昆虫趋光机理及灯光诱杀关键技术研究与应用

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获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

武汉市

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

雷朝亮; 彭传华; 王小平; 赵树英; 张凯雄; 贺丽; 朱芬; 徐卫; 马伟华; 朱智慧; 刘华林; 孙劲松; 牛长缨; 周兴苗; 黄求应

关键词：

关键;  技术;  关键技术;  机理;  昆虫;  研究与应用;  灯光诱杀;  研究;  技术研究;  诱杀;  灯;  灯光; 

第一完成单位：

华中农业大学

获奖时间：

2013

项目名称：

棉铃虫成虫趋光后的生殖补偿及内源机制

联系人：

盛锋

联系电话：

027-87282038

电子邮件：

邮编：

地址：

湖北省武汉市南湖狮子山

合作完成单位：

佳多科工贸有限责任公司; 湖北省植物保护总站

单位电话：

027-87282038;87282027

传真：

027-87384670

网址：

推荐单位(专家)：

华中农业大学

摘要：

1.课题来源 本项目自2001年01月自主选题开展研究，先后获3项国家自然科学基金、1项高等学校博士学科点专项科研基金和1项公益性行业（农业）科研专项子课题资助，资助经费总计178万元。具体包括：(1)国家自然科学基金，棉铃虫成虫趋光后的生殖补偿及内源机制，编号：30871639；(2)国家自然科学基金，HMG-CoA还原酶基因调控棉铃虫趋光后的生殖补偿，编号：31071690）；(3)国家自然科学基金，PPS调控棉铃虫趋光后生殖补偿的分子机理，编号：31171856；(4)高等学校博士学科点专项科研基金.棉铃虫趋光后生殖补偿的分子机理研究，编号：20110146110022；(5)公益性行业（农业）科研专项子课题.农田地下害虫灯光诱杀技术研究与示范，编号：201003025。 2.研究背景 昆虫的趋光行为非常复杂，有些昆虫在灯下的行为异常，虽然昆虫学家们已经对昆虫趋光的机理提出了种种假设和猜想，但有关昆虫趋光机理的研究和假说，多数从昆虫的行为特点和视觉生理出发来阐述昆虫趋光的行为机理，而对昆虫趋光行为的生态学价值和调控机制仍不清楚，根据现有的理论，已经无法解释这种普遍存在的自然现象；夜行性昆虫为什么会趋光，仍然是一个亟待解决的科学难题。 据统计，我国每年因害虫危害造成的农业产量损失达20%左右，其中15%是在作物生长季节直接危害造成的。利用昆虫对光的趋性来防控害虫因其不存在农药残留及抗性的问题而倍受人们青睐，黑光灯、高压汞灯和频振式杀虫灯等在害虫的预测预报及防治中已具有重要的地位和作用。然而，作为害虫灯光诱杀技术理论基础的昆虫趋光的机理仍不清楚，灯光诱杀技术大面积推广应用对农田生态系生物多样性造成什么样的影响也不明确，灯光诱杀害虫的选择性和高效性也有待进一步提高，这些现实问题严重阻碍了对灯光诱杀技术的进一步利用及推广，是亟待解决的关键性科学问题和技术问题。 本项目针对昆虫趋光机理及灯光诱杀技术研究与应用中存在的问题，在灯下昆虫种类及组成调查与分析的基础上，利用现代昆虫学研究技术、分子生物学与生物信息学技术，探明昆虫趋光后生物学特性的变化及内源机制，解析昆虫趋光的本质，明确夜行性昆虫的趋光行为及上灯节律，筛选适合于不同的农田生态系统中害虫防治的安全高效特异性光源，并示范与推广应用。通过项目研究，丰富和完善昆虫生态适应理论，为明确昆虫趋光的本质提供科学依据，为光选择和光适应的进化研究以及害虫物理防治提供坚实的基础，为提高农产品质量和农民收入、发展生态农业和生产、促进生态和谐提供核心技术支撑，推动我国重大农林害虫的无害化防治和绿色植物保护技术的发展。 技术原理：针对昆虫趋光机理及灯光诱杀技术研究与应用中存在的问题，采用灯光诱集和资料查阅的方法，调查灯下昆虫种类并分析其构成成分；利用现代昆虫学研究技术、分子生物学与生物信息学技术，分析昆虫趋光后生物学特性变化及内源机制以及昆虫趋光的本质；通过田间大量筛选，明确夜行性昆虫的趋光行为及上灯节律，筛选出适合于不同农田生态系统中害虫防治的安全高效特异性光源，组织示范与推广应用。 主要性能指标：明确湖北省灯下昆虫种类及构成成分，探明昆虫趋光后生物学特性的变化及内源机制，阐明昆虫趋光的本质，明确夜行性昆虫的趋光行为及上灯节律，筛选适合于不同的农田生态系统中害虫防治的安全高效特异性光源，并示范与推广应用。通过项目研究，明确了湖北省灯下昆虫种类及构成，探明了昆虫趋光后生物学特性的变化及内源机制，表明昆虫趋光的本质是一种胁迫，提出了昆虫趋光是一种光胁迫的理论，明确了夜行性昆虫的趋光行为及上灯节律，筛选出适合于不同的农田生态系统中害虫防治的安全高效特异性光源，示范与推广应用总面积超过3170多万亩。本项目研究成果为利用昆虫趋光来预测预报和防控重大农业害虫提供了理论基础和技术支持，在农林害虫预测预报和防控中具有广阔的应用前景，对环境友好、安全。2004年以来，集成以农业防治为基础、以灯光诱杀为重点、以科学用药为关键的害虫综合防控技术，在水稻、柑橘、蔬菜、茶叶主产区大面积推广应用，先后建立了2048个物理诱杀技术示范区，9年来，已在全省16个市州的65个县市推广，县级覆盖率超过85%。至2012年，全省共推广应用不同型号杀虫灯近20万盏（套），灯光诱杀技术覆盖面积近1000多万亩，推广应用总面积超过3170多万亩，取得了显著成效，节本增效超过10亿元，取得巨大的经济效益。 项目实施以来，在全省范围内带动了以灯光诱杀技术为主的物理控害技术，提高了农产品市场竞争力。其次，为筛选组装集成了相应的配套技术提供了有力保障，大大改善了我省病虫害综合治理的技术路线和技术规范，提高了整体防控水平，有效减少了人畜中毒和死亡事故。第三，通过本项目实施，减少了农业环境污染和对天敌等有益生物的影响，保持了良好的农业生态，促进了湖北农业的可持续发展。第四，培训了一大批技术干部和农民，有效提高了广大农民的素质。 同时，我们也应认识到，害虫的灯光诱杀技术的应用还需要进一步加大示范推广力度，以减少环境中化学农药的输入量，推动我国重大农林害虫的无害化防治和绿色植物保护技术的发展。无。