宋 月，李冬嫻，樊永亮，武麗娟，張戰(zhàn)鳳，劉小鳳，劉同先*

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)，西北旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)部西北黃土高原作物有害生物綜合治理重點實驗室，陜西楊凌 712100；2. 惠州市惠陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東惠州 516000)

在昆蟲學(xué)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)研究中，供試?yán)ハx的飼養(yǎng)是一項極為重要的基礎(chǔ)性工作。供試?yán)ハx的成功飼養(yǎng)是科學(xué)研究試驗順利開展的前提和基礎(chǔ)。按昆蟲取食食物的性質(zhì)將昆蟲分為植食性昆蟲、肉食性昆蟲和雜食性昆蟲(范黎，1979)。根據(jù)昆蟲種類的不同(除肉食性昆蟲外)，飼養(yǎng)過程中需提供昆蟲及其寄主植物正常生長所需的溫度、濕度和光照。不同種類的植物和昆蟲所需的環(huán)境條件也各有差異。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備不斷出現(xiàn)(馬堅勇，2003；楊金祿等，2010；吳金華和陳仕國，2012)。本文重點比較了實驗室常用的4種昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備，分析它們的適用條件、優(yōu)點和不足，探討儀器設(shè)備的維護方法，為昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備的選擇及其維護提供參考。

目前，科學(xué)研究機構(gòu)常用的昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備有智能人工氣候箱、智能光照培養(yǎng)箱、智能養(yǎng)蟲室和簡易養(yǎng)蟲室等。本文以西北農(nóng)林科技大學(xué)應(yīng)用昆蟲學(xué)重點實驗室的上述4種昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備為例，進(jìn)行詳細(xì)比較。

1 昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備的種類

1.1 智能人工氣候箱

西北農(nóng)林科技大學(xué)應(yīng)用昆蟲學(xué)重點實驗室(下簡稱本實驗室)使用的人工氣候箱有寧波江南儀器廠生產(chǎn)的RXZ智能型人工氣候箱和RXZ-450C-CO2型二氧化碳人工氣候箱、韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的LRH-400-GSI型人工氣候箱。

上述3種人工氣候箱均由微電腦控制，具有光照、冷熱恒溫、自動控濕(加濕、除濕)、晝夜自動切換程序控制和超溫保護等功能。并可選裝多段編程控制器、計算機控制、液晶顯示超溫報警等功能，可用于植物種子發(fā)芽、育苗、植物周期栽培、微生物培養(yǎng)、昆蟲和小動物的飼養(yǎng)等試驗(李小敏等，2018；劉培培等，2018；向玉勇等，2018)。其中RXZ-450C-CO2型二氧化碳人工氣候箱可定時、定量自動調(diào)節(jié)氣候箱內(nèi)CO2的濃度，適用于研究CO2濃度對昆蟲及植物的影響等相關(guān)試驗(湯訪平和趙宏波，2010；薛璐和馬俊杰，2014；孫倩等，2018)。

1.2 智能光照培養(yǎng)箱

本實驗室使用的智能光照培養(yǎng)箱分為兩種，分別是韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的珠江牌LRH-400-G型光照培養(yǎng)箱和南京恒裕儀器設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的GZP-250A型智能光照培養(yǎng)箱。上述兩種智能光照培養(yǎng)設(shè)備同樣由微電腦控制溫度，集恒溫和光照功能于一體，可用于植物的發(fā)芽(蔣欣梅和于錫宏，2004；王曉麗等，2013；程希平等，2016)、育苗(石淑穩(wěn)等，2004；邵瑞鑫等，2016)、組織細(xì)胞培養(yǎng)(師春娟和王齊，2016；李秀等，2015)、微生物培養(yǎng)(舒玉芳等，2011；薛德勝等，2019；張怡等，2019)；昆蟲及小動物的飼養(yǎng)(李銳等，2014；李偉群等，2014；姜麗娜等，2019)和酶學(xué)及酶工程等研究。

1.3 智能養(yǎng)蟲室

智能養(yǎng)蟲室是一種步入式的用于昆蟲飼養(yǎng)的房間，特點是空間較大，工作人員可自由出入，操作方便。本實驗室使用的智能養(yǎng)蟲室為南京恒裕儀器設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的YCS-16型全自動控制養(yǎng)蟲室。每間養(yǎng)蟲室的面積約為10～15 m2，可放置4～6個養(yǎng)蟲架，每個養(yǎng)蟲架放置2～4層隔板，可根據(jù)實際需要自行調(diào)節(jié)。該養(yǎng)蟲室保溫層采用EPS優(yōu)質(zhì)彩鋼板，養(yǎng)蟲室門安裝有玻璃窗便于室外觀察。室內(nèi)養(yǎng)蟲架由優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板制造，每層養(yǎng)蟲架之間有日光燈進(jìn)行光照，光照度可根據(jù)需要調(diào)整。每間養(yǎng)蟲室內(nèi)配有紫外線滅菌燈，根據(jù)試驗要求設(shè)定滅菌時間。室內(nèi)采用動力風(fēng)機強迫空氣對流，使室內(nèi)各點溫度均勻分布。室內(nèi)配有超聲波加濕器和自動除濕設(shè)備，根據(jù)試驗要求設(shè)置室內(nèi)濕度?？傮w來說，該智能養(yǎng)蟲室由微電腦程序控制，可根據(jù)試驗要求設(shè)置光照時間、光照強度、溫度、濕度、滅菌等條件。較適合用作植物的發(fā)芽、育苗、組織、微生物的培養(yǎng)、昆蟲及小動物的飼養(yǎng)等。

1.4 簡易型養(yǎng)蟲室

本實驗室使用的簡易型養(yǎng)蟲室是根據(jù)實際需要自主研制的。首先根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇房間，定制尺寸合適的養(yǎng)蟲架，每層養(yǎng)蟲架上安裝日光燈管，滿足所需光照。安裝燈管時可依照單雙排、或間隔固定數(shù)量等規(guī)律設(shè)置電源開關(guān)，根據(jù)試驗要求控制光照強度。光照自動控制通過微電腦時續(xù)開關(guān)實現(xiàn)。養(yǎng)蟲室內(nèi)溫度通過空調(diào)控制，建議安裝兩臺空調(diào)，交替工作可避免連續(xù)工作強度太大而損壞、故障，減少對試驗的影響。

2 四種昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備的優(yōu)點、不足及適用情況

2.1 智能人工氣候箱和光照培養(yǎng)箱

智能人工氣候箱和光照培養(yǎng)箱在光照和溫度控制功能方面較相似，皆有光照和溫度自動控制功能。對于多數(shù)昆蟲學(xué)試驗，光照和溫度自動控制是最重要的參數(shù)。智能人工氣候箱可控制的溫度范圍受光照強度影響，強光照條件下可控溫度范圍是10～50℃，無光照條件下可控溫度范圍是0～50℃，溫度波動度為±0.3～±1.0℃。智能光照培養(yǎng)箱可控制的溫度范圍是4～65℃，溫度波動度受箱體尺寸影響，一般為±0.8～±2.0℃。二者的光照時間和光照強度皆可根據(jù)試驗要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前，國產(chǎn)的智能人工氣候箱和光照培養(yǎng)箱在溫度和光照控制方面能夠達(dá)到多數(shù)昆蟲學(xué)研究試驗的要求。

智能人工氣候箱和光照培養(yǎng)箱的主要區(qū)別在于前者可控制箱體內(nèi)的濕度，而后者不能。濕度控制方面，智能人工氣候箱配有加濕器和智能排濕系統(tǒng)。目前，國產(chǎn)智能人工氣候箱濕度控制精度為±5%。根據(jù)作者多年實際使用經(jīng)驗，多數(shù)智能人工氣候箱在使用一年多后，濕度控制的精確度下降，并且在箱體內(nèi)放置的植物過多、過大，或放置養(yǎng)蟲籠等占用空間較大時，會影響濕度的均勻擴散，導(dǎo)致箱體內(nèi)濕度不均勻。同時，當(dāng)箱體內(nèi)飼養(yǎng)的昆蟲產(chǎn)生蜜露或蛻皮等污物污染了濕度傳感器時，會嚴(yán)重影響濕度控制。當(dāng)上述情況發(fā)生時，會導(dǎo)致箱體內(nèi)濕度過大，排濕系統(tǒng)持續(xù)長時間工作容易發(fā)生故障。多數(shù)智能人工氣候箱有濕度報警系統(tǒng)，當(dāng)濕度超過設(shè)定范圍而排濕系統(tǒng)無法達(dá)到設(shè)定要求時，持續(xù)報警，產(chǎn)生較大噪音。

在適用性方面，智能人工氣候箱適合對濕度控制要求相對較高的試驗，如昆蟲飼養(yǎng)過程中需要將人工飼料放在試管、培養(yǎng)皿或特定的養(yǎng)蟲器皿內(nèi)，對濕度控制有較高要求。另外，利用植物寄主飼養(yǎng)昆蟲的研究中，對環(huán)境濕度控制要求較高的試驗也適合使用智能人工氣候箱。

智能光照培養(yǎng)箱不具備濕度控制系統(tǒng)，適合飼養(yǎng)對環(huán)境濕度控制要求不高的植物或植物寄主飼養(yǎng)昆蟲并對濕度要求不嚴(yán)格的試驗。由于植物生長過程中需要澆水，在箱體內(nèi)也會產(chǎn)生一定濕度，因此光照培養(yǎng)箱可達(dá)到此類試驗的要求。此外，部分昆蟲學(xué)研究試驗在培養(yǎng)皿內(nèi)進(jìn)行，培養(yǎng)皿內(nèi)加有瓊脂培養(yǎng)基，將葉片置于培養(yǎng)基上來保持濕度，供試?yán)ハx置于培養(yǎng)皿內(nèi)飼養(yǎng)，對箱體內(nèi)濕度要求不嚴(yán)格，因此光照培養(yǎng)箱可滿足此類試驗的要求，如蚜蟲及其寄生蜂相關(guān)的科學(xué)研究中，把茄子等寄主植物的葉片置于培養(yǎng)基上，將桃蚜在葉片上飼養(yǎng)，進(jìn)行生物學(xué)特性觀察試驗。

2.2 智能養(yǎng)蟲室和簡易型養(yǎng)蟲室

智能養(yǎng)蟲室和簡易型養(yǎng)蟲室均為步入式，特點是具有較大空間，方便操作，可種植寄主植物或飼養(yǎng)昆蟲較多。

智能養(yǎng)蟲室與智能型人工氣候箱相似，可實現(xiàn)對光周期、溫度和濕度的全自動控制。光照度大于2 500 Lux，溫度控制范圍為5～45℃，溫度波動度為±1℃，濕度控制范圍是RH 50%～90%(RH±3%～±10%)。簡易型養(yǎng)蟲室主要使用空調(diào)控制溫度，容易導(dǎo)致室內(nèi)濕度過低，增加對室內(nèi)種植植物澆水的頻率可提高室內(nèi)的相對濕度。簡易型養(yǎng)蟲室使用加濕器和除濕機對濕度進(jìn)行控制，準(zhǔn)確度較差，無法達(dá)到智能型養(yǎng)蟲室控制的精確度。當(dāng)簡易型養(yǎng)蟲室內(nèi)僅用人工飼料飼養(yǎng)昆蟲時，需添加加濕器或?qū)⒗ハx飼養(yǎng)器皿置于飽和食鹽水環(huán)境內(nèi)來維持昆蟲正常生長發(fā)育所需的濕度。

適用性方面，智能養(yǎng)蟲室可滿足多數(shù)昆蟲學(xué)試驗對溫度、濕度及光照的要求，而簡易型養(yǎng)蟲室適用于對溫度、濕度要求不嚴(yán)格的試驗，如飼養(yǎng)普通觀察的昆蟲種群等。

3 昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備常見故障及解決方案

3.1 人工氣候箱常見故障及維護建議

目前，智能型人工氣候箱常見故障主要有兩個方面。

一方面原因是制冷壓縮機老化或損壞，導(dǎo)致制冷力下降或無法制冷。人工氣候箱質(zhì)保期(一般為一年)內(nèi)基本運行較好，偶爾出現(xiàn)故障時，廠家負(fù)責(zé)維修。多數(shù)智能型人工氣候箱在超過質(zhì)保期后，壓縮機容易老化或損壞，主要是壓縮機散熱問題。首先，由于多數(shù)實驗室人工氣候箱放置密集，箱體間及箱體與墻壁間距離過小，影響箱體散熱，制冷壓縮機長期在高溫環(huán)境下工作，造成老化或損壞。其次，由于人工氣候箱或光照培養(yǎng)箱對環(huán)境溫度的要求為5～30℃，但多數(shù)實驗室儀器多，空間有限，會出現(xiàn)環(huán)境溫度較高的現(xiàn)象，尤其夏季，環(huán)境溫度經(jīng)常超過30℃。最后，長時間使用后，積塵較多，影響壓縮機撒熱，導(dǎo)致壓縮機及過濾網(wǎng)等部件老化。因此，在智能型人工氣候箱使用過程中，應(yīng)注意放置合適密度，盡量保持環(huán)境溫度低于30℃，并定期清理箱體內(nèi)外壁及底層隔板。尤其北方春季，楊柳絮較多，應(yīng)定時清理。

另一方面原因是濕度過大或污物污染導(dǎo)致濕度傳感器故障。傳感器故障主要由人為操作不當(dāng)引起，包括以下兩方面。第一，培育植物時，托盤內(nèi)積水過多，導(dǎo)致箱體內(nèi)濕度過高，引起濕度傳感器故障；第二，放置體積過大的養(yǎng)蟲籠，影響箱體內(nèi)溫度及濕度的均勻擴散。一般箱體底部或側(cè)面設(shè)有風(fēng)機出風(fēng)口，如養(yǎng)蟲籠過大或花盆距離底層過近，影響溫度及濕度的均勻擴散，造成局部溫度過高或過低，導(dǎo)致傳感器感知錯誤信息，引發(fā)故障。因此，建議在使用過程中避免托盤內(nèi)積水，盡量放置尺寸合適的養(yǎng)蟲籠，如必須使用較大養(yǎng)蟲籠，建議放置在遠(yuǎn)離出風(fēng)口的上層。

同時，在同一個箱體內(nèi)，應(yīng)飼養(yǎng)一種昆蟲，并避免同時飼養(yǎng)昆蟲及其天敵，如蚜蟲及其寄生蜂、蚜蟲與其取食性天敵瓢蟲等。

3.2 養(yǎng)蟲室常見問題及維護建議

養(yǎng)蟲室的特點是空間大，便于試驗操作。同時，大的操作空間也會帶來一些問題。首先，因為空間較大，使用過程中種植的植物和飼養(yǎng)的昆蟲種類也會較多，如管理控制不嚴(yán)格，會造成相互影響。其次，長期飼養(yǎng)昆蟲的養(yǎng)蟲室，風(fēng)機內(nèi)容易累積昆蟲尸體等污物，如衛(wèi)生不及時清理，容易造成風(fēng)機等設(shè)備故障。最后，養(yǎng)蟲室內(nèi)燈管較多，釋放大量熱能，容易導(dǎo)致壓縮機制冷不足，尤其在夏季，可能導(dǎo)致壓縮機損壞。

因此，在養(yǎng)蟲室使用的過程中應(yīng)注意及時維護。第一，不要在同一房間內(nèi)同時飼養(yǎng)昆蟲及其寄生性、捕食性等天敵昆蟲；不要同時在同一房間內(nèi)飼養(yǎng)取食同種植物的昆蟲，避免發(fā)生相互污染問題。第二，及時清理風(fēng)機內(nèi)累積的昆蟲尸體，請工程師定期檢查維護，避免風(fēng)機發(fā)生故障。試驗結(jié)束時，廢棄的植物和昆蟲應(yīng)及時清理，避免腐爛發(fā)霉，影響昆蟲正常生長。簡易型養(yǎng)蟲室應(yīng)定時清洗空調(diào)濾網(wǎng)，定期維護養(yǎng)蟲架和室內(nèi)衛(wèi)生。

第三，建議養(yǎng)蟲室內(nèi)選擇LED植物生長燈。在同樣滿足植物生長所需的光照條件下，LED植物生長燈釋放的熱量較普通日光燈少，對壓縮機制冷影響較小。對于種植植物的飼養(yǎng)室，建議養(yǎng)蟲架表面采用反光效果較好的乳白色面板，不建議用吸光性強的不銹鋼面板。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，目前常用的智能型人工氣候箱、智能光照培養(yǎng)箱、全自動控制養(yǎng)蟲室及簡易型養(yǎng)蟲室等昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備有各自的優(yōu)點和不足。建議根據(jù)實際需要選擇不同體積、不同功能和不同型號的設(shè)備。儀器設(shè)備使用過程中，應(yīng)注意及時維護與管理，昆蟲飼養(yǎng)過程中應(yīng)分類使用，避免交叉污染。根據(jù)筆者經(jīng)驗，目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的上述設(shè)備在溫度和光照控制方面基本能達(dá)到較為理想的效果，但濕度控制精度有待提高。昆蟲飼養(yǎng)設(shè)備在昆蟲學(xué)科學(xué)研究中必不可少，建議在使用中做好管理和維護工作，避免儀器的老化及損壞。