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物理防治病虫害虫灯光诱杀技术取得的进展及对食品安全与环境安全的贡献

花匠小妙招
2024-10-06 11:56

在1975年来全国植物保护工作会议上,确定“预防为主,综合防治”为我国的植保工作方针;在1994年国家又进一步明确:在可持续农业的发展中,有害生物的可持续管理控制,是必不可缺少的环节,它与环境质量、物种多样性、资源管理和人类的健康都有密切的关系。国际社会对有害生物的综合治理高度重视,世界范围内正在减少对化学农药的依赖,推动有害生物综合防治,包含物理防治在内,向生态自然调控方向发展。

1在农产品生产过程中病虫害的物理防治方法

物理防治病虫害技术主要是利用各种物理因子如光、电、色、波、超声、温度等配合机械设备破坏有害生物的生存环境,干扰其正常活动,最终达到控制和减少有害生物为害农产品的目的。包括捕捉法、诱集法、声控法、阻隔法,高、低温法,气调法、辐射法和微波法等,既简单易行又行之有效,具有使用范围广,作用特殊,能杀死隐蔽为害的昆虫,对环境无污染,成本低,不破坏生态平衡等特点

随着科技发展和社会进步,人们已普遍开始意识到农药对人类健康、食品安全性、环境的负面影响。国际社会迫切需要的将不再仅仅是更多的食物,而是更高质量的食物和环境。在这一历史背景下,佳多公司在1986年成立了紫外线应用技术研究所,研究紫外光对生物不同生长时期的影响,总结整理出紫外线对昆虫的生活习性物理作用的基础资料。20世纪90年代初,佳多公司成立了物理治虫研究所,倡导“农林生物物理工程”,该工程是农业、林业、生物物理工程(生物学、物理学)与工程技术交叉的又一边缘学科。其研究生物物理学、光声光热效应的农业应用、农业生物物理技术、电磁辐射物理技术、植物细胞信号传导技术生物芯片及其农业应用技术、农业中的电子监控技术、农业信息化技术等。

2物理防治病虫害技术的发展

从“飞蛾扑火”的自然现象人们受到启发,光可以引诱飞蛾,至此开辟了人类历史上防治害虫手段的新篇章。最初人们使用煤油灯、篝火,进而用黑光灯、高压汞灯6等方式诱杀害虫,这些方式在防治过程中都暴露了致命的缺点:效果差,诱杀无选择性,大量杀伤天敌,破坏生态平衡;消耗资源大;人畜安全等问题。

佳多公司针对灯光的波长、波段对人体及目标生物的各种影响及标靶生物对电子辐射波、频率的不同反应,进行了研究和试验。这些条件为研制佳多频振式杀虫灯历代过程奠定了技术基础。到目前为止,佳多频振式杀虫灯共经历了四个研究阶段。

第一个阶段是以该灯的使用安全性作为研制重点。分析研究各地区的环境因子变化,将医学上X光高压安全技术移植到佳多频振式杀虫灯上,做到了人畜误触无伤害,保证了在全国应用的43万台佳多频振式杀虫灯,无1例电击伤事件发生。

第二个阶段主要以增加诱虫量作为研制的重点。利用害虫的趋光、趋波特性,将光、波、色、味4种诱杀方式集为一体,达到了理想的诱杀效果。

第三个阶段是根据有害生物防治对象不同, 以选择种类诱杀技术为重点。利用昆虫的复眼构造和对特定光波的趋性差异,完成了对灯管荧光粉的配制工艺,形成了能够在生产中有选择性的应用光源。

第四个阶段的研制重点为对天敌诱杀的回避技术。首先在灯光的波长上选择天敌不敏感的波段,又根据三基色原理选定外壳色彩,在夜间工作状态下外壳色彩与灯光的颜色复合,呈现出一种理想的诱集色,这种颜色可以避开草蛉、瓢虫等益虫,从而起到保护天敌的作用;其次,触杀网的设计结构,亦根据天敌的活动特点作了改进,天敌在活动中尽量保持平衡少有波动,只有在瞄准所要猎取的食物时,不动声色地紧急突击捕捉猎物,即使到佳多频振式杀虫灯上去猎食,95%的几率停落在1根电网上,而不会被电网触死,有效的利用了害虫是以趋光而上网、天敌以捕食为目的上网,应习性不同完成了诱杀与保护区分,此项研究历经6年。

目前佳多频振式杀虫灯的研制开发已经进入到第五个阶段,根据农业、生物、生态、昆虫等方面专家提出的“提高效能、和谐发展”的目标。将保护正常的生物链、稳定的生态环境作为研究重点,调节有害生物的种群密度,因虫害高峰期在前,随后而来的是天敌,因此,将针对昆虫时段活动习性开展技术研究,将害虫在破坏的经济阈值内而选择性的诱杀。使天敌、中性昆虫、不能造成为害的所谓的害虫和应该留下保护生态的部分害虫保留下来,确保既保护了植物又保护了生物链。该项技术已在广西进行了大面积的实验示范,在推广应用中保持生物链的效能得到了再现。

3物理防治病虫害技术的推广及经济效益、社会效益、生态效益

1991年佳多频振式杀虫灯研制成功,当时大多数农民对使用这项技术认识淡薄,持疑惑态度,认为:对付病虫害就是用农药,简单快捷,却忽视了最终导致生态平衡遭到破坏的副作用。由于这种认识的存在,使企业在当时的推广中走向困境。这个时候,得到了全国农技中心的支持,在全国选择了典型、有代表性的地区进行试验,由于佳多频振式杀虫灯控害效果显著,从1999年开始,连续9年被全国农技中心列为全国推广产品。

利用佳多频振式杀虫灯在大面积防治水稻、小麦、杂粮、棉花、蔬菜、烟草、药材、果树、油料、林木、仓贮多种害虫均取得了显著效果,可显著减少害虫落卵量,降低化学用药防治次数和使用量,平均每667m2减少用药5次,节省开支60元以上。由于减少了农药的使用量,①减轻了对农业生态环境及人类生活环境的污染。②人畜中毒事故的发生也越来越少,死亡现象下降为零。这种无形的生态效益所产生的社会效益和经济效益是无法精确估算价值的。③可以有效的减少农作物农药残留,提高农产品的质量,使农产品达到出口标准,打破“绿色壁垒”,从而提高农产品的国际竞争力。④由于该灯对天敌杀伤力小(实际应用中益害比为1:24-1:420),保护了大量的天敌,维护了大自然正常生物链的有效平衡。

目前该灯在新疆地区棉田使用面积占到总面积的30%,在北京地区果树园使用面积占到60%,在上海蔬菜控害面积占到70%,在湖北柑橘控害面积占到60%,广西水稻控害面积占到12%,重庆蔬菜控害面积占到90%,在全国32个省、直辖市、自治区得到使用,95%的县、市得到推广,在8个国家得到示范推广。

4物理防治病虫害的配套技术

为维持确保生态因子的长期稳定性、保持自我调控能力,监测和预测生态因子失去平衡的阈值,公司研制出智能型虫情测报灯,配合农林小气候信息采集系统、孢子捕捉仪,可采集生态环境因子,了解有害生物生存环境,以便及时对有害生物发生动态进行监测和预测,确定有害生物的最佳防治时间,预测病虫害的暴发时间,实施昆虫的生态管理,有计划调控有害生物的阈值。物理防治害虫将更能显示出持续发展的优势,促进生态和谐。

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