蘆筍病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)及綠色防控技術應用

蘆 筍病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)及綠色防控技術應用蔣國松1呂偉德1張旭娟2宋 濤3（1杭州職業(yè)技術學院 ，浙江杭州 310018；2杭州佳惠農業(yè)開發(fā)有限公司 ；3杭州鴻越生態(tài)農業(yè)科技有限公司 ）摘要 介紹了蘆筍病害蟲監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)和蘆筍綠色防控技術應用 ，并通過試驗證明了綠色防控技術對提高蘆筍產品質量 、減少農藥防治次數(shù)以及提高產品商品率等方面具有重要意義 ，為推動蘆筍產業(yè)發(fā)展起到重要作用 。關鍵詞 蘆筍 ；害蟲監(jiān)測系統(tǒng) ；物理防病 ；生物防蟲 ；綠色防控技術 ；產品質量 ；商品率中圖分類號 S436.44 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）06-0119-02蘆筍是世界十大名菜之一 ，又名石刁柏 ，在國際市場上享有 “蔬菜之王 ”的美稱 。本項目主要針對杭州市蘆筍栽培中病蟲害發(fā)生嚴重的問題 ，開展了基于物聯(lián)網技術的蘆筍害蟲監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)工作 ，并在蘆筍物理防病技術和生物防蟲技術方面進行試驗研究 ，通過對蘆筍植株主莖的發(fā)病率 、嫩筍危害率 、殺菌劑和殺蟲劑的使用次數(shù)以及產品商品率的影響展開研究 ，形成了適宜蘆筍栽培的綠色防控技術 。通過該技術的應用 ，可有效減少殺菌劑使用次數(shù) 7 次 ，減少殺蟲劑使用次數(shù) 8 次 ，增加蘆筍產量 ，提高蘆筍商品率 。經過 3 年多的艱苦努力 ，已全面完成了項目內容 ，達到了預期目標 。1 蘆筍害蟲監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)本項目旨在開發(fā)一套具有低成本 、數(shù)字化 、自動化 、網絡化 、高精度 、高效率 、一體化等特點的蘆筍田間害蟲監(jiān)測與遠程診斷系統(tǒng) ，其結構如圖 1 所示 。如圖 2 所示 ，蘆筍田間害蟲信息監(jiān)測系統(tǒng)主要實現(xiàn)對蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息 （農田環(huán)境 、氣候條件 、作物長勢等 ）的自動 、分布式 、無線 、實時監(jiān)測 ；蘆筍害蟲遠程診斷系統(tǒng)對無線接收的害蟲及其生長環(huán)境測量數(shù)據(jù)進行分析 、處理 ，自動對害蟲進行分類識別 ，以推理得到合理 、準確 、有針對性的害蟲防治方案 ，并通過短消息 、電子郵件等方式將蘆筍田間害蟲動態(tài)和相應防治方案發(fā)送給農民或有關部門 ；另外 ，廣大農民或有關人員通過手機 、計算機等終端 ，也可對遠程診斷系統(tǒng)進行輔助查詢 、訪問 。本系統(tǒng)的核心技術包括 3 個部分 。1.1 蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息監(jiān)測預警系統(tǒng)針對蘆筍田間應用 ，研制一套可在惡劣條件下長時間 、穩(wěn)定運行的網絡化 、分布式蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息監(jiān)測預警系統(tǒng)1，實現(xiàn)多個種類 、不同大小 、不同地理位置害蟲的自動誘捕 ，實現(xiàn)害蟲 、作物長勢 、大氣壓力 、土壤濕度 、大氣溫度 、大氣濕度 、太陽輻射 、降雨量 、風向 、風速等多種信息的同時 、實時 、自動 、無線 、網絡化 、分布式 、數(shù)字化綜合監(jiān)測和管理 。整個系統(tǒng)由害蟲引誘裝置 、害蟲擊昏裝置 、害蟲過濾裝置 、害蟲圖像采集裝置 、作物圖像采集裝置 、農田環(huán)境微氣象采集裝置 、測量處理電路 、嵌入式計算機 、無線通信電路 、電源電路及管理軟件構成 ，其分散在農田中 ，彼此通過無線傳感器網絡連接 。充分利用了昆蟲誘捕 、現(xiàn)代傳感器 、嵌入式系統(tǒng) 、無線多媒體傳感器網絡 、GSM 移動通信 、數(shù)字圖像處理 、系統(tǒng)集成等技術 ；既可用于農民 、農業(yè)技術人員和農業(yè)生產管理部門進行害蟲信息監(jiān)測 ，又可為農業(yè)生產過程遠程監(jiān)控 、農業(yè)生產精確管理提供監(jiān)測平臺 。1.2 蘆筍害蟲遠程診斷系統(tǒng)針對蘆筍常見的幾十種害蟲 ，研制一套基于 Web、Internet等技術的蘆筍害蟲遠程實時診斷系統(tǒng)軟件 ，開發(fā)各種專家知識數(shù)據(jù)庫 ，建立害蟲防治診斷模型 ，實現(xiàn)蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息自動接收和分析處理 ，實現(xiàn)蘆筍田間害蟲種類 、分布密度 、發(fā)育階段 、生長環(huán)境等信息的分類 、記錄和查詢 ，自動推導有效的害蟲防治措施 ，自動制訂合理的害蟲防治方案 ，并將害蟲動態(tài)信息及害蟲防治建議及時通知農田管理人員或相關部門 。另外 ，還提供蘆筍害蟲信息查詢 、防治建議檢索 、植保知識和農業(yè)政策介紹 、蟲情預測預報 、農業(yè)專家在線交流等功能 。1.3 蘆筍害蟲信息采集及遠程訪問客戶端蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息檢測系統(tǒng)短期內難以普及到所有農田 ，考慮到支持拍照功能的移動終端 （如手機 ）在農村中的普及率較高且逐年遞增 ，因而開發(fā)支持主流移動終端的害蟲信息采集及遠程訪問客戶端軟件 ，作為蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的補充 。該軟件具有害蟲圖基金項目 浙江省公益技術研究項目 “基于物聯(lián)網的蘆筍害蟲遠程監(jiān)測信息系統(tǒng)設計與開發(fā) ”（2014C32019）。收稿日期 2017-12-21現(xiàn)代農業(yè)科技 2018 年第 6 期 植物保護學圖 1 蘆筍田間害蟲監(jiān)測及遠程診斷系統(tǒng)蘆筍害蟲信息監(jiān)測系統(tǒng) GSM 基站遠程計算機害蟲遠程診斷系統(tǒng)圖 2 蘆筍田間害蟲及其生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)GSM 基站被監(jiān)測的農田 各種信息采集子系統(tǒng)Zigbee 無線通信網絡無線網關子系統(tǒng)GSM 通信網絡119現(xiàn) 代農業(yè)科技 2018 年第 6 期植物保護學月份 避雨留莖 露天留莖 月份 避雨留莖 露天留莖4 4 33 8 4 385 8 75 9 6 686 9 82 10 10 917 10 93 平均 7.29 68.57表 1 避雨留莖與露天留莖蘆筍主莖發(fā)病率比較（%）注 ：本試驗所測發(fā)病率指留養(yǎng)母莖過程中主莖的發(fā)病率 ，分枝不計在內 ；4 月 5 日和 8 月 2 日分別開始留養(yǎng)母莖 ；發(fā)病率統(tǒng)計日期為對應月份當月的 19 日 。月份 避雨留莖 露天留莖 月份 避雨留莖 露天留莖5 98 90 9 94 896 95 92 10 93 907 93 88 平均 94.6 89.8表 3 避雨留莖與露天留莖對產品商品率的影響（%）注 ：產品商品率統(tǒng)計日期為對應月份當月的 20 日 。像獲取 、作物長勢圖像獲取 、上傳測量數(shù)據(jù)到蘆筍害蟲遠程診斷系統(tǒng) 、訪問蘆筍害蟲遠程診斷系統(tǒng) 、與農業(yè)專家在線交流等功能2-3。2 蘆筍綠色防控技術試驗2.1 避雨留莖技術對蘆筍莖枯病的影響2.1.1 蘆筍主莖發(fā)病率 。研究表明 ，蘆筍在留養(yǎng)母莖期間采用大棚膜進行避雨留養(yǎng)母莖 ，可有效抑制莖枯病的大發(fā)生 ，較好地解決了目前因莖枯病大發(fā)生而嚴重影響蘆筍產量和質量的問題 。從表 1 可以看出 ，47 月 ，隨著氣溫的逐漸升高和雨水的增加 ，主莖發(fā)病率逐漸增加 ，避雨留莖與露天留莖相比較 ，各月發(fā)病率分別減少 87.9%、89.3%、89.0%和 89.2%；810 月 ，各月主莖發(fā)病率分別減少 89.5%、91.2%和 89.0%。由此可見 ，在 1 年 2 次的避雨留莖條件下 ，莖枯病的發(fā)病率均較露天留莖大幅降低 ，這主要是因為露天留莖為莖枯病的發(fā)生提供了適宜的溫暖 、濕潤環(huán)境條件 。5 月 、6 月和 10 月天氣溫和 ，雨水頻繁 ，更有利于莖枯病病原菌的繁殖與擴散 ；而在此期間采用大棚膜覆蓋能避免雨淋 ，杜絕了病原菌隨雨水傳播 。同時 ，大棚膜覆蓋植株的下部和內堂葉片干燥無水 ，僅上部邊緣葉片有少量雨水 ，日出之后迅速蒸發(fā) ；而露天留莖植株內堂和下部均有大量雨水 ，日出之后蒸發(fā)慢 ，在植株上存留時間長 ，易導致病原菌的大量繁殖和擴散3。2.1.2 蘆筍莖枯病殺菌劑使用次數(shù) 。從表 2 可以看出 ，大棚膜覆蓋條件下較露天留養(yǎng)母莖的殺菌劑使用次數(shù)大幅度降低 。410 月避雨留養(yǎng)母莖僅需 3 次殺菌劑防治 ，而露天條件下需要 10 次殺菌劑防治 ；在 4 月初和 9 月初留養(yǎng)母莖時 ，避雨條件下當月可不使用殺菌劑 ，而露天條件下每個月均必須使用殺菌劑防治 ，尤其在 67 月和 910 月 ，即莖枯病的高發(fā)月份每個月需要進行 2 次殺菌劑防治 。頻繁使用殺菌劑極大地增加了農藥在產品中的殘留量 ，而避雨條件下用藥次數(shù)大幅度降低 ，為產品的質量安全提供了保障 。2.1.3 蘆筍產品商品率 。從表 3 可以看出 ，避雨條件下留養(yǎng)母莖時蘆筍產品商品率有極大的提高 ，各月商品率均在 90%以上 ，510 月平均商品率達 94.6%，僅有少量產品因莖長或者莖粗等原因商品性較差 。而在露天條件下留養(yǎng)母莖時產品的商品率較低 ，510 月平均商品率為 89.8%，遠低于避雨條件下的商品率 。這主要是因為露天條件下蘆筍病害較嚴重 ，植株生長受到影響 ，生產出的蘆筍在莖長和莖粗等商品性方面均較差 。2.2 生物防蟲技術對蘆筍夜蛾類害蟲的影響2.2.1 夜蛾類害蟲對嫩筍的危害率 。從表 4 可以看出 ，使用性誘劑可以明顯降低夜蛾類害蟲對嫩筍的危害率 。59 月 ，隨著氣溫升高 ，夜蛾類害蟲對嫩筍的危害逐漸加重 ，這與夜蛾類害蟲的成蟲量增加有關 ；10 月和 11 月危害率開始下降 ，這與氣溫降低時害蟲的成蟲量減少有關 。使用性誘劑的地塊嫩筍危害率較未使用性誘劑的對照大幅降低 ，具有顯著差異 。因此 ，使用性誘劑可以極大程度地降低夜蛾類害蟲對嫩筍的危害 ，提高蘆筍的產品品質 。2.2.2 殺蟲劑使用次數(shù) 。從表 5 可以看出 ，在夜蛾類害蟲的發(fā)生階段 ，即 511 月 ，未使用性誘劑 （對照組 ）的殺蟲劑使用次數(shù)為 11 次 ，而使用性誘劑 （處理組 ）的用藥次數(shù)僅為3次 。在使用性誘劑時 ，9 月和 11 月可不用殺蟲劑 ，在其余月份分別僅用 1 次即可 。未使用性誘劑時 ，殺蟲劑使用次數(shù)明顯增加 ，每月都要防治 。在 7 月 、8 月和 9 月正是蘆筍的高產階段 ，至少每月需用 2 次殺蟲劑 ，這也與夏季氣溫高夜蛾類害蟲數(shù)量增加有關 。因此 ，性信息素的應用能極大地降低蘆筍的用藥次數(shù) ，確保產品的質量安全 。2.2.3 產品商品率 。從表 6 可以看出 ，使用性誘劑和未使用性誘劑對蘆筍產品的商品率具有明顯的影響 。使用性誘劑的表 2 避雨留莖與露天留莖蘆筍莖枯病殺菌劑使用次數(shù)對比（次 ）注 ：本試驗所用殺菌劑為 25%吡唑醚菌酯 （德國巴斯夫研制生產 ，凱潤 ），使用劑量為 450 mL/hm2，兌水后均勻噴施 。月份 避雨留莖 露天留莖 月份 避雨留莖 露天留莖4 0 1 9 1 25 1 1 10 0 26 1 2 合計 3 107 0 2表 4 不同處理下夜蛾類害蟲對嫩筍的危害率對比（%）注 ：嫩筍危害率為每月高峰時期記載 ；處理組為使用性誘劑 ，對照組為使用清水空白對照 。月份 處理組 對照組 月份 處理組 對照組5 0 5 9 2 386 0 12 10 1 367 1 18 11 0 68 2 35 平均 0.86 21.43表 6 不同處理下產品商品率比較（%）注 ：產品商品率統(tǒng)計日期為對應月份當月的 15 日 。月份 處理組 對照組 月份 處理組 對照組6 99 92 9 95 897 95 90 10 93 858 93 88 平均 95.0 88.8（下轉第 123 頁 ）表 5 不同處理下殺蟲劑使用次數(shù)對比注 ：本試驗所用性誘劑為斜紋夜蛾和甜菜夜蛾信息素誘芯 ，使用劑量各為 15 粒 /hm2。月份 處理組 對照組 月份 處理組 對照組5 0 1 9 0 26 1 1 10 0 17 1 2 11 0 18 1 3 合計 3 11（次 ）120（上接第 120 頁 ）處理中 ，蘆筍產品平均商品率達到 95.0%；而未使用性誘劑的對照中 ，蘆筍產品的平均商品率僅為 88.8%。這主要是在未使用性誘劑時 ，夜蛾類害蟲大量出現(xiàn) ，嚴重危害了蘆筍植株的生長 ，使植株長勢變弱 ，生產的產品在莖長和莖粗等商品性狀方面均低于使用性誘劑生產的產品4-5。3 結語綜上所述 ，通過蘆筍害蟲監(jiān)測物聯(lián)網系統(tǒng)的開發(fā)與應用 ，大大提高了蘆筍田間害蟲檢測準確率和檢測效率 ，提高害蟲防治的時效性和準確度 ，為農民提供更準確的蟲情信息和更合理的防治建議 ，有利于降低害蟲防治成本 ，提高害蟲防治效果 ，控制農藥濫用 。在蘆筍生產中結合全程覆蓋避雨留養(yǎng)母莖技術可以有效抑制莖枯病的大發(fā)生 ，減少使用殺菌劑的次數(shù) ，有利于植株的生長和產品品質的提高 ；而在露天條件下留養(yǎng)母莖則為莖枯病的發(fā)生提供了有利條件 ，使病原菌快速繁殖和擴散 ，嚴重影響植株的長勢和產品品質 。運用性誘劑誘捕夜蛾類害蟲的生物防蟲技術在蘆筍生產過程中也起著重要作用 ，可以減少殺蟲劑的使用次數(shù)6。這主要是因為通過性信息素可誘捕雄蟲 ，減少了雄蛾數(shù)量 ，從而達到降低田間卵量 、減少害蟲發(fā)生的目的 ，防治夜蛾類害蟲效果較好 。運用蘆筍害蟲監(jiān)測物聯(lián)網系統(tǒng)實時監(jiān)測預警栽培環(huán)境 ，同時配合使用蘆筍高效綠色防控技術 ，建立病蟲害綠色防治體系 ，可有效降低生產成本 ，提高產品品質 ，增加農民收入 ，對蘆筍產業(yè)發(fā)展具有極大的推動作用 。4 參考文獻1 王冬 .基于物聯(lián)網的智能農業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) D.大連 ：大連理工大學 ，2013：25-31.2 徐大華 ，何瑞銀 ，沈明霞 .基于 WebGIS 的病蟲害防治系統(tǒng) J.計算機工程 ，2008，34（2）：280-282.3劉明輝 ，沈佐銳 ，高靈旺 ，等 .基于 WebGIS 的農業(yè)病蟲害預測預報專家系統(tǒng) J.農業(yè)機械學報 ，2009，40（7）：180-186.4 吳旭江 ，呂文君 ，陳銀根 ，等 .浙江新昌縣無公害蘆筍設施栽培技術 J.中國園藝文摘 ，2015（12）：172-173.5 張振彥 .生產優(yōu)質蘆筍病蟲害綜合防治技術 J.中國林副特產 ，2006（1）：36-37.6 王美麗 .綠蘆筍病害綠色防控技術 J.上海農業(yè)科技 ，2008（4）：129-130.（上接第 121 頁 ）工作成效及考核評比的依據(jù) 。在小麥 、玉米病蟲草害的關鍵防治時期 ，各鎮(zhèn)辦要安排專職聯(lián)系人及時匯總平均農藥利用率 、統(tǒng)防統(tǒng)治覆蓋率等相關數(shù)據(jù) ，并及時上報到農業(yè)局植保站 ，便于上級部門了解情況 、統(tǒng)籌安排及檢查排名3。6 保障措施6.1 加強組織領導各有關部門要切實加強對 “農藥使用量零增長行動 ”工作的領導 ，建立健全組織 ，明確專人負責 ，完善責任考核 ，全力推進 “農藥使用量零增長行動 ”工作的開展4。6.2 加大宣傳力度通過召開會議 、舉辦培訓班 、利用廣播電視 、現(xiàn)場觀摩 、印發(fā) 病蟲情報 、印發(fā)明白紙等多種形式進行病蟲草害發(fā)生情況及科學防治措施的技術宣傳與技術指導 ，使農民認識到高毒農藥大量使用 、農藥過量使用以及噴藥機械跑 、冒 、滴 、漏對人 、畜 、環(huán)境的危害性 ，樹立科學防控 、綠色防控的觀念5。進一步統(tǒng)一思想 ，提高認識 ，營造濃厚的氛圍 ，為加快臨清市農藥零增長試點建設奠定良好的基礎 。7 參考文獻1 張頻 ，張運勝 .新時期農藥使用量零增長行動措施探討 J.植物醫(yī)生 ，2017，30（9）：25.2 龍新 .農業(yè)部推進農藥使用量零增長行動 N.農民日報 ，2016-03-25（002）.3 張貴鋒 .我國到 2020 年農藥使用量零增長行動方案 J.新農業(yè) ，2015（21）：31-35.4 農藥使用量零增長行動有序展開 J.中國植保導刊 ，2015，35（5）：1.5 到 2020 年農藥使用量零增長行動方案 J.青海農技推廣 ，2015（2）：6-8.株高及誘捕對象調整吊掛高度 ，以最大限度地發(fā)揮誘捕作用 。誘捕器的布設位置應該重點考慮誘捕蔬菜地的外圍 ，且密度稍密 ，目的是把蔬菜地內的害蟲誘出 ；蔬菜地中心部設置密度可稍稀 ，主要誘捕進入蔬菜地內部的害蟲 ，以提高性誘控制效果 。誘捕器的設置密度要根據(jù)害蟲的種類 、蟲口基數(shù) 、使用成本等因素綜合考慮4，一般防治斜紋夜蛾及甜菜夜蛾宜掛誘捕器 5 個 /hm2；防治小葉蛾可懸掛誘捕器 120150 個 /hm2。吊掛誘捕器必須集中連片 ，以提高性誘劑的使用效果 。3 生物防治與物理防治的優(yōu)缺點3.1 防蟲網利用防蟲網減輕蟲害是一種典型的物理防治手段 ，具有巨大的應用潛能 。研究表明 ，對于一些抗藥性較強的蟲害 ，如小菜蛾 、蔬菜蚜蟲 、甜菜夜蛾以及斜紋夜蛾等 ，防蟲網的防治效果非常好 。此外 ，對于傳毒媒介昆蟲 ，防蟲網也能起到良好的阻隔作用 ，能夠有效控制病毒病的傳播 。但其缺點在于 ，部分害蟲 （如斜紋夜蛾 ）將卵產在防蟲網上 ，孵化后的幼蟲直接通過網孔進入 ，這種情況下防治效果將大幅降低 。3.2 誘蟲燈頻振式殺蟲燈近年來在全國各地得到了廣泛的推廣應用 。其優(yōu)點表現(xiàn)為誘殺范圍廣 ，能夠覆蓋 30 多種主要害蟲 ，尤其對棉鈴蟲 、斜紋夜蛾 、地老虎等防效顯著 。并且該方式的誤殺率較低 ，對害蟲的天敵影響很小 。3.3 性誘劑通過性誘劑誘捕器的投放 ，可有效控制鱗翅目害蟲如小夜蛾 、甜菜夜蛾 、斜紋夜蛾的危害 ，但性誘劑在使用過程中易受很多外界因素的影響 ，如放置的位置及風 、雨水等都對防治效果有很大的影響 。4 參考文獻1 賀春榮 ，尹洪根 .蔬菜病蟲害的發(fā)生情況用生物防治技術的應用 J.現(xiàn)代農業(yè)科技 ，2015（15）：193-194.2 陳紹才 .物理防治技術在蔬菜害蟲治理中的應用 J.現(xiàn)代農業(yè)科技 ，2009（8）：158-159.3 王迪軒 ，夏正清 .赤眼蜂在蔬菜病蟲害防治上的應用 J.科學種養(yǎng) ，2012（1）：32.4 吳永林 ，丁國強 .性誘防治技術在蔬菜生產上的應用探討 J.蔬菜 ，2013（1）：46-47.!梁建紅等 ：生物與物理防治在漣源市橋頭河蔬菜基地的應用123