LED多光谱循环式太阳能杀虫灯在葡萄园中的应用研究

涂海华，唐乃雄，康念铅，周坚，林爱红（.江西农业大学理学院，南昌 0045；.江西省农业机械研究所，南昌 0047；.江西省新余市现代农业科技园，江西新余 80007）



LED多光谱循环式太阳能杀虫灯在葡萄园中的应用研究

涂海华1，唐乃雄1，康念铅1，周坚2，林爱红3
（1.江西农业大学理学院，南昌 330045；2.江西省农业机械研究所，南昌 330047；3.江西省新余市现代农业科技园，江西新余 380007）

摘 要：通过调查葡萄园中存在的主要害虫种类，根据害虫趋光性的波长和活动时间的差异设计出了LED多光谱循环太阳能杀虫灯，并应用于试验园中进行验证。结果显示，LED多光谱循环太阳能杀虫灯应用于葡萄园中可达到诱杀害虫的目的，减少了葡萄种植过程中对化学农药的使用，实现了生态种植并取得良好的经济效益和社会效益。

关键词：LED多光谱灯；太阳能杀虫灯；趋光性；扑灯节律；葡萄害虫

南方地区受气候条件的限制，葡萄主要种植在丘陵向阳地带，主栽品种以美人指、金手指、甬优一号、红玫瑰、黑珍珠、巨峰等为主。南方葡萄园害虫主要有斜纹夜蛾、透翅蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜虫、蓟马、铜绿丽金龟、东方蝼蛄等。2013年起在葡萄园区运用物理防治方法[1-2]，采用LED多光谱循环太阳能杀虫灯诱杀葡萄园的害虫[3-7]。通过调查葡萄园害虫的趋光性与扑灯节律，设计出LED多光谱循环太阳能杀虫灯，通过其诱杀和防治害虫的分析可知，LED多光谱循环太阳能杀虫灯可减少农药使用量，实现生态种植，经济效益显著。

1 葡萄园害虫的趋光性与扑灯节律调查

试验在江西省新余市国家农业科技园进行，通过使用佳多频振式杀虫灯和单色LED杀虫灯，发现葡萄园害虫的主要种类包括4目14科45种（表1）。

通过近年的跟踪发现，不同种类害虫的趋光性各不相同[8-15]，并且夜间起飞时间和扑灯节律相差较大，如400 nm波长对鞘翅目害虫的诱捕效果最好，360 nm波长对鳞翅目害虫的诱捕能力强，520 nm波长对半翅目害虫诱捕效果最好（表2）。

表1　葡萄园内常见的害虫种类

表2　部分害虫的趋光性与扑灯节律

太阳能LED宽光谱杀虫灯对多种害虫有诱杀作用，主要包括地老虎、金龟子、豆天蛾、蝼蛄、夜蛾等21种，其中，对鳞翅目的夜蛾科害虫诱杀效果尤其显著。

夜出习性的葡萄害虫活动时间有一定的规律，例如：斜纹夜蛾和大、小地老虎19:00～22:00活动最盛；东方蝼蛄、绿盲蝽19:00～23:00为扑灯的盛期；铜绿丽金龟、大青叶蝉、小绿叶蝉20:00～23:00活动最为旺盛。葡萄园主要害虫的扑灯节律见图1。

大多数葡萄害虫在波长范围330～400 nm的紫外光和紫光的趋光性较强，运用此特殊的机理选择性诱捕害虫，既可诱杀害虫，又能保护天敌，主要包括斜纹夜蛾、大地老虎、小地老虎、东方蝼蛄、铜绿丽金龟、叶蝉等害虫；而波长为550～590 nm的（蓝绿光）混合光对绿盲椿、蚜虫、蓟马、粉虱等就有相对较大的吸引力。

图1　葡萄主要害虫的扑灯节律

2 LED多光谱循环式太阳能杀虫灯的设计

采用紫、蓝、绿三色LED灯（DC12V，3W）（灯珠比3:1:1）。根据江西的太阳光强度和日出日落时间，选择40 W的太阳能板和DC12 V蓄电池，同时配合DC12 V转5000 V静电高压网，用最小单片机系统进行循环控制LED灯的开关时间，组成LED多光谱循环式太阳能杀虫灯[16-20]。

控制时间参考：

19:00～21:00：开启全灯，诱杀各类害虫；

21:00～00:00：开启紫光灯，诱杀绿盲蝽以外的害虫；

00:00～03:00：开启全灯，诱杀各类害虫；

03:00～06:00：害虫活动少，关灯，节约用电；

06:00～19:00：白天时间，关灯；进入充电程序。

本文日出日落的时间采取6、7月份的时间，采集地点为江西新余市国家农业科技园葡萄基地（北纬28°05′，东经115°24′），日出时间取6:15，日落时间取17:45。其他地区可参考本文控制时间，并结合当地日出日落时间进行相应调整。

3 材料与方法

3.1 试验材料

本试验采用LED多光谱循环式太阳能杀虫灯。

3.2 试验地概况

试验在新余市国家农业科技园葡萄基地进行。基地以无公害葡萄种植研究为主，种植病虫害发生率较高的葡萄品种，如美人指、金手指、甬优一号、红玫瑰、黑珍珠、巨峰等。葡萄种植采用T型、Y型和V型等架式，高度在1.5～2.2 m之间。种植面积达60 hm2。

3.3 试验方法

试验点各安装LED多光谱循环式太阳能杀虫灯5盏，灯高度为2.8 m，以“十字”对称分布在葡萄园，有效试验面积为40 hm2。观测点固定，亮灯时间为每天19:00至次日早上3:00。从6月1日至8月16日观察，每天清理一次，每周记录葡萄害虫的种类和数量。同时在试验区和对照区（未安装杀虫灯的同一批次的葡萄区域）调查葡萄害虫的发生量、危害率。

4 结果与分析

4.1 诱杀害虫效果

4.1.1 诱杀害虫种类

对诱集的成虫作初步鉴别，共诱杀5目10科19种，主要有斜纹夜蛾、透翅蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜虫、蓟马、铜绿丽金龟、叶蝉、绿盲蝽等。说明LED多光谱循环式太阳能杀虫灯的杀虫谱较广（表3）。

表3　5盏LED循环杀虫灯诱杀害虫的种类及数量

4.1.2 诱杀害虫数量

如表3所示，多光谱LED循环杀虫灯诱集的害虫优势种群明显。通过对葡萄园所诱的成虫进行清查，总体诱杀对象以鳞翅目为主，占88.75%；其次为鞘翅目，占8.35%；其它害虫类别占4.90%。同时段灯诱主要害虫的种类和数量有差异，表现出明显的差异性，显示出所诱葡萄主要害虫的成虫发生期对葡萄害虫情预测预报，对全区大面积防治有重要的指导作用。

4.1.3 对天敌诱杀的影响

调查结果表明：LED多光谱循环式太阳能杀虫灯在诱杀大量害虫的同时，也可诱杀天敌，其种类有瓢虫、步甲、草岭等，但数量较少，从统计结果看，益害比达1:398，因此对天敌的影响较小，有利于保护和利用天敌，维持生态平衡。

4.2 对主要害虫葡萄园消长规律的影响

6～8月份，灯区害虫量和卵量明显减少，灯区棚内地老虎、东方蝼蛄、斜纹夜蛾、透翅蛾、葡萄锈壁虱、吸果夜蛾、葡萄天蛾、粉虱、蚜虫、蓟马、铜绿丽金龟、叶蝉、绿盲蝽的数量仅为对照区的8.5%，灯区害虫产卵量为对照区的6%，无需药剂防治。

4.3 害虫防控效果

试验结果如图2所示，6～8月份为害虫发生高峰期，使用太阳能杀虫灯后，灯照区的害虫一直保持在较低的水平，而对照区也发生了害虫迁移到灯照区的情况，使对照区害虫也发生相应的减少。各类害虫如铜绿丽金龟、葡萄锈壁虱、斜纹夜蛾、吸果夜蛾、地老虎、东方蝼蛄等虫源和虫卵明显减少，可以控制在较低水平内，灯区较对照区减少药剂防治4次。

图2　灯照区与对比区害虫数量变化过程

表4　LED多光谱循环式太阳能杀虫灯的年费用比照表 (元/667m2)

5 效益分析与评价

5.1 经济效益

LED多光谱循环式太阳能杀虫灯成本测算见表4，应用太阳能杀虫灯每667 m2每年可节约防治成本80元，经济效益明显。

5.2 生态效益

LED多光谱循环式太阳能杀虫灯采用微电脑（数字化）直流变频技术，诱杀害虫的波长范围350～520 nm；杀虫网上有4000 V高压静电，工作电流＜2 mA，误触不伤人，安全系数大。应用太阳能LED杀虫灯后，化学防治用药量明显减少，减轻了对环境和农产品的污染，具有显著的生态环境效益。

5.3 社会效益

应用太阳能LED杀虫灯后，农药使用和农药中毒事故明显减少，农产品质量安全进一步得到保障，产量和品质提高，有力地推动了无公害农产品生产。

6 小结

太阳能LED杀虫灯用特定光波对害虫特定吸引，诱杀特定害虫种类，同时保护益虫；太阳能LED杀虫灯实现自动工作模式，实现光控和时控，解决了人工开启的繁琐问题，也能解决远离交流电的农田和山区用电问题，很好地为农业生产服务。该杀虫灯也可以应用在蔬菜、柑橘等经济作物上，适用范围广，且安全性能好，诱杀种类多，杀虫效率高。

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LED multispectral circulation solar insecticidal device application research in the vineyard

TU Haihua1,TANG Naixiong1,KANG Nianqian1,ZHOU Jian2,LIN Aihong3
(1.College of Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045; 2.Jiangxi Research Institute of agricultural machinery,Nanchang 330047,China; 3.Jiangxi Xinyu Modern Agricultural Science Park,Jiangxi Xinyu 380007)

Abstract:Main kinds of insects and pests was investigated in the vineyards.LED multispectral circulation solar device was designed that based on the differences of pests phototaxis wavelength and activity time,and applied in the vineyard to test the effects.The results indicated that LED multispectral circulation solar device could achieve the goal of luring insect pests,reduced the spraying times of chemical pesticides in the growth process of fruit,obtained the good economic benefi t and ecological benefi t.

Key words:LED multispectral device; solar insecticidal device; phototaxis; the fl apping light rhythm; insects and pests

作者简介：涂海华（1966-），男，硕士生导师，副教授。主要从事物理农业研究。E-mail:741816246@qq.com

收稿日期：2015-10-15

DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2016.01.002

中图分类号：TS261.2

文献标识码：A

资助项目：国家科技支撑计划课题(2012BAD14B14)，江西省科技支撑计划(20132BBF60073)，江西省星火计划重点项目（20141212450001）。