趙龍龍，周旭凌*，胡增麗，李慶亮,2，張未仲，劉朝紅，韓 鳳，李 捷,2，杜海燕

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，太原 030031；山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室，太原 030031)

基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對梨小食心蟲日活動規(guī)律及影響因子研究

趙龍龍1，周旭凌1*，胡增麗1，李慶亮1,2，張未仲1，劉朝紅1，韓 鳳1，李 捷1,2，杜海燕1

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，太原 030031；山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室，太原 030031)

梨小食心蟲Grapholithamolesta(Busck)是水果生產(chǎn)中一種重要的害蟲，研究梨小食心蟲在田間的活動規(guī)律，有助于防控其危害。本研究通過物聯(lián)網(wǎng)自動監(jiān)測系統(tǒng)對梨小食心蟲田間活動規(guī)律及主要環(huán)境因子進行了實時監(jiān)測。結(jié)果表明，梨小食心蟲日活動有2個峰期，第1個峰期發(fā)生在6 ∶00左右，第2個峰期發(fā)生在19 ∶00左右。梨小食心蟲在田間最適活動溫度范圍為22℃-23℃、相對濕度為3%-31%、光照強度為300-4000 Lx，其中光照是影響梨小食心蟲的主要環(huán)境因子，光照強度與梨小食心蟲日活動呈負相關，300 Lx左右的弱光條件為刺激梨小食心蟲活動的主要環(huán)境信號。本研究豐富了梨小食心蟲的基礎理論研究并可用于指導梨小食心蟲防控。

梨小食心蟲；活動規(guī)律；光照強度；交配行為；物聯(lián)網(wǎng)

梨小食心蟲Grapholithamolesta(Busck)俗稱梨小，又名東方蛀果蛾、桃折梢蟲，除西藏未見報道外，在我國桃、梨等果產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生(陳梅香等，2009；范仁俊等，2013)。梨小食心蟲前期危害桃、梨新梢，后期蛀食果實，直達果心，造成果實早熟或腐爛，失去價值(胡增麗和李海芳，2010；馬之勝等，2012；王越輝等，2013)。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構的調(diào)整，果樹栽培面積的擴大，梨小食心蟲發(fā)生隨之加重，對桃、梨果生產(chǎn)構成了嚴重威脅，已成為當前重點防治的害蟲之一。

目前關于梨小食心蟲的生物學特點、為害狀況、防治技術、年發(fā)生規(guī)律等已見大量報道(陳梅香等，2009；李麗莉等，2012；范仁俊等，2013；王越輝等，2013；金立等，2014；朱更瑞等，2014；李逸等，2016)。在梨小食心蟲成蟲日活動規(guī)律方面，僅有報道指出梨小食心蟲在田間的活動高峰期在日落前后，成蟲的交配活動主要發(fā)生在17 ∶00-21 ∶00(張國輝和仵均祥，2012；冉紅凡等，2013；趙志國等，2013)，但上述研究多為人工于固定時間段或室內(nèi)研究所得，另尚缺與梨小食心蟲日活動相關的環(huán)境因子研究。為了解自然條件下梨小食心蟲的活動規(guī)律及主要環(huán)境因子的影響作用，本研究借助物聯(lián)網(wǎng)害蟲自動監(jiān)測系統(tǒng)，探索了梨小食心蟲全日內(nèi)不同時間段的活動規(guī)律及溫度、相對濕度、光照強度對梨小食心蟲活動的影響，以期為防治梨小食心蟲做基礎指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地點為山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所試驗園，位于北緯3720，東經(jīng)11229。試驗園區(qū)植有桃樹和梨樹等，桃樹主要品種為蟠桃、油桃、毛桃等，面積≥5 ha，梨樹主要品種為玉露香梨、酥梨等，面積≥6 ha。

1.2 試驗儀器和材料概況

自動監(jiān)測誘捕器由北京依科曼生物技術有限公司生產(chǎn)(型號：3SJ-3通用型誘捕器)，誘捕器為電控式觸殺型誘捕器。自動監(jiān)測誘捕器配套閃訊TELEMO害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)將誘捕器采集的害蟲信息、其它信息(氣象數(shù)據(jù))通過GSM網(wǎng)絡節(jié)點傳輸給互聯(lián)網(wǎng)服務器，互聯(lián)網(wǎng)服務器對信息進行存儲，分析后再傳輸給個人終端(電腦，手機)做進一步分析，系統(tǒng)準確率為98%。

試驗誘源物質(zhì)為梨小食心蟲橡膠塞式性誘芯由北京中捷四方生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗設置

自動監(jiān)測誘捕器設置在距離桃園和梨園約150 m處，誘捕裝置距離地面2 m。設置自動監(jiān)測誘捕器間隔0.5 h記錄1次實時信息，持續(xù)監(jiān)測1個月，梨小食心蟲誘芯每15 d更換一次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2016和IBM SPSS Statistics 20進行整理并作相關分析研究。圖例采用箱式圖進行分析，箱圖間連線為數(shù)據(jù)中值。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨小食心蟲的日活動量

梨小食心蟲日活動活動峰期分別出現(xiàn)在6 ∶00和19 ∶00，19 ∶00為梨小食心蟲的主要活動期，活動低峰期出現(xiàn)在11 ∶00-14 ∶00和21 ∶00-0 ∶00，每日從1 ∶00和14 ∶00開始有活動，上午持續(xù)活動時間約10 h，下午持續(xù)活動時間約6 h(圖1)。

2.1 梨小食心蟲日活動規(guī)律與溫度的關系

采集區(qū)日氣溫最低出現(xiàn)在0 ∶00，最高溫度出現(xiàn)在16 ∶00，在0 ∶00-16 ∶00，溫度隨時間變化，呈線性增長，16 ∶00后下降(圖2)。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明梨小食心蟲從3.5℃起開始有活動，當溫度超過30℃時，梨小食心蟲無活動，溫度為22℃-23℃時，梨小食心蟲活動量最高(圖3)。對梨小食心蟲的誘捕量和溫度進行Pearson相關分析，顯示出溫度與梨小食心蟲日活動量的相關系數(shù)為r=0.158，在0.05水平上(P=0.022)顯著相關，表明溫度與梨小食心蟲日活動量在一定范圍內(nèi)呈線性相關。

圖1 梨小食心蟲日活動量隨時間變化特點Fig.1 The daily activity of oriental fruit moth with time

圖2 日溫隨時間變化特點Fig.2 Characteristics of daily temperature with time

圖3 溫度與梨小食心蟲活動量的關系Fig.3 The activity number of oriental fruit moth with changing temperatures

2.2 梨小食心蟲日活動規(guī)律與相對濕度的關系

環(huán)境中相對濕度隨時間變化以16 ∶00相對濕度最低，其它時間段相對較高，其中在1 ∶00-10 ∶00時段，相對濕度變化較大(圖4)。在2%-72%的濕度范圍內(nèi)，梨小食心蟲均有活動行為，其中在3%-31%的濕度范圍內(nèi)，梨小食心蟲的活動量相對較高(圖5)。Pearson分析表明梨小食心蟲的誘捕量和濕度之間無相關性(r=-0.128，P=0.112)。

2.3 梨小食心蟲日活動規(guī)律與光照強度間關系

采集區(qū)日光照強度隨時間變化明顯，以12 ∶00-13 ∶00時光照強度較高，20 ∶00-4 ∶00時光照強度較低。同圖1相比較，光照強度變化與梨小食心蟲的活動特點呈相反趨勢，光照強度最高和最低時幾乎無活動(11 ∶00-14 ∶00和22 ∶00-0 ∶00)，當光照強度從最高逐漸減弱或從最低逐漸增強時梨小食心蟲活動量逐漸增大(圖6)。對梨小食心蟲的日活動量和光照強度進行Pearson相關分析表明梨小食心蟲的活動量和光照強度呈負線性相關(r=-0.192，在0.05水平上，P=0.01。當光照強度為200-100000 Lx時，梨小食心蟲均有活動行為，光照強度為300-4000 Lx時，梨小食心蟲的日活動量明顯且集中(圖7)。

圖4 日相對濕度隨時間變化特點Fig.4 Characteristics of daily relative humidity with time

圖5 相對濕度與梨小食心蟲的日活動量的關系Fig.5 The activity number of oriental fruit moth with changing relative humidity

圖6 日光照強度隨時間變化特點Fig.6 Characteristics of daily light intensity with time

圖7 梨小食心蟲的日活動量與光照強度變化關系Fig.7 The activity number of oriental fruit moth with changing light intensity

3 結(jié)論與討論

隨互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)與移動網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術的緊密結(jié)合，有關害蟲的監(jiān)測越來越自動化和智能化(趙靜等，2010；張恩迪和張佳銳，2015)。這些監(jiān)測設備以其省力、適時、準確反應監(jiān)測對象等優(yōu)點，而被越來越多的運用到研究當中(姜芳和曾碧翼，2013；閆真月等，2017；蔣天小等，2017)。本研究通過物聯(lián)網(wǎng)自動監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測了梨小食心蟲在自然條件下的活動規(guī)律，以及影響梨小食心蟲日活動規(guī)律的主要環(huán)境因子，對所采集的數(shù)據(jù)分析表明，梨小食心蟲在自然條件下每日有2個活動峰期，第1個峰期出現(xiàn)在6 ∶00，第2個峰期出現(xiàn)在 19 ∶00。環(huán)境中的溫度、相對濕度、光照強度對梨小食心蟲的日活動均有一定的影響作用，但以光照強度對梨小食心蟲日活動影響最為明顯，其次為溫度和相對濕度。分析得出當環(huán)境的中溫度19℃-23℃、相對濕度3%-31%、光照強度300-4000 Lx時為梨小食心蟲田間活動的適宜條件。

本研究與冉紅凡等(2013)報道類似的是，梨小食心蟲日活動有2個峰期，冉紅凡指出梨小食心蟲的主要活動時間為19 ∶00-3 ∶00，其次在7 ∶00，但活動量較低，有可能是兩者實驗地域差異造成。但在其它梨小食心蟲日活動規(guī)律的研究中，梨小食心蟲日活動峰期只有1個，多出現(xiàn)在日落前后即19 ∶00-21 ∶00(Gentryetal.，1975；趙志國等，2013)。孟憲佐(1983)通過調(diào)查梨小食心蟲交配囊是否有精子，張國輝和仵均祥(2012)室內(nèi)試驗觀察均發(fā)現(xiàn)梨小食心蟲主要在17 ∶00-19 ∶00進行交配活動。但從本實驗田間監(jiān)測結(jié)果和冉紅凡等(2013)糖醋液誘集調(diào)查梨小食心蟲(雌雄兼誘)日活動規(guī)律中發(fā)現(xiàn)，梨小食心蟲除17 ∶00-19 ∶00的活動高峰期外，6 ∶00-7 ∶00也出現(xiàn)梨小食心蟲活動峰期。另在室內(nèi)飼養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，梨小食心蟲除17 ∶00-19 ∶00交配峰期外，6 ∶00-7 ∶00也有交配行為(未發(fā)表資料)，說明梨小食心蟲每日有2個交配峰期，主要交配峰期大約發(fā)生在19 ∶00，其次發(fā)生在6 ∶00左右。

本試驗表明，梨小食心蟲在相對濕度2%-72%范圍內(nèi)有活動行為，但以相對濕度在3%-31%范圍內(nèi)活動較為明顯，當空氣相對濕度超過72%時，監(jiān)測不到梨小食心蟲的活動。此結(jié)論與相關研究基本一致，金立等(2014)指出，降水明顯影響梨小食心蟲的發(fā)生，降水越大，蟲口發(fā)生越少，當相對濕度為10%-20%時，梨小食心蟲發(fā)生量明顯提高。將空氣相對濕度日變化同梨小食心蟲日活動規(guī)律比較發(fā)現(xiàn)，梨小食心蟲活動最高峰期在19 ∶00左右，而空氣相對濕度最低值出現(xiàn)在16 ∶00左右，兩者重疊較少，說明較低濕度條件有利于成蟲活動，但不是決定梨小食心蟲活動變化的主要原因。

監(jiān)測表明在3.5℃-30℃溫度范圍內(nèi)梨小食心蟲有活動行為，但以在19℃-23℃溫度范圍內(nèi)，梨小食心蟲活動量相對較高，低溫或太高溫條件下梨小食心蟲均無活動，這與梨小食心蟲對溫度的適應范圍一致，成蟲在20℃-23℃溫度范圍內(nèi)壽命最高，當溫度超過29℃時，成蟲壽命明顯降低(杜娟等，2009)。試驗發(fā)現(xiàn)4 ∶00后隨著環(huán)境中的溫度升高，梨小食心蟲開始活動并逐漸增，但隨著環(huán)境溫度的進一步升高(適宜溫度范圍內(nèi))，梨小食心蟲活動量并未表現(xiàn)出相似的變化局勢，表明溫度雖然能夠影響梨小食心蟲的活動，但不是影響其活動變化的主導因素。

對光照強度和梨小食心蟲日活動量變化統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，梨小食心蟲的日活動量同光照強度呈明顯負相關，光照強度的變化對其活動有明顯的影響作用，是影響梨小食心蟲活動的主要環(huán)境因子。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)每日6 ∶00、19 ∶00左右，環(huán)境中的光照強度變化均接近300 Lx左右(弱光照)，梨小食心蟲的活動也達到峰值，此后，當光照強度高于或低300 Lx，梨小食心蟲的活動量也隨之減弱，說明300 Lx左右的弱光條件是刺激梨小食心蟲活動的主要環(huán)境信號。研究指出，光期轉(zhuǎn)入暗期前的幾個小時是梨小食心蟲成蟲啟動與外界信號交流的主要時期，進而完成求偶、產(chǎn)卵等活動(George，1965；張國輝和仵均祥，2012)。通過本研究發(fā)現(xiàn)由光期轉(zhuǎn)入暗期和暗期轉(zhuǎn)入光期時，均可啟動梨小食心蟲與外界信號的交流作用，引發(fā)梨小食心蟲的活動，表明光期和暗期這種以光照強度300 Lx左右為界點的轉(zhuǎn)化過程可能為啟動梨小食心蟲日活動的主要環(huán)境信號。綜上，本研究結(jié)果對于揭示梨小食心蟲在自然條件下的活動規(guī)律具有一定的科學參考價值。

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ResearchonthedailyactivitypatternsanditsimpactfactorsofadultorientalfruitmothGrapholithamolesta(Busck)basedonthemonitoringsystemofinternetofthings

ZHAO Long-Long1, ZHOU Xu-Ling1*, HU Zeng-Li1, LI Qing-Liang1,2, ZHANG Wei-Zhong1, LIU Zhao-Hong1, HAN Feng1, LI Jie1,2, DU Hai-Yan1

(1. Institute of Pomology, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China; 2. Shanxi Key Laboratory of Germplasm Improvement and Utilization in Pomology, Institute of Pomology, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China)

Grapholithamolesta(Busck), OFM (oriental fruit moth) is one of important pest in fruit production, the study on OFM’s daily activity patterns in the field is helpful to control it. In this study, the daily activity patterns and impact factors of adult OFM were researched by real-time monitoring system of internet of things in the field. The results showed that there were two peaks in the daily activity of OFM, the first peak occurred about 6 ∶00 and the second peak occurred about 19 ∶00. Temperature ranged from 22℃ to 23℃, the relative humidity ranged from 3% to 31% and the light intensity ranged from 300 to 4000 Lx were optimum condition for field activity of OFM. To sum up, light was the main environmental factor that influenced the daily activity. Light intensity negatively correlated with OFM’s daily activity and about 300 Lx stimulation was the basic condition of OFM’s daily activity. To sum up, this study enriched the basic theory, also as guidance for control OFM.

Grapholithamolesta(Busck); activity pattern; light intensity; mating behavior; internet of things

趙龍龍，周旭凌，胡增麗,等.基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對梨小食心蟲日活動規(guī)律及影響因子研究[J].環(huán)境昆蟲學報，2017,39(6):1235-1241.

Q968.1;S433.4

A

1674-0858(2017)06-1235-07

山西省農(nóng)業(yè)科學院博士研究基金(YBSJJ1608)；北方果樹食心蟲綜合防控技術研究與示范推廣(201103024)；山西省農(nóng)業(yè)科學院院重點項目(YZD1504)

趙龍龍，男，1984年生，助理研究員，研究方向為果樹病蟲害的綜合治理，E-mail：longlong5333@sina.com

*通訊作者Author for correspondence, E-mail: 550595525@qq.com

Received: 2017-07-04; 接受日期Accepted: 2017-09-04