張志平温室園芸農業工学技術 2022-08-26 17:20 北京で投稿

中国はグリーン予防・抑制と農薬ゼロ計画を策定し、昆虫の光走性を利用した農業害虫防除の新技術が広く推進・応用されている。

スペクトル害虫防除技術の原理

分光技術による害虫防除は、ある種の昆虫の生理学的特性に基づいています。ほとんどの昆虫は共通の可視波長域を持っており、一部は目に見えないUVA帯域に集中しており、他の一部は可視光帯域にあります。目に見えない帯域は、可視光と光合成の範囲外にあるため、この帯域の部分への研究介入は、植物の光合成や仕事に影響を与えません。研究者たちは、帯域のこの部分を遮断することで、昆虫の死角を作り、その活動を抑制し、作物を害虫から守り、ウイルスの伝染を減らすことができることを発見しました。可視光帯域のこの部分では、作物から遠く離れた地域でこの帯域の部分を強化し、昆虫の行動方向を妨害して、作物を害虫の被害から守ることが可能です。

施設内でよく見られる害虫

植栽施設でよく見られる害虫としては、アザミウマ、アブラムシ、コナジラミ、ハモグリバエなどが挙げられます。

アザミウマの蔓延

アブラムシの蔓延

コナジラミの蔓延

ハモグリバエの蔓延

施設害虫・病害のスペクトル制御ソリューション

研究の結果、上記の昆虫は共通の生活習慣を持つことが明らかになりました。これらの昆虫の活動、飛翔、そして餌の探索は、特定の波長帯におけるスペクトルナビゲーションに依存しています。例えば、アブラムシやコナジラミは紫外線（波長約360nm）と緑色から黄色（520～540nm）の光に対して受容器を持っています。これらの2つの波長帯への干渉は、昆虫の活動を阻害し、繁殖率を低下させます。アザミウマもまた、400～500nm帯の可視光領域に可視感度を持っています。

部分的に着色された光は昆虫を着地させ、誘引・捕獲に好ましい条件を作り出します。さらに、太陽光反射率が高い（放射光の25%以上）と、昆虫が光に付着するのを防ぐことができます。強度、波長、色のコントラストといった光学特性も、昆虫の反応度に大きく影響します。昆虫の中には、紫外線と黄緑色の2つの可視スペクトルを持つものもあれば、紫外線、青色光、黄緑色の3つの可視スペクトルを持つものもあります。

一般的な昆虫の可視感度光帯

さらに、害虫は負の走光性によって阻害される可能性があります。昆虫の生態を研究することで、害虫防除のための2つの解決策が考えられます。1つは、温室環境を遮蔽可能なスペクトル領域で変化させ、温室内の昆虫の活動範囲（例えば紫外線領域）のスペクトルを非常に低いレベルまで下げ、この帯域の害虫を「盲目」にすることです。2つ目は、遮蔽不可能な領域において、温室内の他の受容体による有色光の反射または散乱を増加させ、害虫の飛翔および着地の方向を乱すことです。

UVカット方法

UVカット法は、温室フィルムと防虫ネットにUVカット剤を添加することで、温室内に入る光の中で昆虫が敏感に反応する主要な波長帯を効果的に遮断します。これにより、昆虫の活動を抑制し、害虫の繁殖を抑え、温室内の作物間での害虫や病気の伝染を軽減します。

スペクトラム昆虫ネット

50メッシュ（高密度）の防虫網は、網目の大きさだけでは害虫を防除できません。逆に、網目を大きくして風通しを良くしても、害虫を駆除することはできません。

高密度防虫ネットの防護効果

スペクトル防虫ネットは、原材料に紫外線防止剤を添加することで、害虫の敏感な光帯域を遮断します。害虫防除において網目密度だけでなく、より低い網目密度の防虫ネットを使用することで、より高い防虫効果を得ることができます。つまり、良好な通気性を確保しながら、効率的な防虫効果も実現できます。これにより、栽培施設における通気性と防虫効果の矛盾も解消され、両方の機能要件を満たし、相対的なバランスを実現しています。.

50メッシュ分光防虫ネット下の分光帯域の反射率から、害虫の感光帯域である紫外線帯域が大きく吸収され、反射率が10%未満であることがわかります。このような分光防虫ネットを設置した温室の換気窓付近では、この帯域における昆虫の視覚はほぼ感知できません。

スペクトル昆虫網のスペクトルバンドの反射マップ（50メッシュ）

異なるスペクトルの昆虫網

スペクトル防虫ネットの防護性能を検証するために、研究者らは関連試験を実施しました。トマト栽培園で、50メッシュの通常防虫ネット、50メッシュのスペクトル防虫ネット、40メッシュの通常防虫ネット、40メッシュのスペクトル防虫ネットを選択しました。異なる性能と異なるメッシュ密度の防虫ネットを使用して、コナジラミとアザミウマの生存率を比較しました。すべてのカウントで、50メッシュのスペクトル防虫ネット下のコナジラミの数が最も少なく、40メッシュの通常ネット下のコナジラミの数が最も多くなりました。同じメッシュ数の防虫ネットの下では、スペクトル防虫ネット下のコナジラミの数が通常ネットの下よりも大幅に少ないことがはっきりとわかります。同じメッシュ数の場合、スペクトル防虫ネット下のアザミウマの数は通常の防虫ネット下のアザミウマの数よりも少なく、40メッシュのスペクトル防虫ネット下のアザミウマの数は50メッシュの通常の防虫ネット下のアザミウマの数よりも少ないです。一般的に、スペクトル防虫ネットは、高メッシュの通常の防虫ネットよりも優れた防虫効果を発揮しながら、通気性を確保できます。

異なるメッシュスペクトルの防虫ネットと通常の防虫ネットの保護効果

同時に、研究者らは別の実験も行いました。50メッシュの一般防虫ネット、50メッシュのスペクトル防虫ネット、そして68メッシュの一般防虫ネットを用いて、トマト栽培温室内のアザミウマの個体数を比較する実験です。写真10に示すように、同じ一般防虫ネットである68メッシュは、網目密度が高いため、50メッシュの一般防虫ネットよりも防虫効果が大幅に高くなっています。しかし、同じ50メッシュの低網目スペクトル防虫ネットでは、高網目の68メッシュの一般防虫ネットよりもアザミウマの個体数が少なかったのです。

異なる防虫網の下のアザミウマの数の比較

また、性能と網目密度が異なる50メッシュの一般防虫ネットと40メッシュの分光防虫ネットを試験したところ、ネギ生産地の粘着板1枚あたりのアザミウマの数を比較したところ、メッシュが低い場合でも、分光ネットの数が多い方が、メッシュの高い一般防虫ネットよりも優れた防虫効果を発揮することが分かりました。

生産中の異なる防虫ネット下におけるアザミウマ数の比較

同じメッシュの異なる性能による防虫効果の実際の比較

 スペクトル虫よけフィルム

一般的な温室被覆フィルムは紫外線の一部を吸収するため、これがフィルムの劣化を早める主な原因となっています。本温室被覆フィルムは、独自の技術により、昆虫の感受性波長であるUVAを遮断する添加剤を配合し、フィルムの通常の使用寿命に影響を与えないことを前提に、防虫性能を備えたフィルムとなっています。

UVカットフィルムと通常のフィルムがコナジラミ、アザミウマ、アブラムシの個体数に与える影響

植え付け時期が長くなるにつれて、通常のフィルム下の害虫数はUVカットフィルム下よりも大幅に増加していることがわかります。このタイプのフィルムを使用する場合、生産者は日常の温室内での作業時に出入り口と換気口に特別な注意を払う必要があります。そうしないと、フィルムの使用効果が低下します。UVカットフィルムによる害虫の効果的な防除により、生産者の農薬使用量は削減されます。施設内でのトルコギキョウの栽培では、UVカットフィルムを使用すると、ハモグリバエ、アザミウマ、コナジラミの数も、農薬使用量も、通常のフィルムよりも少なくなります。

UVカットフィルムと通常のフィルムの効果の比較

紫外線カットフィルムと通常のフィルムを使用した温室での農薬使用量の比較

光色干渉・トラッピング法

色彩向性とは、昆虫の視覚器官が異なる色を嫌う性質です。害虫が特定の色の可視スペクトルに敏感であることを利用して、害虫の標的方向を妨害することで、害虫による作物への被害を軽減し、農薬使用量を削減します。

フィルム反射干渉

生産工程では、黄褐色のフィルムの黄色い面を上にして使用すると、アブラムシやコナジラミなどの害虫が走光性により大量にフィルム上に着地します。同時に、夏季にはフィルム表面温度が非常に高くなるため、フィルム表面に付着した多数の害虫が死滅し、これらの害虫が作物に無秩序に付着して農作物に与える被害を軽減します。銀灰色フィルムは、アブラムシやアザミウマなどの光に対する負屈性を利用しています。キュウリやイチゴの温室を銀灰色フィルムで覆うことで、これらの害虫による被害を効果的に軽減できます。

さまざまな種類のフィルムを使用する

トマト生産施設における黄褐色フィルムの実際的な効果

着色サンシェードネットの反射干渉

温室の上部に異なる色の遮光ネットを敷くことで、害虫の光の色特性を利用し、作物への被害を軽減できます。黄色のネットに留まるコナジラミの数は、赤色、青色、黒色のネットに比べて大幅に多くなりました。黄色のネットで覆われた温室では、黒色や白色のネットに比べてコナジラミの数が著しく減少しました。

異なる色の日よけネットによる害虫駆除状況の分析

アルミ箔反射サンシェードネットの反射干渉

温室側面にアルミ箔反射ネットを設置した結果、コナジラミの発生が大幅に減少しました。通常の防虫ネットと比較して、アザミウマの数は17.1頭/mから17.1頭/mに減少しました。²4.0頭/mまで².

アルミホイル反射ネットの使用

粘着ボード

生産現場では、黄色の板はアブラムシやコナジラミの捕獲・駆除に用いられます。また、アザミウマは青色に敏感で、強い青色走性を示します。生産現場では、昆虫の色彩走性理論に基づき、青色板を用いてアザミウマなどの捕獲・駆除を行うことができます。中でも、ブルズアイや模様のあるリボンは、昆虫を引き寄せる効果が高いです。.

的や模様が描かれた粘着テープ

引用情報

張志平. 施設におけるスペクトル害虫防除技術の応用 [J]. 農業工学技術, 42(19): 17-22.