防虫网选择方法与使用效果分析
2022-09-17上海斯文森园艺设备有限公司上海201707
应 樱(上海斯文森园艺设备有限公司,上海 201707)
近年来,国家大力倡导“绿色食品”的理念以及消费者对于安全、健康的农产品的需求不断提升,推动了温室种植者对于病虫害防控的全新思考与关注。害虫直接影响作物的产量和品质,造成经济损失,有时其作为载体所带来的病毒会对作物造成更大程度的危害。目前,病虫害的防控手段主要包括物理防控、化学防治以及生物防治等。使用化学品降低虫害的影响往往会导致害虫耐药性以及生产成本的增加,同时也违背“绿色种植”的理念。而生物防治由于见效时间较长以及成本等因素的影响,目前在国内还未大范围的应用。
防虫网作为温室的“第一道防线”,可以在一定程度上起到防控害虫的作用,对于种植者而言,如何选择合适的防虫网至关重要。防虫网属于作物保护中的物理隔离方式,也是害虫综合治理(IPM)中最重要的方式之一,主要是在温室通风口区域设置细密的网孔结构限制不同种类的害虫进入温室,有时也能防止温室内的有益昆虫(熊蜂、害虫天敌等)外逃。这种简单有效的防虫方式在世界各地的温室普遍应用。防虫网常见于薄膜和玻璃温室的侧墙进出风口,屋顶通风窗等结构,主要分为平网和折叠网两种(图1),在中国南方高温气候区甚至能见到使用防虫网作为覆盖材料的“网室”。
图1 防虫网应用形式
防虫网选择方法
种植者在选择防虫网种类时主要考虑防虫和通风两个方面的功能表现,良好的防虫效果是种植者的最终目标,但是网孔越小,对温室的通风率影响越大,需要在两者之间进行权衡。
针对防虫需求
防虫网的“目数”是指在1 inch×1 inch(1 inch=2.54 cm) 的面积内网孔的数量。纺织行业有时会用到经纬密度,指的是1 cm×1 cm经纬两个方向的纱线数量。目数越高,防虫网越密,对于小尺寸的害虫防控效果越好。目前市场上常见的防虫网目数为40~60 目,主要用于防控蚜虫、粉虱等害虫。其实衡量防虫网的防虫效果,种植者更应该关注的是网的孔径。因为与单位面积网孔数量相比,网的孔径可以更直接的反应出对害虫尺寸的限制。孔径的大小分为经向和纬向两个方向,图2 是0.37 mm×0.48 mm(A)以及0.21 mm×0.75 mm(B)两种不同孔径。
图2 不同孔径尺寸的防虫网/mm
前人研究证实,昆虫腹部的直径大小是能否通过防虫网网孔的限制性因素。蚜虫的腹部直径范围大致为0.35~0.48 mm,蓟马体积更小,腹部直径一般在0.16~0.25 mm(害虫尺寸与品种、雌雄以及生长阶段等因素相关)。害虫的种类与品种因种植地域、气候、作物种类等因素而不同,体型会存在差异。所以明确温室内种植作物可能涉及害虫品种是选择防虫网孔径的第一步。不同孔径的防虫网防虫性能不同,西班牙阿尔梅里亚大学的防虫测试结果显示,斯文森防虫网Xsect Balance(0.38 mm×0.43 mm)对于粉虱和蚜虫的防护力已经达到95%~100%(图3),当然如果种植者需要防控体积更小的害虫,比如蓟马等,可以选择孔径更小的型号,比如Xsect Xtreme(0.15 mm×0.15 mm)对蓟马的防护效力高达90%~100%。对于青椒种植者或者种苗生产商来说,严格防控蓟马等害虫的需求更高,选择合适的防虫网型号至关重要。除了防虫网孔径的直接影响外,防虫效果还和温度、风速相关,大风和高温都会降低防虫网的防虫效果。种植者需要格外关注防虫网网孔的均匀度,因为其会直接影响防虫网的防虫效果,高品质的防虫网能够保证网孔均匀且结构稳定,从而有效拦截害虫进入温室。
图3 显微镜下斯文森Xsect Balance 防虫网有效拦截粉虱
兼顾通风效果
大多数种植者都会担心,如果选择了孔径小的防虫网,温室(尤其是被动通风类型)通风效果会大幅降低,直接影响温室的室内环境(温度、湿度、CO2浓度等),不利于作物健康生长。防虫网的通风效果与孔径相关,但是种植者还是需要全方位的了解影响防虫网通风效果的因素。
首先防虫网单位面积中开孔部分所占的比例与通风效率成正比关系,这个比例就是孔隙度。防虫网孔隙度是描述平面维度防虫网特性的概念,孔隙度越高,通风效率越高。事实上,防虫网的结构是三维的,在图4 中可以看到,用于编织防虫网的纱线是立体的(类圆柱体),所以由此形成的通风结构是3D 的。通过纱线直径,孔径大小等参数的双曲抛物面计算,证实防虫网实际通风面积大于二维正交投影(俯视)的计算结果。也就是说,从平面的孔隙度判断防虫网的通风特性小于防虫网实际的通风性能。与此同时,选择防虫网时应注意,害虫尺寸应该更准确地相较于此3D 结构的最大直径Ø3D,来衡量防虫的实际效果。
图4 防虫网正交投影(左)和3D 结构(右)[1]
国内市场上同样是50 目的防虫网其实差异明显。图5 为斯文森的Xsect Balance 与市场上常见的其他50 目防虫网的显微镜对比照片。从实测数据(表1)中可以看到斯文森的防虫网在孔径更小(纱线直径影响3D 孔径),防虫效果更好的情况下的孔隙度更高(相对增加22% 左右),说明兼顾更好的通风效果。假设温室侧墙通风窗高1.2 m,长100 m,用两种防虫网的孔隙度乘以通风窗面积可以得知,使用斯文森的Xsect Balance,可以获得11.52 m2的额外通风面积,这对于温室室内环境调控中的影响是至关重要的。
图5 斯文森Xsect Balance(右)与其他50 目防虫网(左)的显微照片
表1 斯文森Xsect Balance 与其他50 目防虫网的物理参数比较
防虫网的通风性能可以通过一些仪器测试,斯文森研发的“Flow Finder”可以使用相同空气条件下通过防虫网样品后风速的大小(m/s)来比较通风性能的差异。科研人员也会用空气流通率来衡量通风效果,这个概念会反映防虫网的三维特性,包括孔隙度和孔的形状等。在经过防虫网后通风速率的降低除了与网孔特性相关,风速以及风的入射角度也会产生影响。在实验室,科研人员不能直接测量流通率,但是可以和未使用防虫网的情况对比,测量透过不同防虫网样品的压强下降值。空气流通率并不是一个固定值,利用不同风速(m/s)的压强下降值做一个曲线图,如果知道温室的内外压强差,就可以通过曲线图得到对应的风速。风速(m/s)乘以通风面积(m2),就得到了每秒通过的空气体积。图6中可以看到不同的防虫网样品由于结构的差异,得到的压强下降值不同,该值越低说明防虫网的通风效果越好。所以同样是所谓50 目的产品,除了防虫效果的差异之外,通风性能也会有明显不同。
图6 不同风速下通过防虫网样品的压强下降曲线
在温室设计初期,为更好地控制防虫网的通风性能,需根据选定的防虫网,通过改变通风窗的面积来获取温室所需的通风效果。如果为了防控蓟马等害虫选定了孔径较小的防虫网,通过适当增加温室通风面积,也能够补偿温室空气的流通。反之,如果温室设计的通风面积是固定的,那么在满足良好防虫效果的同时,可以选择通风效果较好的防虫网。
防虫网使用效果分析
在防虫网上的投资是值得的,近年来,墨西哥和西班牙等较热气候地区的种植者尝试使用高品质防虫网的投资回报率很高。图7 所示为墨西哥番茄种植者Agroindustrias Villa Santiago 尝试升级斯文森的Xsect Balance 替换原有的传统50 目防虫网后,测试数据显示,温室温度在一天中最热的时段可以降低3~5℃,湿度也有所改善。相较于2015~2019 年的年平均产量提升了30%(产量约为4.5 kg/m2),相较于2019~2020 年和2020~2021 年的生产周期产量分别提高12%和10%。改善温室通风后,整个温室的气候环境都更有利于作物健康生长,不到一年的时间就收回了成本。对于农产品出口市场更为严苛的食品安全要求,兼顾防虫效果和通风效果的防虫网确实可以帮助种植者降低了虫害的风险,减少了后顾之忧。
图7 墨西哥番茄种植者Agroindustrias Villa Santiago使用斯文森Xsect Balance 防虫网
总结
在害虫综合治理(IPM)中,种植者会协调使用多种手段实现目标,但原则是尽量采取非化学的方式。在防虫网这种普通又常见的温室资材上,国内市场仍有提升的空间和潜力。通过对防虫网相关概念的阐释,数据对比以及可视化的呈现,希望大家可以更新对防虫网的固有观念。高品质的防虫网可以有效降低温室生产中化学品的使用,减轻生物防治的压力,降低生产成本,促进作物健康生长。选择防虫网,种植者需要考虑防虫网的防虫效果、孔隙度、空气流通性、温室通风面积、性价比等因素,做出合理的判断。