誘捕器在林業(yè)害蟲防控中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望

紀(jì)開燕++曹兆陽

摘要 本文主要介紹了目前林業(yè)有害生物防控中應(yīng)用的各種害蟲誘捕器設(shè)計原理，概述了利用昆蟲趨光性、趨色性和趨化性等原理研制的誘捕器研究進(jìn)展情況，分析了誘捕器在實際應(yīng)用中存在的問題，并對高端誘捕器的研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 林業(yè)害蟲；誘捕器；設(shè)計原理；研究進(jìn)展；前景展望

中圖分類號 S763.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）20-0132-03

Application and Prospect of Traps in Prevention and Control of Forest Pests

JI Kai-yan CAO Zhao-yang

（Yangzhou Forestry Production and Technical Guidance Station，Yangzhou Jiangsu 225009）

Abstract The thesis introduced the design principles of traps used for controlling all kinds of forestry pests，summarized the research progresses of the traps developed by the principles of insect phototropism and chemotropism，and analyzed the problems existing in the practical application，and prospected the research direction of high-end traps.

Key words forestry pest；traps；design principle；research progress；prospect forecast

近年來，隨著植樹造林、平原造林等重點工程的相繼開展，全國林地面積大幅增加，隨之而來的林業(yè)有害生物危害也日趨嚴(yán)重。自2008年起以美國白蛾為主的食葉類害蟲發(fā)生范圍廣、造成危害大，是全國監(jiān)測和防治的主要對象。食葉類害蟲的主要發(fā)生種類包括美國白蛾（Hyphantria cunea（Drury））、春尺蠖（Apocheima cinerarius Ershoff）、國槐尺蠖（Semiothisa cmerearia（Bremer et Grey））、楊扇舟蛾（Clostera anachoreta）、楊小舟蛾（Micromelalopha sieversi）等；蛀干類害蟲主要發(fā)生種類有白蠟窄吉?。ˋgrilus planipennis Fairmaire）、雙條杉天牛（Semanotus bifasciatus Motschulsky）、光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）、國槐小卷蛾（Cydia trasias）、松梢螟（Dioryctria splendidella Herrich-Schaeffer）等；刺吸類害蟲主要發(fā)生種類包括蚜蟲、葉螨、蝽等[1-3]。很多害蟲甚至對林木造成了致命性的危害，其有效監(jiān)測和防治迫在眉睫。誘捕器是對蟲情預(yù)測預(yù)報或害蟲誘殺防治的一種重要工具[4]。

1 誘捕器設(shè)計原理

鱗翅目中許多科的成蟲對某段光波特別敏感，在有效光波的刺激和作用下，復(fù)眼視網(wǎng)膜會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而對光產(chǎn)生趨性行為，飛向光源，即昆蟲的趨光性[5]。同時，昆蟲通過觸角或其他部位的一些化學(xué)物質(zhì)感受器捕獲散布在空氣中的一些特殊化學(xué)物質(zhì)，如趨避劑、報警信息素、聚集信息素、昆蟲性外激素等也會產(chǎn)生趨向性反應(yīng)。昆蟲對光、色彩、化學(xué)物質(zhì)的趨性有正負(fù)2種趨性之分[4]。

據(jù)報道，昆蟲對光的感應(yīng)多偏于電磁波光譜中央附近的短光波，波長為253～700 nm。同樣的化學(xué)物質(zhì)刺激會使不同的昆蟲產(chǎn)生聚集或驅(qū)散的作用[6]。在實際生產(chǎn)中，可利用昆蟲具有強烈趨向性的原理，研制出誘蟲板、性誘劑誘捕器、黑光燈等捕殺或捕捉昆蟲的設(shè)備。

2 誘捕方式研究現(xiàn)狀

2.1 趨光/趨色性

利用昆蟲的趨光性原理研究出的各種燈光器械捕獲夜間活動的害蟲，依次經(jīng)歷了普通燈光誘蟲階段、黑光燈誘蟲階段、高壓汞燈誘蟲階段、頻振式殺蟲燈誘蟲階段[4]。頻振式太陽能殺蟲燈誘集的害蟲種類廣泛，包括鱗翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目、膜翅目、雙翅目、廣翅目、毛翅目、革翅目、蜚蠊目等13個目的1 287余種害蟲[7]。據(jù)報道，頻振式殺蟲燈誘殺各類害蟲的數(shù)量一般是黑光燈的2～5倍[8-9]。

害蟲趨色性的應(yīng)用主要是利用不同顏色的色板等材料所散發(fā)出不同波長的色光對害蟲的引誘作用。其中粘蟲色板的制作比較簡單，主要采用粘蟲膠涂布于特定顏色的塑料板或鈣塑板上，制好后再懸掛于田間誘殺害蟲[4]。

據(jù)報道，綠色對誘集白蠟窄吉丁雄蟲非常有效，設(shè)計出了白蠟窄吉丁誘捕器，用于監(jiān)測林間白蠟窄吉丁的發(fā)生情況，且通過在林間使用表明該誘捕器對白蠟窄吉丁達(dá)到了較好的誘捕效果[10-11]。通過進(jìn)行阻隔式不同顏色十字板誘捕器防治金龜子防效試驗，結(jié)果表明，黃色十字板誘捕器對明亮長腳金龜子（Hoplia spectabilis Medvedev）有明顯的誘防效果[12]。在田間均勻懸掛黃色粘蟲板，對多種害蟲有較好的防效[13]。

2.2 趨化性

隨著對昆蟲種間、種內(nèi)、害蟲與作物等的相互作用關(guān)系的研究，害蟲誘捕器的研究進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。

2.2.1 寄主植物揮發(fā)物。根據(jù)昆蟲對某些植物釋放的特異性化合物具有一定的趨向性這一現(xiàn)象，將具有該作用的植物作為誘集植物或驅(qū)避植物應(yīng)用在害蟲的無公害綜合治理中，取得了一定效果。此外，還成功研制了害蟲引誘劑和驅(qū)避劑[14]。endprint

很多種蠅也利用十字花科植物的特征化合物異硫氰酸酯糖苷尋找、定位寄主植物。松樹揮發(fā)物中的α-蒎烯、β-蒎烯、蒈烯、莰烯、月桂烯對以針葉樹為寄主的象甲科、天?？?、小蠹蟲科、郭公甲科的昆蟲具有引誘作用。食葉昆蟲則對綠葉氣味組分反應(yīng)較強，馬鈴薯甲蟲就是利用對綠葉氣味作為線索進(jìn)行寄主定向的[15]。煙堿乙酸酯和苯甲醛混合在一起能夠準(zhǔn)確預(yù)測花薊馬的發(fā)生及危害時期，并大量誘殺成蟲[16]。茴香醛、苯甲醛對許多以花為寄主的昆蟲有強烈的引誘作用。Imai等[17]報道，薔薇花的主要揮發(fā)性物質(zhì)2-苯基乙酯對黃綠單爪麗金龜?shù)囊T作用最強。

2.2.2 昆蟲信息素。昆蟲信息素這個詞最早是于1932年由德國生物化學(xué)家Karlson和瑞士昆蟲學(xué)家Lüscher提出，是指由昆蟲的外分泌腺體分泌，能引起同種其他個體產(chǎn)生特定行為或生理反應(yīng)的信息化學(xué)物質(zhì)。昆蟲利用其進(jìn)行交流，人們常稱其為“昆蟲的語言”。在害蟲趨化性利用方面，研究最多的是昆蟲性信息素（人工仿生合成性誘劑），由此制成的誘捕器種類也最多。

應(yīng)用昆蟲性信息素監(jiān)測與防治害蟲是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，由于昆蟲性信息素是昆蟲本身的產(chǎn)物，其最大優(yōu)點是靈敏度高、用量少、使用安全、害蟲不產(chǎn)生抗性、專一性強、不污染環(huán)境，對天敵無害，對生態(tài)環(huán)境的干擾小、不造成破壞，能較好地滿足農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求，我國研究起步晚，但在人工合成性信息素與應(yīng)用方面已達(dá)國際先進(jìn)水平[18-19]。此外，昆蟲聚集信息素也被廣泛地應(yīng)用于害蟲的監(jiān)測與防治中，對昆蟲的聚集行為有重要意義[20-22]。

在利用性信息素進(jìn)行森林害蟲種群監(jiān)測工作中，其有效性、準(zhǔn)確性在很大程度上與采用的誘捕器緊密相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，不同的誘捕器類型、顏色及設(shè)置技術(shù)均會影響誘捕效果和監(jiān)測的準(zhǔn)確性[23]。

性誘劑誘捕器的類型很多，在林業(yè)中使用較多的是天牛誘捕器、小蠹誘捕器、船型誘捕器、三角型誘捕器、美國白蛾桶型誘捕器等。按照捕蟲方式不同可分為粘膠式誘捕器和捕集式誘捕器，其中三角型誘捕器和船型誘捕器為粘膠式誘捕器，而其余幾種均為捕集式誘捕器。一般影響誘捕器效果的因素有多種，主要包括誘捕器懸掛時間、誘捕點選擇、懸掛密度、懸掛高度等。林間害蟲的信息素誘捕器用量為：監(jiān)測時懸掛1套/hm2，防治時懸掛3～5套/hm2。

3 誘捕器在林業(yè)害蟲防控應(yīng)用中存在的問題

隨著害蟲誘捕器在林業(yè)害蟲監(jiān)測和防治中越來越多的應(yīng)用，誘捕器在應(yīng)用中存在的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。

誘捕器結(jié)合不同原理誘捕害蟲的廣譜性和專一性之間存在矛盾。頻振式太陽能殺蟲燈誘捕害蟲達(dá)13個目的1 287余種[7]，這其中既包含害蟲也有一定的益蟲。因此，該類誘捕器對害蟲的綠色防治存在爭議。而以配套昆蟲信息素實現(xiàn)誘捕的誘捕器，往往因為信息素的專一性而僅能對一種害蟲起引誘作用，雖然在害蟲的監(jiān)測中效果非常好，如美國白蛾信息素配合誘捕器在測報中[24]對美國白蛾的誘捕高效便捷。但是，一定條件下往往是多種害蟲同時發(fā)生，單一性的誘捕往往會增加工作量。

現(xiàn)階段誘捕器產(chǎn)品在應(yīng)用中便捷度、智能化較低。如現(xiàn)有粘膠型誘捕器，使用過程中需要更換膠片，存在安裝不便捷、更換膠片增加人工、運輸不便利等問題。同時，應(yīng)用于測報的誘捕器，如果可以同物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、害蟲識別技術(shù)更充分的結(jié)合，通過提升智能化將提高誘捕器的應(yīng)用便捷度和實際應(yīng)用效果。

現(xiàn)階段誘捕器產(chǎn)品在應(yīng)用中應(yīng)用技術(shù)不夠規(guī)范，如有報道指出云山八齒小蠹聚集信息素誘捕器間距控制在30～50 m之間，而另外的報道中云山八齒小蠹聚集信息素誘捕器間距為50～100 m。除文獻(xiàn)報道中可以查證的應(yīng)用技術(shù)的不同外，在實際應(yīng)用中也存在技術(shù)、方法不夠規(guī)范明確等問題[25-26]。

4 林業(yè)害蟲誘捕器研究展望

目前，害蟲誘捕器的應(yīng)用主要包括誘捕防治和蟲情監(jiān)測2個方面。

用于誘捕防治的誘捕器一般要求使用方便、實用、經(jīng)濟型，以低成本的低端設(shè)備為主。在新的誘捕器研究方面，應(yīng)適時地將昆蟲信息素、植物源揮發(fā)物以及顏色結(jié)合起來，根據(jù)靶標(biāo)害蟲特有的習(xí)性進(jìn)行誘捕，在一定范圍內(nèi)最大限度地提高誘捕效果。

用于蟲情監(jiān)測方面的誘捕器講究便捷、精準(zhǔn)、高效，朝智能化、自動化、專業(yè)化等的高端方向發(fā)展。美國高度重視外來有害生物的早期監(jiān)測，監(jiān)測所用的性信息素、引誘劑和誘捕器的開發(fā)和應(yīng)用研究水平較高[27]，我國目前相關(guān)領(lǐng)域的研究發(fā)展也非常迅速。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)通過軟件和圖像處理技術(shù)，初步實現(xiàn)利用計算機視覺技術(shù)對溫室白粉虱進(jìn)行自動統(tǒng)計和分析，得到葉片上害蟲的種群數(shù)量。國內(nèi)外近年來發(fā)明的毫米波雷達(dá)技術(shù)為微小昆蟲監(jiān)測提供了有力手段[28-31]。

微型太陽能、風(fēng)能等新能源開發(fā)利用技術(shù)的日益精進(jìn)，若能將計算機視覺技術(shù)對多蟲種的識別、物候監(jiān)測儀對環(huán)境氣象等因子的測定、昆蟲性信息素或聚集素等特性物質(zhì)定向誘捕及預(yù)測決策技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等高科技有機結(jié)合[32-34]，應(yīng)用到新型害蟲誘捕器的研制中，將提高害蟲誘捕監(jiān)測的自動化、信息化水平，提高林間害蟲測報設(shè)備的靈敏度和準(zhǔn)確性[35-38]，對害蟲未來發(fā)生危害趨勢做出準(zhǔn)確預(yù)測，為農(nóng)作物生產(chǎn)者和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門提供準(zhǔn)確、及時的預(yù)報服務(wù)，促進(jìn)害蟲防控技術(shù)的健康發(fā)展。

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