農(nóng)用殺蟲燈在我國的研發(fā)及應用分析

徐瑞清，楊文麗，胡桂蘭，耿勁松

（中國農(nóng)業(yè)大學圖書館，北京 100083）

在長期的害蟲防治實踐中，人們經(jīng)過探索研究，逐步發(fā)現(xiàn)利用昆蟲的趨光性，可以監(jiān)測昆蟲的遷飛、擴散、發(fā)生期和發(fā)生量，于是農(nóng)用殺蟲燈逐步成為一種害蟲物理防治措施。當今隨著綠色農(nóng)業(yè)呼聲愈來愈高，殺蟲燈誘蟲效果好，對人畜、環(huán)境安全，于是農(nóng)用殺蟲燈的研究愈來愈受到重視。搞清楚殺蟲燈的應用特點、研發(fā)規(guī)律，才能有效促進殺蟲燈行業(yè)發(fā)展，為綠色農(nóng)業(yè)做出貢獻。本文通過對CNKI數(shù)字文獻資料的分析調(diào)研，來探討農(nóng)用殺蟲燈的研發(fā)與應用狀況，為殺蟲燈的研究應用發(fā)展方向提供參考。

1 殺蟲燈在我國農(nóng)業(yè)中的應用歷史

根據(jù)光源的不同，殺蟲燈在我國主要經(jīng)歷了白熾燈、黑光燈、高壓汞燈、頻振式殺蟲燈、LED殺蟲燈階段。

1958 年前后，我國曾采用白熾燈防治害蟲，效果不太理想，逐步被淘汰。1964 年我國開始使用黑光燈，黑光燈誘殺效果明顯[1]，作為蟲情測報，可以準確地測出害蟲的消長動態(tài)，至今仍在使用。20世紀70年代以后，高壓汞燈等開始出現(xiàn)，20世紀80 年代在國內(nèi)一些地方作為一種防蟲手段得到應用，但實施比較困難，沒有得到普遍使用。因此有人將20世紀60年代后至80年代末定義為黑光燈時代。

20 世紀90 年代初，出現(xiàn)了頻振式殺蟲燈，它誘集昆蟲的種類和數(shù)量優(yōu)于黑光燈，被廣泛用于農(nóng)田害蟲的防治，取得良好效益，因此有人將90年代后稱為頻振式殺蟲燈時代。近十多年來，隨著投射式殺蟲電子技術的發(fā)展，推動了誘蟲光源，出現(xiàn)了LED殺蟲燈，科研人員進行了系統(tǒng)的誘蟲效果試驗，做了許多研究，目前已有生產(chǎn)產(chǎn)品，但LED殺蟲燈技術在農(nóng)業(yè)中的廣泛應用還有待成熟。

根據(jù)能源的不同，殺蟲燈出現(xiàn)了常規(guī)能源供電和太陽能供電系統(tǒng)。約2000年以前，殺蟲燈能源主要采用常規(guī)能源，如電網(wǎng)、蓄電池等。2000年左右，隨著太陽能光伏技術的發(fā)展，太陽能電池作為能源被用于殺蟲燈，于是出現(xiàn)了太陽能殺蟲燈。太陽能殺蟲燈節(jié)能、安全，逐漸發(fā)展起來。

2 農(nóng)用代表性殺蟲燈的特點

殺蟲燈的種類很多，被大面積應用于農(nóng)業(yè)并且具有代表性的主要是黑光燈、頻振式殺蟲燈和太陽能殺蟲燈，LED燈作為一種新型光源，其應用前景可期。

2.1 黑光燈

應用于農(nóng)業(yè)害蟲治理的黑光燈，是一種以主峰值波長為365nm 的紫外燈，它發(fā)出330-400nm 波段的近紫外光波[2]，是農(nóng)業(yè)害蟲趨光誘導的敏感波段。通常黑光燈具的玻璃燈泡為黑色，是為了濾除燈泡內(nèi)電壓激發(fā)產(chǎn)生熒光的可見光波段。被誘導的害蟲，會在燈泡周圍繞制的高壓電網(wǎng)（2 000-4 000v）電擊作用下致暈，落入害蟲袋，從而實現(xiàn)害蟲捕獲治理。

黑光燈應用于300多種害蟲防治，不僅對農(nóng)作物主要害蟲，如鱗翅目的飛蛾類、直翅目的螻蛄類、鞘翅目的甲蟲類害蟲有顯著的捕殺作用，還對畜禽設施中的蚊蟲類害蟲有捕殺作用。

2.2 頻振式殺蟲燈

頻振式殺蟲燈能將電源轉(zhuǎn)化為多種特定頻率光波輸出，因此，它的光源不僅包括近紫外波段的光波，還包括短波可見光波段。它采用“近距離用光，遠距離用波”的設計思想，延長了昆蟲夜間活動期，提高了害蟲誘殺率。其可見光波段的“黃、綠”輔色，形成了寬譜燈具，擴大了誘蟲種類；其擊殺集蟲的方法也進一步保證了燈具周圍昆蟲氣味的聚集和誘捕效果，從而使“光、波、色、味”一體誘殺的原理得以實現(xiàn)。

頻振式殺蟲燈作為害蟲誘殺燈具，常常固定吊掛在田間、園林、畜舍、糧倉，甚至魚塘。農(nóng)田應用時，每30-50畝地掛燈一盞；園林、山地應用時，要考慮樹冠、山丘的影響。果園害蟲防治中，頻振式殺蟲燈的掛燈高度保持在樹冠高度的2/3，效果最好。

20世紀90年代，河南佳多科貿(mào)有限公司率先研制生產(chǎn)了頻振式殺蟲燈，他們根據(jù)不同植物、不同害蟲、不同環(huán)境，研制生產(chǎn)出適宜的頻振式殺蟲燈，推動并發(fā)展了頻振式殺蟲燈在農(nóng)業(yè)方面的應用，使其日益成熟。但頻振式殺蟲燈誘殺昆蟲種類過多，非目標害蟲、有益昆蟲會受到一定量的誘捕，影響生態(tài)平衡。

2.3 LED殺蟲燈

LED殺蟲燈是基于發(fā)光二極管（LED）光源的害蟲誘殺工具。LED具有單光色性，可以針對不同的害蟲使用不同波段的燈光，避免誤殺非目標昆蟲。但作為農(nóng)業(yè)害蟲誘導捕殺的燈具，LED殺蟲燈應滿足多種光源要求。因此，科研人員采用不同光譜LED配比組合的方式，獲得LED殺蟲燈光源。通常LED殺蟲燈中，LED種類包括紫外LED、紫光LED和其他色光LED，它依據(jù)誘捕害蟲的光譜敏感要求進行光譜和光強的配光。

同其他光源的殺蟲燈具一樣，LED殺蟲燈除了LED燈珠陣列形成的光源，外圍還有電擊殺蟲的高壓電網(wǎng)，應用中同樣采用掛燈方式布置于田間、園林，或負載方式掛置于田間運行機具上。

LED殺蟲燈壽命長、能耗低，堅固耐用，在農(nóng)業(yè)病蟲害防治上應有廣闊的應用前景。但紫外LED的制造成本高，會造成LED殺蟲燈成本上升。隨著LED殺蟲燈配光技術的發(fā)展，更加適合于害蟲誘導捕殺的光譜組合的實現(xiàn)，將使LED殺蟲燈技術獲得更加有效的應用。

2.4 太陽能殺蟲燈

太陽能殺蟲燈是在黑光燈、頻振殺蟲燈、LED殺蟲燈光源的基礎上，采用太陽能光伏電池板作為供電來源，它只是供電方式的更新，作為一種新的殺蟲燈具技術，被社會廣泛認可。太陽能殺蟲燈利用光伏電池技術，能夠在白天把陽光轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，等到夜晚供電給殺蟲燈發(fā)光，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)害蟲的趨光誘捕和殺滅。

太陽能殺蟲燈往往采用支架技術，即頂端架起太陽能光伏電池板，并配以電控技術實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化存儲和夜間供電，支架的中上部位掛燈以殺蟲。太陽能殺蟲燈還采用氣吸式捕蟲技術代替高壓電網(wǎng)擊殺，直接把趨光誘捕的害蟲吸入捕集袋。

太陽能取之不竭，使殺蟲燈在使用中，不需過多人為維護，經(jīng)濟環(huán)保。同時不需要架設電源，便于農(nóng)民田間耕作，大大提高了生產(chǎn)的便利和安全性。但太陽能殺蟲燈一次性投資過多，農(nóng)民難以承受。另外，光照不足時，光伏電池板不能充足提供電能，也會影響太陽能殺蟲燈的誘捕效果。

3 農(nóng)用殺蟲燈的研發(fā)情況

3.1 農(nóng)用殺蟲燈發(fā)文情況

中國知網(wǎng)CNKI是我國科技工作者論文收集的重要數(shù)字化平臺，它收集中文學術期刊8 710余種，文獻覆蓋面廣，最早回溯至1915年，數(shù)據(jù)量大且權威，因此通過分析農(nóng)用殺蟲燈技術的文獻資料，可以了解該技術的起始、發(fā)展，進而分析農(nóng)用殺蟲燈的研發(fā)方向。

通過相應主題詞：殺蟲燈或誘蟲燈且頻振式、殺蟲燈或誘蟲燈且LED、殺蟲燈或誘蟲燈且太陽能，檢索并可視化分析可得到圖1所示頻振式、LED、太陽能殺蟲燈發(fā)文情況。

在農(nóng)用黑光燈研究論文數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，采用關鍵詞“黑光燈”，檢索到的文獻內(nèi)容多為農(nóng)用黑光燈和醫(yī)用黑光燈，去掉醫(yī)用黑光燈、會議消息、信息窗等與本文無關論文后，得到如圖1所示農(nóng)用黑光燈發(fā)文情況。文獻整理中發(fā)現(xiàn)，黑光燈最早的文獻出現(xiàn)在1960年且僅一篇，一直到1992年，大致呈震蕩上升趨勢，但每年數(shù)量不多，均未超過10篇，因此只將1993年以后的數(shù)據(jù)反映在圖中。

圖1 農(nóng)用殺蟲燈發(fā)文情況

3.2 農(nóng)用殺蟲燈研發(fā)分析

通過整理農(nóng)用黑光燈研究論文資料，如圖1，2003年以后，論文逐漸增多，尤其2003-2015年，論文數(shù)量很多，年均值達到36篇。這十多年的研發(fā)活躍期與頻振式殺蟲燈的研發(fā)活躍期基本一致，并且從文獻內(nèi)容上也可以看出，二者有很多對比內(nèi)容。可見，頻振式殺蟲燈的研發(fā)借鑒了黑光燈的技術內(nèi)容，彌補了黑光燈性能的不足之處。農(nóng)用黑光燈從20世紀60年代開始至今，研究論文從未間斷過，這說明黑光燈在農(nóng)業(yè)的應用上時間最長并且是連續(xù)的、平穩(wěn)的，技術是成熟的，研發(fā)趨于穩(wěn)定。

如圖1所示，1993年，有關頻振式殺蟲燈的第一篇研究論文開始出現(xiàn)，此后基本逐年增多，2002-2013年基本達到峰值，2006年達到峰值72篇，此后頻振式殺蟲燈的研究論文數(shù)開始震蕩回落。在資料整理過程中，可以清晰地看到，有關佳多公司頻振式殺蟲燈的論文數(shù)占有很大份額，比如2002年，有關佳多頻振式殺蟲燈的論文數(shù)33篇，占全年發(fā)文量的66%；2006年，有關佳多頻振式殺蟲燈的論文數(shù)32篇，占全年發(fā)文量的44.4%。由此可見，我國的頻振式殺蟲燈研究是從1993年前后開始的，經(jīng)過了2002-2013十余年的研究活躍期，科研成果累累，大數(shù)量的科研成果足以說明頻振式殺蟲燈在農(nóng)業(yè)應用中的廣泛性，其中佳多公司的貢獻率最高。但近些年，頻振式殺蟲燈研究成果呈下降趨勢，按常態(tài)分布規(guī)律進行解釋，說明頻振式殺蟲燈在農(nóng)業(yè)上的應用已基本成熟，它的優(yōu)缺點已基本穩(wěn)定，同時也預示著針對它的缺點，將會有新的殺蟲燈技術出現(xiàn)。預測該燈的研發(fā)也趨于穩(wěn)定。

LED殺蟲燈是從2007年前后發(fā)展起來的，是殺蟲燈新品種，每年研究成果數(shù)量不多。2016年以前每年僅有5篇左右，呈低緩狀態(tài)，但每年研究成果數(shù)量基本穩(wěn)中有升，且不間斷，整體呈上升趨勢；近三年增幅較大，2018年發(fā)文18篇，2019年發(fā)文14篇。這說明LED殺蟲燈作為新生事物，在農(nóng)業(yè)中的應用還有待成熟，其研發(fā)空間還很大，參考太陽能殺蟲燈、頻振式殺蟲燈研究論文數(shù)的發(fā)展規(guī)律，其研究論文數(shù)高峰期還未到來，可以成為害蟲光誘導工作者的研發(fā)方向。

殺蟲燈的發(fā)展，不僅有光源的發(fā)展，也有能源的發(fā)展。隨著太陽能技術的發(fā)展，殺蟲燈出現(xiàn)了常規(guī)能源供電和太陽能供電系統(tǒng)。因此，太陽能殺蟲燈作為一種新生事物，蓬勃發(fā)展起來。太陽能殺蟲燈的研究論文始見于2005年，此后基本逐年增多；2010年開始迅速發(fā)展，每年論文數(shù)基本高達20多篇；2014年迅猛發(fā)展，當年論文數(shù)高達45篇；近幾年依然研發(fā)活躍，論文數(shù)穩(wěn)定在年30余篇，沒有回落跡象，應是當前的研發(fā)應用主流方向。

4 殺蟲燈在農(nóng)業(yè)領域的應用前景

4.1 科學使用殺蟲燈勢在必行

綠色農(nóng)業(yè)是21世紀農(nóng)業(yè)市場的主旋律。環(huán)境保護、食品安全越來越受到人們關注，綠色食品、有機食品成為大家的呼喚。殺蟲燈作為一種重要的物理殺蟲工具，會越來越受到人們重視，其技術必將不斷得到發(fā)展、并顯示出越來越寬廣的應用前景。但任何技術都不是萬能的，過猶不及。生物是多樣性的，僅靠一種方法很難全部治理，殺蟲燈也有局限性，會對自然界的生物多樣性和生態(tài)平衡造成一定威脅。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用殺蟲燈時，應根據(jù)不同情況合理布置，科學地制定安裝殺蟲燈計劃，才能真正達到綠色農(nóng)業(yè)的目的。

4.2 加強LED、太陽能新技術殺蟲燈的研發(fā)和應用

太陽能殺蟲燈、LED殺蟲燈的研發(fā)幾乎是同時出現(xiàn)的，科研人員在光源和能源方面做了許多研究，努力將更環(huán)保、更高效能的殺蟲技術奉獻給社會。但我國殺蟲燈生產(chǎn)企業(yè)多為幾十人規(guī)模的小企業(yè)，對市場和技術的變化風險抵抗力差，所以，高校、科研單位在加強LED殺蟲燈研發(fā)的同時，應積極與企業(yè)聯(lián)合，將成熟的LED、太陽能殺蟲燈技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去。新技術必將在害蟲防治領域得到廣泛應用。