基本信息
- 项目名称：
- 鳞翅目害虫成虫集成式诱杀器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 诱捕容量和诱杀选择性是诱捕器设计的两大难题。白垩纪晚期以来，花香气味成为鳞翅目成虫的基本取食信号，不易产生抗性；本作品将花香气味和毒杀剂结合起来诱杀鳞翅目害虫成虫，并使死亡虫体落在地面上而不收集在诱捕器中；虹吸式口器为鳞翅目成虫特有，采用简易网状构造使对花香气味也有趋性的授粉昆虫及天敌昆虫完全被隔离在装置外。本品还有环境友好、诱虫谱广、持效期长、成本低、结构简单、操作简单、耐候性强等优势。
- 详细介绍：
- 本作品主要用于诱杀对农作物为害最严重的鳞翅目蛾类和蝶类，几乎全部是植食性的，目前95%杀虫剂用于该类害虫的防治。此前我们已采用配方均匀设计法优选了引诱剂活性成分的配方，并采用琼脂胶作为载体，使该产品的持效期延长到50天左右，但因水盆诱捕器体积大、伺服次数多、对益虫和害虫的诱捕选择性差，故限制了在农田的推广，粘胶诱捕器尽管体积小，但诱捕容量太小。 一个理想的诱捕器，应该表观体积无穷小，诱捕容量却能够达到无穷大；对天敌和害虫的选择性达到100%；人工管理次数为0次；持效期为无穷长；能实现害虫种群的可持续控制；对环境没有任何负面作用。无穷小的体积达到无穷大的诱捕容量？什么诱捕器对害虫和天敌的选择性才能达到100%？ 1、在活性成分已知的前提下，为什么要使被诱捕的害虫死亡在诱捕器里呢？本发明的第一个重大突破是，利用已经开发的花香型取食引诱剂挥发物形成的化学场，将在广阔空间飞行的害虫引诱过来，但直接杀灭害虫并使死亡虫体落在地面上而不收集虫体。在活性配方比较时，诱捕器需要具备“收集”的功能以利于计数，但在实际应用中农户不会关心死亡害虫虫体存放的位置； 2、鳞翅目害虫是在白垩纪晚期随着显花植物的出现而繁荣的，因此鳞翅目害虫不会对我们的花香型引诱剂配方挥发的基本取食信号物质产生抗性。但是，膜翅目蜂类、鞘翅目甲虫类等主要授粉昆虫以及许多天敌昆虫也对花香型气味具有明显的趋性。如何解决选择性诱捕的问题？我们仔细分析各种昆虫的口器特征，发现只有鳞翅目的成虫具有细长的虹吸式口器，可以取食深处的花蜜。因此，采用类似于电动剃须刀的网状构造可以达到100%的选择性诱杀效果。该作品还具有下列优势：诱虫谱广、持效期长、害虫不会产生抗药性、体积小、成本低、基本无需人工伺服、环境相容性好、耐候性更强等。 与同类产品相比，本发明具有以下科学性和新颖性： （1）鳞翅目成虫能飞行，产卵量大，直接诱杀成虫可显著降低后代种群数量。本品引诱物质为花香成分，白垩纪晚期，显花植物出现时鳞翅目成虫即利用这些物质作为取食信号。因此，本品具有广谱引诱活性，环境相容性好，不会使害虫产生抗药性； （2）利用鳞翅目害虫成虫特有的长喙状虹吸式口器，采用网状构造达到了害虫与天敌的选择性诱杀的目的，具有结构简单、成本低、持效期长、无需伺服等优点； （3）本发明体积只有口杯一样大小，可以直接悬挂在农作物或果树上，但其诱捕容量可以达到无穷大，因为该装置使用“大地”来收集虫体。 适用作物种类：小麦、玉米、棉花、烟草、蔬菜、果树、豆类、绿肥植物等； 防治害虫对象：棉铃虫、银纹夜蛾、斜纹夜蛾、烟夜蛾、粘虫、小地老虎、甜菜夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、菜粉蝶和小菜蛾等； 市场推广前景：用户普遍接受了这种新型的除虫装置之后，预计每年的使用面积可达3000万亩左右，市场前景非常可观。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品用于诱杀鳞翅目蛾、蝶类，目前95%杀虫剂用于该类害虫防治。此前我们优化了引诱剂配方，并采用琼脂胶作为载体使其持效期延长到50天，但水盆诱捕器体积大、伺服次数多、诱捕选择性差。 一、创新点：理想诱捕器应该用无穷小体积实现无穷大诱捕容量；益害诱杀选择性达到100%。本作品用最简单设计同时解决这两个难题。1、在做活性配方比较时，诱捕器需具备收集虫体的功能，但实际应用中农户不会关心虫体死亡位置。本作品利用花香型取食引诱剂诱杀害虫，使虫体落在地面上；2、鳞翅目害虫是在白垩纪晚期随着显花植物的出现而繁荣的，因此不会对花香气味这种基本取食信号产生抗性。但许多授粉昆虫以及天敌也对花香型气味有趋性。仔细分析各种昆虫的口器特征，发现只有鳞翅目的成虫具有细长的虹吸式口器，采用类似于电动剃须刀的网状构造达到了100%的选择性诱杀效果。该作品还具有诱虫谱广、持效期长、结构简单、成本低、操作简单、环境相容性好、耐候性强等优势。 二、技术关键：装置由凸网、容器、引诱剂琼脂凝胶、毒杀剂和甘油（抗蒸发剂兼作刺激取食剂）。引诱剂配方是该发明的关键，受专利保护（授权号：ZL200410010395.X，仍为本实验组作品）。该产品的适用季节一是在4月20日至6月15日，二是8月25日至10月底。 三、主要技术指标：外瓶为口杯形构造，上开口半径3 cm，高5 cm，罩1.5 mm2方格纱网。0.5%琼脂胶8mL与活性成分0.5 mL共熔融于10 mL内衬瓶中，两瓶之间填充脱脂棉。持效期50天。
科学性、先进性
- 共检索到相关专利84项，分为4类：1、液体杀虫介质诱捕器。体积大，成本高，伺服次数多，不宜在干旱区应用，没有解决“诱捕器既需要大又需要小”的矛盾；2、粘胶诱捕器。诱捕容量小，耐候性很差，没有解决“粘合力既需要强又需要弱”的矛盾；3、锥笼形诱捕器。漏斗状入口下接储虫桶，上加防雨罩，害虫易入不易出。体积大，效果差，成本高，未解决“入口既需要大又需要小”的矛盾；4、附带光、电、热、负压、超声的诱捕器。设计复杂，体积大，选择性差，对电源依赖性强。 科学性和先进性：1、鳞翅目成虫能飞行，产卵量大，是世代发育4阶段的薄弱环节，诱杀成虫可显著减轻后代为害。显花植物出现时，鳞翅目成虫即利用花香成分作为取食信号。因此，本品诱虫谱广，环境友好，不会产生抗药性；2、利用鳞翅目害虫成虫特有的长喙状虹吸式口器，采用网状构造达到了100%选择性诱杀的目的；3、本作品体积只有口杯一样大小，结构简单、可悬挂在农作物或果树上，无需支撑装置，但其诱捕容量达到了无穷大，突破了以往专利的设计概念。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品的活性成分和载体于2006年取得发明专利授权：夜蛾类成虫引诱剂（ZL200410010395.X）。 该诱杀器设计已经申报专利（鳞翅目害虫专用型诱杀器：2011101052616）
作品所处阶段
- 与北京中捷四方公司合作，进入产品中试阶段
技术转让方式
- 委托中介机构
作品可展示的形式
- 图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：适用作物包括小麦、玉米、棉花、烟草、蔬菜、果树、豆类、绿肥植物等田块；防治对象为棉铃虫、银纹夜蛾、斜纹夜蛾、烟夜蛾、粘虫、小地老虎、甜菜夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、菜粉蝶和小菜蛾等；亩用量6个；悬挂高度：1~1.5米；适用季节：4月20日至6月15日，8月25日至10月底。 技术特点：虹吸式口器是鳞翅目成虫特有的，而多数天敌昆虫均为咀嚼式口器和刺吸式口器。因此，利用简单网状构造能达到100%诱捕选择性。 技术优势：（1）选择性强、持效期长、使用简单，所用毒杀剂是口服式的，用量微小；（2）本作品体积小，无需支撑装置，诱捕容量无限大；（3）鳞翅目昆虫包含了许多重要的农作物害虫，该产品具有广谱诱杀活性，不易产生抗药性。 推广前景：鳞翅目害虫种类很多，为害多种重要农作物，目前转基因技术使得棉田棉铃虫大量迁移到番茄、玉米、烟草等田块，且该技术的安全风险尚未建立科学的评估标准。因此，推广前景十分广阔。 市场分析与经济效益预测：预计每年使用面积可达3000万亩，市场前景可观。
同类课题研究水平概述
- 农业重要害虫鳞翅目的防治目前主要依赖于幼虫期的农药防治，已造成了严重的“3R”问题。转Bt基因的作物具有较好抑制效果，但仍能导致明显的次要害虫再猖獗（如棉盲蝽、烟粉虱等）问题，且对人体潜在的健康风险尚未建立科学的评估标准。鳞翅目害虫卵的数量和分布取决于成虫的数量和分布，而成虫具有较强扩散能力。因此，采用“以静制动”法，通过调控成虫行为降低其后代种群密度是一条捷径，性信息素和植物气味是可利用的两个方面，前者主要在害虫种群测报领域，后者则是主要无公害防治技术。目前，世界顶级化学生态杂志主要有《Journal of Chemical Ecology》、《Chemoecology》、《Entomologia Experimentalis et Applicata》等，通过文献检索发现，这类研究不外乎天然植物测试、GC-MS、GC-EAD、大田诱捕等方面，对于化合物的研究仅限于定性方面，如用“引诱”、“驱避”、“拒食”、“刺激取食”等词汇描述，这主要是学者在配方设计方面没有重视造成的，我国数学家王元院士和方开泰教授的均匀设计技术，在国际上独占鳌头，因此，中国大学生在配方设计等方面具有较大的优势，尤其是成分复杂的天然产物的生物测定。这就是本项目创新的背景。 俄罗斯TRIZ理论传入中国以来，受到中国科技部的高度重视。河南农业大学对该理论和正交设计、均匀设计、周易科学的结合非常重视。在诱捕器的设计方面，目前受传统思想的制约，主要是追求新颖的“创意”，而不是解决实际技术矛盾。诱捕容量和诱捕选择性问题，一般认为是两个不可能真正解决的难题，传统设计均是通过优化诱捕器的几何形状、大小、悬挂位置的高低等，用妥协折中的办法解决问题，当然也就不可能获得双赢式的方案。该设计在国内和国际上均是领先的。
