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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 治理蔬菜害蟲的綠色生物技術(shù)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目利用現(xiàn)代化學(xué)生態(tài)學(xué)最新科研成果，開發(fā)治理蔬菜害蟲的綠色生物信息素技術(shù)，并結(jié)合使用光誘等其它無公害技術(shù)，取代傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥，來綜合治理農(nóng)業(yè)害蟲。其基本策略是利用昆蟲成蟲性成熟時(shí)釋放性信息素引誘異性成蟲的原理，用人工合成的害蟲性信息素干擾田間害蟲的雌雄交配，降低下代種群數(shù)量。
- 詳細(xì)介紹：
- 1 項(xiàng)目背景 人類與病蟲害的征戰(zhàn)已有相當(dāng)長久的歷史。20世紀(jì)的兩次世界大戰(zhàn)后，化學(xué)農(nóng)藥得到了迅猛發(fā)展，特別是DDT、六六六和有機(jī)磷化合物等一批高效廣譜殺蟲劑的大量推廣使用，極大地強(qiáng)化了人類對(duì)害蟲的征戰(zhàn)能力，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于人們過分依賴化學(xué)農(nóng)藥，甚至將化學(xué)農(nóng)藥作為害蟲防治的唯一方法，一系列的嚴(yán)重后果在20世紀(jì)60年代逐漸顯現(xiàn)出來。突出的是3R問題：害蟲抗藥性（resistance)，農(nóng)藥殘留（residue)，害蟲再猖獗（resurgence)。而且，濫用化學(xué)農(nóng)藥破壞了自然生態(tài)平衡，已使環(huán)境質(zhì)量激劇惡化，直接危害了人類健康和生活環(huán)境。 2 項(xiàng)目目的 昆蟲信息素是昆蟲之間進(jìn)行交流的化學(xué)分子語言。信息素可以劃分為不同種類，它們分別調(diào)控昆蟲的不同行為。其中，調(diào)控昆蟲雌雄性引誘的性信息素最為重要，因?yàn)檫@類信息素既敏感又專一。歐美發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明，昆蟲信息素可以作為害蟲綜合治理(IPM)的一個(gè)重要手段，很好地加強(qiáng)了害蟲治理效果。 龍城綠翼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)非常關(guān)注化學(xué)農(nóng)藥對(duì)我國環(huán)境保護(hù)和人民健康的負(fù)面影響，思考使用非化學(xué)農(nóng)藥來治理蟲害的對(duì)策，最后將昆蟲信息素作為創(chuàng)新研究的課題。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積極地用自己所學(xué)的知識(shí)和技能，來研究和開發(fā)針對(duì)江蘇省主要農(nóng)業(yè)害蟲的信息素技術(shù)和產(chǎn)品。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)把重點(diǎn)放在蔬菜害蟲的治理上，特別是針對(duì)在常州地區(qū)危害嚴(yán)重的斜紋夜蛾。斜紋夜蛾（Spodoptera litura）為雜食性害蟲，其寄主植物包括44科112種，年發(fā)生8～11代，是目前農(nóng)業(yè)重要害蟲之一。斜紋夜蛾個(gè)體大，繁殖力強(qiáng)，成群遷移危害農(nóng)作物，且棲息地隱蔽，導(dǎo)致防治工作十分困難。 創(chuàng)新宗旨是利用現(xiàn)代化學(xué)生態(tài)學(xué)最新科研成果，開發(fā)治理害蟲的生物信息素技術(shù)和產(chǎn)品，并結(jié)合使用其它無公害技術(shù)，取代傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥，來綜合治理農(nóng)業(yè)害蟲，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境，造福人民的目的。 3 項(xiàng)目的基本思路 第一階段：開發(fā)蔬菜主要害蟲的性信息素產(chǎn)品，針對(duì)常州地區(qū)害蟲發(fā)生的特點(diǎn)，研究開發(fā)害蟲性信息素產(chǎn)品，并進(jìn)行田間試驗(yàn)； 第二階段：結(jié)合光源，加強(qiáng)誘捕效果。在以性信息素為主體的基礎(chǔ)上，通過太陽能發(fā)電，運(yùn)用紫外光源進(jìn)行雙重誘捕，既捕捉雄性成蟲，又可以捕捉雌性成蟲和其他害蟲，提高了捕蟲效率； 第三階段：綜合評(píng)估雙重誘捕的實(shí)際效果。 4 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目以害蟲信息素為基礎(chǔ)，并利用害蟲趨光性的特點(diǎn)，結(jié)合燈光誘捕，對(duì)蔬菜主要害蟲斜紋夜蛾進(jìn)行無公害治理，效果顯著，甚至可以完全不使用化學(xué)農(nóng)藥。害蟲信息素引誘雄性害蟲，再加以紫外光源，對(duì)雌性害蟲和其他害蟲也有引誘作用。 5 項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵 利用斜紋夜蛾的性信息素，干擾并阻斷它們雌雄蟲之間的正常交配活動(dòng)，使之無法繁衍下代，顯著降低其種群密度，以達(dá)到防止目的。 (1)高純度斜紋夜蛾性信息素組分的合成方法和性誘劑的配方； (2)太陽能發(fā)電，利用紫外光源以達(dá)到引誘雌蟲和其他害蟲的目的。 6 項(xiàng)目的主要技術(shù)指標(biāo) (1)誘芯的持效期可達(dá)到30天左右； (2)每畝菜地只需要放置一套誘捕裝置，一個(gè)月內(nèi)平均每個(gè)誘捕器可捕獲斜紋夜蛾成蟲2.3萬頭； (3)蔬菜生長期內(nèi)，可減少農(nóng)藥使用5～7次，降低化學(xué)農(nóng)藥使用量50%以上。 7 科學(xué)性及先進(jìn)性 化學(xué)農(nóng)藥對(duì)于治理害蟲，保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。但是，其所帶來的問題和危害，也日益嚴(yán)重，突出的是3R問題，即害蟲抗藥性（resistance)、農(nóng)藥殘留（residue)和害蟲再猖獗（resurgence)。而且，濫用化學(xué)農(nóng)藥破壞了自然生態(tài)平衡，已使環(huán)境質(zhì)量激劇惡化，直接危害了人類健康和生活環(huán)境。 本項(xiàng)目是高科技仿生產(chǎn)品，相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥，具有以下獨(dú)特優(yōu)勢(shì)： (1)無毒害性：在使用時(shí)，信息素并不直接接觸植物，不會(huì)有殘留或污染問題； (2)高效性：害蟲對(duì)信息素極其敏感，在使用時(shí)，僅需微量即可見效；(3)無抗藥性：因?yàn)樾畔⑺厥菑暮οx體內(nèi)揮發(fā)出來的內(nèi)源性物質(zhì)； (4)兼容性：操作簡(jiǎn)單，成本合理，同時(shí)可以與其他防治技術(shù)相兼容， 不會(huì)影響防治效果； (5)準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)害蟲發(fā)生的地點(diǎn)和范圍，并及時(shí)評(píng)估治理結(jié)果。 自2010年7月1日到11月9日，我們對(duì)斜紋夜蛾誘芯配方進(jìn)行了田間誘捕試驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)選在常州市新北區(qū)的菜根香蔬菜基地，戚墅堰區(qū)的水莊底、陳寺廟、陳家塘，以及天寧區(qū)的勤豐蔬菜基地。以上菜地的主要作物有上海青、豇豆、茄子、毛豆、四季豆。試驗(yàn)結(jié)果表明，我們配制的斜紋夜蛾性誘劑具有十分顯著的誘捕作用，且顯示出良好的治理效果。 利用斜紋夜蛾的性信息素引誘雄性害蟲，為提高誘蟲效率，加以紫外光源，從而對(duì)雌性害蟲和其他害蟲也有引誘作用。 8 性信息素產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 異性害蟲對(duì)性信息素高度敏感，本項(xiàng)目所研發(fā)的斜紋夜蛾性信息素產(chǎn)品生物活性高，具有誘捕效果好、投入成本低、簡(jiǎn)便易行和對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。結(jié)合光誘后，起到雙重誘捕的作用，在誘捕斜紋夜蛾雄性成蟲的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)雌蟲和其它害蟲的誘捕，提高誘捕效率。 性信息素是從害蟲體內(nèi)揮發(fā)出來的內(nèi)源性物質(zhì)，無抗藥性。性信息素產(chǎn)品并不直接接觸植物，不會(huì)有殘留和污染問題，害蟲對(duì)性信息素極其敏感，田間使用時(shí)，僅需微量即可見效。實(shí)施過程中操作簡(jiǎn)單，成本合理，既可以與其他防治技術(shù)相兼容，不會(huì)影響防治效果，又可以準(zhǔn)確測(cè)報(bào)害蟲發(fā)生的地點(diǎn)和范圍，有助于及時(shí)選擇合適的防治措施。 與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，我們產(chǎn)品有利于提高害蟲監(jiān)測(cè)預(yù)警和防治水平，顯示了其在無公害蔬菜和綠色蔬菜生產(chǎn)中的廣闊應(yīng)用前景。 9 斜紋夜蛾性產(chǎn)品的使用說明 性誘劑產(chǎn)品裝置 打開誘芯包裝袋，取出一枚誘芯（無需剪口），將誘芯嵌入黑色的誘芯柄，然后沿著上蓋正中央的孔位插入誘捕器內(nèi)。 將塑料瓶連接于誘捕器下端的接蟲口。 將誘捕器上蓋邊沿的套環(huán)從立桿的頂端穿入后，用螺絲固定（誘捕器頂部離地面的高度不低于80厘米）。 10 適用范圍 (1) 主要城市的蔬菜和水果基地； (2) 蔬菜和經(jīng)濟(jì)林種植大戶(百畝以上)； (3) 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和旅游觀光農(nóng)業(yè) 11 市場(chǎng)前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 本項(xiàng)目在江蘇省，乃至全國主要有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)區(qū)和無公害蔬菜基地推廣應(yīng)用后，將會(huì)大幅度地削減化學(xué)農(nóng)藥的使用量，極大地改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，既推動(dòng)了地方綠色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又促進(jìn)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，形成一個(gè)新的具有重大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的產(chǎn)業(yè)。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1 目的 昆蟲信息素是昆蟲之間進(jìn)行交流的化學(xué)分子語言。其中，調(diào)控昆蟲雌雄性引誘的性信息素最為重要，因?yàn)檫@類信息素既敏感又專一。 龍城綠翼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)非常關(guān)注化學(xué)農(nóng)藥對(duì)我國環(huán)境保護(hù)和人民健康的負(fù)面影響，思考使用非化學(xué)農(nóng)藥來治理蟲害的對(duì)策，因此決定將昆蟲信息素作為創(chuàng)新研究的課題，來研究和開發(fā)針對(duì)江蘇省主要農(nóng)業(yè)害蟲的信息素技術(shù)，特別是針對(duì)在常州地區(qū)危害嚴(yán)重的斜紋夜蛾。 2 基本思路 第一階段：針對(duì)常州地區(qū)害蟲發(fā)生的特點(diǎn)，研究開發(fā)蔬菜主要害蟲斜紋夜蛾性信息素產(chǎn)品，并進(jìn)行田間試驗(yàn)； 第二階段：在以性信息素為主體的基礎(chǔ)上，運(yùn)用紫外光源進(jìn)行雙重誘捕，既捕捉雄性成蟲，又捕捉雌性成蟲和其他害蟲，以提高捕蟲效率； 第三階段：綜合評(píng)估雙重誘捕在害蟲治理方面的田間實(shí)際效果。 3 創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目以害蟲性信息素為基礎(chǔ)，并利用害蟲趨光性的特點(diǎn)，結(jié)合燈光誘捕，對(duì)蔬菜主要害蟲進(jìn)行無公害治理，效果顯著，甚至可以完全不使用化學(xué)農(nóng)藥。 4 技術(shù)關(guān)鍵 (1)高純度斜紋夜蛾性信息素組分的合成方法和性誘劑的配方； (2)太陽能發(fā)電，利用紫外光源以達(dá)到引誘雌蟲和其他害蟲的目的。 5 主要技術(shù)指標(biāo) (1)誘芯的持效期可達(dá)到30天左右； (2)每畝菜地只需要放置一套誘捕裝置，一個(gè)月內(nèi)平均每個(gè)誘捕器可捕獲斜紋夜蛾成蟲2.3萬頭； (3)蔬菜生長期內(nèi)，可減少農(nóng)藥使用5～7次，降低化學(xué)農(nóng)藥使用量50%以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前濫用化學(xué)農(nóng)藥破壞了自然生態(tài)平衡，直接危害著人類健康和生活環(huán)境。 本項(xiàng)目是高科技仿生產(chǎn)品，相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥，具有以下獨(dú)特優(yōu)勢(shì)： (1)無毒害性：信息素不直接接觸植物，不會(huì)有殘留或污染問題； (2)高效性：害蟲對(duì)信息素極其敏感，僅需微量即可見效； (3)無抗藥性：信息素是從害蟲體內(nèi)揮發(fā)出來的內(nèi)源性物質(zhì)； (4)兼容性：可以同時(shí)與其他防治技術(shù)相兼容，不會(huì)影響防治效果； (5)準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)害蟲發(fā)生的地點(diǎn)和范圍，并及時(shí)評(píng)估治理結(jié)果。 自2010年7月1日到11月9日，我們對(duì)斜紋夜蛾誘芯配方進(jìn)行了田間誘捕試驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)選在常州市新北區(qū)的菜根香蔬菜基地，戚墅堰區(qū)的水莊底、陳寺廟、陳家塘，以及天寧區(qū)的勤豐蔬菜基地。以上菜地的主要作物有上海青、豇豆、茄子、毛豆、四季豆。試驗(yàn)表明，我們配制的斜紋夜蛾性誘劑具有顯著的誘捕作用，顯示出良好的治理效果。 在利用斜紋夜蛾的性信息素引誘雄性害蟲的基礎(chǔ)上，加以紫外光源，從而對(duì)雌性害蟲和其他害蟲也有引誘作用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在2011年常州大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲科技發(fā)明制作B類一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)使用權(quán)轉(zhuǎn)讓或?qū)＠?dú)家許可實(shí)施
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 圖紙 圖片 錄像 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1 斜紋夜蛾性產(chǎn)品的使用說明 誘捕器上蓋邊沿的套環(huán)從立桿的頂端穿入后，用螺絲固定，將誘芯嵌入黑色的誘芯柄插入誘捕器，塑料瓶連接于誘捕器下端的接蟲口。 紫外光源置于桶型誘捕器中。 2 性信息素產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 性信息素是從害蟲體內(nèi)揮發(fā)出來的內(nèi)源性物質(zhì)，無抗藥性。沒有殘留和污染問題，田間使用時(shí)，僅需微量即可見效，操作簡(jiǎn)單，成本合理，既可以與其他防治技術(shù)相兼容，又可以準(zhǔn)確測(cè)報(bào)害蟲發(fā)生的地點(diǎn)和范圍，有助于及時(shí)選擇合適的防治措施。 3 適用范圍 (1) 主要城市的蔬菜和水果基地； (2) 蔬菜和經(jīng)濟(jì)林種植大戶(百畝以上)； (3) 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和旅游觀光農(nóng)業(yè)區(qū)。 4 市場(chǎng)前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 本項(xiàng)目在江蘇省，乃至全國主要有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)區(qū)和無公害蔬菜基地推廣應(yīng)用后，將會(huì)大幅度地削減化學(xué)農(nóng)藥的使用量，極大地改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，既推動(dòng)地方綠色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又促進(jìn)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
同類課題研究水平概述
- 隨著生物技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的廣泛運(yùn)用，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛把目光集中到新型治蟲產(chǎn)品開發(fā)上來，希冀研發(fā)出高品質(zhì)、高附加值、無公害的治蟲技術(shù)和產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的殺蟲燈等環(huán)保型產(chǎn)品，具有敵友不分，害蟲和益蟲一并殺滅，不利于生態(tài)平衡等特點(diǎn)，在一定程度上也限制了大面積的推廣使用。本項(xiàng)目所開發(fā)以信息素為基礎(chǔ)的IMP（害蟲綜合治理）產(chǎn)品是高技術(shù)產(chǎn)品，具有國際領(lǐng)先水平的技術(shù)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有明顯的比較優(yōu)勢(shì)。尤其是開發(fā)的生物信息素產(chǎn)品，其有效成分?jǐn)?shù)量微小但高效，使用時(shí)，無需噴灑在農(nóng)作物上，無農(nóng)藥殘留，對(duì)害蟲的選擇性高，誘殺力強(qiáng)，但對(duì)農(nóng)作物、土壤、水質(zhì)以及環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染。 信息素產(chǎn)品在國際上被廣泛用于害蟲治理, 在歐美日等發(fā)達(dá)國家的發(fā)展十分迅速，并已成為害蟲綜合治理(IPM)中不可缺少的技術(shù)和產(chǎn)品，取得了十分顯著的治理效果。例如，在墨西哥，蟯蟲(pinworm)是西紅柿的主要害蟲，一年收成中的四分之三毀于該害蟲。試驗(yàn)表明，使用以生物信息素為主的綜合治理技術(shù)后，西紅柿的損失量可降低到30%。而在對(duì)照田地中，使用常規(guī)的化學(xué)殺蟲劑來治理蟯蟲，西紅柿的損失量達(dá)到80%?，F(xiàn)在，墨西哥的西紅柿種植行業(yè)基本上都使用生物信息素技術(shù)。另外，信息素技術(shù)還大量使用在埃及的棉花種植業(yè)，西班牙的水稻種植業(yè)，澳洲和北美洲的桃和油桃種植業(yè)，以及歐洲的葡萄種植業(yè)。 在歐美，美國農(nóng)業(yè)部 (USDA)、加州大學(xué)河濱分校、亞利桑那大學(xué)、康奈爾大學(xué)，有機(jī)英國洛桑試驗(yàn)站等機(jī)構(gòu)和大學(xué)在信息素研究方面處于國際領(lǐng)先水平。在中國，中科院北京動(dòng)物所等兩三家單位在某些害蟲的信息素研究方面作了深入的工作，但總體上與國際先進(jìn)水平有一定的差距。近幾年來，在北京、福建、浙江和湖北等省市有幾個(gè)小型公司在進(jìn)行信息素產(chǎn)品的開發(fā)，但產(chǎn)品都比較單一，規(guī)模很小?？紤]到信息素技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)越性，再加上中國農(nóng)藥殘留問題的嚴(yán)重性，可以預(yù)計(jì)，信息素產(chǎn)品將有巨大的發(fā)展空間。
