Оригінальна технологія сільськогосподарської інженерії тепличного садівництва Чжана Чжипіна, опубліковано 26 серпня 2022 р. о 17:20 у Пекіні

Китай розробив план екологічної профілактики та контролю й нульового зростання пестицидів, а також широко просуваються та застосовуються нові технології, що використовують фототаксис комах для боротьби зі шкідниками сільського господарства.

Принципи технології спектральної боротьби зі шкідниками

Боротьба зі шкідниками за допомогою спектроскопічних методів базується на фізіологічних характеристиках класу комах. Більшість комах мають спільний видимий діапазон довжин хвиль, одна частина якого зосереджена в невидимому діапазоні UVA, а інша частина - у видимій частині світла. Оскільки невидима частина знаходиться поза діапазоном видимого світла та фотосинтезу, це означає, що дослідницьке втручання в цій частині діапазону не матиме жодного впливу на роботу та фотосинтез рослин. Дослідники виявили, що блокування цієї частини діапазону може створювати сліпі зони для комах, знижувати їхню активність, захищати посіви від шкідників та зменшувати передачу вірусів. У цій частині діапазону видимого світла можна посилити цю частину діапазону в зоні, віддаленій від посівів, щоб перешкоджати напрямку дії комах та захищати посіви від зараження.

Поширені шкідники на об'єкті

До поширених шкідників у рослинництві належать трипси, попелиці, білокрилки та листовертки тощо.

зараження трипсами

зараження попелицею

зараження білокрилкою

зараження листовими мінерами

Рішення для спектрального контролю шкідників та хвороб об'єктів

Дослідження показало, що вищезгадані комахи мають спільні способи життя. Активність, політ і пошук їжі цих комах залежать від спектральної навігації в певному діапазоні, наприклад, попелиці та білокрилки в ультрафіолетовому світлі (довжина хвилі близько 360 нм) та зелено-жовтому світлі (520~540 нм) мають органи прийому. Втручання в ці два діапазони перешкоджає активності комахи та знижує швидкість їх розмноження. Трипси також мають видиму чутливість у видимій частині світла діапазону 400-500 нм.

Частково забарвлене світло може спонукати комах сісти на землю, створюючи таким чином сприятливі умови для їх приваблення та захоплення. Крім того, вищий ступінь відбиття сонячного світла (понад 25% світлового випромінювання) також може перешкоджати комахам надавати оптичні властивості. Такі як інтенсивність, довжина хвилі та колірний контраст також значно впливають на ступінь реакції комах. Деякі комахи мають два видимих ​​спектри, а саме ультрафіолетове та жовто-зелене світло, а деякі мають три видимі спектри: ультрафіолетове, синє та жовто-зелене світло.

видимі чутливі світлові смуги звичайних комах

Крім того, шкідливі комахи можуть бути порушені їхнім негативним фототаксисом. Вивчаючи життєві звички комах, можна застосувати два рішення для боротьби зі шкідниками. По-перше, змінити середовище теплиці в діапазоні блокування, щоб спектр активного діапазону комах, що містяться в теплиці, наприклад, діапазон ультрафіолетового світла, був зменшений до дуже низького рівня, щоб створити «сліпоту» для шкідників у цьому діапазоні; по-друге, для неблокованого інтервалу можна збільшити відбиття або розсіювання кольорового світла інших рецепторів у теплиці, тим самим порушуючи орієнтацію польоту та посадки шкідників.

Метод блокування ультрафіолетового випромінювання

Метод блокування ультрафіолету полягає у додаванні агентів, що блокують ультрафіолетове випромінювання, до плівки та сітки від комах у теплиці, що ефективно блокують основні діапазони довжин хвиль, чутливі до комах, у світлі, що потрапляє в теплицю. Тим самим пригнічується активність комах, зменшується розмноження шкідників та зменшується передача шкідників та хвороб серед культур у теплиці.

Сітка від комах Spectrum

Комахостійка сітка з розміром 50 сіток (висока щільність сітки) не може зупинити шкідників лише розміром сітки. Навпаки, сітка збільшена, а вентиляція хороша, але шкідників неможливо контролювати.

Захисний ефект комах-сіток високої щільності

Спектральні сітки від комах блокують чутливі світлові смуги шкідників, додаючи до сировини добавки для захисту від ультрафіолетового випромінювання. Оскільки для боротьби зі шкідниками покладається не лише щільність сітки, можна використовувати сітку з меншою щільністю сітки для досягнення кращого ефекту боротьби з комахами. Тобто, забезпечуючи хорошу вентиляцію, вона також забезпечує ефективний контроль над комахами. Таким чином, вирішується суперечність між вентиляцією та контролем над комахами в рослинництві, і можуть бути задоволені обидві функціональні вимоги, а також досягнуто відносного балансу..

З відбивної здатності спектральної смуги під спектральною сіткою для боротьби з комахами з розміром 50 меш видно, що УФ-смуга (світлочутлива смуга шкідників) сильно поглинається, а відбивна здатність становить менше 10%. У зоні вентиляційних вікон теплиць, обладнаних такими спектральними сітками від комах, зір комах у цій смузі майже непомітний.

карта відбиття спектральної смуги сітки для комах (50 меш)

сітки від комах з різним спектром

Щоб перевірити захисну ефективність спектральної сітки від комах, дослідники провели відповідні випробування, а саме: у городі для вирощування помідорів було обрано звичайну сітку від комах з розміром 50 мішеней, спектральну сітку від комах з розміром 50 мішеней, звичайну сітку від комах з розміром 40 мішеней та спектральну сітку від комах з розміром 40 мішеней. Для порівняння рівня виживання білокрилок та трипсів використовували сітки від комах з різною ефективністю та різною щільністю сіток. У кожному підрахунку кількість білокрилок під сіткою від комах з розміром 50 мішеней була найменшою, а кількість білокрилок під звичайною сіткою з розміром 40 мішеней – найбільшою. Чітко видно, що під однаковою кількістю мішеней сітки від комах кількість білокрилок під спектральною сіткою від комах значно менша, ніж під звичайною сіткою. За однакового номера сітки кількість трипсів під спектральною комахостійкою сіткою менша, ніж під звичайною комахостійкою, і навіть кількість трипсів під спектральною комахостійкою сіткою з 40 сіток менша, ніж під звичайною комахостійкою сіткою з 50 сіток. Загалом, спектральна комахостійка сітка все ще може мати сильніший комахостійкий ефект, ніж звичайна комахостійка сітка з великими сітками, забезпечуючи при цьому кращу вентиляцію.

захисний ефект комахозахисних сіток різного спектру сітки та звичайних комахозахисних сіток

Водночас дослідники провели ще один експеримент, а саме використали звичайні комахозахисні сітки з розміром 50 мішеней, спектральні комахозахисні сітки з розміром 50 мішеней та звичайні комахозахисні сітки з розміром 68 мішеней, щоб порівняти кількість трипсів у теплиці для вирощування томатів. Як показано на малюнку 10, та сама звичайна комахозахисна сітка з розміром 68 мішеней завдяки високій щільності сітки має значно вищий захист від комах, ніж звичайна комахозахисна сітка з розміром 50 мішеней. Але та сама спектральна комахозахисна сітка з розміром 50 мішеней та низьким розміром сітки має менше трипсів, ніж звичайна комахозахисна сітка з розміром 68 мішеней.

порівняння кількості трипсів під різними сітками від комах

Крім того, під час тестування звичайної сітки від комах з розміром 50 мішеней та спектральної сітки від комах з розміром 40 мішеней з двома різними характеристиками та різною щільністю сітки, порівнюючи кількість трипсів на клейку дошку в зоні вирощування цибулі-порею, дослідники виявили, що навіть з меншою кількістю сіток, кількість спектральних сіток також має кращий ефект захисту від комах, ніж звичайні сітки від комах з більшою кількістю сіток.

порівняння чисельності трипсів під різними сітками для боротьби з комахами у виробництві

фактичне порівняння комахозахисного ефекту тієї ж сітки з різними характеристиками

 Спектральна плівка від комах

Звичайна плівка для теплиць поглинає частину ультрафіолетового випромінювання, що також є основною причиною прискореного старіння плівки. Добавки, що блокують чутливу до UVA-променів смугу від комах, додаються до плівки для теплиць за допомогою унікальної технології, і, щоб гарантувати, що нормальний термін служби плівки не постраждає, вона перетворюється на плівку з властивостями захисту від комах.

Вплив плівки, що блокує ультрафіолетове випромінювання, та звичайної плівки на популяції білокрилки, трипсів та попелиці

Зі збільшенням часу посадки можна помітити, що кількість шкідників під звичайною плівкою значно збільшується, ніж під плівкою, що блокує ультрафіолетове випромінювання. Слід зазначити, що використання цього типу плівки вимагає від виробників особливої ​​уваги до вхідних та вихідних отворів, а також вентиляційних отворів під час роботи в теплиці, інакше ефект від використання плівки зменшиться. Завдяки ефективному контролю шкідників за допомогою плівки, що блокує ультрафіолетове випромінювання, використання пестицидів виробниками зменшується. Під час посадки еустоми в приміщенні з плівкою, що блокує ультрафіолетове випромінювання, кількість мінерів, трипсів, білокрилок або кількість використаних пестицидів менша, ніж під час використання звичайної плівки.

Порівняння ефекту плівки, що блокує ультрафіолетове випромінювання, та звичайної плівки

Порівняння використання пестицидів у теплицях з використанням плівки, що блокує ультрафіолетове випромінювання, та звичайної плівки

Метод інтерференції/захоплення світлих кольорів

Колірний тропізм — це властивість органів зору комах уникати різних кольорів. Використовуючи чутливість шкідників до певного кольорового видимого спектру, можна перешкоджати цільовому напрямку дії шкідників, тим самим зменшуючи шкоду, яку вони завдають сільськогосподарським культурам, та зменшуючи використання пестицидів.

Інтерференція відбиття плівки

Під час виробництва жовта сторона жовто-коричневої плівки спрямована вгору, і шкідники, такі як попелиця та білокрилка, у великій кількості сідають на плівку завдяки фототаксису. Водночас температура поверхні плівки влітку надзвичайно висока, через що велика кількість шкідників, що прилипають до поверхні плівки, гине, тим самим зменшуючи шкоду, яку завдають культурам такі шкідники, що безладно прикріплюються до культур. Сріблясто-сіра плівка використовує негативний тропізм попелиці, трипсів тощо для забарвлення світла. Покриття теплиць для посадки огірків та полуниці сріблясто-сірою плівкою може ефективно зменшити шкоду від таких шкідників.

використання різних видів плівки

Практичний вплив жовто-коричневої плівки на виробництві томатів

Інтерференція відбиття кольорової сітки для сонцезахисних козирок

Накриття теплиці сонцезахисними сітками різних кольорів може зменшити шкоду для врожаю, використовуючи характеристики кольору світла шкідників. Кількість білокрилок, що залишалися в жовтій сітці, була значно більшою, ніж у червоній, синій та чорній сітках. Кількість білокрилок у теплиці, накритій жовтою сіткою, була значно меншою, ніж у чорній та білій сітках.

аналіз ситуації з боротьбою зі шкідниками за допомогою сонцезахисних сіток різних кольорів

Відбиття інтерференції від алюмінієвої фольги світловідбивної сонцезахисної сітки

На бічну частину теплиці встановлюється світловідбиваюча сітка з алюмінієвої фольги, що значно зменшує кількість білокрилок. Порівняно зі звичайною сіткою від комах, кількість трипсів зменшилася з 17,1 голів/м².²до 4,0 голів/м²².

використання світловідбивної сітки з алюмінієвої фольги

Липка дошка

У виробництві жовті дошки використовуються для уловлювання та знищення попелиці та білокрилки. Крім того, трипси чутливі до синього кольору та мають сильний синій таксис. У виробництві сині дошки можна використовувати для уловлювання та знищення трипсів тощо, виходячи з теорії кольорового таксису комах у дизайні. Серед них стрічка з візерунком у формі яблучка або візерунком є ​​більш привабливою для приваблення комах..

липка стрічка з яблучком або візерунком

Інформація про цитування

Чжан Чжипін. Застосування спектральної технології боротьби зі шкідниками на підприємствах [J]. Сільськогосподарська інженерна технологія, 42(19): 17-22.