《Scientific Reports》：Innovative application of frankincense resin as a sustainable bio-adhesive for insect trapping in legume crops
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在埃及El-Beheira省Kafr El-Dawar地区于2025年夏季开展了田间试验，采用完全随机设计（completely randomized design, CRD），设四次重复，以评估由乳香树脂配制的生物粘合剂诱捕器（bio-adhesive st
在埃及El-Beheira省Kafr El-Dawar地区于2025年夏季开展了田间试验，采用完全随机设计（completely randomized design, CRD），设四次重复，以评估由乳香树脂配制的生物粘合剂诱捕器（bio-adhesive sticky traps）作为进口商品诱捕器在豇豆田中的环保替代方案的性能。每种诱捕器测试了黄色和蓝色两种颜色。研究人员以乳香树脂、淀粉、糖、酵母、蜂蜡、糖蜜和精油制备了Luban基粘合剂。黄色诱捕器捕获的蚜虫和粉虱数量显著高于其他害虫类群，且对于大多数害虫，Luban基诱捕器与商品诱捕器之间无显著差异，唯独棉铃虫例外，Luban基诱捕器记录的捕获量显著更高。蓝色Luban诱捕器在捕获粉虱、小叶蝉、蓟马和棉铃虫方面也优于商品诱捕器，而蚜虫和豇豆象甲的捕获量在统计上相当。经济分析显示，Luban基诱捕器的成本（360埃镑/费丹）低于商品诱捕器（780埃镑/费丹）。尽管商品诱捕器处理获得了显著更高的产量，但两种处理间的净收益和投资比率仍相当（分别为0.26和0.27）。此外，初步的碳足迹评估表明，与进口合成诱捕器相比，Luban基诱捕器因可生物降解的组成和对本地天然材料的依赖，估计可将环境排放减少约25%–40%，从而支持低碳农业系统。这些研究结果表明，Luban基粘性诱捕器具有成本效益和环境可持续性，并展现出作为可专利创新的巨大潜力，能够在豇豆种植系统中实现可持续害虫管理，并减少对化学杀虫剂的依赖。
**论文解读：乳香树脂基生物粘合剂诱捕器在豇豆害虫监测中的应用**
**一、研究背景与目的**
豇豆（*Vigna unguiculata* (L.) walp.）是非洲重要的粮菜兼用作物，为数百万小农户提供食物、饲料和收入，并通过生物固氮改善土壤肥力，对区域粮食安全具有重要意义。豇豆籽粒蛋白质含量约为25%，营养价值高，且能适应恶劣环境条件。然而，豇豆生产力受到害虫压力和种植者认知不足等因素的制约。蚜虫、粉虱、潜叶蝇、蓟马和甲虫等害虫不仅直接取食为害，还能传播病毒，造成豇豆产量损失可达66%–100%。其中，豆蚜（*Aphis craccivora*）为害可导致植株矮化和开花延迟，且该虫对黄色粘虫板有趋性。传统粘虫板粘合剂多为石油基合成材料，不可生物降解，造成环境残留、非靶标动物风险及化学和塑料废物积累；同时田间粉尘沉积和高温会降低其持效性，废弃粘虫板的处置也带来环境和职业健康问题。尽管已有大量研究聚焦于诱捕器设计或合成粘合剂，但针对豇豆田中基于植物源天然粘合剂的粘虫板研究仍十分有限，存在明确的研究空白。因此，本研究旨在开发和评价一种以乳香树脂配以天然添加剂（淀粉、糖、酵母、蜂蜡、糖蜜和精油）制成的环保型粘性诱捕器，评估其在豇豆田中对主要害虫的诱捕效率，作为化学杀虫剂的潜在替代方案，并兼顾有机与常规农业系统。研究人员假设，天然Luban基粘虫板能够在豇豆主要害虫的田间监测中提供与商品粘虫板相当或更优的效果，同时降低诱捕器生产成本并提供更环保的替代方案。
**二、研究方法概述**
田间试验于2025年夏季在埃及El-Behaira省Kafr El-Dawar（纬度31.14，经度30.12）的豇豆种植区进行，采用完全随机设计（CRD），每处理4次重复，每个诱捕器为一个重复。试验分两个区组，每区组含两个处理：黄色Luban基诱捕器与黄色商品诱捕器；蓝色Luban基诱捕器与蓝色商品诱捕器。诱捕器由15 cm × 30 cm的黄或蓝色纸板制成，每陷阱总表面积450 cm2。Luban基粘合剂以乳香树脂（约40 g）为主要粘附组分，加入蓖麻油（25 mL）保持柔韧性并延缓干燥，蜂蜡（20 g）作为半固体结构剂提供机械稳定性和高温抗流动性，淀粉（5 g）和酵母（2–3 g）改善结构并维持粘性，糖或糖蜜（5–10 g）及精油（5–10 mL）作为引诱剂。所有组分加热混匀后均匀涂布于纸板，实际涂布量为每诱捕器100 g（约0.222 g cm?2），在室温下冷却后安装。诱捕器以每费丹4个的密度安装于豇豆冠层高度，间距10–20 m以避免相互干扰，每10天检查并更换一次，共3个更换周期，持续30天。捕获昆虫在田间收集并于植物保护研究所实验室内鉴定。研究还进行了初步定性碳足迹评估，评价标准包括原材料来源、可生物降解性、运输投入、制造能耗和废物产生潜力。经济分析计算了总收入、净收益和投资比率，数据采用F检验进行方差分析，并以Duncan多重极差检验（0.05水平）比较处理间差异。
**三、主要研究结果**
**1. 黄色粘虫板对豇豆主要害虫的监测效果**
黄色粘虫板捕获的蚜虫（Luban基62.08头/诱捕器，商品58.75头/诱捕器）和粉虱（46.08头/诱捕器，47.67头/诱捕器）数量最多，两种诱捕器间无显著差异（P > 0.05）。小叶蝉（35.33对29.75头/诱捕器）、豆花蓟马（11.50对10.92头/诱捕器）和豇豆象甲（14.67对14.00头/诱捕器）的捕获量也无显著差异。然而，棉铃虫（*Helicoverpa armigera*）成虫捕获量存在显著差异，Luban基黄色诱捕器（24.17头/诱捕器）显著高于商品诱捕器（20.33头/诱捕器），表明Luban基黄色诱捕器对棉铃虫具有相对更高的效率。这些结果确认蚜虫和粉虱是豇豆田中最丰富的害虫，两种黄色粘虫板对大多数昆虫的监测效果相当，但棉铃虫除外。
**2. 蓝色粘虫板对豇豆主要害虫的监测效果**
蓝色Luban基诱捕器在监测主要害虫方面表现出更高的效率。蚜虫捕获量在Luban基和商品诱捕器上分别为64.25和63.08头/诱捕器，差异不显著（P > 0.05）；但粉虱捕获量在Luban基诱捕器上（53.75头/诱捕器）显著高于商品诱捕器（44.42头/诱捕器）。小叶蝉在Luban基诱捕器上捕获量（29.08头/诱捕器）也显著高于商品诱捕器（21.25头/诱捕器）。豆花蓟马和棉铃虫成虫的捕获量同样在Luban基诱捕器上显著更高（蓟马：11.25对8.58头/诱捕器；棉铃虫：21.75对19.33头/诱捕器）。豇豆象甲在两种诱捕器之间无显著差异（16.42对15.42头/诱捕器）。上述结果凸显了Luban涂层的蓝色诱捕器对这几种害虫具有增强的诱捕性能。
**3. 豇豆生产可变成本与经济分析**
Luban基诱捕器系统的总生产成本（38,460埃镑/费丹）略低于商品诱捕器系统（38,880埃镑/费丹），主要差异来自诱捕器价格：Luban基诱捕器为360埃镑/费丹，而进口商品诱捕器为780埃镑/费丹。其他农事操作和投入成本（土地租金、肥料、灌溉、种子、中耕、能源和杀虫剂等）在两种处理间完全一致。商品诱捕器处理获得了显著更高的产量（987 kg/费丹）相比Luban基诱捕器处理（970 kg/费丹），LSD?.?? = 3.74，差异具有统计学意义。因此，商品诱捕器处理的总收入（49,350埃镑/费丹）略高于Luban基处理（48,500埃镑/费丹），净收益分别为10,470和10,040埃镑/费丹。尽管产量存在显著差异，两种系统的经济回报几乎相当，投资比率分别为商品诱捕器0.27和Luban基诱捕器0.26。
**4. 碳足迹计算**
比较评估显示，Luban基生物粘合剂诱捕器在原材料来源、制造过程、可生物降解性、运输排放和寿命终结特性等指标上均优于商品合成诱捕器。由于使用可再生原料、可生物降解、本地化采购以及减少对石油化工投入的依赖，Luban基诱捕器表现出显著较低的环境负担，预计碳足迹较常规粘虫板减少约25%–40%。但该评估为定性初步分析，未包含定量生命周期评估（LCA），环境优势尚需进一步定量验证。
**四、讨论与结论**
研究表明，Luban基粘合剂在豇豆害虫监测系统中具有替代商业产品的潜力。其较高的捕获效率，特别是蓝色诱捕器，可能与诱捕器视觉特征和Luban基粘合剂的物理持效性有关。试验中粘合剂在田间保持粘附2–3周，且在40 °C高温下未明显流淌，表明其在该田间条件下具有良好的物理稳定性。植物源粘性物质及树脂来源的萜类化合物和芳香化合物可能作为半化学信息素影响昆虫定向和滞留行为，从而提高诱捕拦截率。环境因素如温度、粉尘积累和粘合剂性能变化会影响长期捕获效果，天然树脂增强的粘性可降低昆虫初次接触后逃脱的可能性。经济上，Luban基诱捕器虽然产量略有降低，但成本更低，净收益和投资比率与商品诱捕器相当，具备成本效益和本地可及性。碳足迹初步评估支持其低碳属性，但需完整定量LCA验证。研究仅涵盖单一生长季节和特定田间条件，且未评估对非靶标有益昆虫的影响，未来需开展多季节、多区域试验以验证粘虫板寿命、环境稳定性及选择性。结论指出，Luban基天然粘虫板可作为豇豆害虫管理的有效、环保且经济可行的工具，有望获得专利并推广至其他豆科作物，作为综合害虫管理（IPM）计划中监测种群动态和确定防治阈值的手段，促进可持续和低碳农业发展。
