诱虫灯对害虫诱捕规律及防治效果研究进展

赵建设，张易成，刘彪，吴光磊，郭立月*，蒋高明*

（1.河南中远有机农业研究所有限公司，河南郑州 450043；2.河南苑林农业开发有限公司，河南郑州 450043；3.中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室，北京 100093；4.中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049）

20 世纪40 年代以来，以DDT、六六六为代表的有机合成农药被大量应用，标志着农药的应用从天然植物农药及无机农药时期进入有机合成农药时期，以有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类化合物为代表的一些高效生物活性有机合成杀虫剂能有效防治虫害，对作物高产稳产起到了重要作用[1]。但随着有机合成杀虫剂的长期使用，其弊端也逐渐显露，如食用有高毒农药残留的农产品会导致人、畜急性中毒；食用农药残留超标的农副产品会引起人和动物的慢性中毒，导致疾病发生，具有潜在的遗传毒性[2-3]。为此，植保科学工作者长期以来致力于环境友好型防控技术的研究开发，诱虫灯就是其中的代表。诱虫灯是基于昆虫的趋光性原理而设计的，其为害虫的防治提供了一种安全、无污染的方法，可代替部分有机合成杀虫剂。“飞蛾扑火”形象地描述了昆虫的趋光性特点，后来人们逐步发现害虫趋味性与波特性等科学原理并用于物理杀虫实践。本文简要介绍诱虫灯的应用历史、应用领域，综述在诱虫灯工作原理、诱杀害虫种类及诱捕规律等方面的研究进展，并针对目前诱虫灯应用存在的问题，对今后的发展方向提出建议，旨在为农业生态学领域的技术研究及应用提供参考。

1 国内外灯光诱捕器应用简史

1.1 国内应用概况

我国利用昆虫趋光性诱杀害虫的历史可追溯到唐开元四年（公元716 年），当时山东地区暴发蝗灾，宰相姚崇根据“蝗既解飞，夜必赴火”的现象，指挥灾区官员利用“夜中设火，火边掘坑，且焚且瘗”的方法捕杀蝗虫，成功控制了蝗灾。遗憾的是，由于技术限制，我国古代没有设计出专门的诱虫设备，仅停留在点火引诱害虫的原始阶段。

20 世纪60 年代，我国开始研制灯光诱捕器，黑光灯的诱捕能力比白炽灯提高了几十倍，但黑光灯在诱捕害虫的同时也对害虫天敌造成了极大伤害。20 世纪70 年代，比黑光灯诱捕效果更好、使用寿命更长的高压汞灯开始出现，但在远离供电区的田间难以应用。20 世纪80 年代，开始研制在田间应用性更强的太阳能诱虫灯，克服了在远离供电区难以使用的缺陷，加快了诱虫灯的推广应用。20 世纪90 年代，双波灯和频振式诱虫灯问世，极大地提高了诱捕害虫的种类、数量和效率，且降低了耗电量，使用也更加方便。

进入21 世纪以来，科技的发展推动了诱虫灯的多元化发展。目前，诱虫灯开始向人工智能化方向发展，如研发出一种具备水稻害虫自动监测系统的诱虫灯，该系统由智能捕光器、计算机或手机客户端平台和云服务器组成，具有自动识别诱捕害虫种类并对每种害虫进行计数的功能，对防控水稻害虫具有重大意义[4]。

1.2 国外应用概况

国外害虫灯光诱捕器发展较早。19 世纪60 年代，美国研制了第一个成型的灯光诱捕器，用于棉田诱捕棉大卷叶螟；此后相继出现了白炽灯诱捕器和乙炔灯诱捕器；20 世纪40 年代，黑光灯被用于田间害虫防治。20 世纪中后期，黑光灯得到快速发展和广泛应用，在黑光灯基础上改进的性激素诱饵黑光诱虫灯、二氧化碳诱饵黑光诱虫灯、粘板黑色荧光灯、声+光诱捕器等诱虫灯被广泛应用于害虫的防治与监测[5-8]。进入21 世纪，发光二极管开始应用于诱虫灯，具有波长范围窄、光色纯、功耗低、光效高、成本低及寿命长等优点[9]。

近年来，不同光色的LED 诱虫灯应用于一些害虫的监测和防治[10]。粘板+LED 诱虫灯也具有较好的诱虫效果，黄色粘板和蓝色粘板LED 诱虫灯分别对粉虱科（Homoptera: Aleyrodidae）和蓟马科（Thysanoptera:Thripidae）害虫具有较好的诱捕效果[11-12]；诱饵+LED诱虫也能增强诱虫灯的诱捕能力，二氧化碳诱饵、乙醇诱饵和性激素诱饵LED 诱虫灯对番茄斑潜蝇（Liriomyza bryoniae）、蚊科（Diptera: Psychodidae）和象甲科（Coleoptera: Curculionidae）害虫的诱捕能力都显著增强[13-15]。

2 几种常见诱虫灯的工作原理

常用的诱虫灯主要有黑光灯、高压汞灯、频振式诱虫灯、双波灯、太阳能智能诱虫灯、光电生物灭虫器及扇吸式捕虫器等。诱虫灯主要是利用昆虫的趋光性、波特性和趋味性（趋性激素）将害虫引诱至诱虫灯附近，然后使害虫触碰到高压电网被电击致死或被高速转动的风扇产生的负压气流吸入储虫室内。

黑光灯是首次广泛应用的诱虫灯，其工作原理是利用昆虫的趋光性，将害虫引诱到有效电场内，使害虫触及高压电网被高压电弧击毙[16]。高压汞灯也是利用害虫的趋光性引诱害虫进入高压电网被电击致死，但其引诱害虫的光谱为高压汞蒸气产生的黄橙色灯光，害虫对黄橙色光趋性更强，因而高压汞灯较黑光灯的诱捕效果更好[17]。

频振式诱虫灯通过频振灯管产生特定频率的光波及黄色灯壳使灯光透射为对害虫引诱性更强的黄光，实现了远距离用波、近距离用光的方式将害虫引诱至高压电网上触电死亡[18]。频振式诱虫灯在增加了诱捕害虫范围和效果的同时，还具有一定的专一性，光波波长的设定可针对某一种或某一类害虫。黄色灯壳的使用依据是害虫对黄色光具有较强的趋光性，一些天敌昆虫则偏趋于绿色光，这使得频振式诱虫灯具有一定的诱害避益功能。双波灯突破了单一光波的局限性，可以同时发出585 nm/350 nm 的长/短两列光波，处于黄光部分的长光波将害虫引诱至近灯区，处于紫外线部分的短光波使害虫产生眩目扑灯被高压网电击而亡[19]。

太阳能智能诱虫灯的研制基于频振式诱虫灯，采用了新型弱光性（非晶硅）太阳能电池板及绿色环保的镍氢充电电池，即使在弱光的天气条件下也能很好地转化和储存太阳能以满足诱虫灯的供电需求[20]。

光电生物灭虫器——巴克星利用光电变频技术实现了双灯多波循环，同时还结合昆虫性激素的使用，提高了对害虫的诱捕效果，也更具专一性。发光二极管与诱虫灯的结合产生了一种具有绿色光源的诱虫灯——LED 诱虫灯，其光谱窄、光色纯，对害虫的诱捕更具专捕性，同时还具有节能、寿命长、光效高等优点[21]。

3 常见诱虫灯的诱虫种类

诱虫灯诱捕害虫主要是利用昆虫的趋光性，从诱虫灯的诱虫原理上来说其几乎对所有夜飞行昆虫都具有诱捕性。但不同昆虫对光波波长、光的偏振性、光照强度具有不同的偏好；性别、虫龄、交配与否等昆虫自身的生理因素会使昆虫对诱虫灯的趋光性有所差异；温度、湿度、降水、气压等环境因子也会导致昆虫的趋光性存在差异[22-23]。相同或相似生态环境昆虫群落的组成也相似，因而诱虫灯诱捕昆虫的种类不存在显著差异；不同生态环境昆虫群落的组成则有较大差异，因而诱虫灯诱捕昆虫的种类也存在显著差异。

1）在水稻田使用频振式诱虫灯诱捕到了二化螟、三化螟、大螟、稻纵卷叶螟、稻螟蛉、稻飞虱、稻瘿蚊及稻秆蝇等水稻害虫，与利用太阳能双波灯和扇吸式诱虫灯在水稻田诱捕的害虫种类一致[24-28]。

2）在茶园利用频振式诱虫灯诱捕到茶毛虫、茶尺蠖、茶蓑蛾、茶刺蛾、小绿叶蝉、黑刺粉虱及茶二叉蚜等茶树害虫，与利用双波段LED 诱虫灯和吸入式太阳能诱虫灯诱捕到的茶树害虫种类一致[29-30]。

3）在蔬菜田利用频振式诱虫灯诱捕到的害虫主要有斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、地老虎、小菜蛾、甜菜象甲、金龟子、蝼蛄及绿盲蝽等蔬菜害虫，与在温州市和惠州市的大面积蔬菜田中诱捕的害虫种类大致相同，与利用太阳能诱虫灯在湘潭市的蔬菜田中诱捕的害虫种类也大致相同[31-32]。

4）不同果园诱捕到的害虫种类不同。在柑橘园中诱捕的害虫主要有红苕天蛾、天蚕蛾、黄灯蛾、地老虎、云斑鳃金龟、铜绿丽金龟、步甲、叶甲、天牛及蝼蛄等[33]；在芒果园内诱捕的害虫主要为蓟马、芒果叶瘿蚊、芒果重尾夜蛾、红脚绿金龟、绿额翠尺蛾、灰白条小卷蛾及绿鳞象甲等[34]；在苹果园诱捕的害虫主要有棕色鳃金龟、黑绒鳃金龟、四纹丽金龟、华北大黑鳃金龟、天幕枯叶蛾、苹果枯叶蛾、苹小卷叶蛾、苹果顶梢卷叶蛾等[35]。

从昆虫分类水平上，众多研究表明，诱虫灯诱捕害虫的种类主要有鳞翅目、鞘翅目、直翅目、双翅目、半翅目、同翅目、缨翅目、膜翅目、脉翅目等，其中鳞翅目最多，其次是鞘翅目，其他害虫诱捕较少[36-38]。

4 诱虫灯诱虫规律

4.1 在一年中不同月份诱虫规律

调查发现，黑光灯诱杀昆虫的高峰期在7—9月，其中8 月诱虫总量最多；优势种绿豆象和麦蛾在7—9 月诱虫总量分别占其全年诱捕总量的92.8%和87.3%[39]。使用高压汞灯防治园林害虫时发现，诱虫灯的诱捕高峰期主要在6—8月，诱虫总量从4—8 月逐渐增多，8 月达到最高峰，9 月开始下降[40]。在橘园中，诱捕高峰期主要在7—9月，诱虫总量从5—9 月呈上升趋势，9 月达到最高峰，10 月开始逐渐减少[41]。原因是4—9月随着气温的升高昆虫逐渐活跃，10月开始，随着气温的下降，害虫量开始减少。

4.2 夜间诱虫规律

在棉田中利用双波灯诱杀玉米螟，玉米螟从日落后70 min 左右开始扑灯，扑灯高峰期为20:00—24:00[42]。在上海浦东蔬菜地使用频振式诱虫灯诱捕害虫，发现害虫的扑灯盛期为19:00—22:00，这一时段诱捕昆虫的数量为当夜诱捕总量的79.3%～98.2%[43]。也有研究发现，茶尺蠖成虫从日落1 h 后开始扑灯，20:00—23:00 为扑灯高峰期；以铜绿丽金龟为主的金龟类害虫和茶天牛也是在日落1 h 后开始扑灯，扑灯高峰期也为20:00—23:00；茶毛虫成虫也主要从日落1 h 后开始扑灯，而扑灯高峰期是20:00—22:00；假眼小绿叶蝉成虫的扑灯高峰期为18:00—20:00 和05:00—07:00[30]。由此可见，不同害虫在夜间的扑灯高峰期有所不同，但大部分害虫的扑灯高峰期集中在20:00—23:00。

4.3 不同悬挂高度诱虫规律

在稻田中，频振式诱虫灯悬挂高度1.5 m 比1.0 m和1.2 m 的诱虫效果好；在果园内，1.8 m 的挂灯高度较1.2 m 和1.5 m 的诱虫效果更好；在茶园中，1.5 m的挂灯高度比1.2 m 和1.8 m 对害虫具有更好的诱捕效果[44]；而在蔬菜田中，诱虫灯的挂灯高度为1.0 m 时比1.5 m对昆虫的诱捕效果更好[43]。从以上研究可以看出，诱虫灯悬挂在略高于作物顶梢的高度能取得相对较好的诱捕效果。

4.4 气象因素对诱虫效果的影响

气象因素对害虫的扑灯有一定影响。研究发现，在温暖的夜晚，诱虫灯对铁杉尺蠖的诱捕量较高；而在温度较低的夜晚，对铁杉尺蠖的诱捕量较少；当温度低至10 ℃时，几乎捕捉不到任何昆虫[45]。连续8年的调查数据发现，当不同年份年降水量接近正常（总降雨量为400～500 mm）时，积温总数偏高，诱虫量大，反之则少；积温总数相近的年份，降雨量则是影响诱虫量的主要因素，降雨量适当时诱虫量就多，降雨量过多或过少，诱虫量都减少。利用相关-回归法分析每日诱虫量与每日重要气象因子之间的各种复杂关系，结果表明诱虫灯的诱虫量与大气日平均气温呈显著正相关关系，而与气压、降雨和相对湿度则呈显著的负相关关系[46]。有研究发现，风速为2～3 m·s-1时，诱虫灯的诱虫量最高，随着风速的增大，诱虫量普遍减少[47]；月光对诱虫灯的诱虫效果也有一定的影响，月光越强，诱虫量越少[48]。

4.5 诱捕害虫雌雄比

多种害虫雌雄成虫的复眼结构表现出不同程度的差异，其生理与行为活动也进化出感光的“性二型性”，不同昆虫复眼的感光“性二型性”也不同。研究发现，利用诱虫灯诱捕蠓，其雌雄个体的趋光性具有显著差异，其中雌性蠓占捕集量的84.3%，雄性蠓远低于雌性蠓，仅占总捕集量的3.2%[49]。应用多虫情测报灯和普通黑光灯两种诱虫灯连续3 年对草地螟进行诱捕发现，草地螟雌雄个体的趋光性也具有显著差异，表现为雌蛾的趋光性强于雄蛾，然而利用诱虫灯监测草地贪夜蛾则发现雄性草地贪夜蛾比雌性草地贪夜蛾的趋光性更强[[50-51]]。因此，诱虫灯诱捕昆虫的雌雄比主要与不同昆虫复眼的不同感光“性二型性”有关。

5 诱虫灯应用领域

5.1 在害虫测报及防治上的应用

将诱虫灯应用于昆虫监测，可以探明某一区域中夜行性趋光昆虫的种类及其种群动态，也可监测外来入侵昆虫，能为害虫防治提供基本信息依据。如根据诱虫灯的诱虫情况，分析出了湖南省武冈市云南松毛虫种群的变化动态规律，即9 月下旬至10 月中旬，该地区的云南松毛虫成虫数量持续增加并达到羽化高峰期，此后其活动便开始持续降低，进入越冬期[52]；探明了山西省临汾市小麦-玉米轮茬农田地下害虫的主要种类，并探究出优势种种群的年动态变化规律[53]；确定了北卡罗来纳地区甘蔗甲虫的羽化主要在5 月上旬，秋季有少量甘蔗甲虫发生羽化[54]；探明了入侵昆虫——草地贪夜蛾的虫源地及入侵与发展线路，即虫源主要由缅甸入侵西南，再逐步向东向北扩散，草地贪夜蛾成功入侵后，在长江以南地区普遍发生，发生区域由南至北逐步扩散，虫口密度由南至北逐步递减，发生时间西部早于东部，虫口密度西部大于东部[55]。

诱虫灯不仅可用于害虫监测，其在害虫防治上也具有较好的作用，对杀虫剂的减量具有重大意义。对比蓝光诱虫灯、蓝色粘虫板和黄色粘虫板对西花蓟马的诱捕效果发现，蓝光诱虫灯诱捕西花蓟马的数量是蓝色粘虫板的1.7～2.5倍，是黄色粘虫板的1.7～3.0倍[56]。在内蒙古宁城县连续4 年应用高压汞灯防治玉米螟，使得该地区玉米螟种群数量下降了约94.1%，极大地降低了玉米螟的虫源基数，有效地扼制住了玉米螟的发生[57]。在山东半岛农田生态系统中连续6 年应用诱虫灯防治农田害虫，诱虫灯的年捕虫量由2009 年的38.4 kg 减少至2014 年的2.1 kg，该农田生态系统中的害虫种群基本得到控制[58]。

5.2 在药用昆虫及动物养殖上的应用

昆虫的种类多、数量大，体内含有多种氨基酸及微量元素，是重要的蛋白资源，有较高的营养价值和药用价值，具有广阔的开发与利用前景。诱虫灯诱捕昆虫的能力强、范围广，可捕获到大多数夜间活动的成虫，同时，可利用昆虫独特的波特性和趋味性，调节特定的光波，结合性诱剂以诱捕所需要的昆虫，满足药用需求。如在南通地区应用双波灯诱集昆虫，诱集到了9 目20 科32 种常见的药用昆虫[59]。

昆虫体内含有苏氨酸等动物必需的氨基酸及丰富的微量元素，是营养价值极高的优良饵料。利用诱虫灯诱虫喂鸡，可使肉鸡增重率提高10%以上，蛋鸡产蛋量提高15%以上[60]。应用诱虫灯进行种稻-养鱼-防虫综合种养，每667 m2可增收纯利润300 多元[61]。蟾蜍和大部分昆虫都是夜间活动物种，二者生活节律大致相同，在饲养池内夜间悬挂诱虫灯诱捕昆虫既降低了饲养成本，又消灭了大量农林害虫[62]。

6 存在的问题及发展方向建议

6.1 存在的问题

新型诱虫灯诱杀害虫仍然是利用害虫的趋光性，大多数趋光性害虫的敏感光波主要集中在紫外波段（350～390 nm）、蓝色波段（400～470 nm）和绿色波段（505～575 nm），而很多益虫对这些波段也具有很高的敏感性，因此诱虫灯在诱杀害虫的同时必然也会引诱一部分益虫和害虫天敌扑灯[9]。如何能在保证对害虫具有较好诱杀效果的同时减少对益虫和天敌的诱捕数量，是诱虫灯在实际应用中需要解决的一大难题。

诱虫灯的害虫收集袋或收集盒需要人工定期进行拆卸倾倒后再安装好，如不及时进行清理，害虫会腐烂，影响禽类的取食和利用，而定期频繁地清理又费时费力，因此这部分工作的自动化也是后续开发的方向之一。

6.2 发展方向建议

1）加快推进智能化应用研究。目前，智能诱虫灯已具备光控、时控、雨控、安全保护和太阳能自给供电等功能，但尚未具备更好地诱捕害虫、减少对益虫和天敌的诱捕及自我维护等智能化功能。从环境保护的意义上来讲，该方面的智能化应用研究必须加快推进。

2）加强昆虫尤其是益虫夜间活动节律研究。目前大多数害虫在各地区的发生世代、每一世代的发生时间和条件等生物学规律已较为明确，但仍有一些害虫的生物学规律尚不清楚，更重要的是对很多益虫的生物学规律还缺乏研究。

3）将人工智能、物联网与诱虫灯相结合，研发“诱虫灯+人工智能+物联网”诱虫灯。目前，人工智能机器已具备自主识别、计算、预测和执行等功能，但其智能化程度还不够高。自工业和信息化部于2011 年发布《物联网“十二五”发展规划》后，物联网便开始应用于农业领域，“物联网+农业”可以实现对农业对象和过程的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[63]。因此，将人工智能、物联网与诱虫灯结合，也可实现对田间作物和昆虫的智能化识别、监控、预测和管理。结合昆虫的活动节律、生物学规律和作物的生长规律，以及各环境因子等，开发人工智能诱虫灯的自主识别、计算、预测、诊断和执行等功能，既能达到高效诱杀害虫、稳定控制田间害虫种群的防治目的，还能尽量减少对益虫的伤害。

4）结合太阳能电池板自动转向、自动清虫（自动清理粘附在高压电网上的虫体，自动倾倒集虫桶中的虫体）等简单操作，减少人力物力消耗，降低维护成本。