Оригинална технология за селскостопанско инженерство в оранжерийното градинарство на Джан Джипинг, публикувана в Пекин, 26.08.2022 г., 17:20 ч.

Китай е формулирал план за екологична превенция и контрол и нулев растеж на пестициди, а новите технологии, използващи фототаксис на насекоми за контрол на селскостопанските вредители, са широко популяризирани и прилагани.

Принципи на технологията за спектрален контрол на вредителите

Контролът на вредителите чрез спектроскопски техники се основава на физиологичните характеристики на даден клас насекоми. Повечето насекоми имат общ видим диапазон на дължината на вълната, като едната част е концентрирана в невидимата UVA лента, а другата част е във видимата светлинна част. Тъй като невидимата част е извън обхвата на видимата светлина и фотосинтезата, това означава, че изследователската намеса в тази част от лентата няма да окаже влияние върху работата и фотосинтезата на растенията. Изследователите установиха, че чрез блокиране на тази част от лентата, може да се създадат слепи петна за насекомите, да се намали тяхната активност, да се предпазят културите от вредители и да се намали предаването на вируси. В тази част от видимата светлинна лента е възможно да се засили тази част от лентата в зоната, далеч от културите, за да се пречи на посоката на действие на насекомите и да се предпазят културите от нападение.

Често срещани вредители в съоръжението

Често срещани вредители в засадените растения включват трипси, листни въшки, белокрилки и листни миниращи червеи и др.

нападение от трипси

заразяване с листни въшки

нападение от белокрилки

нападение от листни миньорки

Решения за спектрален контрол на вредители и болести по съоръженията

Проучването установи, че гореспоменатите насекоми имат общи начини на живот. Дейностите, полетът и търсенето на храна на тези насекоми разчитат на спектрална навигация в определен диапазон, като например листните въшки и белокрилките в ултравиолетова светлина (дължина на вълната около 360 nm) и зелена до жълта светлина (520~540 nm) имат приемни органи. Интервенцията в тези две диапазони пречи на активността на насекомото и намалява скоростта му на размножаване. Трипсите също имат видима чувствителност във видимата светлинна част на диапазона 400-500 nm.

Частично оцветената светлина може да накара насекомите да кацнат, като по този начин създава благоприятни условия за привличане и улавяне на насекоми. Освен това, по-високата степен на отражение на слънчевата светлина (над 25% от светлинното излъчване) може също да попречи на насекомите да придадат оптични свойства. Такива като интензитет, дължина на вълната и цветен контраст също силно влияят върху степента на реакция на насекомите. Някои насекоми имат два видими спектъра, а именно UV и жълто-зелена светлина, а други имат три видими спектъра, които са UV, синя светлина и жълто-зелена светлина.

видими чувствителни светлинни ленти на обикновени насекоми

Освен това, вредните насекоми могат да бъдат обезпокоени от негативния си фототаксис. Чрез изучаване на жизнените навици на насекомите могат да се приемат две решения за борба с вредителите. Едното е да се промени средата на оранжерията в блокирания спектрален диапазон, така че спектърът от активния диапазон на насекомите, съдържащи се в оранжерията, като например ултравиолетовия диапазон, да се намали до много ниско ниво, за да се създаде „слепота“ за вредителите в тази лента; второ, за неблокируемия интервал може да се увеличи отражението или разсейването на цветната светлина на други рецептори в оранжерията, като по този начин се наруши ориентацията на летящите и кацащите вредители.

Метод за блокиране на UV лъчи

Методът за блокиране на UV лъчите е чрез добавяне на UV блокиращи агенти към фолиото за оранжерия и мрежата против насекоми, за да се блокират ефективно основните ленти с дължина на вълната, чувствителни към насекомите в светлината, влизаща в оранжерията. По този начин се потиска активността на насекомите, намалява се размножаването на вредителите и се намалява предаването на вредители и болести сред културите в оранжерията.

Мрежа за насекоми Spectrum

Мрежа против насекоми с размер на отворите от 50 отвора (висока плътност на отворите) не може да спре вредителите само с размера на отворите. Напротив, мрежата е уголемена и вентилацията е добра, но вредителите не могат да бъдат контролирани.

Защитният ефект на мрежата против насекоми с висока плътност

Спектралните мрежи против насекоми блокират чувствителните светлинни ленти на вредителите чрез добавяне на добавки към суровините за анти-ултравиолетови ленти. Тъй като контролът на вредителите не се основава само на плътността на мрежата, е възможно да се използва и мрежа за контрол на насекоми с по-малка плътност на мрежата, за да се постигне по-добър ефект. Тоест, като същевременно се осигурява добра вентилация, се постига и ефективен контрол на насекомите. По този начин се разрешава противоречието между вентилацията и контрола на насекомите в засадените помещения, като се изпълняват и двете функционални изисквания и се постига относителен баланс..

От отражателната способност на спектралната лента под 50-мешова спектрална мрежа за контрол на насекоми може да се види, че UV лентата (светлочувствителната лента на вредителите) е силно абсорбирана и отражателната способност е по-малка от 10%. В зоната на вентилационните прозорци на оранжерии, оборудвани с такива спектрални мрежи за контрол на насекоми, зрението на насекомите е почти незабележимо в тази лента.

карта на отражението на спектралната лента на мрежата за насекоми (50 mesh)

мрежи против насекоми с различни спектри

За да се провери защитното действие на спектралната мрежа против насекоми, изследователите проведоха съответните тестове, а именно в градината за производство на домати бяха избрани обикновена мрежа против насекоми с размер на отворите 50, спектрална мрежа против насекоми с размер на отворите 50, обикновена мрежа против насекоми с размер на отворите 40 и спектрална мрежа против насекоми с размер на отворите 40. Използвани са мрежи против насекоми с различна производителност и различна плътност на отворите, за да се сравни процентът на оцеляване на белокрилките и трипсите. При всяко преброяване броят на белокрилките под мрежата против насекоми с размер на отворите 50 е бил най-малък, а броят на белокрилките под обикновената мрежа с размер на отворите 40 е бил най-голям. Ясно се вижда, че при същия брой отвори на мрежите против насекоми, броят на белокрилките под спектралната мрежа против насекоми е значително по-малък от този под обикновената мрежа. При същия номер на отвора, броят на трипсите под спектралната мрежа против насекоми е по-малък от този под обикновената мрежа против насекоми, и дори броят на трипсите под спектралната мрежа против насекоми с 40 отвора е по-малък от този под обикновената мрежа против насекоми с 50 отвора. Като цяло, спектралната мрежа против насекоми все още може да има по-силен ефект срещу насекоми от обикновената мрежа против насекоми с голям отвор, като същевременно осигурява по-добра вентилация.

защитният ефект на мрежите против насекоми с различен спектър на мрежата и обикновените мрежи против насекоми

В същото време, изследователите проведоха и друг експеримент, а именно, използвайки обикновени мрежи против насекоми с размер на отворите 50, спектрални мрежи против насекоми с размер на отворите 50 и обикновени мрежи против насекоми с размер на отворите 68, за да сравнят броя на трипсите в оранжерията за производство на домати. Както е показано на снимка 10, същата обикновена мрежа за контрол на насекоми с размер на отворите 68, поради високата си плътност на отворите, има значително по-висок ефект срещу насекоми от този на обикновена мрежа против насекоми с размер на отворите 50. Но същата спектрална мрежа против насекоми с размер на отворите 50 и малък брой отвори има по-малко трипси от обикновената мрежа против насекоми с размер на отворите 68.

сравнение на броя на трипсите под различни мрежи против насекоми

Освен това, при тестване на обикновена мрежа против насекоми с размер на отворите 50 и спектрална мрежа против насекоми с размер на отворите 40, с две различни характеристики и различна плътност на отворите, при сравняване на броя на трипсите на лепкава дъска в зоната за производство на праз, изследователите установиха, че дори при по-малък размер на отворите, броят на спектралните мрежи също има по-добър ефект срещу насекоми в сравнение с обикновените мрежи против насекоми с по-висок размер на отворите.

сравнение на броя на трипсите под различни мрежи за борба с насекоми в производството

действителното сравнение на ефекта на защита от насекоми на една и съща мрежа с различни характеристики

 Спектрално фолио против насекоми

Обикновеното фолио за оранжерии абсорбира част от UV светлинната вълна, което е и основната причина за ускоряване на стареенето му. Добавките, които блокират UVA-чувствителната лента от насекоми, се добавят към фолиото за оранжерии чрез уникална технология и под предпоставката да се гарантира, че нормалният експлоатационен живот на фолиото не е засегнат, то се превръща във фолио с насекомоустойчиви свойства.

Ефекти на UV-блокиращо фолио и обикновено фолио върху популациите на белокрилки, трипси и листни въшки

С увеличаване на времето за засаждане може да се види, че броят на вредителите под обикновеното фолио е значително по-голям, отколкото под UV блокиращото фолио. Трябва да се отбележи, че използването на този вид фолио изисква от производителите да обръщат специално внимание на входно-изходните и вентилационните отвори, когато работят в оранжерията, в противен случай ефектът от използването на фолиото ще бъде намален. Благодарение на ефективния контрол на вредителите чрез UV блокиращото фолио, употребата на пестициди от производителите е намалена. При засаждане на еустома в оранжерия с UV блокиращо фолио, независимо дали става въпрос за броя на листните миньори, трипсите, белокрилките или количеството използвани пестициди, е по-малко в сравнение с обикновеното фолио.

Сравнение на ефекта на UV блокиращото фолио и обикновеното фолио

сравнение на употребата на пестициди в оранжерии с UV блокиращо фолио и обикновено фолио

Метод за интерференция/захващане на светли цветове

Цветният тропизъм е характеристика на избягване на различни цветове от зрителните органи на насекомите. Чрез използване на чувствителността на вредителите към определен цветен видим спектър, се възпрепятства целевата посока на вредителите, като по този начин се намалява вредата от вредителите върху културите и се намалява употребата на пестициди.

Интерференция на отражението на филма

При производството жълтата страна на жълто-кафявото фолио е обърната нагоре и вредители като листни въшки и белокрилки кацат върху фолиото в големи количества поради фототаксис. В същото време, температурата на повърхността на фолиото е изключително висока през лятото, така че голям брой вредители, полепнали по повърхността на фолиото, биват убити, като по този начин се намаляват щетите, причинени на културите от тези вредители, които се прикрепват безразборно към културите. Сребристо-сивото фолио използва отрицателния тропизъм на листните въшки, трипсите и др., за да оцвети светлината. Покриването на оранжерии за засаждане на краставици и ягоди със сребристо-сиво фолио може ефективно да намали вредите от тези вредители.

използване на различни видове филми

Практическият ефект на жълто-кафявото фолио в съоръжението за производство на домати

Интерференцията на отражението на цветната мрежа за сенници

Покриването на слънцезащитни мрежи с различни цветове над оранжерията може да намали вредите върху културите, като използва характеристиките на цветната светлина на вредителите. Броят на белокрилките, пребиваващи в жълтата мрежа, е много по-голям от този в червената, синята и черната мрежа. Броят на белокрилките в оранжерията, покрита с жълтата мрежа, е значително по-малък от този в черната и бялата мрежа.

анализ на ситуацията с борбата с вредителите чрез слънцезащитни мрежи с различни цветове

Отразителна интерференция от алуминиево фолио, отразяваща мрежа за слънцезащита

Алуминиево фолио, светлоотразителна мрежа, е монтирана на страничната фасада на оранжерията и броят на белокрилките е значително намален. В сравнение с обикновената мрежа против насекоми, броят на трипсите е намален от 17,1 глави/м²²до 4,0 глави/м²².

използването на отразяваща мрежа от алуминиево фолио

Лепкава дъска

В производството жълтите дъски се използват за улавяне и убиване на листни въшки и белокрилки. Освен това, трипсите са чувствителни към синьото и имат силен син таксикс. В производството сините дъски могат да се използват за улавяне и убиване на трипси и др., въз основа на теорията за цветния таксикс на насекомите в дизайна. Сред тях, лентата с булдо око или шарка е по-привлекателна за привличане на насекоми..

лепяща лента с мишена или шарка

Информация за цитиране

Джан Джипинг. Приложение на спектралната технология за борба с вредителите в съоръжения [J]. Селскостопанска инженерна технология, 42(19): 17-22.