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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 鱗翅目害蟲(chóng)成蟲(chóng)集成式誘殺器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 誘捕容量和誘殺選擇性是誘捕器設(shè)計(jì)的兩大難題。白堊紀(jì)晚期以來(lái)，花香氣味成為鱗翅目成蟲(chóng)的基本取食信號(hào)，不易產(chǎn)生抗性；本作品將花香氣味和毒殺劑結(jié)合起來(lái)誘殺鱗翅目害蟲(chóng)成蟲(chóng)，并使死亡蟲(chóng)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(chóng)特有，采用簡(jiǎn)易網(wǎng)狀構(gòu)造使對(duì)花香氣味也有趨性的授粉昆蟲(chóng)及天敵昆蟲(chóng)完全被隔離在裝置外。本品還有環(huán)境友好、誘蟲(chóng)譜廣、持效期長(zhǎng)、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、耐候性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品主要用于誘殺對(duì)農(nóng)作物為害最嚴(yán)重的鱗翅目蛾類和蝶類，幾乎全部是植食性的，目前95%殺蟲(chóng)劑用于該類害蟲(chóng)的防治。此前我們已采用配方均勻設(shè)計(jì)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(zhǎng)到50天左右，但因水盆誘捕器體積大、伺服次數(shù)多、對(duì)益蟲(chóng)和害蟲(chóng)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(gè)理想的誘捕器，應(yīng)該表觀體積無(wú)窮小，誘捕容量卻能夠達(dá)到無(wú)窮大；對(duì)天敵和害蟲(chóng)的選擇性達(dá)到100%；人工管理次數(shù)為0次；持效期為無(wú)窮長(zhǎng)；能實(shí)現(xiàn)害蟲(chóng)種群的可持續(xù)控制；對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何負(fù)面作用。無(wú)窮小的體積達(dá)到無(wú)窮大的誘捕容量？什么誘捕器對(duì)害蟲(chóng)和天敵的選擇性才能達(dá)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(chóng)死亡在誘捕器里呢？本發(fā)明的第一個(gè)重大突破是，利用已經(jīng)開(kāi)發(fā)的花香型取食引誘劑揮發(fā)物形成的化學(xué)場(chǎng)，將在廣闊空間飛行的害蟲(chóng)引誘過(guò)來(lái)，但直接殺滅害蟲(chóng)并使死亡蟲(chóng)體落在地面上而不收集蟲(chóng)體。在活性配方比較時(shí)，誘捕器需要具備“收集”的功能以利于計(jì)數(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中農(nóng)戶不會(huì)關(guān)心死亡害蟲(chóng)蟲(chóng)體存放的位置； 2、鱗翅目害蟲(chóng)是在白堊紀(jì)晚期隨著顯花植物的出現(xiàn)而繁榮的，因此鱗翅目害蟲(chóng)不會(huì)對(duì)我們的花香型引誘劑配方揮發(fā)的基本取食信號(hào)物質(zhì)產(chǎn)生抗性。但是，膜翅目蜂類、鞘翅目甲蟲(chóng)類等主要授粉昆蟲(chóng)以及許多天敵昆蟲(chóng)也對(duì)花香型氣味具有明顯的趨性。如何解決選擇性誘捕的問(wèn)題？我們仔細(xì)分析各種昆蟲(chóng)的口器特征，發(fā)現(xiàn)只有鱗翅目的成蟲(chóng)具有細(xì)長(zhǎng)的虹吸式口器，可以取食深處的花蜜。因此，采用類似于電動(dòng)剃須刀的網(wǎng)狀構(gòu)造可以達(dá)到100%的選擇性誘殺效果。該作品還具有下列優(yōu)勢(shì)：誘蟲(chóng)譜廣、持效期長(zhǎng)、害蟲(chóng)不會(huì)產(chǎn)生抗藥性、體積小、成本低、基本無(wú)需人工伺服、環(huán)境相容性好、耐候性更強(qiáng)等。 與同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明具有以下科學(xué)性和新穎性： （1）鱗翅目成蟲(chóng)能飛行，產(chǎn)卵量大，直接誘殺成蟲(chóng)可顯著降低后代種群數(shù)量。本品引誘物質(zhì)為花香成分，白堊紀(jì)晚期，顯花植物出現(xiàn)時(shí)鱗翅目成蟲(chóng)即利用這些物質(zhì)作為取食信號(hào)。因此，本品具有廣譜引誘活性，環(huán)境相容性好，不會(huì)使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性； （2）利用鱗翅目害蟲(chóng)成蟲(chóng)特有的長(zhǎng)喙?fàn)詈缥娇谄鳎捎镁W(wǎng)狀構(gòu)造達(dá)到了害蟲(chóng)與天敵的選擇性誘殺的目的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、持效期長(zhǎng)、無(wú)需伺服等優(yōu)點(diǎn)； （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(shù)上，但其誘捕容量可以達(dá)到無(wú)窮大，因?yàn)樵撗b置使用“大地”來(lái)收集蟲(chóng)體。 適用作物種類：小麥、玉米、棉花、煙草、蔬菜、果樹(shù)、豆類、綠肥植物等； 防治害蟲(chóng)對(duì)象：棉鈴蟲(chóng)、銀紋夜蛾、斜紋夜蛾、煙夜蛾、粘蟲(chóng)、小地老虎、甜菜夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、菜粉蝶和小菜蛾等； 市場(chǎng)推廣前景：用戶普遍接受了這種新型的除蟲(chóng)裝置之后，預(yù)計(jì)每年的使用面積可達(dá)3000萬(wàn)畝左右，市場(chǎng)前景非常可觀。
作品圖片
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)
- 本作品用于誘殺鱗翅目蛾、蝶類，目前95%殺蟲(chóng)劑用于該類害蟲(chóng)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(zhǎng)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(diǎn)：理想誘捕器應(yīng)該用無(wú)窮小體積實(shí)現(xiàn)無(wú)窮大誘捕容量；益害誘殺選擇性達(dá)到100%。本作品用最簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)同時(shí)解決這兩個(gè)難題。1、在做活性配方比較時(shí)，誘捕器需具備收集蟲(chóng)體的功能，但實(shí)際應(yīng)用中農(nóng)戶不會(huì)關(guān)心蟲(chóng)體死亡位置。本作品利用花香型取食引誘劑誘殺害蟲(chóng)，使蟲(chóng)體落在地面上；2、鱗翅目害蟲(chóng)是在白堊紀(jì)晚期隨著顯花植物的出現(xiàn)而繁榮的，因此不會(huì)對(duì)花香氣味這種基本取食信號(hào)產(chǎn)生抗性。但許多授粉昆蟲(chóng)以及天敵也對(duì)花香型氣味有趨性。仔細(xì)分析各種昆蟲(chóng)的口器特征，發(fā)現(xiàn)只有鱗翅目的成蟲(chóng)具有細(xì)長(zhǎng)的虹吸式口器，采用類似于電動(dòng)剃須刀的網(wǎng)狀構(gòu)造達(dá)到了100%的選擇性誘殺效果。該作品還具有誘蟲(chóng)譜廣、持效期長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境相容性好、耐候性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。 二、技術(shù)關(guān)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(guān)鍵，受專利保護(hù)（授權(quán)號(hào)：ZL200410010395.X，仍為本實(shí)驗(yàn)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(shù)指標(biāo)：外瓶為口杯形構(gòu)造，上開(kāi)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(xué)性、先進(jìn)性
- 共檢索到相關(guān)專利84項(xiàng)，分為4類：1、液體殺蟲(chóng)介質(zhì)誘捕器。體積大，成本高，伺服次數(shù)多，不宜在干旱區(qū)應(yīng)用，沒(méi)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(méi)有解決“粘合力既需要強(qiáng)又需要弱”的矛盾；3、錐籠形誘捕器。漏斗狀入口下接儲(chǔ)蟲(chóng)桶，上加防雨罩，害蟲(chóng)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(fù)壓、超聲的誘捕器。設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積大，選擇性差，對(duì)電源依賴性強(qiáng)。 科學(xué)性和先進(jìn)性：1、鱗翅目成蟲(chóng)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(chóng)可顯著減輕后代為害。顯花植物出現(xiàn)時(shí)，鱗翅目成蟲(chóng)即利用花香成分作為取食信號(hào)。因此，本品誘蟲(chóng)譜廣，環(huán)境友好，不會(huì)產(chǎn)生抗藥性；2、利用鱗翅目害蟲(chóng)成蟲(chóng)特有的長(zhǎng)喙?fàn)詈缥娇谄鳎捎镁W(wǎng)狀構(gòu)造達(dá)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可懸掛在農(nóng)作物或果樹(shù)上，無(wú)需支撐裝置，但其誘捕容量達(dá)到了無(wú)窮大，突破了以往專利的設(shè)計(jì)概念。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品的活性成分和載體于2006年取得發(fā)明專利授權(quán)：夜蛾類成蟲(chóng)引誘劑（ZL200410010395.X）。 該誘殺器設(shè)計(jì)已經(jīng)申報(bào)專利（鱗翅目害蟲(chóng)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(jìn)入產(chǎn)品中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 委托中介機(jī)構(gòu)
作品可展示的形式
- 圖片、樣品
使用說(shuō)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(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：適用作物包括小麥、玉米、棉花、煙草、蔬菜、果樹(shù)、豆類、綠肥植物等田塊；防治對(duì)象為棉鈴蟲(chóng)、銀紋夜蛾、斜紋夜蛾、煙夜蛾、粘蟲(chóng)、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(gè)；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(shù)特點(diǎn)：虹吸式口器是鱗翅目成蟲(chóng)特有的，而多數(shù)天敵昆蟲(chóng)均為咀嚼式口器和刺吸式口器。因此，利用簡(jiǎn)單網(wǎng)狀構(gòu)造能達(dá)到100%誘捕選擇性。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）選擇性強(qiáng)、持效期長(zhǎng)、使用簡(jiǎn)單，所用毒殺劑是口服式的，用量微小；（2）本作品體積小，無(wú)需支撐裝置，誘捕容量無(wú)限大；（3）鱗翅目昆蟲(chóng)包含了許多重要的農(nóng)作物害蟲(chóng)，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(chóng)種類很多，為害多種重要農(nóng)作物，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)使得棉田棉鈴蟲(chóng)大量遷移到番茄、玉米、煙草等田塊，且該技術(shù)的安全風(fēng)險(xiǎn)尚未建立科學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。因此，推廣前景十分廣闊。 市場(chǎng)分析與經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：預(yù)計(jì)每年使用面積可達(dá)3000萬(wàn)畝，市場(chǎng)前景可觀。
同類課題研究水平概述
- 農(nóng)業(yè)重要害蟲(chóng)鱗翅目的防治目前主要依賴于幼蟲(chóng)期的農(nóng)藥防治，已造成了嚴(yán)重的“3R”問(wèn)題。轉(zhuǎn)Bt基因的作物具有較好抑制效果，但仍能導(dǎo)致明顯的次要害蟲(chóng)再猖獗（如棉盲蝽、煙粉虱等）問(wèn)題，且對(duì)人體潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)尚未建立科學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。鱗翅目害蟲(chóng)卵的數(shù)量和分布取決于成蟲(chóng)的數(shù)量和分布，而成蟲(chóng)具有較強(qiáng)擴(kuò)散能力。因此，采用“以靜制動(dòng)”法，通過(guò)調(diào)控成蟲(chóng)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(gè)方面，前者主要在害蟲(chóng)種群測(cè)報(bào)領(lǐng)域，后者則是主要無(wú)公害防治技術(shù)。目前，世界頂級(jí)化學(xué)生態(tài)雜志主要有《Journal of Chemical Ecology》、《Chemoecology》、《Entomologia Experimentalis et Applicata》等，通過(guò)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，這類研究不外乎天然植物測(cè)試、GC-MS、GC-EAD、大田誘捕等方面，對(duì)于化合物的研究?jī)H限于定性方面，如用“引誘”、“驅(qū)避”、“拒食”、“刺激取食”等詞匯描述，這主要是學(xué)者在配方設(shè)計(jì)方面沒(méi)有重視造成的，我國(guó)數(shù)學(xué)家王元院士和方開(kāi)泰教授的均勻設(shè)計(jì)技術(shù)，在國(guó)際上獨(dú)占鰲頭，因此，中國(guó)大學(xué)生在配方設(shè)計(jì)等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，尤其是成分復(fù)雜的天然產(chǎn)物的生物測(cè)定。這就是本項(xiàng)目創(chuàng)新的背景。 俄羅斯TRIZ理論傳入中國(guó)以來(lái)，受到中國(guó)科技部的高度重視。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)該理論和正交設(shè)計(jì)、均勻設(shè)計(jì)、周易科學(xué)的結(jié)合非常重視。在誘捕器的設(shè)計(jì)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(shí)際技術(shù)矛盾。誘捕容量和誘捕選擇性問(wèn)題，一般認(rèn)為是兩個(gè)不可能真正解決的難題，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)均是通過(guò)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(wèn)題，當(dāng)然也就不可能獲得雙贏式的方案。該設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上均是領(lǐng)先的。
