害虫诱捕器的研究进展

害虫诱捕器的研究进展

害虫检测器是利用害虫预防、预测和报告并控制害虫事件的重要工具。农业科技人员利用诱捕器监测田间害虫种群动态,分析有关因素对害虫种群变动的影响,预测害虫发生、发展的趋势,研究综合治理措施,并向生产者发布病虫害趋势预报和提供防治建议。害虫诱捕器的研制已发展成由简单到复杂,由单一功能到多功能,由普通水盆或黑光灯等诱捕到仪器智能化探测诱捕。目前世界各农业技术发达的国家在这一方面也都投入了许多人力、物力和财力进行研发,从科技进步的角度来说,害虫诱捕器的研发与应用进展情况也是反映一个国家害虫防治技术研究水平的重要参数。我们对国内外害虫诱捕器的研究进行综述,为今后害虫诱捕器的研究和应用提供理论基础。1昆虫对光、色彩、物理化学的趋向性昆虫能通过其视觉器官(复眼和单眼)中的感光细胞对光波产生感应而做出相应的趋向反应;昆虫对色彩也有象对光一样的趋向反应,但昆虫对色彩的趋性从本质上讲也是一种趋光性;同时昆虫通过触角或其他部位的一些化学物质感受器捕获散布在空气中的一些特殊化学物质,如昆虫性外激素、聚集素、报警激素、驱避剂等也会产生趋向性反应。昆虫对光、色彩、化学物质的趋性有正负两种趋性之分,趋向光、色彩、化学物质的为正趋性,避开的为负趋性。据报道,昆虫对光的感应多偏于电磁波光谱中央附近的短光波,波长为253~700nm,即相当于光谱中的紫外光至红外光内线部分的区域,也就是说它们不仅能识别色彩光,还能看到人眼不能视觉到的短波光。昆虫对光和色彩的反应因种类而异,在不同性别和发育阶段也有差异。而同样的化学物质刺激会使不同的昆虫产生聚集或驱散的作用。在生产上,可利用昆虫对特定波长的光波、颜色、化学物质、声波等具有强烈趋向性的原理,研制出黑光灯、诱虫色板、性诱剂诱捕器等用来捕杀或捕捉昆虫的设备进行害虫预测预报或害虫控制。2灯光器械诱捕夜间活动害虫技术“飞蛾扑火”实际指昆虫的趋光性现象,我国古人根据昆虫的趋性原理研究出各种灯光器械诱捕夜间活动的害虫,同时也将其作为农业生产上用来对害虫进行测报和防控的一项重要措施。2.1灯海战术防治害虫方面没有得到推广这一阶段主要是1958年前后利用普通的白炽灯诱虫,而当时大部分农村地区还没有通电,在运用灯海战术防治害虫时,连汽灯和煤油灯也被利用,这些诱捕设备简陋,虽然也诱杀一定数量的害虫,但效果不甚理想,没有得到推广。2.2灯光诱杀水稻害虫技术黑光灯是一种特制的气体放电灯,灯管的结构和电特性与一般照明荧光灯相同,只是管壁内涂的荧光粉不同,能放射出一种人眼看不见的紫外线。我国20世纪60年代开始应用黑光灯诱杀大豆、高粱、谷子等作物中的害虫,随后逐步在其他作物上大面积应用。黑光灯对害虫的诱杀能力比白炽灯光诱杀能力提高了几十倍,作为测报的一种手段,其可以较准确地测出害虫的消长动态,逐步取代糖、酒、醋诱剂进行测报的办法,直到现在仍在使用。双波灯能同时发出长短两列光波,加大了供昆虫选择的波长范围,是在最初的黑白双光灯基础上进行的改进。其中长光波引诱昆虫飞至近灯区,短光波导致昆虫眩目扑灯,增强了诱捕器的诱集能力。刘立春等研究表明,高效节能双波诱虫灯的诱虫效果要优于直管双波灯、更优于黑光灯。但黑光灯和双波灯也存在一些缺点:由于对天敌的杀伤力较强,诱集到的昆虫种类多,部分落入毒瓶中的害虫不能马上死亡,很容易把其中鳞翅目昆虫的鳞片撞掉,加大害虫识别的难度。同时,由于害虫收集器是利用农药制成的毒瓶,测报人员在将诱到的带有大量农药气味的害虫进行分类时,会对身体健康产生不利影响。2.3诱捕范围及标准20世纪70年代以后,高压汞灯的研制与应用也逐步展开,其光透性好、波长能量强,对棉铃虫(HeliothisarmigeraHubner)的诱捕范围达300m。20世纪80年代,在我国东北玉米主产区有利用高压汞灯诱杀越冬代玉米螟(OstriniafurnaccalisGuenee)成虫的成功报道,研究结果表明,高压汞灯对棉铃虫、玉米螟诱杀效果好于黑光灯和双波灯,灯的使用寿命也较长。但高压汞灯对天敌的杀伤作用明显高于黑光灯和双波灯,且由于其电压较高,在使用过程中必须注意安全,在灯的周围要配制安全保护措施,对安灯地点要求比较苛刻,一般只能安在地势平坦的开阔地。2.4利用频振不同东北部植物防治害虫技术目前应用最多的灯式诱捕器是频振式杀虫灯,其利用害虫的趋光、趋波、趋色特性,将光的波长、波段、波频设定在特定范围,近距离用光、远距离用波,灯外配以频振式高压电网触杀,使害虫落入灯下的接虫袋内,达到降低田间落卵量、压低虫口基数、防治害虫的目的。频振式杀虫灯的诱虫种类多、诱捕能力强,对近1270余种害虫有诱杀作用,比黑光灯诱虫量高4.5倍。对天敌的杀伤作用较白炽灯、高压汞灯和黑光灯轻,使用较安全、寿命长,利用光控装置控制黑夜和白天的自动开关灯,是目前物理防治害虫中较先进的诱杀工具。新疆棉区利用频振杀虫灯大面积诱杀棉铃虫,基本控制了棉铃虫的危害。近年来,随着电子技术、太阳能技术等新技术的应用和研究的不断深入,频振式杀虫灯的功能也得到很大的完善,类型更加丰富,诱虫功能呈多元化发展,出现如LED诱虫灯、太阳能诱虫灯等新型节能高效的诱虫灯,还可以将不同时间诱到的害虫自动分开。2.5灯光诱杀害虫的技术措施地球上的害虫有8万余种,真正造成危害的仅3000余种,在一个地区严重危害的只有几十种。利用昆虫趋光性制成的诱捕器(诱虫灯)对绝大部分昆虫具有很高的诱杀效果,但在利用诱虫灯对害虫进行捕杀的同时,也会杀伤部分害虫天敌和大量无害昆虫,故在使用灯光式诱捕器时要慎重。为提高灯光诱杀的效果、降低对生物多样性的破性具有一定破坏,一般来说,在植被条件复杂的园林、果园中,天敌和无害昆虫的比例较大,被杀伤的种类和数量也大,对防治某个特定害虫的诱虫灯波长应进行重新选择,并加强特定害虫雌蛾的不同卵巢级别与趋光反应的关系研究,研制出专一新型诱虫灯,来提高诱杀特定害虫的效率。如棉铃虫对紫外光波的选择性较强,可在生产诱虫灯时选用对紫外光通透率较高的专用灯管;而由于新型光源LED能直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、白色的光,具有光色纯的特点,可针对不同的昆虫使用不同的光谱研制成新型诱虫灯,可以准确地锁定目标害虫进行测报或诱杀,最大限度地杀灭害虫、保护益虫。利用电脑控制杀虫灯的自动开关时间来控制害虫,可有效控制害虫、保护天敌、节约电能。3利用黄板白色粘虫色板诱捕其他蔬菜害虫害虫趋色性的应用主要是用粘虫色板诱集、有色材料驱虫及与其他技术复合诱集。粘虫色板的制作比较简单,主要采用粘虫剂或粘虫胶涂布于特定颜色的塑料薄板上,制好后再悬挂于田间诱杀害虫,根据粘胶的粘性、雨水冲刷程度、诱虫情况等,隔一段时间要更换1次粘虫色板或清除虫子后重涂1次粘虫剂。根据美洲斑潜蝇(LiriomyzasativaeBlanchard)、桃蚜(MyzuspersicaeSulzer)、温室白粉虱(TrialeurodesvaporariorumWestwood)、烟粉虱(BemisiatabaciGennadius)等多种害虫对黄色趋性强的特点,有一些地方利用黄板(黄色粘虫色板)在菜地中均匀摆放,对多种蔬菜害虫进行诱杀,取得了较好的防治效果。黄板悬挂高度和悬挂方向对番石榴园的螺旋粉虱成虫诱捕效果不同,悬挂方向以垂直悬挂在树冠中层外缘的南面诱捕效果最佳,北向的黄板诱捕效果最差,仅为前者诱虫量的75.54%;悬挂高度以中心距地面0.8m的下层黄板为最佳,以中心距地面2.0m的上层黄板诱捕效果最差。利用多数蓟马对蓝色光波的嗜好制成蓝色粘虫板,使用绿色粘虫板诱捕小菜蛾成虫。近年来温州市农科院生态环境研究所研制的新一代粘虫色板,粘性强、诱集性好、耐高温、耐老化,据试验,棚、室内一般可保持粘性60d以上。根据蚜虫对银灰等色彩的负趋向性,在田间设置银灰色塑料薄膜、铝箔、黑色塑料薄膜或向棉地喷洒大白粉乳液等避蚜,以减少蚜虫危害作物。4昆虫诱捕器的发现与利用利用昆虫对糖、酒、醋等气味的趋性进行诱捕害虫是最初的趋化性应用实例,随着对昆虫种内、种间、害虫与作物等的相互作用关系的研究,昆虫性外激素、利他素、报警素、跟踪信息素等信息化学物质相继被发现和利用,害虫诱捕器的研究进入一个新的发展阶段。4.1松枝,松茸利用糖、桉树皮、米糠、醋等加农药制成简单的白蚁诱捕器,可有效诱杀白蚁。张健华等研究表明,含50%蔗糖和40%酒精的白酒对台湾乳白蚁具有较强的引诱效果。利用苍蝇对腥臭味的喜好,在芒果园里悬挂腐臭咸鱼可诱集大量苍蝇,为芒果传授花粉。在松墨天牛羽化期,在松林内安置用“松枝,松木+诱杀剂”的双环装置,诱杀补充营养和产卵的松墨天牛,降低由松墨天牛传播的松材线虫病危害。某些植物释放的特异性化合物能被一些昆虫利用寻找寄主,如茉莉花释放的苯乙醛对粉纹夜蛾(Trichoplusiani)有明显的引诱作用,萝卜叶的挥发性信息化合物4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯对桃蚜(Myzuspersicae)有较强引诱活性,很多种蝇也利用十字花科植物的特征化合物异硫氰酸酯糖苷来寻找、定位寄主植物。利用昆虫与寄主的特殊联系方式,可为开发研制更有效的害虫诱捕器引诱剂提供依据和思路。4.2含灭昆虫药利用跟踪信息素诱杀白蚁是白蚁防治的一个热点,通常将跟踪信息素作为诱导物质与食物诱饵(含灭蚁药)结合制成诱捕器诱杀白蚁,可有效减少对环境的污染。昆虫聚集信息素是昆虫重要的信息化学物质之一,对昆虫的聚集行为有重要意义,利用昆虫聚集信息素与杀虫剂混用作为诱捕器的诱饵,诱杀半翅目和一些鞘翅目害虫,在露尾甲和森林害虫小蠹已有成功应用的报道。4.3利用性诱捕剂制成的诱捕器对害虫的诱捕效果更强在害虫趋化性利用方面,研究最多的是昆虫性信息素(人工仿生合成性诱剂),由此制成的诱捕器种类也最多。根据害虫趋化性原理制成的诱捕器对害虫的选择诱捕性更强,尤其是利用性诱剂作为诱捕源制成的诱捕器对害虫诱捕的专一性极强。应用昆虫性信息素监测与防治害虫是20世纪60年代发展起来的一种新技术,具有专一、高效、无毒、无污染、不伤益虫等优点,能较好地满足农业可持续发展的要求,欧美及日本等国学者在这方面的研究较早,我国研究起步较晚,但在人工合成性信息素(简称性诱剂)与应用方面已达到国际先进水平。4.3.1诱捕器及诱杀机理针对不同害虫和不同使用技术而设计使用的性诱剂诱捕器的类型很多,如水盆诱捕器、三角粘胶诱捕器、平板粘胶诱捕器、树干粘胶诱捕环、漏斗诱捕器、电网触杀诱捕器等。按捕虫器使用过程是否用水可分为湿式、干式和粘胶式等。按诱杀机理可分为粘胶式、水盆式、杀虫剂重杀式、电网触杀式及陷阱式等。国外使用的Unitrap诱捕器、圆锥笼罩诱捕器等既属于干式诱捕器,也属于陷阱式。4.3.2水盆诱捕器的使用效果国内从20世纪70、80年代至今用得最多的是水盆式、粘胶式或水瓶式等性诱剂诱捕器,这些诱捕器使用方便,诱捕效果较好。孟宪左认为水盆式诱捕器的盆口径越大,诱捕效果越好。云晓鹏等对两种不同诱捕器的诱捕效果进行比较后认为,开放型的水盆诱捕器比桶型诱捕器更利于诱芯中性信息素的传播扩散,盆口径大的水盆诱捕器对向日葵螟(HomoelsomanebulellaHubner)的诱捕效果明显优于有效诱捕面积小的桶型诱捕器;水盆式诱捕器诱捕玉米螟效果要优于水瓶式诱捕器。我国华北棉区利用水盆式诱捕器大面积诱杀棉铃虫,捕杀效果明显,并作为棉铃虫田间测报和防治的一个重要组成部分。用性信息素水盆诱捕器测报棉铃虫发生期比习惯用的黑光灯更准确、方便、可靠。水盆诱捕器在国内使用较普遍,害虫诱捕率高,但在使用过程中要保持一定的水位,否则效果会受影响,在干旱缺水地区使用此法防虫难于实行。国外使用的Unitrap干式诱捕器,克服了水盆诱捕器的一些缺点,但对诱到成虫的处理不够方便,不能更高效地诱捕成虫。4.3.3性诱捕器悬挂高度田间影响性诱剂诱捕器诱捕效果的因素主要有诱捕器摆放的高度和位置、风向、颜色等,但不同虫种情况有所不同。三角式诱捕器对玉米螟的诱捕量与悬挂高度有密切联系,悬挂在2.5m和2.0m处的诱蛾量明显多于悬挂在1.5m和1.0m处的诱蛾量。如在果园中诱捕桔小实蝇(BactroceradorsalisHendel)的诱捕器悬挂高度应根据果树植株高度进行适当调整,一般在1m以上较好,在一定高度范围内随着性诱剂诱捕器悬挂高度的增加,诱集到的桔小实蝇雄性成虫虫量呈上升趋势。将性诱剂诱捕器放置在与烟株等高处,诱捕烟青虫的效果要优于地面、烟株中部和高于烟株30cm处,诱捕器放置行间诱捕效果比行内诱捕效果好。由于性信息素在田间的扩散主要是通过气流(风向)带动,一般在上风口诱蛾效果会显著高于下风口,在实际生产中,应尽量综合考虑当地的实际情况,可在生产季节风向集中的位置安置诱捕器。5昆虫监测与预警技术随着经济市场化的发展,劳动力成本逐步提高,导致生产成本上升,害虫诱捕器的研究也趋于节能减排、节本增效的方向。目前害虫诱捕器的应用主要包括直接诱杀防治和虫情监测两方面。用于直接防治方面的诱捕器一般应讲究方便、实用、低成本,以低端简易设备为主。在新的诱捕器研制上,适当将灯光、性诱剂和颜色等,根据诱捕目标害虫的趋向性特点进行组合,结合害虫的习性进行诱捕,最大限度地提高诱捕效率。用于虫情监测方面的诱捕器讲究精准、