基本信息
- 項目名稱：
- 鱗翅目害蟲成蟲集成式誘殺器
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 誘捕容量和誘殺選擇性是誘捕器設計的兩大難題。白堊紀晚期以來，花香氣味成為鱗翅目成蟲的基本取食信號，不易產(chǎn)生抗性；本作品將花香氣味和毒殺劑結合起來誘殺鱗翅目害蟲成蟲，并使死亡蟲體落在地面上而不收集在誘捕器中；虹吸式口器為鱗翅目成蟲特有，采用簡易網(wǎng)狀構造使對花香氣味也有趨性的授粉昆蟲及天敵昆蟲完全被隔離在裝置外。本品還有環(huán)境友好、誘蟲譜廣、持效期長、成本低、結構簡單、操作簡單、耐候性強等優(yōu)勢。
- 詳細介紹：
- 本作品主要用于誘殺對農(nóng)作物為害最嚴重的鱗翅目蛾類和蝶類，幾乎全部是植食性的，目前95%殺蟲劑用于該類害蟲的防治。此前我們已采用配方均勻設計法優(yōu)選了引誘劑活性成分的配方，并采用瓊脂膠作為載體，使該產(chǎn)品的持效期延長到50天左右，但因水盆誘捕器體積大、伺服次數(shù)多、對益蟲和害蟲的誘捕選擇性差，故限制了在農(nóng)田的推廣，粘膠誘捕器盡管體積小，但誘捕容量太小。 一個理想的誘捕器，應該表觀體積無窮小，誘捕容量卻能夠達到無窮大；對天敵和害蟲的選擇性達到100%；人工管理次數(shù)為0次；持效期為無窮長；能實現(xiàn)害蟲種群的可持續(xù)控制；對環(huán)境沒有任何負面作用。無窮小的體積達到無窮大的誘捕容量？什么誘捕器對害蟲和天敵的選擇性才能達到100%？ 1、在活性成分已知的前提下，為什么要使被誘捕的害蟲死亡在誘捕器里呢？本發(fā)明的第一個重大突破是，利用已經(jīng)開發(fā)的花香型取食引誘劑揮發(fā)物形成的化學場，將在廣闊空間飛行的害蟲引誘過來，但直接殺滅害蟲并使死亡蟲體落在地面上而不收集蟲體。在活性配方比較時，誘捕器需要具備“收集”的功能以利于計數(shù)，但在實際應用中農(nóng)戶不會關心死亡害蟲蟲體存放的位置； 2、鱗翅目害蟲是在白堊紀晚期隨著顯花植物的出現(xiàn)而繁榮的，因此鱗翅目害蟲不會對我們的花香型引誘劑配方揮發(fā)的基本取食信號物質產(chǎn)生抗性。但是，膜翅目蜂類、鞘翅目甲蟲類等主要授粉昆蟲以及許多天敵昆蟲也對花香型氣味具有明顯的趨性。如何解決選擇性誘捕的問題？我們仔細分析各種昆蟲的口器特征，發(fā)現(xiàn)只有鱗翅目的成蟲具有細長的虹吸式口器，可以取食深處的花蜜。因此，采用類似于電動剃須刀的網(wǎng)狀構造可以達到100%的選擇性誘殺效果。該作品還具有下列優(yōu)勢：誘蟲譜廣、持效期長、害蟲不會產(chǎn)生抗藥性、體積小、成本低、基本無需人工伺服、環(huán)境相容性好、耐候性更強等。 與同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明具有以下科學性和新穎性： （1）鱗翅目成蟲能飛行，產(chǎn)卵量大，直接誘殺成蟲可顯著降低后代種群數(shù)量。本品引誘物質為花香成分，白堊紀晚期，顯花植物出現(xiàn)時鱗翅目成蟲即利用這些物質作為取食信號。因此，本品具有廣譜引誘活性，環(huán)境相容性好，不會使害蟲產(chǎn)生抗藥性； （2）利用鱗翅目害蟲成蟲特有的長喙狀虹吸式口器，采用網(wǎng)狀構造達到了害蟲與天敵的選擇性誘殺的目的，具有結構簡單、成本低、持效期長、無需伺服等優(yōu)點； （3）本發(fā)明體積只有口杯一樣大小，可以直接懸掛在農(nóng)作物或果樹上，但其誘捕容量可以達到無窮大，因為該裝置使用“大地”來收集蟲體。 適用作物種類：小麥、玉米、棉花、煙草、蔬菜、果樹、豆類、綠肥植物等； 防治害蟲對象：棉鈴蟲、銀紋夜蛾、斜紋夜蛾、煙夜蛾、粘蟲、小地老虎、甜菜夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、菜粉蝶和小菜蛾等； 市場推廣前景：用戶普遍接受了這種新型的除蟲裝置之后，預計每年的使用面積可達3000萬畝左右，市場前景非常可觀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本作品用于誘殺鱗翅目蛾、蝶類，目前95%殺蟲劑用于該類害蟲防治。此前我們優(yōu)化了引誘劑配方，并采用瓊脂膠作為載體使其持效期延長到50天，但水盆誘捕器體積大、伺服次數(shù)多、誘捕選擇性差。 一、創(chuàng)新點：理想誘捕器應該用無窮小體積實現(xiàn)無窮大誘捕容量；益害誘殺選擇性達到100%。本作品用最簡單設計同時解決這兩個難題。1、在做活性配方比較時，誘捕器需具備收集蟲體的功能，但實際應用中農(nóng)戶不會關心蟲體死亡位置。本作品利用花香型取食引誘劑誘殺害蟲，使蟲體落在地面上；2、鱗翅目害蟲是在白堊紀晚期隨著顯花植物的出現(xiàn)而繁榮的，因此不會對花香氣味這種基本取食信號產(chǎn)生抗性。但許多授粉昆蟲以及天敵也對花香型氣味有趨性。仔細分析各種昆蟲的口器特征，發(fā)現(xiàn)只有鱗翅目的成蟲具有細長的虹吸式口器，采用類似于電動剃須刀的網(wǎng)狀構造達到了100%的選擇性誘殺效果。該作品還具有誘蟲譜廣、持效期長、結構簡單、成本低、操作簡單、環(huán)境相容性好、耐候性強等優(yōu)勢。 二、技術關鍵：裝置由凸網(wǎng)、容器、引誘劑瓊脂凝膠、毒殺劑和甘油（抗蒸發(fā)劑兼作刺激取食劑）。引誘劑配方是該發(fā)明的關鍵，受專利保護（授權號：ZL200410010395.X，仍為本實驗組作品）。該產(chǎn)品的適用季節(jié)一是在4月20日至6月15日，二是8月25日至10月底。 三、主要技術指標：外瓶為口杯形構造，上開口半徑3 cm，高5 cm，罩1.5 mm2方格紗網(wǎng)。0.5%瓊脂膠8mL與活性成分0.5 mL共熔融于10 mL內(nèi)襯瓶中，兩瓶之間填充脫脂棉。持效期50天。
科學性、先進性
- 共檢索到相關專利84項，分為4類：1、液體殺蟲介質誘捕器。體積大，成本高，伺服次數(shù)多，不宜在干旱區(qū)應用，沒有解決“誘捕器既需要大又需要小”的矛盾；2、粘膠誘捕器。誘捕容量小，耐候性很差，沒有解決“粘合力既需要強又需要弱”的矛盾；3、錐籠形誘捕器。漏斗狀入口下接儲蟲桶，上加防雨罩，害蟲易入不易出。體積大，效果差，成本高，未解決“入口既需要大又需要小”的矛盾；4、附帶光、電、熱、負壓、超聲的誘捕器。設計復雜，體積大，選擇性差，對電源依賴性強。 科學性和先進性：1、鱗翅目成蟲能飛行，產(chǎn)卵量大，是世代發(fā)育4階段的薄弱環(huán)節(jié)，誘殺成蟲可顯著減輕后代為害。顯花植物出現(xiàn)時，鱗翅目成蟲即利用花香成分作為取食信號。因此，本品誘蟲譜廣，環(huán)境友好，不會產(chǎn)生抗藥性；2、利用鱗翅目害蟲成蟲特有的長喙狀虹吸式口器，采用網(wǎng)狀構造達到了100%選擇性誘殺的目的；3、本作品體積只有口杯一樣大小，結構簡單、可懸掛在農(nóng)作物或果樹上，無需支撐裝置，但其誘捕容量達到了無窮大，突破了以往專利的設計概念。
獲獎情況及鑒定結果
- 該作品的活性成分和載體于2006年取得發(fā)明專利授權：夜蛾類成蟲引誘劑（ZL200410010395.X）。 該誘殺器設計已經(jīng)申報專利（鱗翅目害蟲專用型誘殺器：2011101052616）
作品所處階段
- 與北京中捷四方公司合作，進入產(chǎn)品中試階段
技術轉讓方式
- 委托中介機構
作品可展示的形式
- 圖片、樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：適用作物包括小麥、玉米、棉花、煙草、蔬菜、果樹、豆類、綠肥植物等田塊；防治對象為棉鈴蟲、銀紋夜蛾、斜紋夜蛾、煙夜蛾、粘蟲、小地老虎、甜菜夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、菜粉蝶和小菜蛾等；畝用量6個；懸掛高度：1~1.5米；適用季節(jié)：4月20日至6月15日，8月25日至10月底。 技術特點：虹吸式口器是鱗翅目成蟲特有的，而多數(shù)天敵昆蟲均為咀嚼式口器和刺吸式口器。因此，利用簡單網(wǎng)狀構造能達到100%誘捕選擇性。 技術優(yōu)勢：（1）選擇性強、持效期長、使用簡單，所用毒殺劑是口服式的，用量微??；（2）本作品體積小，無需支撐裝置，誘捕容量無限大；（3）鱗翅目昆蟲包含了許多重要的農(nóng)作物害蟲，該產(chǎn)品具有廣譜誘殺活性，不易產(chǎn)生抗藥性。 推廣前景：鱗翅目害蟲種類很多，為害多種重要農(nóng)作物，目前轉基因技術使得棉田棉鈴蟲大量遷移到番茄、玉米、煙草等田塊，且該技術的安全風險尚未建立科學的評估標準。因此，推廣前景十分廣闊。 市場分析與經(jīng)濟效益預測：預計每年使用面積可達3000萬畝，市場前景可觀。
同類課題研究水平概述
- 農(nóng)業(yè)重要害蟲鱗翅目的防治目前主要依賴于幼蟲期的農(nóng)藥防治，已造成了嚴重的“3R”問題。轉Bt基因的作物具有較好抑制效果，但仍能導致明顯的次要害蟲再猖獗（如棉盲蝽、煙粉虱等）問題，且對人體潛在的健康風險尚未建立科學的評估標準。鱗翅目害蟲卵的數(shù)量和分布取決于成蟲的數(shù)量和分布，而成蟲具有較強擴散能力。因此，采用“以靜制動”法，通過調控成蟲行為降低其后代種群密度是一條捷徑，性信息素和植物氣味是可利用的兩個方面，前者主要在害蟲種群測報領域，后者則是主要無公害防治技術。目前，世界頂級化學生態(tài)雜志主要有《Journal of Chemical Ecology》、《Chemoecology》、《Entomologia Experimentalis et Applicata》等，通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，這類研究不外乎天然植物測試、GC-MS、GC-EAD、大田誘捕等方面，對于化合物的研究僅限于定性方面，如用“引誘”、“驅避”、“拒食”、“刺激取食”等詞匯描述，這主要是學者在配方設計方面沒有重視造成的，我國數(shù)學家王元院士和方開泰教授的均勻設計技術，在國際上獨占鰲頭，因此，中國大學生在配方設計等方面具有較大的優(yōu)勢，尤其是成分復雜的天然產(chǎn)物的生物測定。這就是本項目創(chuàng)新的背景。 俄羅斯TRIZ理論傳入中國以來，受到中國科技部的高度重視。河南農(nóng)業(yè)大學對該理論和正交設計、均勻設計、周易科學的結合非常重視。在誘捕器的設計方面，目前受傳統(tǒng)思想的制約，主要是追求新穎的“創(chuàng)意”，而不是解決實際技術矛盾。誘捕容量和誘捕選擇性問題，一般認為是兩個不可能真正解決的難題，傳統(tǒng)設計均是通過優(yōu)化誘捕器的幾何形狀、大小、懸掛位置的高低等，用妥協(xié)折中的辦法解決問題，當然也就不可能獲得雙贏式的方案。該設計在國內(nèi)和國際上均是領先的。
