害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)在草地貪夜蛾中的應(yīng)用研究

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(漳州市南靖縣植保植檢站,福建 南靖 363600)

草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)原產(chǎn)美洲熱帶和亞熱帶地區(qū),因其遷飛能力強、繁殖速度快、食量大、寄主種類豐富、防治難度大等特點,已成為世界性重大害蟲[1]。2019年1月11日,云南普洱江城首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害[2],之后迅速傳播并蔓延至全國20多個省份,給農(nóng)作物安全生產(chǎn)特別是玉米等糧食作物的生長產(chǎn)生了嚴重威脅[3]。做好蟲情精準監(jiān)測,對于草地貪夜蛾的聯(lián)防聯(lián)控具有重大意義。目前,夜蛾類成蟲主要通過性誘劑或殺蟲燈進行監(jiān)測調(diào)查[4],這些方法雖然能采集一定的監(jiān)測數(shù)據(jù),但統(tǒng)計誘蛾數(shù)的工作量巨大,需要專人到現(xiàn)場觀察和記錄,耗時費工,且需要具備專業(yè)知識才能準確辨別目標害蟲,受人為主觀因素影響較大,一定程度上降低了預(yù)測預(yù)報的效率和準確性[5]。隨著計算機電子信息技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了以聲音信號、圖像技術(shù)、紅外傳感器等技術(shù)為主的害蟲自動識別與計數(shù)技術(shù)[6],這些技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于害蟲的智能遠程監(jiān)測[7]。

為促進現(xiàn)代化監(jiān)測工具的推廣應(yīng)用,普及人工智能化監(jiān)測水平,逐步提高害蟲監(jiān)測質(zhì)量和預(yù)報水平,2021年6-12月在玉米上開展智能監(jiān)測設(shè)備對草地貪夜蛾的應(yīng)用試驗,旨在探究害蟲遠程實時監(jiān)測害蟲的準確性和穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

常規(guī)監(jiān)測設(shè)備選用草地貪夜蛾桶型誘捕器,誘捕器由上蓋、導(dǎo)向漏斗、小容器、集蟲桶4部分組成;材質(zhì)為PP聚丙烯,整體高度22 cm,集蟲桶直徑(15±0.2)cm;由漳州市英格爾農(nóng)業(yè)科技有限公司研制。

智能監(jiān)測設(shè)備采用閃訊TM害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)(型號:3SJ-03),由北京依科曼生物技術(shù)股份有限公司研制。害蟲自動測報系統(tǒng)集害蟲誘捕、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析為一體,實現(xiàn)了害蟲預(yù)測的自動化、智能化;該系統(tǒng)設(shè)備包括害蟲引誘系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和傳輸系統(tǒng)、軟件處理系統(tǒng)以及承載系統(tǒng)的支架。

常規(guī)監(jiān)測設(shè)備和智能遠程監(jiān)測設(shè)備采用同一種草地貪夜蛾性信息素誘芯,誘芯有效成分為順-9-十四碳烯乙酸酯和順-7-十二碳烯乙酸酯,含量≥(0.5±0.05)mg;緩釋載體為毛細管,尺寸(80±2)mm,內(nèi)徑0.5 mm,外徑2.0 mm,材質(zhì)為PVC;誘芯由漳州市英格爾農(nóng)業(yè)科技有限公司研制。

1.2 試驗場地

試驗場地設(shè)于福建省漳州市南靖縣梅林鎮(zhèn)梅林村玉米種植基地,海拔411.6 m,總面積8.5 hm2。土壤為砂壤,pH值7.1,肥力中等。

1.3 試驗設(shè)計

試驗時間為2021年6-12月,試驗田在總面積中選取1.33 hm2。試驗設(shè)3個處理,分別為智能監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測系統(tǒng)自動計數(shù)、智能監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測系統(tǒng)人工計數(shù)、常規(guī)監(jiān)測設(shè)備。其中,智能監(jiān)測設(shè)備與3個常規(guī)監(jiān)測設(shè)備(CK1、CK2、CK3)以最小間距50 m正三角形放置(圖1);智能監(jiān)測設(shè)備害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)放置于光照充足處,確保產(chǎn)品能夠正常供電。每個監(jiān)測設(shè)備與田邊距離不少于5 m,監(jiān)測設(shè)備高于玉米冠層10～20 cm,每30 d更換1次誘芯,智能監(jiān)測設(shè)備每天傳輸數(shù)據(jù)到專人手機和電腦。

圖1 閃訊TM害蟲遠程實時系統(tǒng)田間安裝示意圖

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在整個試驗期內(nèi),每天9∶00前手工計數(shù)智能監(jiān)測設(shè)備、常規(guī)監(jiān)測設(shè)備的新增誘蛾量,智能監(jiān)測設(shè)備設(shè)置為每天9∶00發(fā)送自動計數(shù)數(shù)據(jù),分析不同監(jiān)測設(shè)備及計數(shù)方式的誘集蟲量。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘蛾量

從6月30日開始到12月29日結(jié)束,從累計誘蛾量、日平均誘蛾量和高峰日最高誘蛾量指標來看,智能監(jiān)測設(shè)備的自動計數(shù)均高于人工計數(shù)(表1)。智能計數(shù)和人工計數(shù)累計誘蛾量分別為1 796頭和1 732頭,自動計數(shù)是人工計數(shù)的1.04倍;自動計數(shù)的日平均誘蛾量也是人工計數(shù)日平均誘蛾量的1.04倍;自動計數(shù)的高峰日最高誘蛾量比人工計數(shù)多13頭。自動計數(shù)和人工計數(shù)雖然有一定差異,但蟲量峰期走向一致(圖2),均能真實反映草地貪夜蛾成蟲變化動態(tài)。從表1也可以看出,智能監(jiān)測設(shè)備誘蛾量明顯高于3個普通性引誘劑誘捕器。其中,累計誘蛾量自動計數(shù)分別是CK1、CK2和CK3的1.22、1.80和1.48倍,累計誘蛾量人工計數(shù)分別是CK1、CK2和CK3的1.18、1.73和1.42倍。

表1 不同監(jiān)測工具對草地貪夜蛾的誘蛾量比較

圖2 不同監(jiān)測工具的誘捕蟲量變化

2.2 誘蛾峰期

由圖2可見,智能監(jiān)測設(shè)備誘蛾量峰型清晰,分別在7月下旬、9月中下旬和10月下旬出現(xiàn)誘蟲高峰,最高誘蟲高峰出現(xiàn)在9月15日。常規(guī)監(jiān)測設(shè)備(CK1、CK2和CK3)也出現(xiàn)3個誘蛾高峰,且峰型走向與閃訊TM遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)保持一致,但總體誘蛾數(shù)量少于閃訊TM遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)。從表2也可以看出,全年最高誘蛾數(shù)量出現(xiàn)在9月。

表2 不同監(jiān)測工具不同月份誘蟲量比較

2.3 自動計數(shù)準確率

智能監(jiān)測設(shè)備和常規(guī)監(jiān)測設(shè)備誘蟲總量對比結(jié)果見表3。7月智能監(jiān)測設(shè)備自動統(tǒng)計累計誘蛾總量為275頭,人工計數(shù)累計誘蟲總量為279頭,總誤差率為-1.40%;8-12月,總誤差率分別為6.36%、3.26%、7.20%、2.19%和6.49%,誘蟲總量自動計數(shù)與人工計數(shù)誤差率均在±10%以內(nèi);說明智能監(jiān)測設(shè)備自動計數(shù)靈敏度較高,信息傳輸較為準確穩(wěn)定。

表3 閃訊TM遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)自動計數(shù)與人工計數(shù)誘蛾總量對比

3 小結(jié)

本試驗表明,智能設(shè)備監(jiān)測田間草地貪夜蛾的發(fā)生情況與常規(guī)設(shè)備的監(jiān)測效果一致,智能監(jiān)測設(shè)備累計誘蛾量、日平均誘蛾量和峰日最高誘蛾量均優(yōu)于常規(guī)監(jiān)測設(shè)備,且誘蟲量、峰值與當?shù)靥镩g草地貪夜蛾實際發(fā)生情況吻合度較高,可以很好地反映草地貪夜蛾田間種群數(shù)量的消長趨勢。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),智能監(jiān)測設(shè)備和桶型誘捕器監(jiān)測到的蟲情高峰期也較為一致[8]。本次試驗進一步驗證了智能監(jiān)測設(shè)備用于草地貪夜蛾田間蟲情監(jiān)測的可靠性。

與常規(guī)監(jiān)測設(shè)備相比,智能監(jiān)測設(shè)備的最大優(yōu)勢除了數(shù)據(jù)能夠正確反映害蟲動態(tài)外,監(jiān)測數(shù)據(jù)還可以實時傳輸,便于數(shù)據(jù)分析與采取防控措施。智能監(jiān)測設(shè)備能將測報數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)平臺、手機APP等終端設(shè)備及時傳送到用戶手中,省時、快捷、方便,減輕了測報員的勞動強度,提高了病蟲監(jiān)測預(yù)警的時效性[9]。但智能監(jiān)測設(shè)備自動計數(shù)和人工計數(shù)之間仍有一定誤差,存在重復(fù)計數(shù)的問題,影響計數(shù)的準確性,有待進一步改進;同時,在原有計數(shù)技術(shù)的基礎(chǔ)上,如適當增加害蟲種類鑒定功能,可能更加有利于害蟲的精準監(jiān)測及采取防治對策。