農(nóng)用殺蟲燈在我國的研發(fā)及應(yīng)用分析

徐瑞清 楊文麗 胡桂蘭 耿勁松

關(guān)鍵詞：殺蟲燈;黑光燈;CNKI;文獻(xiàn);農(nóng)業(yè)應(yīng)用

在長期的害蟲防治實(shí)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(kuò)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(dāng)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(yīng)用特點(diǎn)、研發(fā)規(guī)律，才能有效促進(jìn)殺蟲燈行業(yè)發(fā)展，為綠色農(nóng)業(yè)做出貢獻(xiàn)。本文通過對CNKI數(shù)字文獻(xiàn)資料的分析調(diào)研，來探討農(nóng)用殺蟲燈的研發(fā)與應(yīng)用狀況，為殺蟲燈的研究應(yīng)用發(fā)展方向提供參考。

1 殺蟲燈在我國農(nóng)業(yè)中的應(yīng)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(bào)，可以準(zhǔn)確地測出害蟲的消長動(dòng)態(tài)，至今仍在使用。20世紀(jì)70年代以后，高壓汞燈等開始出現(xiàn)，20世紀(jì)80 年代在國內(nèi)一些地方作為一種防蟲手段得到應(yīng)用，但實(shí)施比較困難，沒有得到普遍使用。因此有人將20世紀(jì)60年代后至80年代末定義為黑光燈時(shí)代。

20 世紀(jì)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(shí)代。近十多年來，隨著投射式殺蟲電子技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了誘蟲光源，出現(xiàn)了LED殺蟲燈，科研人員進(jìn)行了系統(tǒng)的誘蟲效果試驗(yàn)，做了許多研究，目前已有生產(chǎn)產(chǎn)品，但LED殺蟲燈技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)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(shù)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(diǎn)

殺蟲燈的種類很多，被大面積應(yīng)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(yīng)用前景可期。

2.1 黑光燈

應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)的害蟲，會(huì)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(shí)現(xiàn)害蟲捕獲治理。

黑光燈應(yīng)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(shè)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(yuǎn)距離用波”的設(shè)計(jì)思想，延長了昆蟲夜間活動(dòng)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(kuò)大了誘蟲種類;其擊殺集蟲的方法也進(jìn)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(shí)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(yīng)用時(shí)，每30-50畝地掛燈一盞;園林、山地應(yīng)用時(shí)，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(jì)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(dòng)并發(fā)展了頻振式殺蟲燈在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)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(biāo)害蟲、有益昆蟲會(huì)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(biāo)昆蟲。但作為農(nóng)業(yè)害蟲誘導(dǎo)捕殺的燈具，LED殺蟲燈應(yīng)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(jìn)行光譜和光強(qiáng)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(yīng)用中同樣采用掛燈方式布置于田間、園林，或負(fù)載方式掛置于田間運(yùn)行機(jī)具上。

LED殺蟲燈壽命長、能耗低，堅(jiān)固耐用，在農(nóng)業(yè)病蟲害防治上應(yīng)有廣闊的應(yīng)用前景。但紫外LED的制造成本高，會(huì)造成LED殺蟲燈成本上升。隨著LED殺蟲燈配光技術(shù)的發(fā)展，更加適合于害蟲誘導(dǎo)捕殺的光譜組合的實(shí)現(xiàn)，將使LED殺蟲燈技術(shù)獲得更加有效的應(yīng)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(chǔ)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(shù)，被社會(huì)廣泛認(rèn)可。太陽能殺蟲燈利用光伏電池技術(shù)，能夠在白天把陽光轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，等到夜晚供電給殺蟲燈發(fā)光，實(shí)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(shù)，即頂端架起太陽能光伏電池板，并配以電控技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)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(shù)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(hù)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。同時(shí)不需要架設(shè)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(shí)，光伏電池板不能充足提供電能，也會(huì)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(tái)，它收集中文學(xué)術(shù)期刊8 710余種，文獻(xiàn)覆蓋面廣，最早回溯至1915年，數(shù)據(jù)量大且權(quán)威，因此通過分析農(nóng)用殺蟲燈技術(shù)的文獻(xiàn)資料，可以了解該技術(shù)的起始、發(fā)展，進(jìn)而分析農(nóng)用殺蟲燈的研發(fā)方向。

通過相應(yīng)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(jì)中，采用關(guān)鍵詞“黑光燈”，檢索到的文獻(xiàn)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(huì)議消息、信息窗等與本文無關(guān)論文后，得到如圖1所示農(nóng)用黑光燈發(fā)文情況。文獻(xiàn)整理中發(fā)現(xiàn)，黑光燈最早的文獻(xiàn)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。

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(dá)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(xiàn)內(nèi)容上也可以看出，二者有很多對比內(nèi)容?？梢?，頻振式殺蟲燈的研發(fā)借鑒了黑光燈的技術(shù)內(nèi)容，彌補(bǔ)了黑光燈性能的不足之處。農(nóng)用黑光燈從20世紀(jì)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(yīng)用上時(shí)間最長并且是連續(xù)的、平穩(wěn)的，技術(shù)是成熟的，研發(fā)趨于穩(wěn)定。

如圖1所示，1993年，有關(guān)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(dá)到峰值，2006年達(dá)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(guān)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(guān)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(guān)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(yīng)用中的廣泛性，其中佳多公司的貢獻(xiàn)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(jìn)行解釋，說明頻振式殺蟲燈在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已基本成熟，它的優(yōu)缺點(diǎn)已基本穩(wěn)定，同時(shí)也預(yù)示著針對它的缺點(diǎn)，將會(huì)有新的殺蟲燈技術(shù)出現(xiàn)。預(yù)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(yīng)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(dǎo)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(shù)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(dá)20多篇;2014年迅猛發(fā)展，當(dāng)年論文數(shù)高達(dá)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(yīng)是當(dāng)前的研發(fā)應(yīng)用主流方向。

4 殺蟲燈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

4.1 科學(xué)使用殺蟲燈勢在必行

綠色農(nóng)業(yè)是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)市場的主旋律。環(huán)境保護(hù)、食品安全越來越受到人們關(guān)注，綠色食品、有機(jī)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(huì)越來越受到人們重視，其技術(shù)必將不斷得到發(fā)展、并顯示出越來越寬廣的應(yīng)用前景。但任何技術(shù)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(huì)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(shí)，應(yīng)根據(jù)不同情況合理布置，科學(xué)地制定安裝殺蟲燈計(jì)劃，才能真正達(dá)到綠色農(nóng)業(yè)的目的。

4.2 加強(qiáng)LED、太陽能新技術(shù)殺蟲燈的研發(fā)和應(yīng)用

太陽能殺蟲燈、LED殺蟲燈的研發(fā)幾乎是同時(shí)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(shù)奉獻(xiàn)給社會(huì)。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(shù)的變化風(fēng)險(xiǎn)抵抗力差，所以，高校、科研單位在加強(qiáng)LED殺蟲燈研發(fā)的同時(shí)，應(yīng)積極與企業(yè)聯(lián)合，將成熟的LED、太陽能殺蟲燈技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去。新技術(shù)必將在害蟲防治領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。