[发明专利]水稻褐飞虱虫害监测方法和装置

说明书

本发明提供了一种水稻褐飞虱虫害监测方法和装置，所述监测方法是通过化学传感器实时监测水稻所释放的诱导褐飞虱的沉香醇、单萜类物质‑β‑罗勒烯和2‑庚醇中的一种或多种，当监测到沉香醇、单萜类物质‑β‑罗勒烯和2‑庚醇中的一种或多种超过预定阈值后报警。其中，所述化学传感器为沉香醇传感器、单萜类物质‑β‑罗勒烯传感器或2‑庚醇传感器。利用本发明的水稻褐飞虱虫害监测方法和装置，能够对不同生长阶段的水稻释放的诱导褐飞虱虫害的挥发性有机化合物进行实时、自动、连续的监测，及时预警，相比于目前稻田中虫害预警所采用的图像处理技术、预警模型和文献计量等方法，本发明所述的方法和装置具有更好的时效性。

技术领域

本发明涉及现代种植业技术，特别是涉及到现代种植业中的病虫害监测技术。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物，褐飞虱等是水稻生产中的重要害虫，褐稻虱是稻飞虱的一种。褐飞虱有远距离迁飞习性，是我国和许多亚洲国家当前水稻上的首要害虫。褐飞虱为单食性害虫，只能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代。

植物在生长发育过程中，自身会释放挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds,VOCs)，包括醇类、醛类、酮类、酯类、菇烯类和芳香类等，这些挥发物传递植物身份和其生理状况等信息，在植物、植食性节肢动物及其天敌的相互关系中起到化学通讯物质的作用。水稻在生长过程中所释放的VOCs对其害虫同样具有强烈的诱导作用。文献研究报道，褐飞虱极显著的趋向于健康水稻释放的挥发物，而受害较重的水稻释放的挥发物能驱避褐飞虱；以褐飞虱为害诱导的水稻VOCs中，法尼烯(farnesene)、水杨酸甲酯(methylsalicylate，MeSA)和2-庚酮(2-heptanone)对褐飞虱有驱避作用，而沉香醇(linalool)、单萜类物质-β-罗勒烯(E-β-ocimene)和2-庚醇(2-heptanol)对褐飞虱表现为引诱作用。

目前，农作物虫害监测预警缺乏时效性，例如在作物虫害预警方面主要采用图像处理技术、预警模型、文献计量等方法，无法准确有效的提供作物虫害的相关信息，存在漏报错报的可能性，同时也无法为作物虫害防治创造充足时机。作物虫害治理方面主要通过作物基因改良、生物防治(如生物类农药)、化学防治(化学农药)和物理防治(光波、光谱诱杀病虫)等方法，防治工作需要准确、及时的预警预报，从而尽可能减少虫害对作物造成的破坏及带来的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻褐飞虱虫害监测方法和装置。

本发明所述的水稻褐飞虱虫害监测装置用于对水稻褐飞虱虫害的实时、有效、准确预警，能够克服现有技术中农作物虫害监测预警缺乏时效性的问题，为水稻褐飞虱虫害防治和预警工作提供可靠依据。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于水稻褐飞虱虫害实时预警方法，是通过化学传感器实时监测水稻所释放的诱导褐飞虱的沉香醇、单萜类物质-β-罗勒烯和2-庚醇中的一种或多种，当监测到沉香醇、单萜类物质-β-罗勒烯和2-庚醇中的一种或多种超过预定阈值后报警。

其中，所述化学传感器为沉香醇传感器、单萜类物质-β-罗勒烯传感器、2-庚醇传感器。

所述化学传感器为电阻型化学传感器，通过检测其电阻变化情况即可确定待检测物质的浓度。

所述化学传感器的基本工作原理是：具有氧化性或还原性的挥发性有机化合物与传感单元的敏感层接触后，通过捐献或捕获电子的方式改变敏感层中敏感材料的电子或空穴浓度，利用电导率公式δ＝epμ，其中，δ是敏感材料的电导率，e是电子电荷量，p是电子浓度，μ是电子迁移率，敏感材料的电导率与空穴浓度成正比，对于电阻型传感器，敏感材料的电导率体现在传感器电阻的变化。因此，当挥发性有机化合物与传感器单元的敏感层接触后，改变了敏感材料的电导率，最终体现为传感单元的电阻变化。此外，由于待检测三种物质具有碱性，选用具有酸性的聚合物材料作为核心敏感材料，并通过与纳米材料复合后所形成的异质结提高敏感材料对检测物质的响应性能。