害蟲(chóng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在草地貪夜蛾中的應(yīng)用研究

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(漳州市南靖縣植保植檢站,福建 南靖 363600)

草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)原產(chǎn)美洲熱帶和亞熱帶地區(qū),因其遷飛能力強(qiáng)、繁殖速度快、食量大、寄主種類(lèi)豐富、防治難度大等特點(diǎn),已成為世界性重大害蟲(chóng)[1]。2019年1月11日,云南普洱江城首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害[2],之后迅速傳播并蔓延至全國(guó)20多個(gè)省份,給農(nóng)作物安全生產(chǎn)特別是玉米等糧食作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅[3]。做好蟲(chóng)情精準(zhǔn)監(jiān)測(cè),對(duì)于草地貪夜蛾的聯(lián)防聯(lián)控具有重大意義。目前,夜蛾類(lèi)成蟲(chóng)主要通過(guò)性誘劑或殺蟲(chóng)燈進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)查[4],這些方法雖然能采集一定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),但統(tǒng)計(jì)誘蛾數(shù)的工作量巨大,需要專(zhuān)人到現(xiàn)場(chǎng)觀察和記錄,耗時(shí)費(fèi)工,且需要具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)才能準(zhǔn)確辨別目標(biāo)害蟲(chóng),受人為主觀因素影響較大,一定程度上降低了預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的效率和準(zhǔn)確性[5]。隨著計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了以聲音信號(hào)、圖像技術(shù)、紅外傳感器等技術(shù)為主的害蟲(chóng)自動(dòng)識(shí)別與計(jì)數(shù)技術(shù)[6],這些技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于害蟲(chóng)的智能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)[7]。

為促進(jìn)現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)工具的推廣應(yīng)用,普及人工智能化監(jiān)測(cè)水平,逐步提高害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)質(zhì)量和預(yù)報(bào)水平,2021年6-12月在玉米上開(kāi)展智能監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)草地貪夜蛾的應(yīng)用試驗(yàn),旨在探究害蟲(chóng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)害蟲(chóng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備選用草地貪夜蛾桶型誘捕器,誘捕器由上蓋、導(dǎo)向漏斗、小容器、集蟲(chóng)桶4部分組成;材質(zhì)為PP聚丙烯,整體高度22 cm,集蟲(chóng)桶直徑(15±0.2)cm;由漳州市英格爾農(nóng)業(yè)科技有限公司研制。

智能監(jiān)測(cè)設(shè)備采用閃訊TM害蟲(chóng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(型號(hào):3SJ-03),由北京依科曼生物技術(shù)股份有限公司研制。害蟲(chóng)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)集害蟲(chóng)誘捕、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析為一體,實(shí)現(xiàn)了害蟲(chóng)預(yù)測(cè)的自動(dòng)化、智能化;該系統(tǒng)設(shè)備包括害蟲(chóng)引誘系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和傳輸系統(tǒng)、軟件處理系統(tǒng)以及承載系統(tǒng)的支架。

常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備和智能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備采用同一種草地貪夜蛾性信息素誘芯,誘芯有效成分為順-9-十四碳烯乙酸酯和順-7-十二碳烯乙酸酯,含量≥(0.5±0.05)mg;緩釋載體為毛細(xì)管,尺寸(80±2)mm,內(nèi)徑0.5 mm,外徑2.0 mm,材質(zhì)為PVC;誘芯由漳州市英格爾農(nóng)業(yè)科技有限公司研制。

1.2 試驗(yàn)場(chǎng)地

試驗(yàn)場(chǎng)地設(shè)于福建省漳州市南靖縣梅林鎮(zhèn)梅林村玉米種植基地,海拔411.6 m,總面積8.5 hm2。土壤為砂壤,pH值7.1,肥力中等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間為2021年6-12月,試驗(yàn)田在總面積中選取1.33 hm2。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理,分別為智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)數(shù)、智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)人工計(jì)數(shù)、常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備。其中,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備與3個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備(CK1、CK2、CK3)以最小間距50 m正三角形放置(圖1);智能監(jiān)測(cè)設(shè)備害蟲(chóng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)放置于光照充足處,確保產(chǎn)品能夠正常供電。每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備與田邊距離不少于5 m,監(jiān)測(cè)設(shè)備高于玉米冠層10～20 cm,每30 d更換1次誘芯,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備每天傳輸數(shù)據(jù)到專(zhuān)人手機(jī)和電腦。

圖1 閃訊TM害蟲(chóng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)系統(tǒng)田間安裝示意圖

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi),每天9∶00前手工計(jì)數(shù)智能監(jiān)測(cè)設(shè)備、常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備的新增誘蛾量,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)置為每天9∶00發(fā)送自動(dòng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù),分析不同監(jiān)測(cè)設(shè)備及計(jì)數(shù)方式的誘集蟲(chóng)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘蛾量

從6月30日開(kāi)始到12月29日結(jié)束,從累計(jì)誘蛾量、日平均誘蛾量和高峰日最高誘蛾量指標(biāo)來(lái)看,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備的自動(dòng)計(jì)數(shù)均高于人工計(jì)數(shù)(表1)。智能計(jì)數(shù)和人工計(jì)數(shù)累計(jì)誘蛾量分別為1 796頭和1 732頭,自動(dòng)計(jì)數(shù)是人工計(jì)數(shù)的1.04倍;自動(dòng)計(jì)數(shù)的日平均誘蛾量也是人工計(jì)數(shù)日平均誘蛾量的1.04倍;自動(dòng)計(jì)數(shù)的高峰日最高誘蛾量比人工計(jì)數(shù)多13頭。自動(dòng)計(jì)數(shù)和人工計(jì)數(shù)雖然有一定差異,但蟲(chóng)量峰期走向一致(圖2),均能真實(shí)反映草地貪夜蛾成蟲(chóng)變化動(dòng)態(tài)。從表1也可以看出,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備誘蛾量明顯高于3個(gè)普通性引誘劑誘捕器。其中,累計(jì)誘蛾量自動(dòng)計(jì)數(shù)分別是CK1、CK2和CK3的1.22、1.80和1.48倍,累計(jì)誘蛾量人工計(jì)數(shù)分別是CK1、CK2和CK3的1.18、1.73和1.42倍。

表1 不同監(jiān)測(cè)工具對(duì)草地貪夜蛾的誘蛾量比較

圖2 不同監(jiān)測(cè)工具的誘捕蟲(chóng)量變化

2.2 誘蛾峰期

由圖2可見(jiàn),智能監(jiān)測(cè)設(shè)備誘蛾量峰型清晰,分別在7月下旬、9月中下旬和10月下旬出現(xiàn)誘蟲(chóng)高峰,最高誘蟲(chóng)高峰出現(xiàn)在9月15日。常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備(CK1、CK2和CK3)也出現(xiàn)3個(gè)誘蛾高峰,且峰型走向與閃訊TM遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保持一致,但總體誘蛾數(shù)量少于閃訊TM遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從表2也可以看出,全年最高誘蛾數(shù)量出現(xiàn)在9月。

表2 不同監(jiān)測(cè)工具不同月份誘蟲(chóng)量比較

2.3 自動(dòng)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率

智能監(jiān)測(cè)設(shè)備和常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備誘蟲(chóng)總量對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。7月智能監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)統(tǒng)計(jì)累計(jì)誘蛾總量為275頭,人工計(jì)數(shù)累計(jì)誘蟲(chóng)總量為279頭,總誤差率為-1.40%;8-12月,總誤差率分別為6.36%、3.26%、7.20%、2.19%和6.49%,誘蟲(chóng)總量自動(dòng)計(jì)數(shù)與人工計(jì)數(shù)誤差率均在±10%以?xún)?nèi);說(shuō)明智能監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)計(jì)數(shù)靈敏度較高,信息傳輸較為準(zhǔn)確穩(wěn)定。

表3 閃訊TM遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)數(shù)與人工計(jì)數(shù)誘蛾總量對(duì)比

3 小結(jié)

本試驗(yàn)表明,智能設(shè)備監(jiān)測(cè)田間草地貪夜蛾的發(fā)生情況與常規(guī)設(shè)備的監(jiān)測(cè)效果一致,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備累計(jì)誘蛾量、日平均誘蛾量和峰日最高誘蛾量均優(yōu)于常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備,且誘蟲(chóng)量、峰值與當(dāng)?shù)靥镩g草地貪夜蛾實(shí)際發(fā)生情況吻合度較高,可以很好地反映草地貪夜蛾田間種群數(shù)量的消長(zhǎng)趨勢(shì)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),智能監(jiān)測(cè)設(shè)備和桶型誘捕器監(jiān)測(cè)到的蟲(chóng)情高峰期也較為一致[8]。本次試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了智能監(jiān)測(cè)設(shè)備用于草地貪夜蛾田間蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)的可靠性。

與常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比,智能監(jiān)測(cè)設(shè)備的最大優(yōu)勢(shì)除了數(shù)據(jù)能夠正確反映害蟲(chóng)動(dòng)態(tài)外,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以實(shí)時(shí)傳輸,便于數(shù)據(jù)分析與采取防控措施。智能監(jiān)測(cè)設(shè)備能將測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、手機(jī)APP等終端設(shè)備及時(shí)傳送到用戶(hù)手中,省時(shí)、快捷、方便,減輕了測(cè)報(bào)員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了病蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警的時(shí)效性[9]。但智能監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)計(jì)數(shù)和人工計(jì)數(shù)之間仍有一定誤差,存在重復(fù)計(jì)數(shù)的問(wèn)題,影響計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性,有待進(jìn)一步改進(jìn);同時(shí),在原有計(jì)數(shù)技術(shù)的基礎(chǔ)上,如適當(dāng)增加害蟲(chóng)種類(lèi)鑒定功能,可能更加有利于害蟲(chóng)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)及采取防治對(duì)策。