害虫远程实时监测系统在草地贪夜蛾中的应用研究

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(漳州市南靖县植保植检站,福建 南靖 363600)

草地贪夜蛾(Spodopterafrugiperda)原产美洲热带和亚热带地区,因其迁飞能力强、繁殖速度快、食量大、寄主种类丰富、防治难度大等特点,已成为世界性重大害虫[1]。2019年1月11日,云南普洱江城首次发现草地贪夜蛾为害[2],之后迅速传播并蔓延至全国20多个省份,给农作物安全生产特别是玉米等粮食作物的生长产生了严重威胁[3]。做好虫情精准监测,对于草地贪夜蛾的联防联控具有重大意义。目前,夜蛾类成虫主要通过性诱剂或杀虫灯进行监测调查[4],这些方法虽然能采集一定的监测数据,但统计诱蛾数的工作量巨大,需要专人到现场观察和记录,耗时费工,且需要具备专业知识才能准确辨别目标害虫,受人为主观因素影响较大,一定程度上降低了预测预报的效率和准确性[5]。随着计算机电子信息技术的发展,出现了以声音信号、图像技术、红外传感器等技术为主的害虫自动识别与计数技术[6],这些技术已经成功应用于害虫的智能远程监测[7]。

为促进现代化监测工具的推广应用,普及人工智能化监测水平,逐步提高害虫监测质量和预报水平,2021年6-12月在玉米上开展智能监测设备对草地贪夜蛾的应用试验,旨在探究害虫远程实时监测害虫的准确性和稳定性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

常规监测设备选用草地贪夜蛾桶型诱捕器,诱捕器由上盖、导向漏斗、小容器、集虫桶4部分组成;材质为PP聚丙烯,整体高度22 cm,集虫桶直径(15±0.2)cm;由漳州市英格尔农业科技有限公司研制。

智能监测设备采用闪讯TM害虫远程实时监测系统(型号:3SJ-03),由北京依科曼生物技术股份有限公司研制。害虫自动测报系统集害虫诱捕、数据统计、数据传输、数据分析为一体,实现了害虫预测的自动化、智能化;该系统设备包括害虫引诱系统、供电系统、环境监测采集系统、数据处理和传输系统、软件处理系统以及承载系统的支架。

常规监测设备和智能远程监测设备采用同一种草地贪夜蛾性信息素诱芯,诱芯有效成分为顺-9-十四碳烯乙酸酯和顺-7-十二碳烯乙酸酯,含量≥(0.5±0.05)mg;缓释载体为毛细管,尺寸(80±2)mm,内径0.5 mm,外径2.0 mm,材质为PVC;诱芯由漳州市英格尔农业科技有限公司研制。

1.2 试验场地

试验场地设于福建省漳州市南靖县梅林镇梅林村玉米种植基地,海拔411.6 m,总面积8.5 hm2。土壤为砂壤,pH值7.1,肥力中等。

1.3 试验设计

试验时间为2021年6-12月,试验田在总面积中选取1.33 hm2。试验设3个处理,分别为智能监测设备实时监测系统自动计数、智能监测设备实时监测系统人工计数、常规监测设备。其中,智能监测设备与3个常规监测设备(CK1、CK2、CK3)以最小间距50 m正三角形放置(图1);智能监测设备害虫远程实时监测系统放置于光照充足处,确保产品能够正常供电。每个监测设备与田边距离不少于5 m,监测设备高于玉米冠层10～20 cm,每30 d更换1次诱芯,智能监测设备每天传输数据到专人手机和电脑。

图1 闪讯TM害虫远程实时系统田间安装示意图

1.4 数据统计

在整个试验期内,每天9∶00前手工计数智能监测设备、常规监测设备的新增诱蛾量,智能监测设备设置为每天9∶00发送自动计数数据,分析不同监测设备及计数方式的诱集虫量。

2 结果与分析

2.1 诱蛾量

从6月30日开始到12月29日结束,从累计诱蛾量、日平均诱蛾量和高峰日最高诱蛾量指标来看,智能监测设备的自动计数均高于人工计数(表1)。智能计数和人工计数累计诱蛾量分别为1 796头和1 732头,自动计数是人工计数的1.04倍;自动计数的日平均诱蛾量也是人工计数日平均诱蛾量的1.04倍;自动计数的高峰日最高诱蛾量比人工计数多13头。自动计数和人工计数虽然有一定差异,但虫量峰期走向一致(图2),均能真实反映草地贪夜蛾成虫变化动态。从表1也可以看出,智能监测设备诱蛾量明显高于3个普通性引诱剂诱捕器。其中,累计诱蛾量自动计数分别是CK1、CK2和CK3的1.22、1.80和1.48倍,累计诱蛾量人工计数分别是CK1、CK2和CK3的1.18、1.73和1.42倍。

表1 不同监测工具对草地贪夜蛾的诱蛾量比较

图2 不同监测工具的诱捕虫量变化

2.2 诱蛾峰期

由图2可见,智能监测设备诱蛾量峰型清晰,分别在7月下旬、9月中下旬和10月下旬出现诱虫高峰,最高诱虫高峰出现在9月15日。常规监测设备(CK1、CK2和CK3)也出现3个诱蛾高峰,且峰型走向与闪讯TM远程实时监测系统保持一致,但总体诱蛾数量少于闪讯TM远程实时监测系统。从表2也可以看出,全年最高诱蛾数量出现在9月。

表2 不同监测工具不同月份诱虫量比较

2.3 自动计数准确率

智能监测设备和常规监测设备诱虫总量对比结果见表3。7月智能监测设备自动统计累计诱蛾总量为275头,人工计数累计诱虫总量为279头,总误差率为-1.40%;8-12月,总误差率分别为6.36%、3.26%、7.20%、2.19%和6.49%,诱虫总量自动计数与人工计数误差率均在±10%以内;说明智能监测设备自动计数灵敏度较高,信息传输较为准确稳定。

表3 闪讯TM远程实时监测系统自动计数与人工计数诱蛾总量对比

3 小结

本试验表明,智能设备监测田间草地贪夜蛾的发生情况与常规设备的监测效果一致,智能监测设备累计诱蛾量、日平均诱蛾量和峰日最高诱蛾量均优于常规监测设备,且诱虫量、峰值与当地田间草地贪夜蛾实际发生情况吻合度较高,可以很好地反映草地贪夜蛾田间种群数量的消长趋势。有学者研究发现,智能监测设备和桶型诱捕器监测到的虫情高峰期也较为一致[8]。本次试验进一步验证了智能监测设备用于草地贪夜蛾田间虫情监测的可靠性。

与常规监测设备相比,智能监测设备的最大优势除了数据能够正确反映害虫动态外,监测数据还可以实时传输,便于数据分析与采取防控措施。智能监测设备能将测报数据通过网络平台、手机APP等终端设备及时传送到用户手中,省时、快捷、方便,减轻了测报员的劳动强度,提高了病虫监测预警的时效性[9]。但智能监测设备自动计数和人工计数之间仍有一定误差,存在重复计数的问题,影响计数的准确性,有待进一步改进;同时,在原有计数技术的基础上,如适当增加害虫种类鉴定功能,可能更加有利于害虫的精准监测及采取防治对策。