資料來源：行政院農業委員會農業試驗所/陳琦玲研究員、江明耀助理研究員

前言

斜紋夜蛾為我國重要農業害蟲，危害對象包括蔬菜、雜糧及豆類等數十種經濟作物，幼蟲食量大，幾乎所有綠色蔬菜都會受害，在田間食物來源充足時易大量繁殖，每隻雌成蟲的平均產卵量高達400至1,000粒，繁殖潛能大。每年6月至11月間常會發生斜紋夜蛾侵害農作物問題，而10月至11月更是發生盛期，嚴重影響作物的產量與品質。常見防治斜紋夜蛾方法有誘蛾燈誘殺成蟲、利用性費洛蒙誘殺雄蛾、大面積噴灑化學農藥等方式，其中以噴灑化學農藥方式最為直接且效果明顯，一般農民常週期性定期施藥防治，但是容易造成藥劑使用過量與過量殘留於農作物上，造成食安問題。如果能在田間進行長期斜紋夜蛾數量監測，於栽種區域適當佈署斜紋夜蛾偵測裝置，即可了解田區蟲害發生趨勢及分布概況，提供農民針對特定嚴重區域進行防治之參考，以減少噴灑化學農藥量，降低藥物過量殘留於農作物的機會。透過此即時性的監測系統，可以達到早期預警，精準防治的效果。

硬體組成與原理

本項自動監測裝置使用中改式誘蟲器為基礎進行開發，利用紅外線感測器以光遮斷特性感測斜紋夜蛾通過感測器的數量，透過微控制器進行訊號處理與斜紋夜蛾數量累計後，以LoRa (Long Range)傳輸技術作為監測資料遠距離無線傳輸工具，彙集各衛星站之監測數據至LoRa閘道器，在以4G行動通訊連接網際網路將資料回傳雲端伺服器。為方便自動監測裝置田間佈設，設備的電源供應方式以太陽能供電為主(圖1)。

本裝置利用具專一性的性費洛蒙吸引雄性標的物種之特性，於誘蟲器中放入吸引雄性斜紋夜蛾的性費洛蒙，基於誘蟲器入口只能進入無法逃出的設計，當雄性斜紋夜蛾進入誘蟲器後，因無法往外逃出，只能向下進入收集網內的特性，在誘蟲器下方安裝特別設計且由3D列印製造而成的轉接環 (圖2)，轉接環二側可安裝紅外線感測器，一側為紅外線發射端，另一側為紅外線接收端，當斜紋夜蛾通過下方收集口時會遮斷紅外線光波，此特性可用來判斷斜紋夜蛾是否通過感應處(圖3)，微處理器接收紅外線遮斷訊號後，自動記錄通過感測計的害蟲數量。經田間準確度測試，以每日進行人工計算誘捕斜紋夜蛾的數量與紅外線自動偵測數量進行比對，確認其準確度可達80%以上。

應用實例

斜紋夜蛾偵測裝置係使用LoRa無線傳輸技術進行數據資料傳送，在每一監測站建構私有LoRa無線區域網路，於封閉網路內互相傳輸資料無需額外通訊費用，空曠無遮蔽物地區傳輸距離可達8公里，此傳輸範圍可含括約5,000公頃範圍，終端由1組LoRa閘道器透過4G行動通訊技術連接網際網路，以MQTT(訊息佇列遙測傳輸)網路協定將資料傳送到雲端伺服器，藉由視覺化呈現即時數據圖，並儲存於資料庫，完成資料傳輸流程(圖4)。目前在3個鄉鎮的蔬菜合作社進行佈署測試(圖5)，於大庄果菜生產合作社佈署8組斜紋夜蛾偵測裝置與1組LoRa閘道器，斜紋夜蛾偵測裝置與LoRa閘道器最遠距離為5.4公里；新湖果菜生產合作社佈署8組斜紋夜蛾偵測裝置與1組LoRa閘道器，紋夜蛾偵測裝置與LoRa閘道器最遠距離為4.9公里；台灣生菜村佈署10組斜紋夜蛾偵測裝置與1組LoRa閘道器，紋夜蛾偵測裝置與LoRa閘道器最遠距離為2.9公里；此3處監測區內LoRa訊號均可正常進行無線傳輸。數據的傳輸與顯示以15分鐘為間隔，使用者可使用電腦或智慧手機，透過網頁觀看斜紋夜蛾即時誘捕數量動態。

警示通報

斜紋夜蛾自動監測系統除了接收各個監測站自動計數的資訊，還能結合推播服務基於警示阈值，當單日累計數量超過阈值，及透過通訊應用程式LINE App自動進行即時推播(圖6)，使用LINE Notify功能透過超文本傳輸協定將警示訊息發送至LINE App群組，第一時間提醒受蟲害威脅區域的農民開始準備實施防治，降低臨近田區蟲害擴散風險，減少農作物損害。

結論

使用LoRa無線傳輸技術結合4G行動通訊技術發展斜紋夜蛾蟲害長期監測系統，適合於遠距離與大量佈署監測，此網路架構可節省高額通訊費用的支出，並且減少人力成本，且無需人工計算蟲數資料。警示通報功能提供農民更準確的防治時機與區域性蟲害風險，減少化學農藥使用量與農藥殘留，除節省農藥成本，亦能提高農作物收獲量。本系統亦可依害蟲的特性稍作修改後，應用於其它種類害蟲之監測與防治。

▲研發團隊：農業試驗所

聯絡人：陳琦玲研究員、江明耀助理研究員

電話：04-23317409、04-23317633

E-mail：mingyaw@tari.gov.tw