全球農作物生產額約爲165萬億日元,其中有26萬億日元因害蟲、野獸而有效能損失掉。考慮到對環境的影響,人們希望能儘量避免使用藥劑驅除害蟲。
大阪大學雷射科學研究所藤寬特任教授、山本和久教授等人的研究團隊,全球首次發現了用雷射驅除害蟲時的害蟲關鍵部位。本次研究物件的害蟲,是對藥劑有抗藥性,並對農作物有巨大危害的「斜紋夜蛾」。研究團隊發現其要害部位是胸部及臉部,並應答用試製的雷射和追蹤裝置能夠將其驅除。
圖 半導體雷射驅除飛行害蟲的系統(供圖:大阪大學雷射科學研究所)
山本教授表示:「我們希望透過使用雷射來提升農業生產力,推動無農藥農業的隊形變換。Moonshot團隊中的農研機構正在開發使用了AI的飛行預測軟體,希望2025年前後能結合此軟體應用於實際。例如,如果能用雷射驅除在非洲等地帶來巨大危害的沙質沙漠蝗,同時還能將蝗蟲製成昆蟲食品。」
用雷射驅除害蟲以往也研發過,但以往的研究主要以蚊子等小型昆蟲爲物件。對於蛾的大形體昆蟲,主要的課題是需要照射的雷射具有更大的能量。
研究團隊透過對斜紋夜蛾各部位局部照射藍色半導體雷射,檢查其傷害程度,結果發現胸部和麪部傷害較大。如果瞄準這些要害,就能以較低的發光能量驅除斜紋夜蛾。此外,該方法還適用於以沙質沙漠蝗爲標準的國内蝗蟲,研究團隊還證實了蝗蟲的胸部同樣爲其要害部位。
研究團隊對飛行中的斜紋夜蛾進行影像檢測並跟蹤,透過藍色半導體雷射照射脈衝光,併成功地將其擊落。
將來還會以蟑螂和蒼蠅爲目標
藤寬特任教授表示:「目前,我們僅使用一般的動態檢測裝置,用弱雷射跟蹤,並向害蟲身體正中間部位照射雷射。今後,我們希望透過努力,當害蟲腹側朝向這邊時,也能照射到要害,從而更有效地驅除害蟲。另外,雷射照射可以透過大小區分人和蛾,萬一雷射碰到了人體,人也只是會感到熱的程度,對農作物的傷害也就是如同稍微被蟲子咬了一下的程度。將來,我們希望能夠開發出驅除蟑螂和蒼蠅等的系統。」
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
學會:雷射學會學術講演會第43屆年度大會2023年1月19日發表
論文:以物理可用能性驅除害蟲爲目的的雷射束殺蟲
專利:申請號2021-187356(申請日2021/11/17)