不竭，使杀虫灯在使用中，不需过多人为维护，经济环保。同时不需要架设电源，便于农民田间耕作，大大提高了生产的便利和安全性。但太阳能杀虫灯一次性投资过多，农民难以承受。另外，光照不足时，光伏电池板不能充足提供电能，也会影响太阳能杀虫灯的诱捕效果。

3 农用杀虫灯的研发情况

3.1 农用杀虫灯发文情况

中国知网CNKI是我国科技工作者论文收集的重要数字化平台，它收集中文学术期刊8 710余种，文献覆盖面广，最早回溯至1915年，数据量大且权威，因此通过分析农用杀虫灯技术的文献资料，可以了解该技术的起始、发展，进而分析农用杀虫灯的研发方向。

通过相应主题词：杀虫灯或诱虫灯且频振式、杀虫灯或诱虫灯且LED、杀虫灯或诱虫灯且太阳能，检索并可视化分析可得到图1所示频振式、LED、太阳能杀虫灯发文情况。

在农用黑光灯研究论文数据统计中，采用关键词“黑光灯”，检索到的文献内容多为农用黑光灯和医用黑光灯，去掉医用黑光灯、会议消息、信息窗等与本文无关论文后，得到如图1所示农用黑光灯发文情况。文献整理中发现，黑光灯最早的文献出现在1960年且仅一篇，一直到1992年，大致呈震荡上升趋势，但每年数量不多，均未超过10篇，因此只将1993年以后的数据反映在图中。

3.2 农用杀虫灯研发分析

通过整理农用黑光灯研究论文资料，如图1，2003年以后，论文逐渐增多，尤其2003-2015年，论文数量很多，年均值达到36篇。这十多年的研发活跃期与频振式杀虫灯的研发活跃期基本一致，并且从文献内容上也可以看出，二者有很多对比内容。可见，频振式杀虫灯的研发借鉴了黑光灯的技术内容，弥补了黑光灯性能的不足之处。农用黑光灯从20世纪60年代开始至今，研究论文从未间断过，这说明黑光灯在农业的应用上时间最长并且是连续的、平稳的，技术是成熟的，研发趋于稳定。

如图1所示，1993年，有关频振式杀虫灯的第一篇研究论文开始出现，此后基本逐年增多，2002-2013年基本达到峰值，2006年达到峰值72篇，此后频振式杀虫灯的研究论文数开始震荡回落。在资料整理过程中，可以清晰地看到，有关佳多公司频振式杀虫灯的论文数占有很大份额，比如2002年，有关佳多频振式杀虫灯的论文数33篇，占全年发文量的66%;2006年，有关佳多频振式杀虫灯的论文数32篇，占全年发文量的44.4%。由此可见，我国的频振式杀虫灯研究是从1993年前后开始的，经过了2002-2013十余年的研究活跃期，科研成果累累，大数量的科研成果足以说明频振式杀虫灯在农业应用中的广泛性，其中佳多公司的贡献率最高。但近些年，频振式杀虫灯研究成果呈下降趋势，按常态分布规律进行解释，说明频振式杀虫灯在农业上的应用已基本成熟，它的优缺点已基本稳定，同时也预示着针对它的缺点，将会有新的杀虫灯技术出现。预测该灯的研发也趋于稳定。

LED杀虫灯是从2007年前后发展起来的，是杀虫灯新品种，每年研究成果数量不多。2016年以前每年仅有5篇左右，呈低缓状态，但每年研究成果数量基本稳中有升，且不间断，整体呈上升趋势;近三年增幅较大，2018年发文18篇，2019年发文14篇。这说明LED杀虫灯作为新生事物，在农业中的应用还有待成熟，其研发空间还很大，参考太阳能杀虫灯、频振式杀虫灯研究论文数的发展规律，其研究论文数高峰期还未到来，可以成为害虫光诱导工作者的研发方向。

杀虫灯的发展，不仅有光源的发展，也有能源的发展。随着太阳能技术的发展，杀虫灯出现了常规能源供电和太阳能供電系统。因此，太阳能杀虫灯作为一种新生事物，蓬勃发展起来。太阳能杀虫灯的研究论文始见于2005年，此后基本逐年增多;2010年开始迅速发展，每年论文数基本高达20多篇;2014年迅猛发展，当年论文数高达45篇;近几年依然研发活跃，论文数稳定在年30余篇，没有回落迹象，应是当前的研发应用主流方向。

4 杀虫灯在农业领域的应用前景

4.1 科学使用杀虫灯势在必行

绿色农业是21世纪农业市场的主旋律。环境保护、食品安全越来越受到人们关注，绿色食品、有机食品成为大家的呼唤。杀虫灯作为一种重要的物理杀虫工具，会越来越受到人们重视，其技术必将不断得到发展、并显示出越来越宽广的应用前景。但任何技术都不是万能的，过犹不及。生物是多样性的，仅靠一种方法很难全部治理，杀虫灯也有局限性，会对自然界的生物多样性和生态平衡造成一定威胁。因此，农业生产上使用杀虫灯时，应根据不同情况合理布置，科学地制定安装杀虫灯计划，才能真正达到绿色农业的目的。

4.2 加强LED、太阳能新技术杀虫灯的研发和应用

太阳能杀虫灯、LED杀虫灯的研发几乎是同时出现的，科研人员在光源和能源方面做了许多研究，努力将更环保、更高效能的杀虫技术奉献给社会。但我国杀虫灯生产企业多为几十人规模的小企业，对市场和技术的变化风险抵抗力差，所以，高校、科研单位在加强LED杀虫灯研发的同时，应积极与企业联合，将成熟的LED、太阳能杀虫灯技术应用于农业生产中去。新技术必将在害虫防治领域得到广泛应用。