Originale Zhang Zhiping Serra Orticoltura Ingegneria Agricola Tecnologia 2022-08-26 17:20 Pubblicato a Pechino

La Cina ha elaborato un piano per la prevenzione e il controllo ecologici e per la crescita zero dei pesticidi; inoltre, sono state ampiamente promosse e applicate nuove tecnologie che utilizzano la fototassi degli insetti per controllare i parassiti agricoli.

Principi della tecnologia di controllo spettrale dei parassiti

Il controllo dei parassiti mediante tecniche spettroscopiche si basa sulle caratteristiche fisiologiche di una classe di insetti. La maggior parte degli insetti ha un intervallo di lunghezza d'onda visibile comune: una parte è concentrata nella banda invisibile UVA e l'altra nella parte della luce visibile. Nella parte invisibile, poiché si trova al di fuori dell'intervallo della luce visibile e della fotosintesi, l'intervento di ricerca in questa parte della banda non avrà alcun impatto sul lavoro e sulla fotosintesi delle piante. I ricercatori hanno scoperto che bloccando questa parte della banda, è possibile creare punti ciechi per gli insetti, ridurne l'attività, proteggere le colture dai parassiti e ridurre la trasmissione dei virus. In questa parte della banda della luce visibile, è possibile rafforzare questa parte della banda nell'area lontana dalle colture per interferire con la direzione d'azione degli insetti e proteggere le colture dall'infestazione.

Parassiti comuni nella struttura

Tra i parassiti più comuni nelle strutture di coltivazione ci sono tripidi, afidi, mosche bianche, minatori fogliari, ecc.

infestazione da tripidi

infestazione di afidi

infestazione di mosche bianche

infestazione da minatori fogliari

Soluzioni per il controllo spettrale di parassiti e malattie degli impianti

Lo studio ha rilevato che gli insetti sopra menzionati hanno abitudini di vita comuni. Le attività, il volo e la ricerca del cibo di questi insetti si basano sulla navigazione spettrale in una determinata banda, come gli afidi e le mosche bianche nella luce ultravioletta (lunghezza d'onda di circa 360 nm) e nella luce verde-gialla (520~540 nm) che possiedono organi recettori. Interferire con queste due bande interferisce con l'attività dell'insetto e ne riduce il tasso di riproduzione. I tripidi hanno anche una sensibilità visibile nella parte visibile della banda 400-500 nm.

La luce parzialmente colorata può indurre gli insetti ad atterrare, creando così condizioni favorevoli per attrarli e catturarli. Inoltre, un grado più elevato di riflettanza solare (oltre il 25% della radiazione luminosa) può impedire agli insetti di acquisire proprietà ottiche. Anche l'intensità, la lunghezza d'onda e il contrasto cromatico influenzano notevolmente il grado di risposta degli insetti. Alcuni insetti hanno due spettri visibili, ovvero UV e luce giallo-verde, mentre altri ne hanno tre, ovvero UV, luce blu e luce giallo-verde.

bande di luce sensibili visibili di insetti comuni

Inoltre, gli insetti nocivi possono essere disturbati dalla loro fototassi negativa. Studiando le abitudini di vita degli insetti, si possono adottare due soluzioni per il controllo dei parassiti. Una consiste nel modificare l'ambiente della serra nell'intervallo spettrale ostruibile, in modo che lo spettro della gamma attiva degli insetti contenuti nella serra, come la luce ultravioletta, sia ridotto a un livello molto basso, creando "cecità" per i parassiti in questa banda; in secondo luogo, nell'intervallo non ostruibile, si può aumentare la riflessione o la diffusione della luce colorata di altri recettori nella serra, disturbando così l'orientamento del volo e dell'atterraggio dei parassiti.

Metodo di blocco UV

Il metodo di blocco UV consiste nell'aggiungere agenti bloccanti UV al telo della serra e alla rete anti-insetti, per bloccare efficacemente le principali bande di lunghezza d'onda sensibili agli insetti nella luce che entra nella serra. In questo modo si inibisce l'attività degli insetti, si riduce la riproduzione dei parassiti e si riduce la trasmissione di parassiti e malattie tra le colture in serra.

Rete anti-insetti Spectrum

Una rete anti-insetto da 50 maglie (ad alta densità) non è sufficiente a fermare i parassiti solo per la sua dimensione. Al contrario, la maglia è più larga e la ventilazione è buona, ma i parassiti non possono essere controllati.

l'effetto protettivo della rete anti-insetti ad alta densità

Le reti anti-insetti spettrali bloccano le bande luminose sensibili dei parassiti aggiungendo additivi anti-ultravioletti alle materie prime. Poiché non si basa solo sulla densità delle maglie per il controllo dei parassiti, è anche possibile utilizzare una rete anti-insetti a maglie più basse per ottenere un migliore effetto di controllo degli insetti. In altre parole, garantendo una buona ventilazione, si ottiene anche un controllo efficiente degli insetti. Pertanto, viene risolta anche la contraddizione tra ventilazione e controllo degli insetti nelle strutture di coltivazione, soddisfacendo entrambi i requisiti funzionali e raggiungendo un relativo equilibrio..

Dalla riflettanza della banda spettrale sotto la rete spettrale per il controllo degli insetti a 50 maglie, si può osservare che la banda UV (la banda fotosensibile dei parassiti) viene fortemente assorbita e la riflettanza è inferiore al 10%. Nell'area delle finestre di ventilazione della serra dotate di tali reti spettrali per il controllo degli insetti, la visione degli insetti è quasi impercettibile in questa banda.

mappa di riflessione della banda spettrale della rete spettrale degli insetti (50 mesh)

reti anti-insetti con diversi spettri

Per verificare l'efficacia protettiva della rete anti-insetto con spettro spettrale, i ricercatori hanno condotto test pertinenti, ovvero, nell'orto di produzione di pomodori, sono state selezionate reti anti-insetto ordinarie da 50 maglie, reti anti-insetto spettrali da 50 maglie, reti anti-insetto ordinarie da 40 maglie e reti anti-insetto spettrali da 40 maglie. Reti anti-insetto con prestazioni e densità di maglia diverse sono state utilizzate per confrontare i tassi di sopravvivenza di mosche bianche e tripidi. In ogni conteggio, il numero di mosche bianche sotto la rete anti-insetto con spettro spettrale da 50 maglie era il più basso, mentre il numero di mosche bianche sotto la rete ordinaria da 40 maglie era il più alto. Si può chiaramente osservare che, a parità di numero di maglie delle reti anti-insetto, il numero di mosche bianche sotto la rete anti-insetto spettrale è significativamente inferiore rispetto a quello sotto la rete ordinaria. A parità di numero di maglie, il numero di tripidi sotto la rete anti-insetto spettrale è inferiore a quello sotto la rete anti-insetto ordinaria, e persino il numero di tripidi sotto la rete anti-insetto spettrale da 40 maglie è inferiore a quello sotto la rete anti-insetto ordinaria da 50 maglie. In generale, la rete anti-insetto spettrale può comunque avere un effetto anti-insetto più forte rispetto alla rete anti-insetto ordinaria a maglie alte, garantendo al contempo una migliore ventilazione.

l'effetto protettivo delle reti anti-insetto con diverso spettro di maglie e delle normali reti anti-insetto

Contemporaneamente, i ricercatori hanno condotto un altro esperimento, utilizzando reti anti-insetto ordinarie da 50 maglie, reti anti-insetto spettrali da 50 maglie e reti anti-insetto ordinarie da 68 maglie per confrontare il numero di tripidi nella serra per la produzione di pomodori. Come mostrato nella figura 10, la stessa rete anti-insetto ordinaria da 68 maglie, grazie alla sua elevata densità di maglie, ha un effetto significativamente superiore rispetto a quello della rete anti-insetto ordinaria da 50 maglie. Tuttavia, la stessa rete anti-insetto spettrale a bassa densità di maglie da 50 maglie ha un numero inferiore di tripidi rispetto alla rete anti-insetto ordinaria da 68 maglie.

confronto del numero di tripidi sotto diverse reti anti-insetti

Inoltre, testando la rete anti-insetto ordinaria da 50 maglie e la rete anti-insetto spettrale da 40 maglie con due diverse prestazioni e diverse densità di maglia, confrontando il numero di tripidi per pannello adesivo nell'area di produzione dei porri, i ricercatori hanno scoperto che anche con maglie più basse, il numero di reti spettrali ha un effetto anti-insetto più efficace rispetto alle reti anti-insetto ordinarie con maglie più alte.

confronto del numero di tripidi sotto diverse reti di controllo degli insetti in produzione

il confronto effettivo dell'effetto anti-insetto della stessa rete con prestazioni diverse

 Pellicola repellente per insetti spettrale

Le normali pellicole di copertura per serre assorbono parte della luce UV, che è anche la causa principale del loro invecchiamento accelerato. Gli additivi che bloccano la banda UVA sensibile agli insetti vengono aggiunti alla pellicola di copertura per serre attraverso una tecnologia esclusiva e, con la premessa di garantire che la normale durata della pellicola non venga compromessa, viene realizzata una pellicola con proprietà anti-insetto.

effetti della pellicola anti-UV e della pellicola ordinaria sulle popolazioni di mosche bianche, tripidi e afidi

Con l'aumentare del periodo di semina, si può osservare che il numero di parassiti sotto la pellicola tradizionale aumenta notevolmente rispetto a quello sotto la pellicola con filtro UV. È importante sottolineare che l'uso di questo tipo di pellicola richiede ai coltivatori di prestare particolare attenzione alle aperture di ingresso, uscita e ventilazione durante il lavoro giornaliero in serra, altrimenti l'efficacia della pellicola sarà ridotta. Grazie all'efficace controllo dei parassiti da parte della pellicola con filtro UV, l'uso di pesticidi da parte dei coltivatori è ridotto. Nella piantumazione di eustoma in serra con pellicola con filtro UV, sia il numero di minatori fogliari, tripidi, mosche bianche che la quantità di pesticidi utilizzati sono inferiori rispetto a quelli della pellicola tradizionale.

Confronto tra l'effetto della pellicola anti-UV e della pellicola ordinaria

confronto dell'uso di pesticidi in serra utilizzando pellicole anti-UV e pellicole ordinarie

Metodo di interferenza/intrappolamento del colore chiaro

Il tropismo cromatico è la caratteristica degli organi visivi degli insetti di evitare colori diversi. Sfruttando la sensibilità dei parassiti a un certo spettro visibile colorato, si interferisce con la direzione di destinazione dei parassiti, riducendo così il danno dei parassiti alle colture e l'uso di pesticidi.

Interferenza di riflessione della pellicola

Durante la produzione, il lato giallo del film giallo-marrone è rivolto verso l'alto e parassiti come afidi e mosche bianche si depositano in gran numero sul film grazie alla fototassi. Allo stesso tempo, la temperatura superficiale del film è estremamente elevata in estate, uccidendo un gran numero di parassiti che aderiscono alla superficie, riducendo così i danni causati alle colture da tali parassiti che si attaccano disordinatamente alle colture. Il film grigio-argento sfrutta il tropismo negativo di afidi, tripidi, ecc. per colorare la luce. Coprire le serre destinate alla coltivazione di cetrioli e fragole con un film grigio-argento può ridurre efficacemente i danni di questi parassiti.

utilizzando diversi tipi di pellicola

effetto pratico della pellicola giallo-marrone nell'impianto di produzione del pomodoro

L'interferenza di riflessione della rete parasole colorata

Coprire la serra con reti parasole di diversi colori può ridurre i danni alle colture sfruttando le caratteristiche di luce e colore dei parassiti. Il numero di mosche bianche presenti nella rete gialla era molto più alto rispetto a quello presente nella rete rossa, blu e nera. Il numero di mosche bianche nella serra coperta con la rete gialla era significativamente inferiore rispetto a quello presente nella rete nera e bianca.

analisi della situazione del controllo dei parassiti mediante reti parasole di diversi colori

Interferenza di riflessione della rete parasole riflettente in foglio di alluminio

La rete riflettente in alluminio è installata sul lato della serra e riduce significativamente il numero di mosche bianche. Rispetto alla normale rete anti-insetto, il numero di tripidi è stato ridotto da 17,1 teste/m.²a 4,0 teste/m².

l'uso di una rete riflettente in foglio di alluminio

Pannello adesivo

In fase di produzione, le tavole gialle vengono utilizzate per intrappolare ed eliminare afidi e mosche bianche. Inoltre, i tripidi sono sensibili al blu e hanno forti tassi blu. In fase di produzione, le tavole blu possono essere utilizzate per intrappolare ed eliminare tripidi, ecc., basandosi sulla teoria dei tassi di colore degli insetti nel design. Tra questi, il nastro con bersaglio o motivo è più attraente per attirare gli insetti..

nastro adesivo con bersaglio o motivo

Informazioni sulla citazione

Zhang Zhiping. Applicazione della tecnologia di controllo spettrale dei parassiti nelle strutture [J]. Tecnologia di ingegneria agricola, 42(19): 17-22.