基本信息
- 项目名称：
- 治理蔬菜害虫的绿色生物技术
- 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：
- 本项目利用现代化学生态学最新科研成果，开发治理蔬菜害虫的绿色生物信息素技术，并结合使用光诱等其它无公害技术，取代传统的化学农药，来综合治理农业害虫。其基本策略是利用昆虫成虫性成熟时释放性信息素引诱异性成虫的原理，用人工合成的害虫性信息素干扰田间害虫的雌雄交配，降低下代种群数量。
- 详细介绍：
- 1 项目背景 人类与病虫害的征战已有相当长久的历史。20世纪的两次世界大战后，化学农药得到了迅猛发展，特别是DDT、六六六和有机磷化合物等一批高效广谱杀虫剂的大量推广使用，极大地强化了人类对害虫的征战能力，产生了巨大的经济效益。但是，由于人们过分依赖化学农药，甚至将化学农药作为害虫防治的唯一方法，一系列的严重后果在20世纪60年代逐渐显现出来。突出的是3R问题：害虫抗药性（resistance)，农药残留（residue)，害虫再猖獗（resurgence)。而且，滥用化学农药破坏了自然生态平衡，已使环境质量激剧恶化，直接危害了人类健康和生活环境。 2 项目目的 昆虫信息素是昆虫之间进行交流的化学分子语言。信息素可以划分为不同种类，它们分别调控昆虫的不同行为。其中，调控昆虫雌雄性引诱的性信息素最为重要，因为这类信息素既敏感又专一。欧美发达国家的经验表明，昆虫信息素可以作为害虫综合治理(IPM)的一个重要手段，很好地加强了害虫治理效果。 龙城绿翼创新团队非常关注化学农药对我国环境保护和人民健康的负面影响，思考使用非化学农药来治理虫害的对策，最后将昆虫信息素作为创新研究的课题。创新团队积极地用自己所学的知识和技能，来研究和开发针对江苏省主要农业害虫的信息素技术和产品。创新团队把重点放在蔬菜害虫的治理上，特别是针对在常州地区危害严重的斜纹夜蛾。斜纹夜蛾（Spodoptera litura）为杂食性害虫，其寄主植物包括44科112种，年发生8～11代，是目前农业重要害虫之一。斜纹夜蛾个体大，繁殖力强，成群迁移危害农作物，且栖息地隐蔽，导致防治工作十分困难。 创新宗旨是利用现代化学生态学最新科研成果，开发治理害虫的生物信息素技术和产品，并结合使用其它无公害技术，取代传统的化学农药，来综合治理农业害虫，从而达到保护环境，造福人民的目的。 3 项目的基本思路 第一阶段：开发蔬菜主要害虫的性信息素产品，针对常州地区害虫发生的特点，研究开发害虫性信息素产品，并进行田间试验； 第二阶段：结合光源，加强诱捕效果。在以性信息素为主体的基础上，通过太阳能发电，运用紫外光源进行双重诱捕，既捕捉雄性成虫，又可以捕捉雌性成虫和其他害虫，提高了捕虫效率； 第三阶段：综合评估双重诱捕的实际效果。 4 项目的创新点 本项目以害虫信息素为基础，并利用害虫趋光性的特点，结合灯光诱捕，对蔬菜主要害虫斜纹夜蛾进行无公害治理，效果显著，甚至可以完全不使用化学农药。害虫信息素引诱雄性害虫，再加以紫外光源，对雌性害虫和其他害虫也有引诱作用。 5 项目的技术关键 利用斜纹夜蛾的性信息素，干扰并阻断它们雌雄虫之间的正常交配活动，使之无法繁衍下代，显著降低其种群密度，以达到防止目的。 (1)高纯度斜纹夜蛾性信息素组分的合成方法和性诱剂的配方； (2)太阳能发电，利用紫外光源以达到引诱雌虫和其他害虫的目的。 6 项目的主要技术指标 (1)诱芯的持效期可达到30天左右； (2)每亩菜地只需要放置一套诱捕装置，一个月内平均每个诱捕器可捕获斜纹夜蛾成虫2.3万头； (3)蔬菜生长期内，可减少农药使用5～7次，降低化学农药使用量50%以上。 7 科学性及先进性 化学农药对于治理害虫，保障国民经济发展发挥着重要的作用。但是，其所带来的问题和危害，也日益严重，突出的是3R问题，即害虫抗药性（resistance)、农药残留（residue)和害虫再猖獗（resurgence)。而且，滥用化学农药破坏了自然生态平衡，已使环境质量激剧恶化，直接危害了人类健康和生活环境。 本项目是高科技仿生产品，相对于传统的化学农药，具有以下独特优势： (1)无毒害性：在使用时，信息素并不直接接触植物，不会有残留或污染问题； (2)高效性：害虫对信息素极其敏感，在使用时，仅需微量即可见效；(3)无抗药性：因为信息素是从害虫体内挥发出来的内源性物质； (4)兼容性：操作简单，成本合理，同时可以与其他防治技术相兼容， 不会影响防治效果； (5)准确性：准确预测预报害虫发生的地点和范围，并及时评估治理结果。 自2010年7月1日到11月9日，我们对斜纹夜蛾诱芯配方进行了田间诱捕试验，试验地点选在常州市新北区的菜根香蔬菜基地，戚墅堰区的水庄底、陈寺庙、陈家塘，以及天宁区的勤丰蔬菜基地。以上菜地的主要作物有上海青、豇豆、茄子、毛豆、四季豆。试验结果表明，我们配制的斜纹夜蛾性诱剂具有十分显著的诱捕作用，且显示出良好的治理效果。 利用斜纹夜蛾的性信息素引诱雄性害虫，为提高诱虫效率，加以紫外光源，从而对雌性害虫和其他害虫也有引诱作用。 8 性信息素产品的技术特点和优势 异性害虫对性信息素高度敏感，本项目所研发的斜纹夜蛾性信息素产品生物活性高，具有诱捕效果好、投入成本低、简便易行和对环境友好等特点。结合光诱后，起到双重诱捕的作用，在诱捕斜纹夜蛾雄性成虫的基础上，实现对雌虫和其它害虫的诱捕，提高诱捕效率。 性信息素是从害虫体内挥发出来的内源性物质，无抗药性。性信息素产品并不直接接触植物，不会有残留和污染问题，害虫对性信息素极其敏感，田间使用时，仅需微量即可见效。实施过程中操作简单，成本合理，既可以与其他防治技术相兼容，不会影响防治效果，又可以准确测报害虫发生的地点和范围，有助于及时选择合适的防治措施。 与现有产品相比，我们产品有利于提高害虫监测预警和防治水平，显示了其在无公害蔬菜和绿色蔬菜生产中的广阔应用前景。 9 斜纹夜蛾性产品的使用说明 性诱剂产品装置 打开诱芯包装袋，取出一枚诱芯（无需剪口），将诱芯嵌入黑色的诱芯柄，然后沿着上盖正中央的孔位插入诱捕器内。 将塑料瓶连接于诱捕器下端的接虫口。 将诱捕器上盖边沿的套环从立杆的顶端穿入后，用螺丝固定（诱捕器顶部离地面的高度不低于80厘米）。 10 适用范围 (1) 主要城市的蔬菜和水果基地； (2) 蔬菜和经济林种植大户(百亩以上)； (3) 经济发达地区的生态农业区和旅游观光农业 11 市场前景分析及经济效益预测 本项目在江苏省，乃至全国主要有机农产品实验区和无公害蔬菜基地推广应用后，将会大幅度地削减化学农药的使用量，极大地改善农产品的品质，提高核心竞争力，既推动了地方绿色经济产业的发展，又促进我国现代农业产业进一步发展，形成一个新的具有重大经济效益和社会效益的产业。
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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
- 1 目的 昆虫信息素是昆虫之间进行交流的化学分子语言。其中，调控昆虫雌雄性引诱的性信息素最为重要，因为这类信息素既敏感又专一。 龙城绿翼创新团队非常关注化学农药对我国环境保护和人民健康的负面影响，思考使用非化学农药来治理虫害的对策，因此决定将昆虫信息素作为创新研究的课题，来研究和开发针对江苏省主要农业害虫的信息素技术，特别是针对在常州地区危害严重的斜纹夜蛾。 2 基本思路 第一阶段：针对常州地区害虫发生的特点，研究开发蔬菜主要害虫斜纹夜蛾性信息素产品，并进行田间试验； 第二阶段：在以性信息素为主体的基础上，运用紫外光源进行双重诱捕，既捕捉雄性成虫，又捕捉雌性成虫和其他害虫，以提高捕虫效率； 第三阶段：综合评估双重诱捕在害虫治理方面的田间实际效果。 3 创新点 本项目以害虫性信息素为基础，并利用害虫趋光性的特点，结合灯光诱捕，对蔬菜主要害虫进行无公害治理，效果显著，甚至可以完全不使用化学农药。 4 技术关键 (1)高纯度斜纹夜蛾性信息素组分的合成方法和性诱剂的配方； (2)太阳能发电，利用紫外光源以达到引诱雌虫和其他害虫的目的。 5 主要技术指标 (1)诱芯的持效期可达到30天左右； (2)每亩菜地只需要放置一套诱捕装置，一个月内平均每个诱捕器可捕获斜纹夜蛾成虫2.3万头； (3)蔬菜生长期内，可减少农药使用5～7次，降低化学农药使用量50%以上。
科学性、先进性
- 目前滥用化学农药破坏了自然生态平衡，直接危害着人类健康和生活环境。 本项目是高科技仿生产品，相对于传统的化学农药，具有以下独特优势： (1)无毒害性：信息素不直接接触植物，不会有残留或污染问题； (2)高效性：害虫对信息素极其敏感，仅需微量即可见效； (3)无抗药性：信息素是从害虫体内挥发出来的内源性物质； (4)兼容性：可以同时与其他防治技术相兼容，不会影响防治效果； (5)准确性：准确预测预报害虫发生的地点和范围，并及时评估治理结果。 自2010年7月1日到11月9日，我们对斜纹夜蛾诱芯配方进行了田间诱捕试验，试验地点选在常州市新北区的菜根香蔬菜基地，戚墅堰区的水庄底、陈寺庙、陈家塘，以及天宁区的勤丰蔬菜基地。以上菜地的主要作物有上海青、豇豆、茄子、毛豆、四季豆。试验表明，我们配制的斜纹夜蛾性诱剂具有显著的诱捕作用，显示出良好的治理效果。 在利用斜纹夜蛾的性信息素引诱雄性害虫的基础上，加以紫外光源，从而对雌性害虫和其他害虫也有引诱作用。
获奖情况及鉴定结果
- 在2011年常州大学大学生课外学术科技作品竞赛中获科技发明制作B类一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术使用权转让或专利独家许可实施
作品可展示的形式
- 实物、产品 图纸 图片 录像 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
- 1 斜纹夜蛾性产品的使用说明 诱捕器上盖边沿的套环从立杆的顶端穿入后，用螺丝固定，将诱芯嵌入黑色的诱芯柄插入诱捕器，塑料瓶连接于诱捕器下端的接虫口。 紫外光源置于桶型诱捕器中。 2 性信息素产品的技术特点和优势 性信息素是从害虫体内挥发出来的内源性物质，无抗药性。没有残留和污染问题，田间使用时，仅需微量即可见效，操作简单，成本合理，既可以与其他防治技术相兼容，又可以准确测报害虫发生的地点和范围，有助于及时选择合适的防治措施。 3 适用范围 (1) 主要城市的蔬菜和水果基地； (2) 蔬菜和经济林种植大户(百亩以上)； (3) 经济发达地区的生态农业区和旅游观光农业区。 4 市场前景分析及经济效益预测 本项目在江苏省，乃至全国主要有机农产品实验区和无公害蔬菜基地推广应用后，将会大幅度地削减化学农药的使用量，极大地改善农产品的品质，提高核心竞争力，既推动地方绿色经济产业的发展，又促进我国现代农业产业进一步发展。
同类课题研究水平概述
- 随着生物技术在现代农业中的广泛运用，国内外研究机构和企业纷纷把目光集中到新型治虫产品开发上来，希冀研发出高品质、高附加值、无公害的治虫技术和产品。目前市场上出现的杀虫灯等环保型产品，具有敌友不分，害虫和益虫一并杀灭，不利于生态平衡等特点，在一定程度上也限制了大面积的推广使用。本项目所开发以信息素为基础的IMP（害虫综合治理）产品是高技术产品，具有国际领先水平的技术，在市场竞争中具有明显的比较优势。尤其是开发的生物信息素产品，其有效成分数量微小但高效，使用时，无需喷洒在农作物上，无农药残留，对害虫的选择性高，诱杀力强，但对农作物、土壤、水质以及环境不会产生污染。 信息素产品在国际上被广泛用于害虫治理, 在欧美日等发达国家的发展十分迅速，并已成为害虫综合治理(IPM)中不可缺少的技术和产品，取得了十分显著的治理效果。例如，在墨西哥，蛲虫(pinworm)是西红柿的主要害虫，一年收成中的四分之三毁于该害虫。试验表明，使用以生物信息素为主的综合治理技术后，西红柿的损失量可降低到30%。而在对照田地中，使用常规的化学杀虫剂来治理蛲虫，西红柿的损失量达到80%。现在，墨西哥的西红柿种植行业基本上都使用生物信息素技术。另外，信息素技术还大量使用在埃及的棉花种植业，西班牙的水稻种植业，澳洲和北美洲的桃和油桃种植业，以及欧洲的葡萄种植业。 在欧美，美国农业部 (USDA)、加州大学河滨分校、亚利桑那大学、康奈尔大学，有机英国洛桑试验站等机构和大学在信息素研究方面处于国际领先水平。在中国，中科院北京动物所等两三家单位在某些害虫的信息素研究方面作了深入的工作，但总体上与国际先进水平有一定的差距。近几年来，在北京、福建、浙江和湖北等省市有几个小型公司在进行信息素产品的开发，但产品都比较单一，规模很小。考虑到信息素技术的独特优越性，再加上中国农药残留问题的严重性，可以预计，信息素产品将有巨大的发展空间。
