邱家生 邵建英 邱慧敏 溫常青 劉曉莉

(1.贛州市金電電子設(shè)備有限公司，江西 興國(guó) 342400; 2.景德鎮(zhèn)學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333400;3.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000)

1 背景技術(shù)

松材線蟲(chóng)病是極具危險(xiǎn)性的森林病害，是重大植物疫情。自1982年我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，疫情快速擴(kuò)散，造成了嚴(yán)重危害，已成為威脅我國(guó)生態(tài)安全、生物安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的心腹大患。因而，抑制媒介昆蟲(chóng)松墨天牛以除治疫區(qū)內(nèi)松材線蟲(chóng)病成為當(dāng)前生產(chǎn)上急需解決的技術(shù)難題。目前對(duì)松墨天牛的防治方法主要有施灑化學(xué)農(nóng)藥或者化學(xué)藥劑、施放生物天敵昆蟲(chóng)和信息素引誘等方法，但這些方法都存在這樣那樣的不足，特別是無(wú)法兼顧環(huán)境友好、效果顯著的基本要求，因而制約了防治方法的推廣使用。

由于松墨天牛是一種弱趨光性昆蟲(chóng)，采用傳統(tǒng)的燈光誘捕技術(shù)效果非常不好，因此習(xí)慣上沒(méi)有人采用燈光誘捕松墨天牛。但燈光誘蟲(chóng)環(huán)保、高效、易用、安全的特點(diǎn)是其它防蟲(chóng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

本研究正是基于松墨天牛的弱趨光性而進(jìn)行松墨天牛光誘技術(shù)的深度研究，包括了光的種類、波長(zhǎng)、光源的功率、光波的能量、該光源的取得、誘捕裝置以及監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)等各個(gè)方面，特別是還進(jìn)行了較廣泛的實(shí)際運(yùn)用，產(chǎn)品取得了很好的使用效果。

2 研究主要內(nèi)容

2.1 不同種類光源誘捕效果

目前我們通?？梢?jiàn)的光源大部分為L(zhǎng)ED光源。LED光源具有能耗低、光源取得方便等特點(diǎn)，所以大部分科技工作者基本都選擇了LED光源用于光誘有害害蟲(chóng)上，但由于松墨天牛的弱趨光性特點(diǎn)，對(duì)大眾化的光源表現(xiàn)出來(lái)的趨光性非常弱，因而光誘松墨天牛的方向逐漸就被大家所忽視。而我們通過(guò)對(duì)以高壓汞燈為代表的熱光源和以LED為冷光源的對(duì)比，結(jié)果顯示：100～200W的熱光源，日誘捕量為1.5±0.5頭/誘捕器，而采用相同功率的LED柱形燈為冷光源的日誘捕量為1.0±0.58頭/誘捕器。研究表明，熱光源比冷光源的燈對(duì)松墨天牛的誘捕量更優(yōu)。

2.2 不同熱光源波長(zhǎng)的誘捕效果研究

本研究首先在實(shí)驗(yàn)室對(duì)波長(zhǎng)在310～1050 nm以高壓汞為發(fā)光源的熱光源設(shè)10 nm為一個(gè)對(duì)照組進(jìn)行松墨天牛對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，篩選出的對(duì)松墨天牛趨光性較強(qiáng)波長(zhǎng)為320～420 nm。通過(guò)林間試驗(yàn)測(cè)試1周表明，380 nm的熱光源燈在野外進(jìn)行林間誘捕時(shí)的效果最優(yōu)。

2.3 不同熱光源功率的誘捕效果研究

將380 nm的熱光源燈設(shè)計(jì)成150 W、250 W兩種燈型為一組，12 W、200 W和250 W的380 nm為另外一組，通過(guò)實(shí)際林間試驗(yàn)測(cè)試1周，發(fā)現(xiàn)150 W的燈對(duì)松墨天牛的誘集量達(dá)3.00±0.37頭/誘捕器，明顯高于于250 W的燈的誘捕量(1.50±0.50頭)。林間誘集研究表明，380 nm波長(zhǎng)熱光源對(duì)松墨天牛的誘捕效果最強(qiáng)，最高可達(dá)到對(duì)照組的5.5倍，其中尤其以150 W的熱光源燈誘捕效果最佳。

2.4 不同光波能量

光波的能量是一直被大家所忽略，而能量的大小不僅影響光的穿透能力，還決定是否能引起松墨天牛視覺(jué)的反應(yīng)，是非常重要的。我們選擇熱光源燈光波能量在10～150 W/nm的范圍，每10 W/nm為一個(gè)對(duì)照項(xiàng)，進(jìn)行實(shí)地林間試驗(yàn)測(cè)試1周，發(fā)現(xiàn)熱光源燈的能量從10～70 W/nm隨著能量的增加捕蟲(chóng)效果逐步上升，當(dāng)能量達(dá)到70 W/nm時(shí)光波誘蟲(chóng)效果達(dá)到峰值，再隨著能量增加捕蟲(chóng)效果呈平緩上升態(tài)勢(shì)，甚至差異性較小。因此，實(shí)踐研究表明熱光源燈光的能量必須大于70 W/nm。

2.5 該種熱光源光制備的方法研究

通過(guò)上述研究表明：一種波長(zhǎng)為380 nm、功率為150 W、光能量大于70 W/nm熱光源對(duì)松墨天牛具有高效的光誘效果，為了區(qū)別于其它的光，將滿足該特性的光命名為“極紫光”。為了得到極紫光，通過(guò)研究在石英管內(nèi)充入含量87.3%汞和13.7%鹵化亞鐵的混合物產(chǎn)生的光最優(yōu)。

2.6 誘捕裝置的研究

為解決松墨天牛的林間捕獲及捕獲后的逃逸問(wèn)題，研究了一種松墨天牛的誘捕及防逃逸裝置，該裝置包括有：誘捕主體、設(shè)于所述的誘捕主體下方的集蟲(chóng)器以及位于所述的集蟲(chóng)器下方并和所述的集蟲(chóng)器可拆卸相連通的防逃脫結(jié)構(gòu)。為了防止松墨天牛的二次逃脫，在漏斗形狀的集蟲(chóng)器底部設(shè)有一稍向防逃脫結(jié)構(gòu)內(nèi)部延伸的40～60 mm漏斗形狀的延伸部，由于增加了延伸部，松墨天牛掉入防逃逸結(jié)構(gòu)后不容易逃逸出來(lái)。而且由于誘捕器中具有了防止松墨天牛的二次逃脫裝置，因此將集蟲(chóng)器(收集蟲(chóng)子的器具)改為大布袋成為可能，可以減少清理集蟲(chóng)器的頻次，節(jié)省人力成本。

4 監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)及跨領(lǐng)域運(yùn)用的研究

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)松材線蟲(chóng)防治效果的自動(dòng)評(píng)估、蟲(chóng)災(zāi)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為指揮決策提供依據(jù)，研究開(kāi)發(fā)了一套基于NB-LOT的極紫光松墨天牛高效光誘防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)平臺(tái)。該平臺(tái)具有松墨天牛防治(誘捕、滅殺)、監(jiān)控管理(聯(lián)防聯(lián)治)、預(yù)警(決策指揮)3大功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)松墨天牛的有效治理，從而抑制松材線蟲(chóng)病的傳播和蔓延。

項(xiàng)目研發(fā)的主要內(nèi)容有：

(1)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究方面。①利用NB-LOT/移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將所有的前端松墨天牛誘捕裝置進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將每個(gè)前端裝置捕獲的松墨天牛數(shù)量、照片等信息上傳到后臺(tái)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)，系統(tǒng)按照捕獲松墨天牛的地域、時(shí)間、天氣等條件自動(dòng)對(duì)上傳的海量松墨天牛數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，提供松墨天牛種群動(dòng)態(tài)的預(yù)警預(yù)測(cè)，為政府提供指揮決策技術(shù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)松墨天牛的聯(lián)防聯(lián)治。②研究開(kāi)發(fā)利用北斗高精度定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備高精度位置的系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，率先實(shí)現(xiàn)北斗技術(shù)在森林防蟲(chóng)方面的運(yùn)用。開(kāi)發(fā)了一套松墨天牛防治與監(jiān)控預(yù)警信息系統(tǒng)，打開(kāi)以巡查人員手機(jī)號(hào)注冊(cè)的APP，APP自動(dòng)與北斗衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)高精度定位(如當(dāng)前經(jīng)度：115.32532639996371，當(dāng)前緯度：26.16285354824065)，可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)以上精度的定位，APP對(duì)每個(gè)松墨天牛前端誘捕器拍照并高精度定位后，可保證拍照設(shè)備的唯一性，通過(guò)APP可將捕獲的有害害蟲(chóng)的種類、數(shù)量以及照片通過(guò)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上報(bào)到本系統(tǒng)中，完成海量數(shù)據(jù)的采集。③為防范海量數(shù)據(jù)同時(shí)上傳到監(jiān)測(cè)中心平臺(tái)，因?yàn)楹Ａ繑?shù)據(jù)的處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)風(fēng)暴導(dǎo)致服務(wù)器崩潰的問(wèn)題，本研究開(kāi)發(fā)邊緣計(jì)算技術(shù)在松材線蟲(chóng)防治系統(tǒng)中的運(yùn)用，率先將邊緣計(jì)算技術(shù)運(yùn)用在森林防蟲(chóng)領(lǐng)域。④利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)松材線蟲(chóng)防治效果的自動(dòng)評(píng)價(jià)、發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，為松材線蟲(chóng)防治的決策指揮提供依據(jù)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)管理主要是對(duì)林區(qū)內(nèi)松墨天牛誘捕器等野外固定監(jiān)測(cè)設(shè)備不同時(shí)間所在的位置管理，結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)進(jìn)行站點(diǎn)位置的二維、三維顯示，并用曲線、圖表等直觀表示出來(lái)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安放數(shù)量一般為1套/5 hm2，松線蟲(chóng)危害程度以輕、中、重3級(jí)表示，累計(jì)捕獲的天牛數(shù)越多，地圖上顯示的顏色越深。

(2)極紫光高效有害生物誘捕設(shè)備跨領(lǐng)域的示范運(yùn)用研究。極紫光的推廣使用效果表明本技術(shù)不僅對(duì)松墨天牛具有高效的誘捕效果，還對(duì)如刺吸害蟲(chóng)(蟬、蝽)、食葉害蟲(chóng)(蛾、蝶)、鉆蛀害蟲(chóng)(其它天牛、象、小蠹)、地下害蟲(chóng)(金龜)等大部分農(nóng)林害蟲(chóng)具有高效的誘捕效果。因此，產(chǎn)品除了廣泛運(yùn)用在林業(yè)的松材線蟲(chóng)防治上，還可以在油茶、果樹(shù)、蔬菜、甘蔗、水稻、玉米等方面的高效防蟲(chóng)方面運(yùn)用，為國(guó)家實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保食品戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用。

5 項(xiàng)目的主要指標(biāo)

(1)單套前端松墨天牛極紫光智能誘裝置可實(shí)現(xiàn)有效防控半徑達(dá)160 m、面積達(dá)8 hm2以上，天牛捕獲率比性誘劑誘捕率高4.45倍，可實(shí)現(xiàn)對(duì)松墨天牛的有效誘捕。

(2)可實(shí)現(xiàn)松墨天牛的誘捕時(shí)間與羽化時(shí)間高度吻合，高效捕獲性未成熟前的松墨天牛。

(3)監(jiān)控預(yù)警信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)松墨天牛的(誘捕、滅殺)、監(jiān)控管理(聯(lián)防聯(lián)治)、預(yù)警(決策指揮)3大功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)松材線蟲(chóng)的有效技術(shù)防治。

(4)實(shí)現(xiàn)防治區(qū)域病蟲(chóng)害的逐年下降，3～5年后病蟲(chóng)害維持在一個(gè)較低的水平。