Оригинал статьи Чжан Чжипина «Технология сельскохозяйственного проектирования и выращивания растений в теплицах» от 26.08.2022, 17:20, опубликовано в Пекине.

Китай разработал план по экологически безопасному предотвращению и контролю распространения вредителей, а также по полному отказу от использования пестицидов, и широко продвигает и применяет новые технологии, использующие фототаксис насекомых для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Принципы спектральной технологии борьбы с вредителями

Борьба с вредителями с помощью спектроскопических методов основана на физиологических характеристиках определенного класса насекомых. Большинство насекомых имеют общий диапазон видимых длин волн, одна часть которого сосредоточена в невидимом УФ-диапазоне (UVA), а другая часть — в видимой части спектра. В невидимой части спектра, поскольку она находится за пределами диапазона видимого света и фотосинтеза, это означает, что воздействие на эту часть спектра не окажет никакого влияния на работу растений и их фотосинтез. Исследователи обнаружили, что блокирование этой части спектра может создавать «слепые зоны» для насекомых, снижать их активность, защищать посевы от вредителей и уменьшать передачу вирусов. В этой части видимого спектра можно усилить воздействие на область, удаленную от посевов, чтобы повлиять на направление действия насекомых и защитить посевы от заражения.

Распространенные вредители на предприятии

К распространенным вредителям на плантациях относятся трипсы, тля, белокрылки, минирующие мухи и др.

заражение трипсами

заражение тлей

нашествие белокрылок

нашествие минирующих насекомых

Решения для спектрального контроля вредителей и болезней на предприятиях.

Исследование показало, что вышеупомянутые насекомые имеют общие привычки образа жизни. Их активность, полёт и поиск пищи основаны на спектральной навигации в определённом диапазоне, например, у тлей и белокрылок в ультрафиолетовом свете (длина волны около 360 нм) и зелёном-жёлтом свете (520–540 нм) имеются органы-приемники. Воздействие этих двух диапазонов мешает активности насекомого и снижает скорость его размножения. Трипсы также обладают видимой чувствительностью в видимой части спектра в диапазоне 400–500 нм.

Частично окрашенный свет может побудить насекомых приземлиться, создавая тем самым благоприятные условия для привлечения и отлова насекомых. Кроме того, высокая степень отражения солнечного излучения (более 25%) также может препятствовать прикреплению насекомых. Такие оптические свойства, как интенсивность, длина волны и цветовой контраст, также значительно влияют на степень реакции насекомых. Некоторые насекомые имеют два видимых спектра: ультрафиолетовый и желто-зеленый, а другие — три: ультрафиолетовый, синий и желто-зеленый.

видимые чувствительные к свету полосы обычных насекомых

Кроме того, вредные насекомые могут быть обеспокоены своим отрицательным фототаксисом. Изучение образа жизни насекомых позволяет использовать два подхода к борьбе с вредителями. Первый — изменение условий в теплице в блокируемом спектральном диапазоне, чтобы снизить спектр активного излучения насекомых, например, ультрафиолетового, до очень низкого уровня, создав «слепоту» для вредителей в этом диапазоне; второй — увеличение отражения или рассеяния цветного света от других рецепторов в теплице в неблокируемом диапазоне, что может нарушить ориентацию насекомых при полете и посадке.

метод блокировки УФ-излучения

Метод блокировки УФ-излучения заключается в добавлении УФ-блокирующих агентов в тепличную пленку и противомоскитную сетку, эффективно блокирующих основные диапазоны длин волн, чувствительные к насекомым, в свете, проникающем в теплицу. Таким образом, подавляется активность насекомых, снижается размножение вредителей и уменьшается передача вредителей и болезней среди растений в теплице.

Спектральная сетка от насекомых

Сетка от насекомых с ячейками 50 ячеек (высокая плотность ячеек) не способна остановить вредителей только за счет размера ячеек. Напротив, если ячейки увеличены и вентиляция хорошая, вредителей контролировать невозможно.

защитный эффект сетки от насекомых высокой плотности

Спектральные противомоскитные сетки блокируют чувствительные к ультрафиолетовому излучению диапазоны света, поскольку в сырье добавляются антиультрафиолетовые добавки. Поскольку борьба с вредителями зависит не только от плотности сетки, можно использовать сетку с более мелкими ячейками для достижения лучшего эффекта. То есть, обеспечивая хорошую вентиляцию, достигается и эффективный контроль над насекомыми. Таким образом, решается противоречие между вентиляцией и защитой от насекомых в теплицах, удовлетворяются оба функциональных требования, и достигается относительный баланс..

По данным об отражательной способности спектрального диапазона под сеткой от насекомых с ячейками 50 меш видно, что УФ-диапазон (светочувствительный для вредителей) сильно поглощается, а коэффициент отражения составляет менее 10%. В области вентиляционных окон теплиц, оборудованных такими сетками от насекомых, видимость насекомых в этом диапазоне практически незаметна.

Карта отражений спектрального диапазона сетки от насекомых (50 меш)

противомоскитные сетки с различным спектром действия

Для проверки защитных свойств спектральной противомоскитной сетки исследователи провели соответствующие испытания, а именно: в томатном саду были выбраны обычная противомоскитная сетка с ячейками 50 меш, спектральная противомоскитная сетка с ячейками 50 меш, обычная противомоскитная сетка с ячейками 40 меш и спектральная противомоскитная сетка с ячейками 40 меш. Для сравнения выживаемости белокрылок и трипсов использовались сетки с различными характеристиками и плотностью ячеек. В каждом случае наименьшее количество белокрылок наблюдалось под спектральной противомоскитной сеткой с ячейками 50 меш, а наибольшее — под обычной сеткой с ячейками 40 меш. Четко видно, что при одинаковом количестве ячеек противомоскитных сеток количество белокрылок под спектральной противомоскитной сеткой значительно меньше, чем под обычной сеткой. При одинаковом количестве ячеек, количество трипсов под спектральной противомоскитной сеткой меньше, чем под обычной противомоскитной сеткой, и даже количество трипсов под спектральной противомоскитной сеткой с 40 ячейками меньше, чем под обычной противомоскитной сеткой с 50 ячейками. В целом, спектральная противомоскитная сетка обеспечивает более эффективную защиту от насекомых, чем обычная противомоскитная сетка с высокой ячейкой, при этом гарантируя лучшую вентиляцию.

защитный эффект противомоскитных сеток с различным спектром ячеек и обычных противомоскитных сеток

Одновременно исследователи провели еще один эксперимент, используя обычные противомоскитные сетки с ячейками 50 меш, спектральные противомоскитные сетки с ячейками 50 меш и обычные противомоскитные сетки с ячейками 68 меш для сравнения количества трипсов в теплице при выращивании томатов. Как показано на рисунке 10, при использовании одной и той же обычной противомоскитной сетки с ячейками 68 меш, благодаря высокой плотности ячеек, эффект от противомоскитной сетки значительно выше, чем от обычной противомоскитной сетки с ячейками 50 меш. Однако при использовании спектральной противомоскитной сетки с ячейками 50 меш количество трипсов было меньше, чем при использовании обычной противомоскитной сетки с ячейками 68 меш.

Сравнение количества трипсов под разными сетками от насекомых.

Кроме того, при тестировании обычной противомоскитной сетки с ячейками 50 и спектральной противомоскитной сетки с ячейками 40, обладающих двумя различными характеристиками и разной плотностью ячеек, при сравнении количества трипсов на одной клейкой сетке в зоне выращивания лука-порея исследователи обнаружили, что даже при меньшей ячейке спектральные сетки также обеспечивают более эффективную защиту от насекомых, чем обычные противомоскитные сетки с большей ячейкой.

Сравнение численности трипсов под различными сетками для борьбы с насекомыми в производстве.

фактическое сравнение эффективности защиты от насекомых одной и той же сетки с различными характеристиками

 Спектральная пленка от насекомых

Обычная пленка для покрытия теплиц поглощает часть ультрафиолетового излучения, что является основной причиной ускоренного старения пленки. В пленку для покрытия теплиц с помощью уникальной технологии добавляются добавки, блокирующие чувствительный к УФ-излучению диапазон А-излучения, что позволяет, при условии сохранения нормального срока службы пленки, получить пленку с защитными свойствами от насекомых.

Влияние УФ-блокирующей пленки и обычной пленки на популяции белокрылки, трипсов и тли.

С увеличением времени посадки наблюдается значительное увеличение количества вредителей под обычной пленкой по сравнению с пленкой, блокирующей УФ-излучение. Следует отметить, что использование этого типа пленки требует от производителей особого внимания к входным и выходным отверстиям, а также к вентиляционным проемам при работе в теплице, иначе эффективность использования пленки снизится. Благодаря эффективному контролю вредителей с помощью пленки, блокирующей УФ-излучение, снижается потребление пестицидов. При выращивании эустомы в помещении с использованием пленки, блокирующей УФ-излучение, количество минирующих мух, трипсов, белокрылок и количество используемых пестицидов меньше, чем при использовании обычной пленки.

Сравнение эффекта УФ-блокирующей пленки и обычной пленки.

Сравнение использования пестицидов в теплице с применением УФ-блокирующей пленки и обычной пленки.

Метод интерференции/захвата цвета света

Цветовой тропизм — это свойство зрительных органов насекомых избегать различных цветов. Использование чувствительности вредителей к определенному цвету видимого спектра для изменения направления их движения позволяет снизить вред, наносимый вредителям урожаю, и сократить использование пестицидов.

Интерференция отражения пленки

При производстве желтой стороной желто-коричневой пленки вверх, и вредители, такие как тля и белокрылка, в большом количестве садятся на нее благодаря фототаксису. В то же время, температура поверхности пленки летом чрезвычайно высока, что приводит к гибели большого количества вредителей, прилипших к поверхности пленки, и, следовательно, снижает ущерб, наносимый урожаю этими вредителями, беспорядочно прикрепляющимися к растениям. Серебристо-серая пленка использует отрицательный тропизм тли, трипсов и др. для окрашивания света. Покрытие теплиц для выращивания огурцов и клубники серебристо-серой пленкой может эффективно снизить вред от таких вредителей.

с использованием различных типов пленки

Практическое применение желто-коричневой пленки на предприятии по выращиванию томатов.

Интерференция отражения цветной солнцезащитной сетки

Накрытие теплицы солнцезащитными сетками разных цветов может уменьшить вред, наносимый урожаю, за счет использования цветовых характеристик света вредителями. Количество белокрылок, обитающих в желтой сетке, было значительно выше, чем в красной, синей и черной сетках. Количество белокрылок в теплице, покрытой желтой сеткой, было значительно меньше, чем в черной и белой сетках.

анализ ситуации с борьбой с вредителями с помощью солнцезащитных сеток разных цветов

Интерференция отражения от светоотражающей сетки из алюминиевой фольги

На боковой стороне теплицы установлена ​​светоотражающая сетка из алюминиевой фольги, что значительно снижает количество белокрылок. По сравнению с обычной сеткой от насекомых, количество трипсов уменьшилось с 17,1 головок/м².²до 4,0 голов/м².

использование светоотражающей сетки из алюминиевой фольги

Липкая доска

В производстве желтые ловушки используются для отлова и уничтожения тли и белокрылки. Кроме того, трипсы чувствительны к синему цвету и обладают сильным синим таксисом. В производстве синие ловушки могут использоваться для отлова и уничтожения трипсов и других насекомых, основываясь на теории цветового таксиса насекомых в дизайне. Среди них лента с мишенью или узором более привлекательна для привлечения насекомых..

клейкая лента с мишенью или узором

Информация об источнике

Чжан Чжипин. Применение спектральной технологии борьбы с вредителями на предприятии [J]. Технология сельскохозяйственной инженерии, 42(19): 17-22.