邱家生 邵建英 邱慧敏 温常青 刘晓莉

(1.赣州市金电电子设备有限公司，江西 兴国 342400; 2.景德镇学院，江西 景德镇 333400;3.江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000)

1 背景技术

松材线虫病是极具危险性的森林病害，是重大植物疫情。自1982年我国首次发现以来，疫情快速扩散，造成了严重危害，已成为威胁我国生态安全、生物安全和经济发展的心腹大患。因而，抑制媒介昆虫松墨天牛以除治疫区内松材线虫病成为当前生产上急需解决的技术难题。目前对松墨天牛的防治方法主要有施洒化学农药或者化学药剂、施放生物天敌昆虫和信息素引诱等方法，但这些方法都存在这样那样的不足，特别是无法兼顾环境友好、效果显著的基本要求，因而制约了防治方法的推广使用。

由于松墨天牛是一种弱趋光性昆虫，采用传统的灯光诱捕技术效果非常不好，因此习惯上没有人采用灯光诱捕松墨天牛。但灯光诱虫环保、高效、易用、安全的特点是其它防虫技术无法实现的。

本研究正是基于松墨天牛的弱趋光性而进行松墨天牛光诱技术的深度研究，包括了光的种类、波长、光源的功率、光波的能量、该光源的取得、诱捕装置以及监测预警信息系统等各个方面，特别是还进行了较广泛的实际运用，产品取得了很好的使用效果。

2 研究主要内容

2.1 不同种类光源诱捕效果

目前我们通常可见的光源大部分为LED光源。LED光源具有能耗低、光源取得方便等特点，所以大部分科技工作者基本都选择了LED光源用于光诱有害害虫上，但由于松墨天牛的弱趋光性特点，对大众化的光源表现出来的趋光性非常弱，因而光诱松墨天牛的方向逐渐就被大家所忽视。而我们通过对以高压汞灯为代表的热光源和以LED为冷光源的对比，结果显示：100～200W的热光源，日诱捕量为1.5±0.5头/诱捕器，而采用相同功率的LED柱形灯为冷光源的日诱捕量为1.0±0.58头/诱捕器。研究表明，热光源比冷光源的灯对松墨天牛的诱捕量更优。

2.2 不同热光源波长的诱捕效果研究

本研究首先在实验室对波长在310～1050 nm以高压汞为发光源的热光源设10 nm为一个对照组进行松墨天牛对比性实验，筛选出的对松墨天牛趋光性较强波长为320～420 nm。通过林间试验测试1周表明，380 nm的热光源灯在野外进行林间诱捕时的效果最优。

2.3 不同热光源功率的诱捕效果研究

将380 nm的热光源灯设计成150 W、250 W两种灯型为一组，12 W、200 W和250 W的380 nm为另外一组，通过实际林间试验测试1周，发现150 W的灯对松墨天牛的诱集量达3.00±0.37头/诱捕器，明显高于于250 W的灯的诱捕量(1.50±0.50头)。林间诱集研究表明，380 nm波长热光源对松墨天牛的诱捕效果最强，最高可达到对照组的5.5倍，其中尤其以150 W的热光源灯诱捕效果最佳。

2.4 不同光波能量

光波的能量是一直被大家所忽略，而能量的大小不仅影响光的穿透能力，还决定是否能引起松墨天牛视觉的反应，是非常重要的。我们选择热光源灯光波能量在10～150 W/nm的范围，每10 W/nm为一个对照项，进行实地林间试验测试1周，发现热光源灯的能量从10～70 W/nm随着能量的增加捕虫效果逐步上升，当能量达到70 W/nm时光波诱虫效果达到峰值，再随着能量增加捕虫效果呈平缓上升态势，甚至差异性较小。因此，实践研究表明热光源灯光的能量必须大于70 W/nm。

2.5 该种热光源光制备的方法研究

通过上述研究表明：一种波长为380 nm、功率为150 W、光能量大于70 W/nm热光源对松墨天牛具有高效的光诱效果，为了区别于其它的光，将满足该特性的光命名为“极紫光”。为了得到极紫光，通过研究在石英管内充入含量87.3%汞和13.7%卤化亚铁的混合物产生的光最优。

2.6 诱捕装置的研究

为解决松墨天牛的林间捕获及捕获后的逃逸问题，研究了一种松墨天牛的诱捕及防逃逸装置，该装置包括有：诱捕主体、设于所述的诱捕主体下方的集虫器以及位于所述的集虫器下方并和所述的集虫器可拆卸相连通的防逃脱结构。为了防止松墨天牛的二次逃脱，在漏斗形状的集虫器底部设有一稍向防逃脱结构内部延伸的40～60 mm漏斗形状的延伸部，由于增加了延伸部，松墨天牛掉入防逃逸结构后不容易逃逸出来。而且由于诱捕器中具有了防止松墨天牛的二次逃脱装置，因此将集虫器(收集虫子的器具)改为大布袋成为可能，可以减少清理集虫器的频次，节省人力成本。

4 监测预警信息系统及跨领域运用的研究

为了实现对松材线虫防治效果的自动评估、虫灾趋势预测，为指挥决策提供依据，研究开发了一套基于NB-LOT的极紫光松墨天牛高效光诱防治技术与监测预警信息系统平台。该平台具有松墨天牛防治(诱捕、灭杀)、监控管理(联防联治)、预警(决策指挥)3大功能，实现对松墨天牛的有效治理，从而抑制松材线虫病的传播和蔓延。

项目研发的主要内容有：

(1)系统关键技术研究方面。①利用NB-LOT/移动物联网技术，将所有的前端松墨天牛诱捕装置进行联网，将每个前端装置捕获的松墨天牛数量、照片等信息上传到后台监测预警信息系统，系统按照捕获松墨天牛的地域、时间、天气等条件自动对上传的海量松墨天牛数据的统计分析，提供松墨天牛种群动态的预警预测，为政府提供指挥决策技术依据，实现对松墨天牛的联防联治。②研究开发利用北斗高精度定位技术实现设备高精度位置的系统自动识别，率先实现北斗技术在森林防虫方面的运用。开发了一套松墨天牛防治与监控预警信息系统，打开以巡查人员手机号注册的APP，APP自动与北斗卫星实现高精度定位(如当前经度：115.32532639996371，当前纬度：26.16285354824065)，可实现厘米级以上精度的定位，APP对每个松墨天牛前端诱捕器拍照并高精度定位后，可保证拍照设备的唯一性，通过APP可将捕获的有害害虫的种类、数量以及照片通过无线物联网技术上报到本系统中，完成海量数据的采集。③为防范海量数据同时上传到监测中心平台，因为海量数据的处理产生的数据风暴导致服务器崩溃的问题，本研究开发边缘计算技术在松材线虫防治系统中的运用，率先将边缘计算技术运用在森林防虫领域。④利用大数据技术实现对松材线虫防治效果的自动评价、发展趋势的预测，为松材线虫防治的决策指挥提供依据。

监测点管理主要是对林区内松墨天牛诱捕器等野外固定监测设备不同时间所在的位置管理，结合GIS地理信息系统进行站点位置的二维、三维显示，并用曲线、图表等直观表示出来。

监测点的安放数量一般为1套/5 hm2，松线虫危害程度以轻、中、重3级表示，累计捕获的天牛数越多，地图上显示的颜色越深。

(2)极紫光高效有害生物诱捕设备跨领域的示范运用研究。极紫光的推广使用效果表明本技术不仅对松墨天牛具有高效的诱捕效果，还对如刺吸害虫(蝉、蝽)、食叶害虫(蛾、蝶)、钻蛀害虫(其它天牛、象、小蠹)、地下害虫(金龟)等大部分农林害虫具有高效的诱捕效果。因此，产品除了广泛运用在林业的松材线虫防治上，还可以在油茶、果树、蔬菜、甘蔗、水稻、玉米等方面的高效防虫方面运用，为国家实现绿色环保食品战略提供技术支撑，实现多领域的广泛运用。

5 项目的主要指标

(1)单套前端松墨天牛极紫光智能诱装置可实现有效防控半径达160 m、面积达8 hm2以上，天牛捕获率比性诱剂诱捕率高4.45倍，可实现对松墨天牛的有效诱捕。

(2)可实现松墨天牛的诱捕时间与羽化时间高度吻合，高效捕获性未成熟前的松墨天牛。

(3)监控预警信息系统可实现松墨天牛的(诱捕、灭杀)、监控管理(联防联治)、预警(决策指挥)3大功能，实现对松材线虫的有效技术防治。

(4)实现防治区域病虫害的逐年下降，3～5年后病虫害维持在一个较低的水平。