基本信息
- 項目名稱：
- 治理蔬菜害蟲的綠色生物技術(shù)
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目利用現(xiàn)代化學生態(tài)學最新科研成果，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。
- 詳細介紹：
- 1 項目背景 人類與病蟲害的征戰(zhàn)已有相當長久的歷史。20世紀的兩次世界大戰(zhàn)后，化學農(nóng)藥得到了迅猛發(fā)展，特別是DDT、六六六和有機磷化合物等一批高效廣譜殺蟲劑的大量推廣使用，極大地強化了人類對害蟲的征戰(zhàn)能力，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。但是，由于人們過分依賴化學農(nóng)藥，甚至將化學農(nóng)藥作為害蟲防治的唯一方法，一系列的嚴重后果在20世紀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 項目目的 昆蟲信息素是昆蟲之間進行交流的化學分子語言。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，因為這類信息素既敏感又專一。歐美發(fā)達國家的經(jīng)驗表明，昆蟲信息素可以作為害蟲綜合治理(IPM)的一個重要手段，很好地加強了害蟲治理效果。 龍城綠翼創(chuàng)新團隊非常關(guān)注化學農(nóng)藥對我國環(huán)境保護和人民健康的負面影響，思考使用非化學農(nóng)藥來治理蟲害的對策，最后將昆蟲信息素作為創(chuàng)新研究的課題。創(chuàng)新團隊積極地用自己所學的知識和技能，來研究和開發(fā)針對江蘇省主要農(nóng)業(yè)害蟲的信息素技術(shù)和產(chǎn)品。創(chuàng)新團隊把重點放在蔬菜害蟲的治理上，特別是針對在常州地區(qū)危害嚴重的斜紋夜蛾。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。斜紋夜蛾個體大，繁殖力強，成群遷移危害農(nóng)作物，且棲息地隱蔽，導致防治工作十分困難。 創(chuàng)新宗旨是利用現(xiàn)代化學生態(tài)學最新科研成果，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)的化學農(nóng)藥，來綜合治理農(nóng)業(yè)害蟲，從而達到保護環(huán)境，造福人民的目的。 3 項目的基本思路 第一階段：開發(fā)蔬菜主要害蟲的性信息素產(chǎn)品，針對常州地區(qū)害蟲發(fā)生的特點，研究開發(fā)害蟲性信息素產(chǎn)品，并進行田間試驗； 第二階段：結(jié)合光源，加強誘捕效果。在以性信息素為主體的基礎上，通過太陽能發(fā)電，運用紫外光源進行雙重誘捕，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：綜合評估雙重誘捕的實際效果。 4 項目的創(chuàng)新點 本項目以害蟲信息素為基礎，并利用害蟲趨光性的特點，結(jié)合燈光誘捕，對蔬菜主要害蟲斜紋夜蛾進行無公害治理，效果顯著，甚至可以完全不使用化學農(nóng)藥。害蟲信息素引誘雄性害蟲，再加以紫外光源，對雌性害蟲和其他害蟲也有引誘作用。 5 項目的技術(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，使之無法繁衍下代，顯著降低其種群密度，以達到防止目的。 (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，利用紫外光源以達到引誘雌蟲和其他害蟲的目的。 6 項目的主要技術(shù)指標 (1)誘芯的持效期可達到30天左右； (2)每畝菜地只需要放置一套誘捕裝置，一個月內(nèi)平均每個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，降低化學農(nóng)藥使用量50%以上。 7 科學性及先進性 化學農(nóng)藥對于治理害蟲，保障國民經(jīng)濟發(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。 本項目是高科技仿生產(chǎn)品，相對于傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥，具有以下獨特優(yōu)勢： (1)無毒害性：在使用時，信息素并不直接接觸植物，不會有殘留或污染問題； (2)高效性：害蟲對信息素極其敏感，在使用時，僅需微量即可見效；(3)無抗藥性：因為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：操作簡單，成本合理，同時可以與其他防治技術(shù)相兼容， 不會影響防治效果； (5)準確性：準確預測預報害蟲發(fā)生的地點和范圍，并及時評估治理結(jié)果。 自2010年7月1日到11月9日，我們對斜紋夜蛾誘芯配方進行了田間誘捕試驗，試驗地點選在常州市新北區(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)特點和優(yōu)勢 異性害蟲對性信息素高度敏感，本項目所研發(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、簡便易行和對環(huán)境友好等特點。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上，實現(xiàn)對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，不會有殘留和污染問題，害蟲對性信息素極其敏感，田間使用時，僅需微量即可見效。實施過程中操作簡單，成本合理，既可以與其他防治技術(shù)相兼容，不會影響防治效果，又可以準確測報害蟲發(fā)生的地點和范圍，有助于及時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)測預警和防治水平，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)濟林種植大戶(百畝以上)； (3) 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和旅游觀光農(nóng)業(yè) 11 市場前景分析及經(jīng)濟效益預測 本項目在江蘇省，乃至全國主要有機農(nóng)產(chǎn)品實驗區(qū)和無公害蔬菜基地推廣應用后，將會大幅度地削減化學農(nóng)藥的使用量，極大地改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，提高核心競爭力，既推動了地方綠色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又促進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展，形成一個新的具有重大經(jīng)濟效益和社會效益的產(chǎn)業(yè)。
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(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1 目的 昆蟲信息素是昆蟲之間進行交流的化學分子語言。其中，調(diào)控昆蟲雌雄性引誘的性信息素最為重要，因為這類信息素既敏感又專一。 龍城綠翼創(chuàng)新團隊非常關(guān)注化學農(nóng)藥對我國環(huán)境保護和人民健康的負面影響，思考使用非化學農(nóng)藥來治理蟲害的對策，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)針對江蘇省主要農(nóng)業(yè)害蟲的信息素技術(shù)，特別是針對在常州地區(qū)危害嚴重的斜紋夜蛾。 2 基本思路 第一階段：針對常州地區(qū)害蟲發(fā)生的特點，研究開發(fā)蔬菜主要害蟲斜紋夜蛾性信息素產(chǎn)品，并進行田間試驗； 第二階段：在以性信息素為主體的基礎上，運用紫外光源進行雙重誘捕，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：綜合評估雙重誘捕在害蟲治理方面的田間實際效果。 3 創(chuàng)新點 本項目以害蟲性信息素為基礎，并利用害蟲趨光性的特點，結(jié)合燈光誘捕，對蔬菜主要害蟲進行無公害治理，效果顯著，甚至可以完全不使用化學農(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，利用紫外光源以達到引誘雌蟲和其他害蟲的目的。 5 主要技術(shù)指標 (1)誘芯的持效期可達到30天左右； (2)每畝菜地只需要放置一套誘捕裝置，一個月內(nèi)平均每個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，降低化學農(nóng)藥使用量50%以上。
科學性、先進性
- 目前濫用化學農(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。 本項目是高科技仿生產(chǎn)品，相對于傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥，具有以下獨特優(yōu)勢： (1)無毒害性：信息素不直接接觸植物，不會有殘留或污染問題； (2)高效性：害蟲對信息素極其敏感，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：可以同時與其他防治技術(shù)相兼容，不會影響防治效果； (5)準確性：準確預測預報害蟲發(fā)生的地點和范圍，并及時評估治理結(jié)果。 自2010年7月1日到11月9日，我們對斜紋夜蛾誘芯配方進行了田間誘捕試驗，試驗地點選在常州市新北區(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上，加以紫外光源，從而對雌性害蟲和其他害蟲也有引誘作用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在2011年常州大學大學生課外學術(shù)科技作品競賽中獲科技發(fā)明制作B類一等獎
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)＠毤以S可實施
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 圖紙 圖片 錄像 樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 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)特點和優(yōu)勢 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，僅需微量即可見效，操作簡單，成本合理，既可以與其他防治技術(shù)相兼容，又可以準確測報害蟲發(fā)生的地點和范圍，有助于及時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)濟林種植大戶(百畝以上)； (3) 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)和旅游觀光農(nóng)業(yè)區(qū)。 4 市場前景分析及經(jīng)濟效益預測 本項目在江蘇省，乃至全國主要有機農(nóng)產(chǎn)品實驗區(qū)和無公害蔬菜基地推廣應用后，將會大幅度地削減化學農(nóng)藥的使用量，極大地改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，提高核心競爭力，既推動地方綠色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又促進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進一步發(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)中的廣泛運用，國內(nèi)外研究機構(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，在一定程度上也限制了大面積的推廣使用。本項目所開發(fā)以信息素為基礎的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)，在市場競爭中具有明顯的比較優(yōu)勢。尤其是開發(fā)的生物信息素產(chǎn)品，其有效成分數(shù)量微小但高效，使用時，無需噴灑在農(nóng)作物上，無農(nóng)藥殘留，對害蟲的選擇性高，誘殺力強，但對農(nóng)作物、土壤、水質(zhì)以及環(huán)境不會產(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%。而在對照田地中，使用常規(guī)的化學殺蟲劑來治理蟯蟲，西紅柿的損失量達到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)、加州大學河濱分校、亞利桑那大學、康奈爾大學，有機英國洛桑試驗站等機構(gòu)和大學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小型公司在進行信息素產(chǎn)品的開發(fā)，但產(chǎn)品都比較單一，規(guī)模很小。考慮到信息素技術(shù)的獨特優(yōu)越性，再加上中國農(nóng)藥殘留問題的嚴重性，可以預計，信息素產(chǎn)品將有巨大的發(fā)展空間。
