LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈在葡萄園中的應(yīng)用研究

涂海華，唐乃雄，康念鉛，周堅(jiān)，林愛紅（.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，南昌 0045；.江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，南昌 0047；.江西省新余市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園，江西新余 80007）

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LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈在葡萄園中的應(yīng)用研究

涂海華1，唐乃雄1，康念鉛1，周堅(jiān)2，林愛紅3
（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，南昌 330045；2.江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，南昌 330047；3.江西省新余市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園，江西新余 380007）

摘 要：通過調(diào)查葡萄園中存在的主要害蟲種類，根據(jù)害蟲趨光性的波長(zhǎng)和活動(dòng)時(shí)間的差異設(shè)計(jì)出了LED多光譜循環(huán)太陽(yáng)能殺蟲燈，并應(yīng)用于試驗(yàn)園中進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，LED多光譜循環(huán)太陽(yáng)能殺蟲燈應(yīng)用于葡萄園中可達(dá)到誘殺害蟲的目的，減少了葡萄種植過程中對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的使用，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)種植并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：LED多光譜燈；太陽(yáng)能殺蟲燈；趨光性；撲燈節(jié)律；葡萄害蟲

南方地區(qū)受氣候條件的限制，葡萄主要種植在丘陵向陽(yáng)地帶，主栽品種以美人指、金手指、甬優(yōu)一號(hào)、紅玫瑰、黑珍珠、巨峰等為主。南方葡萄園害蟲主要有斜紋夜蛾、透翅蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜蟲、薊馬、銅綠麗金龜、東方螻蛄等。2013年起在葡萄園區(qū)運(yùn)用物理防治方法[1-2]，采用LED多光譜循環(huán)太陽(yáng)能殺蟲燈誘殺葡萄園的害蟲[3-7]。通過調(diào)查葡萄園害蟲的趨光性與撲燈節(jié)律，設(shè)計(jì)出LED多光譜循環(huán)太陽(yáng)能殺蟲燈，通過其誘殺和防治害蟲的分析可知，LED多光譜循環(huán)太陽(yáng)能殺蟲燈可減少農(nóng)藥使用量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)種植，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 葡萄園害蟲的趨光性與撲燈節(jié)律調(diào)查

試驗(yàn)在江西省新余市國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園進(jìn)行，通過使用佳多頻振式殺蟲燈和單色LED殺蟲燈，發(fā)現(xiàn)葡萄園害蟲的主要種類包括4目14科45種（表1）。

通過近年的跟蹤發(fā)現(xiàn)，不同種類害蟲的趨光性各不相同[8-15]，并且夜間起飛時(shí)間和撲燈節(jié)律相差較大，如400 nm波長(zhǎng)對(duì)鞘翅目害蟲的誘捕效果最好，360 nm波長(zhǎng)對(duì)鱗翅目害蟲的誘捕能力強(qiáng)，520 nm波長(zhǎng)對(duì)半翅目害蟲誘捕效果最好（表2）。

表1　葡萄園內(nèi)常見的害蟲種類

表2　部分害蟲的趨光性與撲燈節(jié)律

太陽(yáng)能LED寬光譜殺蟲燈對(duì)多種害蟲有誘殺作用，主要包括地老虎、金龜子、豆天蛾、螻蛄、夜蛾等21種，其中，對(duì)鱗翅目的夜蛾科害蟲誘殺效果尤其顯著。

夜出習(xí)性的葡萄害蟲活動(dòng)時(shí)間有一定的規(guī)律，例如：斜紋夜蛾和大、小地老虎19:00～22:00活動(dòng)最盛；東方螻蛄、綠盲蝽19:00～23:00為撲燈的盛期；銅綠麗金龜、大青葉蟬、小綠葉蟬20:00～23:00活動(dòng)最為旺盛。葡萄園主要害蟲的撲燈節(jié)律見圖1。

大多數(shù)葡萄害蟲在波長(zhǎng)范圍330～400 nm的紫外光和紫光的趨光性較強(qiáng)，運(yùn)用此特殊的機(jī)理選擇性誘捕害蟲，既可誘殺害蟲，又能保護(hù)天敵，主要包括斜紋夜蛾、大地老虎、小地老虎、東方螻蛄、銅綠麗金龜、葉蟬等害蟲；而波長(zhǎng)為550～590 nm的（藍(lán)綠光）混合光對(duì)綠盲椿、蚜蟲、薊馬、粉虱等就有相對(duì)較大的吸引力。

圖1　葡萄主要害蟲的撲燈節(jié)律

2 LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈的設(shè)計(jì)

采用紫、藍(lán)、綠三色LED燈（DC12V，3W）（燈珠比3:1:1）。根據(jù)江西的太陽(yáng)光強(qiáng)度和日出日落時(shí)間，選擇40 W的太陽(yáng)能板和DC12 V蓄電池，同時(shí)配合DC12 V轉(zhuǎn)5000 V靜電高壓網(wǎng)，用最小單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)控制LED燈的開關(guān)時(shí)間，組成LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈[16-20]。

控制時(shí)間參考：

19:00～21:00：開啟全燈，誘殺各類害蟲；

21:00～00:00：開啟紫光燈，誘殺綠盲蝽以外的害蟲；

00:00～03:00：開啟全燈，誘殺各類害蟲；

03:00～06:00：害蟲活動(dòng)少，關(guān)燈，節(jié)約用電；

06:00～19:00：白天時(shí)間，關(guān)燈；進(jìn)入充電程序。

本文日出日落的時(shí)間采取6、7月份的時(shí)間，采集地點(diǎn)為江西新余市國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園葡萄基地（北緯28°05′，東經(jīng)115°24′），日出時(shí)間取6:15，日落時(shí)間取17:45。其他地區(qū)可參考本文控制時(shí)間，并結(jié)合當(dāng)?shù)厝粘鋈章鋾r(shí)間進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

3 材料與方法

3.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈。

3.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在新余市國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園葡萄基地進(jìn)行?；匾詿o公害葡萄種植研究為主，種植病蟲害發(fā)生率較高的葡萄品種，如美人指、金手指、甬優(yōu)一號(hào)、紅玫瑰、黑珍珠、巨峰等。葡萄種植采用T型、Y型和V型等架式，高度在1.5～2.2 m之間。種植面積達(dá)60 hm2。

3.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)點(diǎn)各安裝LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈5盞，燈高度為2.8 m，以“十字”對(duì)稱分布在葡萄園，有效試驗(yàn)面積為40 hm2。觀測(cè)點(diǎn)固定，亮燈時(shí)間為每天19:00至次日早上3:00。從6月1日至8月16日觀察，每天清理一次，每周記錄葡萄害蟲的種類和數(shù)量。同時(shí)在試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)（未安裝殺蟲燈的同一批次的葡萄區(qū)域）調(diào)查葡萄害蟲的發(fā)生量、危害率。

4 結(jié)果與分析

4.1 誘殺害蟲效果

4.1.1 誘殺害蟲種類

對(duì)誘集的成蟲作初步鑒別，共誘殺5目10科19種，主要有斜紋夜蛾、透翅蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜蟲、薊馬、銅綠麗金龜、葉蟬、綠盲蝽等。說明LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈的殺蟲譜較廣（表3）。

表3　5盞LED循環(huán)殺蟲燈誘殺害蟲的種類及數(shù)量

4.1.2 誘殺害蟲數(shù)量

如表3所示，多光譜LED循環(huán)殺蟲燈誘集的害蟲優(yōu)勢(shì)種群明顯。通過對(duì)葡萄園所誘的成蟲進(jìn)行清查，總體誘殺對(duì)象以鱗翅目為主，占88.75%；其次為鞘翅目，占8.35%；其它害蟲類別占4.90%。同時(shí)段燈誘主要害蟲的種類和數(shù)量有差異，表現(xiàn)出明顯的差異性，顯示出所誘葡萄主要害蟲的成蟲發(fā)生期對(duì)葡萄害蟲情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，對(duì)全區(qū)大面積防治有重要的指導(dǎo)作用。

4.1.3 對(duì)天敵誘殺的影響

調(diào)查結(jié)果表明：LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈在誘殺大量害蟲的同時(shí)，也可誘殺天敵，其種類有瓢蟲、步甲、草嶺等，但數(shù)量較少，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，益害比達(dá)1:398，因此對(duì)天敵的影響較小，有利于保護(hù)和利用天敵，維持生態(tài)平衡。

4.2 對(duì)主要害蟲葡萄園消長(zhǎng)規(guī)律的影響

6～8月份，燈區(qū)害蟲量和卵量明顯減少，燈區(qū)棚內(nèi)地老虎、東方螻蛄、斜紋夜蛾、透翅蛾、葡萄銹壁虱、吸果夜蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜蟲、薊馬、銅綠麗金龜、葉蟬、綠盲蝽的數(shù)量?jī)H為對(duì)照區(qū)的8.5%，燈區(qū)害蟲產(chǎn)卵量為對(duì)照區(qū)的6%，無需藥劑防治。

4.3 害蟲防控效果

試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，6～8月份為害蟲發(fā)生高峰期，使用太陽(yáng)能殺蟲燈后，燈照區(qū)的害蟲一直保持在較低的水平，而對(duì)照區(qū)也發(fā)生了害蟲遷移到燈照區(qū)的情況，使對(duì)照區(qū)害蟲也發(fā)生相應(yīng)的減少。各類害蟲如銅綠麗金龜、葡萄銹壁虱、斜紋夜蛾、吸果夜蛾、地老虎、東方螻蛄等蟲源和蟲卵明顯減少，可以控制在較低水平內(nèi)，燈區(qū)較對(duì)照區(qū)減少藥劑防治4次。

圖2　燈照區(qū)與對(duì)比區(qū)害蟲數(shù)量變化過程

表4　LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈的年費(fèi)用比照表 (元/667m2)

5 效益分析與評(píng)價(jià)

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈成本測(cè)算見表4，應(yīng)用太陽(yáng)能殺蟲燈每667 m2每年可節(jié)約防治成本80元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5.2 生態(tài)效益

LED多光譜循環(huán)式太陽(yáng)能殺蟲燈采用微電腦（數(shù)字化）直流變頻技術(shù)，誘殺害蟲的波長(zhǎng)范圍350～520 nm；殺蟲網(wǎng)上有4000 V高壓靜電，工作電流＜2 mA，誤觸不傷人，安全系數(shù)大。應(yīng)用太陽(yáng)能LED殺蟲燈后，化學(xué)防治用藥量明顯減少，減輕了對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染，具有顯著的生態(tài)環(huán)境效益。

5.3 社會(huì)效益

應(yīng)用太陽(yáng)能LED殺蟲燈后，農(nóng)藥使用和農(nóng)藥中毒事故明顯減少，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進(jìn)一步得到保障，產(chǎn)量和品質(zhì)提高，有力地推動(dòng)了無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。

6 小結(jié)

太陽(yáng)能LED殺蟲燈用特定光波對(duì)害蟲特定吸引，誘殺特定害蟲種類，同時(shí)保護(hù)益蟲；太陽(yáng)能LED殺蟲燈實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作模式，實(shí)現(xiàn)光控和時(shí)控，解決了人工開啟的繁瑣問題，也能解決遠(yuǎn)離交流電的農(nóng)田和山區(qū)用電問題，很好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。該殺蟲燈也可以應(yīng)用在蔬菜、柑橘等經(jīng)濟(jì)作物上，適用范圍廣，且安全性能好，誘殺種類多，殺蟲效率高。

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LED multispectral circulation solar insecticidal device application research in the vineyard

TU Haihua1,TANG Naixiong1,KANG Nianqian1,ZHOU Jian2,LIN Aihong3
(1.College of Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045; 2.Jiangxi Research Institute of agricultural machinery,Nanchang 330047,China; 3.Jiangxi Xinyu Modern Agricultural Science Park,Jiangxi Xinyu 380007)

Abstract:Main kinds of insects and pests was investigated in the vineyards.LED multispectral circulation solar device was designed that based on the differences of pests phototaxis wavelength and activity time,and applied in the vineyard to test the effects.The results indicated that LED multispectral circulation solar device could achieve the goal of luring insect pests,reduced the spraying times of chemical pesticides in the growth process of fruit,obtained the good economic benefi t and ecological benefi t.

Key words:LED multispectral device; solar insecticidal device; phototaxis; the fl apping light rhythm; insects and pests

作者簡(jiǎn)介：涂海華（1966-），男，碩士生導(dǎo)師，副教授。主要從事物理農(nóng)業(yè)研究。E-mail:741816246@qq.com

收稿日期：2015-10-15

DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2016.01.002

中圖分類號(hào)：TS261.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

資助項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2012BAD14B14)，江西省科技支撐計(jì)劃(20132BBF60073)，江西省星火計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（20141212450001）。