猪笼草滑移区表面结构参数表征与捕集滑板仿生设计

猪笼草(Nepenthes)叶笼滑移区因具有特殊的表面结构而对昆虫表现出良好的滑移功能。利用扫描电子显微镜和三维白光干涉表面形貌仪对滑移区表面结构进行了显微观测并提取了三维结构参数,结果表明滑移区表面主要由两端略向下弯曲的月骨体和致密无序排列的蜡质晶体组成。基于滑移区表面微结构及其三维参数,利用3DSMAX软件设计了蝗虫捕集滑板的表面结构,为具有良好滑移功能的蝗虫捕集滑板的制造提供了理论基础。     

蝗虫对蓝光偏振光和非偏振光的定向响应对比

为给蝗虫灾害光电诱导捕集治理技术中蝗虫诱导光场性质的确定及不同光场的筛选组合提供理论支持,利用LED光谱色非偏振光、蓝光偏振光和行为反应试验装置,进行了不同光照特性的蓝光偏振光场和光谱色非偏振光场对蝗虫定向选择的对比试验,探讨了不同光场对蝗虫定向选择行为影响的机理.结果表明:蓝光偏振光条件下,蝗虫对光谱色非偏振光的趋光定向响应以紫光最优;蝗虫对偏振光和紫光的趋光定向响应对比中,蝗虫对线偏振光和紫光选择的对比率差别最小;蝗虫对偏振光的趋光定向响应取决于偏振光的光照强度,对非偏振光的趋光定向响应取决于光谱色和光照强度;蝗虫敏感光谱色光照强度和蓝光偏振光光照强度对蝗虫趋光响应敏感临界点的差别程度是影响其趋光定向响应选择差异的原因,但就光场光照性质而言,蝗虫敏感光谱色及其光照强度是提高蝗虫诱导率的关键因素.     

LED杀虫灯诱杀果园昆虫测试

依据果园昆虫生物群落的趋光特性,利用研制的LED光源及控制系统,进行了LED光源波谱光照强度、频闪、调控光照对果园昆虫诱导效果测试,并分析了影响果园昆虫群落趋光上灯及维持的因素。结果表明:鳞翅目和鞘翅目害虫敏感波段为蓝紫波段,小型昆虫为蓝绿波段,益虫为紫光波段,且大部分果园害虫倾向于弱光,而鞘翅目害虫倾向于强光;果园害虫视觉系统对夜间微弱光的依赖性,其趋光行为具有易激发性,而其趋光视觉敏感光谱决定了趋光感知的程度,光照强度影响了趋光上灯行为的强度和趋光激发范围的程度;亮3min灭1min、光源光照强度为950lx的25W蓝紫光的亮灭周期调控开关效应,可有效抑制昆虫视觉对连续光刺激的适应性及趋光惰性,诱杀果园害虫的总体效果相对较好,相比于同类产品,理论节电达到25%,且能有效调控及维持果园害虫生物群落,然而,果园害虫趋光视觉刺激的最佳性频闪频率及调控光照刺激周期,对果园害虫的诱杀效果及机理,尚需进一步研究。     

波谱光照效应对西花蓟马趋光响应变化的影响

为明确光致西花蓟马视响应效应特征及光致影响效应,获得蓟马光生物响应效应的致变因素,研制蓟马类害虫光推拉防控机具,在光源能量相同及增强条件下,测试西花蓟马对560、520、405、365 nm单光及其组合光的视响应变化,分析蓟马视响应效应变化的光照因素,探讨蓟马光响应影响机制.结果表明,单波长及组合波长光传导特异性光照强度(光照度及光能量),诱发趋光响应蓟马产生光适性、视趋性光行为特征,源于蓟马生物响应的光异质调控差异性,且波谱的光能刺激效应的影响性显著.光源能量相同,单光中蓟马对365 nm光的视响应敏感性最强而视滞敏感性最弱,组合光中蓟马对365 nm与520 nm光的视响应敏感性最强而对365 nm与560 nm光的视滞性相对最弱,单光中365 nm而组合光中365 nm与560 nm的光致视趋敏感性最优.光源能量增强,蓟马视响应及视滞敏感性单波谱光照强度发生变化,而组合光抑制蓟马视响应及视滞敏感性,560 nm光显著抑制而其余光增强蓟马视趋敏感性,且单光中365 nm光和组合光中365 nm与405 nm光增效性最强.光致蓟马的趋光性视响应中,35 mW/cm2下365 nm与520 nm光中敏感性最强、70 mW/cm2下365 nm光中次之,光致蓟马生物效应变化产生的应激效应引起光适性,且140 mW/cm2下365 nm与405 nm光调控性最弱而560 nm光致性最强,但发光生热效应是蓟马产生光趋近行为的诱因,且140 mW/cm2下365 nm光中蓟马趋近敏感性最强、365 nm与560 nm光中次之,源于波谱发光生热效应差异及光致蓟马生物效应的行为调节差异.本研究结果可为害虫灯光防控机具研制及昆虫趋光影响机制确定提供理论支撑.     

蝗虫对光谱光照特性趋光反应的对比及数学分析

为给蝗虫灾害光电诱导机械化捕集技术中诱导光源光照参数的选取及设计提供技术支持,该文利用LED光源和自制的行为反应试验装置采用对比试验法,进行了蝗虫趋光选择最佳的光谱优选,并测试了蝗虫趋光行为反应的光照阈值,探讨了不同光谱和光照度对蝗虫趋光行为影响的机理。结果显示：相同光照度条件下,蝗虫对紫光（405?nm）的内在趋光反应率最高,对紫绿蓝（520+465+405?nm）组合光的反应次之;蝗虫对紫（405?nm）、绿（520?nm）、蓝（465?nm）及组合光的趋光反应率数学模型求解表明,蝗虫对不同光谱的趋光反应存在最高趋光光照度值和最低灵敏光照度值,其中紫光对二者的光照度最低;蝗虫的趋光响应受光谱和光照度的影响,在绿、紫、蓝光谱组合的光照度值内提高光照强度可达到蝗虫对紫光反应的逼近效果。     

偏振波谱光态矢量光照参量对东亚飞蝗偏光响应效应的影响

为明确偏振波谱光态光照参量对蝗虫趋偏响应效应的影响作用,获取蝗虫偏振诱导光场的技术特征,研制蝗虫偏振诱导光源,利用蝗虫偏光响应试验装置测试了蝗虫对紫、蓝部分偏光及线偏光的响应特征,以此优选波谱偏振光态矢量的作用模式,分析偏振波谱光态光照参量对蝗虫偏光响应机制的影响,探讨蝗虫偏光波谱矢量敏感模式变化的原因。结果表明,部分偏光中,紫波谱未引起而蓝波谱导致蝗虫视响应与视趋性敏感矢量发生改变;线偏光中,紫、蓝波谱均影响蝗虫趋偏响应效应的矢量敏感模式,且波谱相同,部分偏光矢量置向模式对蝗虫的操控诱导、视趋强度的调控性优于线偏光,而偏振矢量光态相同,紫波谱的作用效果强于蓝波谱。蝗虫趋偏响应效应与偏振波谱、偏振光态的异质作用效应有关,且线偏紫波谱120°左右置向矢量对蝗虫的诱导效果最强(94.5%),而紫波谱部分偏光左60°及右150°矢量对蝗虫视趋强度的作用效果最强(68.5%);部分偏光矢量置向模式的作用效果与波谱光致性视敏偏振效应有关,且蓝波谱中偏振度越高而光照度越低,矢量模式的操控诱导性越强,紫波谱中偏振度越低而光照度越强,矢量模式对蝗虫趋偏聚集程度的作用效果越强。从而,线偏与部分偏光不同矢量光照交替刺激模式可提高蝗虫趋偏响应敏感性。     

光温耦合效应对蝗虫趋光增益的影响（英）

为给蝗虫灾害光电诱导捕集治理技术中蝗虫趋光增益性热源温度参数的确定及光温耦合调控效应的有效实施提供技术支持,该文利用LED光源、温控加热装置和行为反应试验装置,采用对比试验法进行蝗虫趋光增益性热源温度的优选,探讨光温耦合效应与环境温度作用对蝗虫趋光增益行为影响的机理。结果显示：热源温度高低、光谱色光照、环境温度及蝗虫昼行夜伏性活动规律影响夜间蝗虫对光温耦合效应的选择,热源温度于蝗虫的趋光响应具有增益效应,其中以65℃热源温度于蝗虫的趋光增益作用最佳;同一时间段内,蝗虫对紫光与65℃热源温度耦合效应的选择最优;热源温度对蝗虫的光温诱导起增益群集作用,而光谱色光照对蝗虫诱导起主要作用。该项目的开展对于蝗虫光电诱导捕集机械化技术中在确定温度增益调控参数以及诱导区域内光温耦合效应对蝗虫诱导率的评估可提供实践指导参考。     

光谱光照调控组合性光源激发蝗虫趋光效果试验

针对蝗虫趋光选择性、蝗虫趋光辨识敏感性、频闪交变光照对蝗虫趋光增益特点,利用所研制的阵列条纹调控光照光源,对比优选了蝗虫趋光良好的光谱光照调控组合模式,进行了蝗虫趋光诱导试验,探讨了蝗虫趋光效应激发的机理。结果表明：阵列条纹光谱光照调控组合具有强化蝗虫趋光视觉增益、调控蝗虫趋光视动增效、激发蝗虫趋光聚集效应、削弱蝗虫趋光惰性的功效;蝗虫趋光响应激发效果由阵列条纹光谱光照能量及其调控光照组合方式决定;蝗虫对发光间隔为30ms的阵列频闪紫光与发光周期为640ms的竖条纹交变绿紫蓝光组合光照的趋光响应相对最优。调控光照光源激发饲养棚内蝗虫趋光效果结果表明:20：00~23：00,其调控激发蝗虫趋光效果良好, 光照至24：00,蝗虫趋光总响应率及聚集率分布达到了80%±5%和50%±5%,然而,蝗虫的生物习性及智慧性、蝗虫夜间活力降低的趋光惰性、环境因素、LED光源调控性光照强度增强的限制等制约蝗虫的趋光效应。     

东亚飞蝗光电诱导的气吸捕集效应研究

为给蝗虫趋光捕集装置的研制提供技术支持,利用光照作用下蝗虫气吸滑移捕集试验装置,测试了蝗虫趋光气吸滑移捕集效果,分析了蝗虫趋光响应原因,探讨了蝗虫趋光气吸滑移捕集机理。结果表明：蝗虫视觉定向有效激发的光照诱导信息是蝗虫趋光响应的前提,频闪交变光照有效控制蝗虫行为取向、增强蝗虫趋光视觉敏感性及激发视觉敏锐性是其趋光响应的诱因,且蝗虫趋光视觉活性效应激发基础上,频闪交变偏振光强化蝗虫趋光视觉行为响应的敏感性,蝗虫响应偏振恒定光照的弱敏感性可通过提高光照强度来增强;6 m·s-1捕集入口负压风速气吸趋光蝗虫捕集进入的有效实现,需要蝗虫趋光敏感行为的激发,且在0～50 mm距离内增效显著,可有效激发蝗虫生物摩擦控制的趋光调控行为敏感性,加速蝗虫趋光滑移捕集行为的实现;6 m·s-1捕集入口负压风速、15°倾斜调控光照形成的偏振光可有效促使30°滑移面上蝗虫视觉敏感响应,弱化蝗虫滑移摩擦控制效应,增强趋光捕集行为调控强度,增效趋光捕集效果,相应趋光捕集率达到85%。     

蝗虫对蓝波谱不同偏光属性刺激效应的视偏响应效应测定

为明确蝗虫对蓝光视励光质及其偏光的视敏响应差异性,获得蝗虫视敏激励性光电诱导信息及蝗虫诱导光源设计参数,针对蝗虫群体对蓝光及其偏光不同光质刺激属性的视响应效应测试试验,确定了蝗虫视敏视励响应良好的光特征和光信息强化措施。结果表明:线偏蓝光照中,线偏光起偏效应决定蝗虫视响应程度的矢敏性、线偏光照度制约蝗虫的视趋强度及视聚集效果,且较弱光照中偏振片线偏光质的视激性较优,而退偏蓝光照中,蓝光光照强度决定蝗虫视趋强度的视励性及视聚集的视敏性,且偏振度及E-矢量光照度呈现强化或抑制蝗虫偏光敏感响应的交互作用效应;线偏及退偏光照度增强,抑制蝗虫对较强光照退偏光的视聚集效应并呈现偏光E-矢量的矢敏响应差异,且弱光照线偏光及退偏0°矢量的视响应程度较优,采取竖条纹与偏光耦合强化偏光激励信息、降低偏光光照度优化视敏视励信息,相对于100 lx偏光,引起视敏性矢量发生变化且其120°矢量敏感性较强,但视趋强度及视聚集效果以10 lx时330°退偏光最优;蝗虫对退偏光的视趋强度及视聚集效果与偏振度及视励信息、偏光光照度分别呈正负相关性,且蝗虫对10 lx偏光的视响应效应呈现矢量变化的弦函响应变化规律,结果表明蝗虫在弱光照蓝偏光中具有E-矢量的偏敏响应模式及视偏响应最强矢量,则利用10 lx的30°及330°蓝偏光与100 lx时线偏蓝光或10 lx的0°蓝偏光耦合效应,可有效提高蝗虫视偏响应效果。