害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測棉鈴蟲成蟲消長動態(tài)

蘆 屹，王惠卿，魏新政，高永健，代 明，李 晶

(1.新疆維吾爾自治區(qū)植物保護(hù)站，烏魯木齊 830049；2.沙灣縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆沙灣 832100；3.北京依科曼生物技術(shù)股份有限公司，北京 100085；4.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳，烏魯木齊 830049)

0 引 言

【研究意義】棉鈴蟲[Helicoverpa armigera (Hübner)]屬鱗翅目夜蛾科，是棉花生產(chǎn)上的主要害蟲之一[1-3]。由于新疆地區(qū)具有適合發(fā)生的氣候環(huán)境條件[4,5]，以及耕作制度的變化，自20世紀(jì)90年代中期以來一直在新疆棉區(qū)嚴(yán)重發(fā)生，已成為棉花的主要害蟲[6]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】長期以來，棉鈴蟲的監(jiān)測主要采用黑光燈、頻振式殺蟲燈等燈誘以及性誘監(jiān)測方法[7-10]，需要專人到現(xiàn)場觀察和記錄，管理費時、費工，人工成本高，一定程度上影響了預(yù)測預(yù)報效率[11-12]。利用昆蟲性信息素進(jìn)行害蟲種群監(jiān)測，由于其專一性和敏感性的優(yōu)勢，不需要進(jìn)行種類鑒定，近年來已優(yōu)先應(yīng)用于現(xiàn)代測報工作中[13,14]?！颈狙芯壳腥朦c】閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)[15,16]，是利用昆蟲性信息素對引誘靶標(biāo)害蟲的專一性誘集，集成電子感應(yīng)檢測的智能化，害蟲誘捕、數(shù)據(jù)記錄、存儲及查詢自動化，利用無線網(wǎng)絡(luò)實時將蟲量、溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)終端及預(yù)設(shè)的手機(jī)上，應(yīng)用于對害蟲發(fā)生程度及種群動態(tài)變化趨勢的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的新型測報系統(tǒng)。應(yīng)用遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測田間棉鈴蟲成蟲消長動態(tài)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】分析應(yīng)用遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)在棉鈴蟲成蟲種群動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用效果，研究棉鈴蟲預(yù)測預(yù)報的新方式，提高測報準(zhǔn)確性和工作效率。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗地點

試驗選擇在沙灣縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心試驗站的棉田內(nèi)進(jìn)行。試驗田棉花種植面積13.33 hm2，周圍有萬畝機(jī)采棉示范區(qū)以及玉米、小麥、辣椒、啤酒花等作物，生態(tài)條件比較有利于棉鈴蟲發(fā)生、繁殖和為害。試驗田棉花品種為新陸早61號，4月24日播種，5月4日基本出苗，5月10日定苗結(jié)束，6月7日前后現(xiàn)蕾，6月25日前后開花，8月25日吐絮。

1.1.2 遠(yuǎn)程實時系統(tǒng)監(jiān)測儀

閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時系統(tǒng)監(jiān)測儀(由北京依科曼生物技術(shù)有限公司提供)，包括：害蟲誘捕器(誘芯安置器、誘芯支架、害蟲誘殺裝置等部件)，環(huán)境監(jiān)測器(各種氣象因子監(jiān)測元件，用于監(jiān)測環(huán)境溫度、濕度等氣象因子)，數(shù)據(jù)處理和傳輸系統(tǒng)(主要用于對誘捕觸殺的害蟲進(jìn)行自動計數(shù)以及氣象因子的序列記載和遠(yuǎn)程傳輸)，供電系統(tǒng)(主要由太陽能電池板及蓄電池組成)，支架和避雷針，軟件處理系統(tǒng)(采用電腦、手機(jī)、IPAD等任何可接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，登錄“閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)客戶端”http://telemo.org/pest/index/go.do，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、處理分析和儲存等管理工作)。

1.1.3 棉鈴蟲誘芯

棉鈴蟲誘芯(由寧波紐康生物技術(shù)有限公司提供)類型為脫硫天然橡膠橡皮頭，長度(14±1)mm；實心部分直徑(5±1)mm，長(5±1)mm。橡皮頭誘芯有效組分為順11-十六碳烯醛、順9-十六碳烯醛，比例為24∶1，1枚誘芯劑量為2 000 μg。誘芯存放于較低溫度的冰箱中(-15～-5℃)，每10 d更換一次。

對照工具為JDA0-Ⅲ型自動蟲情測報燈(由河南佳多科工貿(mào)有限公司提供)和普通性誘捕器(由寧波紐康生物技術(shù)有限公司提供)。

1.2 方 法

1.2.1 放置監(jiān)測儀

試驗區(qū)內(nèi)設(shè)置閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀1臺，自動蟲情測報燈1臺，普通性誘捕器3臺。在棉田一側(cè)沿棉花行(南北向)一字形放置閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀和自動蟲情測報燈，間距約為100 m；另一側(cè)放置3臺普通性誘捕器，分別編號為誘捕器1、誘捕器2和誘捕器3，每臺間距80 m。閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀與3臺普通性誘捕器放置之間距離即棉田的寬度，約為130 m。誘芯每10 d更換1次。閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀和蟲情測報燈放置高度離地面100 cm；普通性誘捕器放置高度高出棉花冠層20 cm，用支架固定，由調(diào)節(jié)扣分離和上下移動誘捕器，以利于取下清點蟲體和方便調(diào)節(jié)高度。

1.2.2 調(diào)查誘蛾量

試驗時間為5月10日至9月15日。每日10:00人工調(diào)查統(tǒng)計各試驗監(jiān)測設(shè)備實際誘蛾數(shù)量，并核查閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀自動計數(shù)系統(tǒng)所記載數(shù)據(jù)，計數(shù)后清空誘捕器。表1

2 結(jié)果與分析

2.1 誘蟲數(shù)量

研究表明，自5月10日至9月15日的總誘蛾量閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、自動蟲情測報燈和3個普通性誘捕器平均值分別為835、2 547和809頭，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀與普通性誘捕器誘捕數(shù)量接近，但均少于自動蟲情測報燈。越冬代至3代分代次誘捕量，越冬代、2代閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀大多低于普通性誘捕器，3代顯著高于普通性誘捕器。由于閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀和普通性誘捕器誘集均為雄蟲，若與蟲情測報燈雄蟲的誘捕量作對比，除越冬代、1代數(shù)量接近外，2代、3代誘捕量都低于蟲情測報燈。表1

表1 閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、自動蟲情測報燈和普通性誘捕器對棉鈴蟲的誘捕效果

Table 1 Effects of remote real-time monitoring instrument, automatic insect sentiment lamp and common trap on the trapping of cotton bollworm (Helicoverpaarmigera)

代別Generation閃訊TM自動監(jiān)測儀(頭/臺)Remote real-time monitoring instrument (individual)自動蟲情測報燈(頭/臺)Automatic insect sentiment lamp (individual)性誘捕器(頭/臺)Sex-trapping utensil (individual)雌蟲Female雄蟲Male合計Total誘捕器1Trap 1誘捕器2Trap 2誘捕器3Trap 3平均Average越冬代Overwintering generation79391051441181001171121代First generation8538951337285136982代Second generation982767581 0341883574163203代Third generation5733149221 236245353239279總計Total8356671 8802 547623895908809

2.2 自動計數(shù)準(zhǔn)確率

研究表明，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀自動計數(shù)系統(tǒng)累計記錄835頭，人工復(fù)核實際誘蛾量為801頭，除9月復(fù)核準(zhǔn)確率達(dá)到100%外，5～8月自動計數(shù)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)量略高于人工復(fù)核值。全監(jiān)測期閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀誘捕準(zhǔn)確率為95.9%，自動計數(shù)準(zhǔn)確率較高。表2

表2 閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀誘捕棉鈴蟲自動計數(shù)準(zhǔn)確率

Table 2 Accuracy of automatic count of cotton bollworm (Helicoverpaarmigera)captured by remote real-time monitoring instrument for insect pests

時間time誘捕數(shù)量(頭/臺)The numbers of trapping (individual)5月May6月June7月July8月August9月September合計total閃訊TM自動監(jiān)測儀計數(shù)Automatic monitor counting68785860328835人工復(fù)核Artificial check65735558028801準(zhǔn)確率Accuracy(%)95.693.694.896.210095.9

研究表明，自5月10日至9月15日止監(jiān)測期內(nèi)共計129 d，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀自動計數(shù)監(jiān)測數(shù)值與人工復(fù)核數(shù)值吻合度達(dá)100 d，占總天數(shù)的77.5%，吻合度較高。自動計數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)少于人工復(fù)核為6 d，占總天數(shù)4.7%；自動計數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)大于人工復(fù)核為23 d，占總天數(shù)17.8%。表3

表3 閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測與人工復(fù)核的吻合度比較

Table 3 Comparison of coincidence between remote real-time monitoring and artificial check of cotton bollworm (Helicoverpa armigera)

自動監(jiān)測=人工復(fù)核Automatic monitoring=Artificial check自動監(jiān)測<人工復(fù)核Automatic monitoring人工復(fù)核Automatic monitoring>Artificial check天數(shù)Days (d)100623占比Proportion (%)77.54.717.8

2.3 誘蟲動態(tài)曲線

研究表明，閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀逐日誘蟲動態(tài)曲線與蟲情測報燈和普通性誘捕器相比，蟲量消長動態(tài)基本一致。各代次的始見期、終見期和峰日也基本相近。閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、蟲情測報燈和普通性誘捕器越冬代峰日分別為5月18日、5月18日、5月17日；1代峰日分別為6月17日、6月25日、6月17日；2代峰日分別為7月30日、7月29日、7月29日；3代峰日分別為8月15日、8月11日、8月15日。閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、蟲情測報燈和普通性誘捕器在越冬代、1代、2代的峰日誘捕蟲量少，且較為接近，但在3代誘捕數(shù)量上較多，蟲情測報燈>閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀>普通性誘捕器，在主峰相同的情況下，閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀監(jiān)測到的峰次更多，比如8月15日、8月17日、8月24日、8月30日。圖1

圖1 閃訊TM遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、蟲情測報燈和普通性誘捕器逐日誘蟲量

Fig.1 Long-range real-time monitor, insect situation indicator and common sex trap, day-to-day entrapment of cotton bollworm (Helicoverpaarmigera)

圖2 監(jiān)測期內(nèi)主要氣象條件

Fig.2 Main meteorological conditions during monitoring period

2.4 氣象條件對誘捕量的影響

研究表明,在整個監(jiān)測期內(nèi)，日平均氣溫范圍在14～33.7℃，均在棉鈴蟲各蟲態(tài)的發(fā)育起點溫度以上。相對濕度大于50%有87 d，大部分天數(shù)基本適合成蟲羽化。試驗地5月18日出現(xiàn)降雨天氣，正值越冬代成蟲羽化高峰，從誘捕量來看沒有明顯影響。5月31日至6月2日出現(xiàn)氣溫低于20℃的降雨降溫天氣，此時誘捕量較少，除天氣因素影響外，從誘蟲動態(tài)曲線圖可以看出與越冬代成蟲進(jìn)入羽化末期時間吻合，之后10 d內(nèi)的誘捕量都低于3頭。6月中旬至9月初，氣溫穩(wěn)定在20℃以上，有利于成蟲的活動，尤其是2代、3代成蟲盛發(fā)期的7月下旬至8月下旬，平均氣溫達(dá)25.9℃，也是棉鈴蟲在棉田發(fā)生的主要危害代次，此時，適宜的溫度有利于棉鈴蟲生長發(fā)育，誘蛾量進(jìn)入了整個監(jiān)測期的誘捕高峰。

3 討 論

3.1 在監(jiān)測期內(nèi)，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀與普通性誘捕器誘蛾數(shù)量接近，但均少于蟲情測報燈。由于閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀和普通性誘捕器都使用性誘劑作為誘源，兩者誘捕數(shù)量差異相對較小，試驗蟲情測報燈誘捕蟲量超過性誘劑，但不同年份間監(jiān)測工具的誘捕蟲量還需要進(jìn)一步驗證。在誘捕蟲量消長動態(tài)基本一致的情況下，不同世代蟲量2、3代蟲量高于越冬代、1代蟲量，這與上代發(fā)生防治情況、溫濕度變化以及棉鈴蟲發(fā)生規(guī)律等密切相關(guān)，但2、3代是棉鈴蟲在棉田發(fā)生的主害代，其發(fā)生量對翌年越冬代數(shù)量的影響也值得關(guān)注。此外，在監(jiān)測工具放置時，應(yīng)該按照使用要求在保持正常高度的情況下，確保正確的間距，盡可能放置于受外界干擾小的位置，以盡量減少或避免其他作物或高大植物等周圍環(huán)境影響性誘效果。

3.2 完善遠(yuǎn)程自動監(jiān)測設(shè)備準(zhǔn)確性能。

閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀具備實時、遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，信息采集、處理、保存功能，自動統(tǒng)計匯總誘蟲量、記錄溫濕度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)平臺和手機(jī)，操作方便、簡單，能減少測報人員勞動強(qiáng)度，信息化、自動化程度高。由于該系統(tǒng)安置在棉田，會受到各種特殊氣候的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)會偶爾出現(xiàn)故障，易造成監(jiān)測間斷；也易造成幾個時間段監(jiān)測數(shù)據(jù)突然忽高忽低，與實際數(shù)量差異大，影響對害蟲發(fā)生趨勢預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確性；受田間小氣候因素影響，溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)與氣象部監(jiān)測數(shù)據(jù)存在一定差異，其中平均溫度偏低、相對濕度偏大。

4 結(jié) 論

4.1 從誘捕量來看，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀與普通性誘捕器誘捕數(shù)量均少于蟲情測報燈；越冬代、2代閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀低于普通性誘捕器，3代顯著高于普通性誘捕器。從誘捕蟲量動態(tài)來看，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀、蟲情測報燈和普通性誘捕器的蟲量消長動態(tài)基本一致，各代次的始見期、終見期和峰日基本相近，代次劃分明顯，3代盛期閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測峰次更多。

4.2 與常規(guī)監(jiān)測工具比，閃訊TM害蟲遠(yuǎn)程實時監(jiān)測儀的自動計數(shù)系統(tǒng)可以較準(zhǔn)確的統(tǒng)計棉鈴蟲成蟲實際誘蛾數(shù)量，基本反應(yīng)棉鈴蟲成蟲的發(fā)生動態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸反饋及時，能夠?qū)崿F(xiàn)實時、遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，減輕了測報員勞動強(qiáng)度，提高了病蟲監(jiān)測預(yù)警的時效性。針對棉鈴蟲種群動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動生成表格和圖表，可直觀展示多點監(jiān)測數(shù)據(jù)、害蟲種群動態(tài)變化、蟲情測報綜合分析、氣象因子，實現(xiàn)歷年蟲情數(shù)據(jù)的保存和查詢，顯著提升病蟲測報信息化、自動化水平，能夠滿足測報需求。