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昆虫雷达——空中害虫的侦查兵

来源:北京植保信息网   发布时间: 2017年11月10日

  雷达是无线电探测与测距的简称,在军事、航天、气象等领域发挥着重要作用。科技发展表明,昆虫雷达已经成为侦查空中害虫种群的重要手段,可以在绿色植保中起到重要的保驾护航作用。2016年,北京市植物保护站在延庆区农业有机示范园内安放了一部昆虫雷达,这是我国植保系统引入的第一台双模式昆虫雷达,主要用于迁飞性害虫发监测预警。
    1、害虫迁飞及其种类
    农业生产者或许有这样的经验,一些害虫发生是逐步加重的,而某些害虫的发生仿佛突然从天而降,后面这一类害虫大多属于迁飞性害虫。迁飞性害虫往往在夜间飞行,飞行高度一般在几百米以上,如果天公作美,它们御风而行,一夜之间就可以迁移几百公里。迁飞性害虫在飞行过程中,有时会主动降落选择合适的繁殖地,有时受下沉气流、降雨、昼夜节律改变会发生被动降落。由于害虫迁飞时往往成群结队,因此,无论是主动降落还是被动降落,往往都会给人以从天而降的感觉。迁飞性害虫一般都具有很强的为害能力,轻者残枝少叶,重者颗粒无收,迁飞性害虫发生时常常表现为突发性、暴发性和毁灭性的特点。生产中不是所有的害虫种类都具有迁飞习性,在北京常见的迁飞性害虫有草地螟、粘虫、小地老虎、小菜蛾、甜菜夜蛾等,它们的幼虫对粮食和蔬菜会造成严重损失。
    2、传统监测手段存在一定滞后性
    与本地害虫相比,迁飞性害虫对农业生产的威胁更大,监测预警难度更高。传统的监测手段有杨树枝把、食诱剂、灯光诱集、性诱剂等,除探照灯诱虫器可以直接诱集空中飞行种群以外,其余监测手段基本上都是对降落以后的种群起作用,因此,传统手段存在一定的滞后性。另外,灯光诱集也不能获取害虫飞行高度、飞行速度和飞行方向等参数。过去仅仅依赖传统手段,经常会出现监测不及时导致相关防治工作被动的局面。
    3、雷达探测昆虫优势突出
    雷达是指利用电磁波进行空中目标探测的一个系统,在军事、航天、气象等领域发挥着重要作用。值得庆幸的是,由于昆虫体内含有水分,昆虫也可以反射电磁波产生雷达回波信号。上世纪40年代,气象学家证实天气雷达可以发现昆虫目标,从此拉开了雷达监测迁飞性害虫的新序幕。昆虫雷达是一类经过特殊设计以观测昆虫为目标的雷达系统。与传统手段相比,昆虫雷达具有取样范围大、扫描速度快、不受白天黑夜影响等诸多优势,而且雷达监测时不会干扰虫子的正常飞行,因此,昆虫雷达被誉为一种卓越的、无可替代且强有力的工具。通过解算,昆虫雷达可以获取迁飞害虫的数量、高度、方向、速度等参数,有些雷达还可以获得定向角度、与体型有关的参数和振翅频率等。此外,昆虫雷达还可以揭示空中迁飞昆虫的起飞、成层、定向等行为特征及其与大气结构、运动之间的关系。在这些参数的帮助下,利用特定的分析软件,可以判断昆虫的迁飞路径,更好地为迁飞性害虫的预测预报服务。
    4、昆虫雷达的分类
    昆虫雷达的分类依据有很多,按照波长可以分为毫米波雷达和厘米波雷达,毫米波雷达主要用于观测小型害虫如:蚜虫、飞虱和小型蛾类等;厘米波雷达主要观测体型较大的昆虫,如:螟蛾科、夜蛾科的种类。按照工作体制,昆虫雷达可以分为扫描昆虫雷达、垂直监测昆虫雷达和昆虫谐波雷达等。扫描昆虫雷达具有运转速度快、显示直观、扫描范围大等优势,但是目标解算能力较弱;垂直监测昆虫雷达可以解算比较丰富的参数,但是取样范围较小;昆虫谐波雷达用于追踪个体行为,比较成功的研究对象是蜜蜂和熊蜂等授粉昆虫。
    5、未来昆虫雷达的作用
    近年来,迁飞性害虫频繁暴发。2008年,草地螟突袭北京,给粮食作物和正在筹备的奥运盛会带来了安全隐患;2012年,华北、东北地区三代粘虫大发生,对秋粮生产构成了严重威胁;2013年,二代粘虫在华北地区突然大暴发,直接对春玉米造成为害并影响夏播玉米的安全。由于监测预警及时,在历次迁飞性害虫暴发时,都没有造成大的损失。近年来,随着种植结构的调整,农业病虫害监测面临的压力越来越大。“十三五”规划明确提出今后我国发展要秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念。农业要实现绿色发展,必须依赖有效的病虫害监测预警信息,奠定全面贯彻“预防为主,综合防治”植保方针的决策基础。昆虫雷达作为一种现代化的监测工具,可及时侦查空中虫情信息,进而估测迁飞性害虫在特定季节、特定时间的发生情况,有助于进一步提高迁飞性害虫预测预报的准确性。预计,随着昆虫雷达观测技术的进一步完善,昆虫雷达将会提供更多的虫情预报信息,不但为害虫防治提供及时的决策信息,也可为重大活动,如2019年世园会的病虫防治等提供必要的保障。(测报科)

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