טכנולוגיית הנדסה חקלאית מקורית של ג'אנג ז'יפינג לגננות חממות 26/08/2022 17:20 פורסם בבייג'ינג

סין גיבשה תוכנית למניעה ובקרה ירוקה ולמניעת צמיחה אפסית של חומרי הדברה, וטכנולוגיות חדשות המשתמשות בפוטוטקסיות חרקים לשליטה במזיקים חקלאיים קודמו ויושמו באופן נרחב.

עקרונות טכנולוגיית הדברה ספקטרלית

הדברת מזיקים באמצעות טכניקות ספקטרוסקופיות מבוססת על המאפיינים הפיזיולוגיים של סוג חרקים. לרוב החרקים יש טווח אורכי גל משותף הנראה, חלק אחד מרוכז בפס ה-UVA הבלתי נראה, והחלק השני נמצא בחלק האור הנראה. בחלק הבלתי נראה, מכיוון שהוא נמצא מחוץ לטווח האור הנראה והפוטוסינתזה, פירוש הדבר שהתערבות המחקר בחלק זה של הפס לא תשפיע על העבודה והפוטוסינתזה של הצמחים. החוקרים מצאו כי על ידי חסימת חלק זה של הפס, ניתן ליצור נקודות עיוורות לחרקים, להפחית את פעילותם, להגן על גידולים מפני מזיקים ולהפחית את העברת הנגיפים. בחלק זה של פס האור הנראה, ניתן לחזק חלק זה של הפס באזור הרחוק מהגידולים כדי להפריע לכיוון הפעולה של החרקים ולהגן על הגידולים מפני נגיעות.

מזיקים נפוצים במתקן

מזיקים נפוצים במתקני שתילה כוללים תריפסים, כנימות, זבובים לבנים, כוררי עלים ועוד.

נגיעות תריפסים

נגיעות כנימות

התפשטות כנימות לבנות

התפשטות כורי עלים

פתרונות להדברה ספקטרלית של מזיקים ומחלות במתקנים

המחקר מצא כי לחרקים שהוזכרו לעיל יש הרגלי חיים משותפים. הפעילויות, המעוף וחיפוש המזון של חרקים אלה מסתמכים על ניווט ספקטרלי בפס מסוים, כגון כנימות וזבובי לב באור אולטרה סגול (אורך גל כ-360 ננומטר) ואור ירוק עד צהוב (520~540 ננומטר) בעלי איברי קליטה. התערבות בשני פסים אלה מפריעה לפעילות החרק ומפחיתה את קצב הרבייה שלו. לטריפסים יש גם רגישות נראית בחלק האור הנראה של פס ה-400-500 ננומטר.

אור צבעוני חלקית יכול לגרום לחרקים לנחות, ובכך ליצור תנאים נוחים למשיכת חרקים ולכידתם. בנוסף, רמה גבוהה יותר של החזרת שמש (מעל 25% מקרינת האור) יכולה גם למנוע מהחרקים לצרף תכונות אופטיות. כגון עוצמה, אורך גל וניגודיות צבע, משפיעים רבות גם הם על מידת תגובת החרקים. לחלק מהחרקים יש שני ספקטרומים גלויים, כלומר אור UV ואור צהוב-ירוק, ולחלקם שלושה ספקטרומים גלויים, שהם UV, אור כחול ואור צהוב-ירוק.

פסי אור רגישים גלויים של חרק נפוץ

בנוסף, חרקים מזיקים עלולים להיות מופרעים על ידי הפוטוטקסיה השלילית שלהם. על ידי לימוד הרגלי החיים של חרקים, ניתן לאמץ שני פתרונות להדברת מזיקים. האחד הוא שינוי סביבת החממה בטווח הספקטרלי החסום, כך שספקטרום הטווח הפעיל של החרקים הכלולים בחממה, כגון טווח האור האולטרה סגול, יופחת לרמה נמוכה מאוד, כדי ליצור "עיוורון" עבור המזיקים בטווח זה; שנית, עבור הטווח הלא חסום, ניתן להגביר את ההחזרה או הפיזור של אור צבעוני של קולטנים אחרים בחממה, ובכך להפריע לכיוון הטיסה והנחיתה של המזיקים.

שיטת חסימת UV

שיטת חסימת ה-UV היא על ידי הוספת חומרי חסימת UV לסרט החממה ולרשת החרקים, כדי לחסום ביעילות את פסי הגל העיקריים הרגישים לחרקים באור הנכנס לחממה. ובכך לעכב את פעילות החרקים, להפחית את רביית המזיקים ולהפחית את העברת המזיקים והמחלות בין הגידולים בחממה.

רשת חרקים ספקטרום

רשת אטומה לחרקים של 50 רשת (צפיפות רשת גבוהה) לא יכולה לעצור מזיקים רק על ידי גודל הרשת. להיפך, הרשת מוגדלת והאוורור טוב, אך לא ניתן לשלוט במזיקים.

אפקט ההגנה של רשת חרקים בצפיפות גבוהה

רשתות חרקים ספקטרליות חוסמות את פסי האור הרגישים של מזיקים על ידי הוספת תוספים לפסי אולטרה סגול לחומרי הגלם. מכיוון שלא רק צפיפות הרשת נמדדת כדי לשלוט במזיקים, ניתן גם להשתמש ברשת הדברת חרקים בעלת רשת נמוכה יותר כדי להשיג אפקט הדברה טוב יותר. כלומר, תוך הבטחת אוורור טוב, היא גם משיגה הדברה יעילה. לכן, הסתירה בין אוורור והדברת חרקים במתקן שתילה נפתרת, וניתן לעמוד בשתי הדרישות הפונקציונליות ולהשיג איזון יחסי..

מהחזרת הפס הספקטרלי מתחת לרשת הדברת חרקים ספקטרלית בעובי 50 רשת, ניתן לראות שפס ה-UV (הפס הרגיש לאור של מזיקים) נספג במידה רבה, וההחזרה נמוכה מ-10%. באזור חלונות אוורור חממות המצוידים ברשתות חרקים ספקטרליות כאלה, ראיית החרקים כמעט בלתי מורגשת בפס זה.

מפת השתקפות של הפס הספקטרלי של רשת חרקים ספקטרלית (50 רשת)

רשתות חרקים עם ספקטרום שונה

על מנת לאמת את ביצועי ההגנה של הרשת הספקטרלית נגד חרקים, החוקרים ביצעו בדיקות רלוונטיות, כלומר, בגינת גידול עגבניות, נבחרו רשתות רגילות נגד חרקים בקוטר 50, רשתות ספקטרליות נגד חרקים בקוטר 50, רשתות רגילות נגד חרקים בקוטר 40 ורשתות ספקטרליות נגד חרקים בקוטר 40. רשתות חרקים בעלות ביצועים שונים וצפיפויות רשת שונות שימשו להשוואת שיעורי ההישרדות של זבובי לב ותריפס. בכל ספירה, מספר הזבובי הלבנים תחת רשת הדברת חרקים בקוטר 50 היה הנמוך ביותר, ומספר הזבובי הלבנים תחת רשת רגילה בקוטר 40 היה הגדול ביותר. ניתן לראות בבירור שתחת אותו מספר רשתות של רשתות נגד חרקים, מספר הזבובי הלבנים תחת רשת ספקטרלית נגד חרקים קטן משמעותית מזה שמתחת לרשת רגילה. תחת אותו מספר רשת, מספר הטריפסים תחת רשת חסינת חרקים ספקטרלית קטן מזה שמתחת לרשת חסינת חרקים רגילה, ואפילו מספר הטריפסים תחת רשת חסינת חרקים ספקטרלית בעלת 40 רשת קטן מזה שמתחת לרשת חסינת חרקים רגילה בעלת 50 רשת. באופן כללי, לרשת חסינת חרקים ספקטרלית עדיין יכולה להיות השפעה חזקה יותר מפני חרקים מאשר לרשת חסינת חרקים רגילה בעלת רשת גבוהה, תוך הבטחת אוורור טוב יותר.

ההשפעה המגנה של רשתות חסינות חרקים בעלות ספקטרום רשתות שונות ורשתות חסינות חרקים רגילות

במקביל, החוקרים ערכו ניסוי נוסף, כלומר, באמצעות רשתות רגילות נגד חרקים בקוטר 50, רשתות ספקטרליות נגד חרקים בקוטר 50 ורשתות רגילות נגד חרקים בקוטר 68 כדי להשוות את מספר הטריפסים בחממה לגידול עגבניות. כפי שהראה תמונה 10, אותה רשת הדברת חרקים רגילה, 68, בשל צפיפות הרשת הגבוהה שלה, ההשפעה של רשת חסינת חרקים גבוהה משמעותית מזו של רשת רגילה נגד חרקים בקוטר 50. אבל אותה רשת ספקטרלית נגד חרקים בקוטר 50 ורשת נמוכה מכילה פחות טריפסים מאשר רשת רגילה נגד חרקים בקוטר 68 ורשת גבוהה.

השוואה בין מספר הטריפסים תחת רשתות חרקים שונות

בנוסף, בבדיקת רשת רגילה אטומה לחרקים בגודל 50 רשת ורשת ספקטרלית אטומה לחרקים בגודל 40 רשת עם שני ביצועים שונים וצפיפויות רשת שונות, בהשוואה למספר הטריפסים לכל לוח דביק באזור גידול הכרישה, מצאו החוקרים שגם עם רשת נמוכה יותר, למספר הרשתות הספקטרליות יש אפקט אטום לחרקים מצוין יותר בהשוואה לרשתות רגילות אטומות לחרקים בעלות רשת גבוהה יותר.

השוואה של מספר הטריפסים תחת רשתות שונות להדברת חרקים בייצור

ההשוואה בפועל של אפקט הוכחת החרקים של אותה רשת עם ביצועים שונים

 סרט דוחה חרקים ספקטרלי

סרט כיסוי רגיל לחממה יספוג חלק מגל האור ה-UV, וזו גם הסיבה העיקרית להאצת ההזדקנות של הסרט. התוספים החוסמים את רצועת החרקים הרגישה ל-UVA מתווספים לסרט כיסוי החממה באמצעות טכנולוגיה ייחודית, ותחת ההנחה של הבטחת פגיעה בחיי השירות הרגילים של הסרט, הוא מיוצר לסרט בעל תכונות עמידות בפני חרקים.

השפעות של סרט חסימת קרינת UV וסרט רגיל על אוכלוסיות כנימות, כנימות וזבובים לבנים

עם העלייה בזמן השתילה, ניתן לראות שמספר המזיקים תחת סרט רגיל גדל משמעותית בהשוואה לסרט חוסם UV. יש לציין כי השימוש בסוג זה של סרט דורש מהמגדלים לשים לב במיוחד לפתחי הכניסה והיציאה ולאוורור בעת עבודה בחממה היומית, אחרת אפקט השימוש של הסרט יופחת. בשל השליטה היעילה במזיקים על ידי סרט חוסם UV, השימוש בחומרי הדברה על ידי המגדלים מצטמצם. בשתילת צמחי אוסטומה במתקן, עם סרט חוסם UV, בין אם מדובר במספר כורכי העלים, הטריפסים, הזבובים הלבנים או כמות חומרי ההדברה המשמשים, קטן יותר מזה של סרט רגיל.

השוואה בין השפעת סרט חסימת UV לסרט רגיל

השוואה בין שימוש בחומרי הדברה בחממה באמצעות סרט חסימת UV וסרט רגיל

שיטת הפרעה/לכידה של צבעי אור

טרופיזם צבע הוא הימנעות מאפיינת איברי הראייה של חרקים מצבעים שונים. שימוש ברגישות של מזיקים לספקטרום צבעי מסוים מפריע לכיוון היעד של המזיקים, ובכך להפחית את נזק המזיקים לגידולים ולהפחית את השימוש בחומרי הדברה.

הפרעות השתקפות סרט

בייצור, הצד הצהוב של הסרט הצהוב-חום פונה כלפי מעלה, ומזיקים כמו כנימות וזבובי לבנים נוחתים על הסרט במספרים גדולים עקב פוטוטקסיס. במקביל, טמפרטורת פני השטח של הסרט גבוהה ביותר בקיץ, כך שמספר רב של מזיקים הנצמדים לפני השטח של הסרט נהרגים, ובכך מפחיתים את הנזק שנגרם לגידולים על ידי מזיקים כאלה הנצמדים באופן לא מסודר לגידולים. סרט אפור-כסף מנצל את הטרופיזם השלילי של כנימות, תריפסים וכו' כדי לצבוע את האור. כיסוי חממת שתילת מלפפונים ותותים בסרט אפור-כסף יכול להפחית ביעילות את נזקי המזיקים הללו.

שימוש בסוגים שונים של סרטים

השפעה מעשית של שכבה צהובה-חומה במתקן גידול עגבניות

הפרעות ההשתקפות של רשת שמשייה צבעונית

כיסוי רשתות שמשייה בצבעים שונים מעל החממה יכול להפחית את הנזק לגידולים על ידי שימוש במאפייני האור הצבעוניים של המזיקים. מספר הזבובים הלבנים ששהו ברשת הצהובה היה גבוה בהרבה מזה שברשת האדומה, הכחולה והשחורה. מספר הזבובים הלבנים בחממה המכוסה ברשת הצהובה היה קטן משמעותית מזה שברשת השחורה והלבנה.

ניתוח מצב הדברה באמצעות רשתות שמשייה בצבעים שונים

הפרעות השתקפות של רשת שמשיה מחזירת אור של רדיד אלומיניום

רשת רפלקטיבית מנייר אלומיניום מותקנת בצד החממה, ומספר הזבובים הלבנים מצטמצם משמעותית. בהשוואה לרשת רגילה נגד חרקים, מספר הטריפסים הצטמצם מ-17.1 ראשים/מ"ר.²עד 4.0 ראשים/מ"ר².

השימוש ברשת מחזירת אור של נייר אלומיניום

לוח דביק

בייצור, לוחות צהובים משמשים ללכידת והרגת כנימות וזבוב לבן. בנוסף, תריפסים רגישים לצמח כחול ויש להם גווני מונית כחולים חזקים. בייצור, ניתן להשתמש בלוחות כחולים ללכידת והרגת תריפסים וכו', בהתבסס על תיאוריית גווני המונית הצבעונית של חרקים בעיצוב. ביניהם, סרט עם עין שור או דוגמת חרקים מושך יותר חרקים..

סרט דביק עם עין שור או דוגמה

מידע על ציטוט

ג'אנג ז'יפינג. יישום טכנולוגיית הדברה ספקטרלית במתקן [J]. טכנולוגיית הנדסה חקלאית, 42(19): 17-22.