Tehnologie originală de inginerie agricolă pentru horticultură cu efect de seră Zhang Zhiping 2022-08-26 17:20 Publicat în Beijing

China a formulat un plan pentru prevenirea și controlul ecologic și pentru creșterea zero a pesticidelor, iar noile tehnologii care utilizează fototaxia insectelor pentru a controla dăunătorii agricoli au fost promovate și aplicate pe scară largă.

Principiile tehnologiei spectrale de combatere a dăunătorilor

Controlul dăunătorilor prin tehnici spectroscopice se bazează pe caracteristicile fiziologice ale unei clase de insecte. Majoritatea insectelor au un interval comun de lungimi de undă vizibile, o parte fiind concentrată în banda UVA invizibilă, iar cealaltă parte fiind în partea luminii vizibile. În partea invizibilă, deoarece se află în afara intervalului de lumină vizibilă și a fotosintezei, înseamnă că intervenția cercetării în această parte a benzii nu va avea niciun impact asupra muncii și fotosintezei plantelor. Cercetătorii au descoperit că prin blocarea acestei părți a benzii, se pot crea puncte oarbe pentru insecte, se poate reduce activitatea acestora, se pot proteja culturile de dăunători și se poate reduce transmiterea virusurilor. În această parte a benzii luminii vizibile, este posibilă consolidarea acestei părți a benzii în zona îndepărtată de culturi pentru a interfera cu direcția de acțiune a insectelor și a proteja culturile de infestare.

Dăunători comuni în unitate

Dăunătorii comuni din plantații includ tripii, afidele, muștele albe și minerile de frunze etc.

infestarea cu tripsi

infestare cu afide

infestare cu musculițe albe

infestarea cu minere de frunze

Soluții pentru controlul spectral al dăunătorilor și bolilor instalațiilor

Studiul a constatat că insectele menționate mai sus au obiceiuri de viață comune. Activitățile, zborul și căutarea hranei acestor insecte se bazează pe navigarea spectrală într-o anumită bandă, cum ar fi afidele și musculițele albe în lumina ultravioletă (lungime de undă de aproximativ 360 nm) și lumina verde până la galbenă (520~540 nm) au organe receptoare. Intervenția în aceste două benzi interferează cu activitatea insectei și îi reduce rata de reproducere. Tripșii au, de asemenea, sensibilitate vizibilă în partea luminii vizibile a benzii 400-500 nm.

Lumina parțial colorată poate induce insectele să aterizeze, creând astfel condiții favorabile pentru atragerea și capturarea insectelor. În plus, un grad mai mare de reflectanță solară (peste 25% din radiația luminoasă) poate, de asemenea, împiedica insectele să își atribuie proprietăți optice. Intensitatea, lungimea de undă și contrastul culorilor afectează, de asemenea, foarte mult gradul de răspuns al insectelor. Unele insecte au două spectre vizibile, și anume UV și lumină galben-verde, iar altele au trei spectre vizibile, care sunt UV, lumină albastră și lumină galben-verde.

benzi de lumină sensibile vizibile ale insectelor comune

În plus, insectele dăunătoare pot fi deranjate de fototaxia lor negativă. Studiind obiceiurile de viață ale insectelor, se pot adopta două soluții pentru combaterea dăunătorilor. Una este schimbarea mediului din seră în intervalul spectral obstrucționabil, astfel încât spectrul intervalului activ al insectelor conținute în seră, cum ar fi intervalul luminii ultraviolete, să fie redus la un nivel foarte scăzut, pentru a crea „orbire” pentru dăunătorii din această bandă; a doua, pentru intervalul neblocabil, se poate crește reflexia sau împrăștierea luminii colorate a altor receptori din seră, perturbând astfel orientarea zborului și aterizării dăunătorilor.

Metoda de blocare a radiațiilor UV

Metoda de blocare a razelor UV constă în adăugarea de agenți de blocare a razelor UV în folia de seră și plasa anti-insecte, pentru a bloca eficient principalele benzi de lungime de undă sensibile la insecte în lumina care intră în seră. Astfel, se inhibă activitatea insectelor, se reduce reproducerea dăunătorilor și se reduce transmiterea dăunătorilor și bolilor între culturile din seră.

Plasă de insecte Spectrum

O plasă anti-insecte cu grosimea de 50 de ochiuri (densitate mare a ochiurilor) nu poate opri dăunătorii doar prin dimensiunea ochiurilor. Dimpotrivă, ochiurile sunt lărgite și ventilația este bună, dar dăunătorii nu pot fi controlați.

efectul de protecție al plasei de insecte de înaltă densitate

Plasele spectrale împotriva insectelor blochează benzile sensibile de lumină ale dăunătorilor prin adăugarea de aditivi pentru benzi anti-ultraviolete în materiile prime. Deoarece nu se bazează doar pe densitatea ochiurilor pentru controlul dăunătorilor, este posibilă și utilizarea unei plase de control al insectelor cu ochiuri mai mici pentru a obține un efect mai bun de control al insectelor. Adică, asigurând în același timp o bună ventilație, se realizează și un control eficient al insectelor. Prin urmare, se rezolvă și contradicția dintre ventilație și controlul insectelor în instalațiile de plantare, ambele cerințe funcționale putând fi îndeplinite și atingându-se un echilibru relativ..

Din reflectanța benzii spectrale sub plasa spectrală anti-insectă de 50 de ochiuri, se poate observa că banda UV (banda fotosensibilă a dăunătorilor) este absorbită în mare măsură, iar reflectanța este mai mică de 10%. În zona ferestrelor de ventilație a serelor echipate cu astfel de plase spectrale anti-insectă, vizibilitatea insectelor este aproape imperceptibilă în această bandă.

hartă de reflexie a benzii spectrale a plasei de insecte spectrale (50 mesh)

plase de insecte cu spectre diferite

Pentru a verifica performanța de protecție a plasei spectrale anti-insectă, cercetătorii au efectuat teste relevante, și anume, în grădinile de producție a roșiilor, au fost selectate plase anti-insectă obișnuite de 50 de ochiuri, plase spectrale anti-insectă de 50 de ochiuri, plase obișnuite anti-insectă de 40 de ochiuri și plase spectrale anti-insectă de 40 de ochiuri. Plase anti-insectă cu performanțe diferite și densități diferite ale ochiurilor au fost utilizate pentru a compara ratele de supraviețuire ale musculițelor albe și tripșilor. În fiecare numărare, numărul de musculițe albe sub plasa de control al insectelor cu spectru de 50 de ochiuri a fost cel mai mic, iar numărul de musculițe albe sub plasa obișnuită de 40 de ochiuri a fost cel mai mare. Se poate observa clar că, sub același număr de ochiuri de plasă anti-insectă, numărul de musculițe albe sub plasa spectrală anti-insectă este semnificativ mai mic decât cel de sub plasa obișnuită. Sub același număr de ochiuri, numărul de tripși de sub plasa spectrală anti-insectă este mai mic decât cel de sub plasa obișnuită anti-insectă și chiar și numărul de tripși de sub plasa spectrală anti-insectă cu 40 de ochiuri este mai mic decât cel de sub plasa obișnuită anti-insectă cu 50 de ochiuri. În general, plasa spectrală anti-insectă poate avea un efect anti-insectă mai puternic decât plasa obișnuită anti-insectă cu ochiuri mari, asigurând în același timp o ventilație mai bună.

efectul protector al plaselor anti-insecte cu spectru diferit de ochiuri și al plaselor anti-insecte obișnuite

În același timp, cercetătorii au efectuat și un alt experiment, utilizând plase anti-insectă obișnuite cu grosimea de 50 de ochiuri, plase anti-insectă spectrale cu grosimea de 50 de ochiuri și plase anti-insectă obișnuite cu grosimea de 68 de ochiuri pentru a compara numărul de tripsi din seră pentru producția de tomate. După cum se arată în imaginea 10, aceeași plasă obișnuită de combatere a insectelor, de 68 de ochiuri, datorită densității mari a ochiurilor, efectul plasei anti-insectă este semnificativ mai mare decât cel al plasei anti-insectă obișnuite cu grosimea de 50 de ochiuri. Însă aceeași plasă anti-insectă spectrală cu grosimea de 50 de ochiuri are mai puțini tripsi decât plasa anti-insectă obișnuită cu grosimea de 68 de ochiuri.

compararea numărului de tripsi sub diferite plase de insecte

În plus, atunci când au testat plasa obișnuită anti-insecte cu ochiuri de 50 și plasa spectrală anti-insecte cu ochiuri de 40 cu două performanțe diferite și densități diferite ale ochiurilor, atunci când au comparat numărul de tripsi per placă adezivă în zona de producție a prazului, cercetătorii au descoperit că, chiar și cu ochiuri mai mici, numărul de plase spectrale are, de asemenea, un efect de protecție împotriva insectelor mai excelent decât plasele obișnuite anti-insecte cu ochiuri mai mari.

compararea numărului de tripi sub diferite plase de combatere a insectelor în producție

compararea reală a efectului de protecție împotriva insectelor al aceleiași plase cu performanțe diferite

 Folie repelentă împotriva insectelor Spectral

Folia obișnuită pentru acoperirea serelor va absorbi o parte din unda de lumină UV, acesta fiind și principalul motiv pentru accelerarea îmbătrânirii foliei. Aditivii care blochează banda sensibilă la UVA a insectelor sunt adăugați în folia pentru acoperirea serelor printr-o tehnologie unică, iar sub premisa de a asigura că durata de viață normală a foliei nu este afectată, aceasta este transformată într-o folie cu proprietăți anti-insectă.

efectele foliei care blochează UV și ale foliei obișnuite asupra populațiilor de musculițe albe, tripsi și afide

Odată cu creșterea timpului de plantare, se poate observa că numărul de dăunători sub folia obișnuită este mult mai mare decât cel sub folia blocantă UV. Trebuie subliniat faptul că utilizarea acestui tip de folie impune cultivatorilor să acorde o atenție deosebită orificiilor de intrare și ieșire, precum și deschiderilor de ventilație atunci când lucrează zilnic în seră, altfel efectul utilizării foliei va fi redus. Datorită controlului eficient al dăunătorilor de către folia blocantă UV, utilizarea pesticidelor de către cultivatori este redusă. La plantarea eustoma în instalație, cu folie blocantă UV, fie că este vorba de numărul de mineri de frunze, tripși, musculițe albe sau cantitatea de pesticide utilizate, este mai mică decât cea a foliei obișnuite.

Comparație între efectul foliei de blocare a UV și al foliei obișnuite

comparație între utilizarea pesticidelor în seră folosind folie blocantă UV și folie obișnuită

Metodă de interferență/captare a culorii luminii

Tropismul de culoare este caracteristica de evitare a organelor vizuale ale insectelor la diferite culori. Prin utilizarea sensibilității dăunătorilor la un anumit spectru vizibil colorat pentru a interfera cu direcția țintă a dăunătorilor, se reduce astfel daunele aduse culturilor și utilizarea pesticidelor.

Interferența reflexiei filmului

În producție, partea galbenă a foliei galben-brune este orientată în sus, iar dăunătorii precum afidele și musculițele albe se așează pe folie în număr mare datorită fototaxiei. În același timp, temperatura suprafeței foliei este extrem de ridicată vara, astfel încât un număr mare de dăunători aderenți la suprafața foliei sunt distruși, reducând astfel daunele cauzate culturilor de atașarea dezordonată a acestor dăunători. Folia gri-argintiu utilizează tropismul negativ al afidelor, tripșilor etc. pentru a colora lumina. Acoperirea serelor de plantare a castraveților și căpșunilor cu o folie gri-argintiu poate reduce eficient daunele provocate de astfel de dăunători.

folosind diferite tipuri de folie

efect practic al peliculei galben-brune în instalația de producție a tomatelor

Interferența de reflexie a plasei de parasolar colorate

Acoperirea serei cu plase de umbrelă de diferite culori poate reduce daunele aduse culturilor prin utilizarea caracteristicilor luminii colorate ale dăunătorilor. Numărul de musculițe albe care au stat în plasa galbenă a fost mult mai mare decât cel din plasa roșie, plasa albastră și plasa neagră. Numărul de musculițe albe din sera acoperită cu plasa galbenă a fost semnificativ mai mic decât cel din plasa neagră și plasa albă.

analiza situației de combatere a dăunătorilor prin plase de parasolar de diferite culori

Interferența de reflexie a plasei de parasolar reflectorizante din folie de aluminiu

Plasa reflectorizantă din folie de aluminiu este instalată pe partea laterală a serei, iar numărul de musculițe albe este redus semnificativ. Comparativ cu plasa obișnuită anti-insecte, numărul de tripsi a fost redus de la 17,1 capete/m².²până la 4,0 capete/m².

utilizarea plasei reflectorizante din folie de aluminiu

Tablă adezivă

În producție, plăcile galbene sunt folosite pentru a prinde și ucide afidele și musculițele albe. În plus, tripii sunt sensibili la insecte albastre și au un efect puternic de „blue-taxis”. În producție, plăcile albastre pot fi folosite pentru a prinde și ucide tripii etc., pe baza teoriei efectului de „blue-taxis” al insectelor în design. Printre acestea, panglica cu bullseye sau model este mai atractivă pentru a atrage insectele..

bandă adezivă cu bullseye sau model

Informații despre citare

Zhang Zhiping. Aplicarea tehnologiei spectrale de combatere a dăunătorilor în instalații [J]. Tehnologia ingineriei agricole, 42(19): 17-22.