Zhang Zhiping (Asli) Rumah Kaca Hortikultura Teknologi Rekayasa Pertanian 2022-08-26 17:20 Diposting di Beijing

China telah merumuskan rencana pencegahan dan pengendalian hama yang ramah lingkungan serta pertumbuhan nol pestisida, dan teknologi baru yang menggunakan fototaksis serangga untuk mengendalikan hama pertanian telah dipromosikan dan diterapkan secara luas.

Prinsip-prinsip teknologi pengendalian hama spektral

Pengendalian hama dengan teknik spektroskopi didasarkan pada karakteristik fisiologis suatu kelas serangga. Sebagian besar serangga memiliki rentang panjang gelombang tampak yang sama, satu bagian terkonsentrasi pada pita UVA yang tidak terlihat, dan bagian lainnya berada pada bagian cahaya tampak. Pada bagian yang tidak terlihat, karena berada di luar rentang cahaya tampak dan fotosintesis, artinya intervensi penelitian pada bagian pita ini tidak akan berdampak pada aktivitas dan fotosintesis tanaman. Para peneliti menemukan bahwa dengan memblokir bagian pita ini, dapat menciptakan titik buta bagi serangga, mengurangi aktivitas mereka, melindungi tanaman dari hama, dan mengurangi penularan virus. Pada bagian pita cahaya tampak ini, dimungkinkan untuk memperkuat bagian pita ini di area yang jauh dari tanaman untuk mengganggu arah aksi serangga guna melindungi tanaman dari serangan hama.

Hama umum di fasilitas tersebut

Hama umum di fasilitas penanaman meliputi thrips, kutu daun, lalat putih, dan penggerek daun, dll.

serangan thrips

serangan kutu daun

serangan kutu putih

serangan hama pengerek daun

Solusi untuk pengendalian hama dan penyakit di fasilitas secara spektral.

Studi tersebut menemukan bahwa serangga-serangga yang disebutkan di atas memiliki kebiasaan hidup yang sama. Aktivitas, penerbangan, dan pencarian makanan serangga-serangga ini bergantung pada navigasi spektral dalam pita tertentu, seperti kutu daun dan lalat putih yang memiliki organ penerima dalam cahaya ultraviolet (panjang gelombang sekitar 360 nm) dan cahaya hijau hingga kuning (520~540 nm). Gangguan pada kedua pita ini akan mengganggu aktivitas serangga dan mengurangi tingkat reproduksinya. Thrips juga memiliki sensitivitas terhadap cahaya tampak pada bagian pita 400-500 nm.

Cahaya yang sebagian berwarna dapat mendorong serangga untuk mendarat, sehingga menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk menarik dan menangkap serangga. Selain itu, tingkat reflektansi matahari yang lebih tinggi (lebih dari 25% radiasi cahaya) juga dapat mencegah serangga untuk menempel. Sifat optik seperti intensitas, panjang gelombang, dan kontras warna juga sangat memengaruhi tingkat respons serangga. Beberapa serangga memiliki dua spektrum cahaya tampak, yaitu sinar UV dan cahaya kuning kehijauan, dan beberapa memiliki tiga spektrum cahaya tampak, yaitu sinar UV, cahaya biru, dan cahaya kuning kehijauan.

pita cahaya sensitif tampak pada serangga umum

Selain itu, serangga berbahaya dapat terganggu oleh fototaksis negatifnya. Dengan mempelajari kebiasaan hidup serangga, dua solusi pengendalian hama dapat diterapkan. Pertama, mengubah lingkungan rumah kaca pada rentang spektral yang dapat dihalangi, sehingga spektrum rentang aktif serangga yang terdapat di dalam rumah kaca, seperti rentang cahaya ultraviolet, dikurangi hingga tingkat yang sangat rendah, untuk menciptakan "kebutaan" bagi hama pada pita ini; kedua, untuk interval yang tidak dapat dihalangi, pantulan atau hamburan cahaya berwarna dari reseptor lain di dalam rumah kaca dapat ditingkatkan, sehingga mengganggu orientasi terbang dan pendaratan hama.

metode pemblokiran UV

Metode pemblokiran UV dilakukan dengan menambahkan zat pemblokir UV ke dalam film rumah kaca dan jaring serangga, untuk secara efektif memblokir pita panjang gelombang utama yang sensitif bagi serangga dalam cahaya yang masuk ke rumah kaca. Dengan demikian, menghambat aktivitas serangga, mengurangi reproduksi hama, dan mengurangi penularan hama dan penyakit antar tanaman di rumah kaca.

Jaring serangga Spectrum

Jaring anti serangga berukuran 50 mesh (kepadatan jaring tinggi) tidak dapat menghentikan hama hanya dengan ukuran jaringnya saja. Sebaliknya, meskipun jaringnya diperbesar dan ventilasinya baik, hama tetap tidak dapat dikendalikan.

efek perlindungan dari kelambu serangga berkepadatan tinggi

Jaring serangga spektral memblokir pita cahaya sensitif hama dengan menambahkan aditif anti-ultraviolet ke bahan baku. Karena tidak hanya bergantung pada kerapatan jaring untuk mengendalikan hama, dimungkinkan juga untuk menggunakan jaring pengendali serangga dengan ukuran lubang yang lebih kecil untuk mencapai efek pengendalian serangga yang lebih baik. Artinya, sambil memastikan ventilasi yang baik, juga mencapai pengendalian serangga yang efisien. Oleh karena itu, kontradiksi antara ventilasi dan pengendalian serangga di fasilitas penanaman juga terpecahkan, dan kedua persyaratan fungsional dapat dipenuhi serta keseimbangan relatif telah tercapai..

Dari pantulan pita spektral di bawah jaring pengendali serangga spektral 50 mesh, dapat dilihat bahwa pita UV (pita sensitif cahaya hama) sangat terserap, dan pantulannya kurang dari 10%. Di area jendela ventilasi rumah kaca yang dilengkapi dengan jaring serangga spektral tersebut, penglihatan serangga hampir tidak terlihat pada pita ini.

Peta refleksi pita spektral jaring serangga spektral (50 mesh)

kelambu serangga dengan spektrum berbeda

Untuk memverifikasi kinerja perlindungan jaring anti serangga spektral, para peneliti melakukan pengujian terkait, yaitu, di kebun produksi tomat, dipilih jaring anti serangga biasa 50 mesh, jaring anti serangga spektral 50 mesh, jaring anti serangga biasa 40 mesh, dan jaring anti serangga spektral 40 mesh. Jaring anti serangga dengan kinerja dan kerapatan mesh yang berbeda digunakan untuk membandingkan tingkat kelangsungan hidup kutu putih dan thrips. Pada setiap penghitungan, jumlah kutu putih di bawah jaring anti serangga spektral 50 mesh adalah yang paling sedikit, dan jumlah kutu putih di bawah jaring biasa 40 mesh adalah yang paling banyak. Dapat dilihat dengan jelas bahwa pada jumlah mesh jaring anti serangga yang sama, jumlah kutu putih di bawah jaring anti serangga spektral jauh lebih sedikit daripada di bawah jaring biasa. Dengan ukuran mesh yang sama, jumlah thrips di bawah jaring anti serangga spektral lebih sedikit daripada di bawah jaring anti serangga biasa, bahkan jumlah thrips di bawah jaring anti serangga spektral 40 mesh lebih sedikit daripada di bawah jaring anti serangga biasa 50 mesh. Secara umum, jaring anti serangga spektral masih dapat memberikan efek anti serangga yang lebih kuat daripada jaring anti serangga biasa dengan ukuran mesh yang lebih besar, sekaligus memastikan ventilasi yang lebih baik.

Efek perlindungan dari jaring anti serangga dengan spektrum ukuran jala yang berbeda dan jaring anti serangga biasa.

Pada saat yang sama, para peneliti juga melakukan percobaan lain, yaitu menggunakan jaring anti serangga biasa berukuran 50 mesh, jaring anti serangga spektral berukuran 50 mesh, dan jaring anti serangga biasa berukuran 68 mesh untuk membandingkan jumlah thrips di rumah kaca untuk produksi tomat. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 10, jaring pengendali serangga biasa yang sama, berukuran 68 mesh, karena kerapatan mesh-nya yang tinggi, efek jaring anti serangga jauh lebih tinggi daripada jaring anti serangga biasa berukuran 50 mesh. Namun, jaring anti serangga spektral berukuran 50 mesh dengan kerapatan mesh rendah memiliki jumlah thrips yang lebih sedikit daripada jaring anti serangga biasa berukuran 68 mesh dengan kerapatan mesh tinggi.

perbandingan jumlah thrips di bawah jaring serangga yang berbeda

Selain itu, ketika menguji jaring anti serangga biasa berukuran 50 mesh dan jaring anti serangga spektral berukuran 40 mesh dengan dua kinerja berbeda dan kepadatan mesh yang berbeda, ketika membandingkan jumlah thrips per papan perekat di area produksi bawang prei, para peneliti menemukan bahwa bahkan dengan mesh yang lebih rendah, jumlah jaring spektral juga memiliki efek anti serangga yang lebih baik daripada jaring anti serangga biasa berukuran mesh yang lebih tinggi.

Perbandingan jumlah thrips di bawah jaring pengendali serangga yang berbeda dalam produksi.

Perbandingan sebenarnya dari efek anti serangga pada jaring yang sama dengan performa berbeda.

 Film penolak serangga spektral

Film penutup rumah kaca biasa akan menyerap sebagian gelombang sinar UV, yang juga merupakan alasan utama percepatan penuaan film. Zat tambahan yang memblokir pita sensitif UVA serangga ditambahkan ke film penutup rumah kaca melalui teknologi unik, dan dengan tetap memastikan bahwa masa pakai normal film tidak terpengaruh, film tersebut dibuat menjadi film dengan sifat anti serangga.

Pengaruh film penyaring UV dan film biasa terhadap populasi kutu putih, thrips, dan kutu daun.

Dengan bertambahnya waktu tanam, terlihat bahwa jumlah hama di bawah film biasa jauh lebih banyak daripada di bawah film penghalang UV. Perlu ditekankan bahwa penggunaan jenis film ini mengharuskan petani untuk memperhatikan secara khusus lubang masuk & keluar dan ventilasi saat bekerja di rumah kaca sehari-hari, jika tidak, efek penggunaan film akan berkurang. Karena pengendalian hama yang efektif oleh film penghalang UV, penggunaan pestisida oleh petani berkurang. Dalam penanaman eustoma di fasilitas, dengan film penghalang UV, baik jumlah pengerek daun, thrips, kutu putih, maupun jumlah pestisida yang digunakan, lebih sedikit daripada dengan film biasa.

Perbandingan efek film penghalang UV dan film biasa

Perbandingan penggunaan pestisida di rumah kaca menggunakan film penghalang UV dan film biasa.

Metode interferensi/penjebakan warna cahaya

Tropisme warna adalah karakteristik penghindaran organ penglihatan serangga terhadap berbagai warna. Dengan menggunakan sensitivitas hama terhadap spektrum warna tampak tertentu untuk mengganggu arah target hama, sehingga mengurangi kerusakan hama pada tanaman dan mengurangi penggunaan pestisida.

Interferensi pantulan film

Dalam proses produksi, sisi kuning dari film kuning-coklat menghadap ke atas, dan hama seperti kutu daun dan lalat putih hinggap di film dalam jumlah besar karena fototaksis. Pada saat yang sama, suhu permukaan film sangat tinggi di musim panas, sehingga sejumlah besar hama yang menempel di permukaan film terbunuh, sehingga mengurangi kerusakan yang disebabkan pada tanaman oleh hama yang menempel secara tidak teratur. Film abu-abu perak memanfaatkan tropisme negatif kutu daun, thrips, dll. untuk mewarnai cahaya. Menutupi rumah kaca penanaman mentimun dan stroberi dengan film abu-abu perak dapat secara efektif mengurangi kerusakan akibat hama tersebut.

menggunakan berbagai jenis film

Efek praktis dari film kuning-coklat pada fasilitas produksi tomat.

Interferensi pantulan dari jaring peneduh berwarna

Penggunaan kelambu penutup dengan warna berbeda di atas rumah kaca dapat mengurangi kerusakan tanaman dengan memanfaatkan karakteristik cahaya warna yang menarik bagi hama. Jumlah kutu putih yang berada di kelambu kuning jauh lebih banyak daripada di kelambu merah, kelambu biru, dan kelambu hitam. Jumlah kutu putih di rumah kaca yang ditutupi kelambu kuning jauh lebih sedikit daripada di kelambu hitam dan kelambu putih.

analisis situasi pengendalian hama dengan kelambu berbagai warna

Interferensi pantulan dari jaring pelindung matahari reflektif berbahan aluminium foil.

Jaring reflektif dari aluminium foil dipasang di sisi bangunan rumah kaca, dan jumlah kutu putih berkurang secara signifikan. Dibandingkan dengan jaring anti serangga biasa, jumlah thrips berkurang dari 17,1 ekor/m².²hingga 4,0 kepala/m².

penggunaan jaring reflektif dari aluminium foil

Papan Tempel

Dalam produksi, papan kuning digunakan untuk menjebak dan membunuh kutu daun dan lalat putih. Selain itu, thrips sensitif terhadap warna biru dan memiliki taksis biru yang kuat. Dalam produksi, papan biru dapat digunakan untuk menjebak dan membunuh thrips, dll., berdasarkan teori taksis warna serangga dalam desain. Di antara semuanya, pita dengan pola atau motif lingkaran lebih menarik untuk menarik serangga..

pita perekat dengan target atau pola

Informasi kutipan

Zhang Zhiping. Penerapan Teknologi Pengendalian Hama Spektral di Fasilitas [J]. Teknologi Rekayasa Pertanian, 42(19): 17-22.