不同波長LED光源對柚木野螟生長發(fā)育與繁殖的影響.pdf

40 3 575 582 中國生物防治學(xué)報 Chinese Journal of Biological Control 2024 年 6 月 收稿日期 2023 05 04 基金項目 廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目 2019KJCX013 2017KJCX045 作者簡介 苑鵬宇 碩士研究生 E mail yyyo2016 通信作者 溫秀軍 教授 E mail wenxiujun 馬濤 副教授 E mail matao DOI 10 16409 ki 2095 039x 2023 11 009 不同波長LED光源對柚木野螟生長發(fā)育與繁殖的影響 苑鵬宇 1 張定怡 1 董 祥 1 林 娜 1 王勝坤 2 溫秀軍 1 馬 濤 1 1 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院 廣州 510642 2 中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所 廣州 510520 摘要 柚木野螟Eutectona machaeralis主要取食為害珍貴樹種柚木Tectona grandis 為了明確不同波長LED 光源對柚木野螟生長發(fā)育和繁殖的影響 本研究于室內(nèi)觀察分析了380 nm 450 nm 530 nm 600 nm 650 nm 和白色 復(fù)合光 LL 6種LED光源對試蟲生長發(fā)育和繁殖的影響 結(jié)果顯示 不同波長LED光源照射 對柚木野螟卵孵化率和成蟲羽化率雖無顯著影響 卻顯著降低幼蟲化蛹率 380 nm處理組幼蟲化蛹率最低 LL和450 nm處理組均顯著延長卵期 各色光處理組幼蟲期 蛹期和世代發(fā)育歷期均延長 LL處理顯著 減輕雌 雄蛹重 除380 nm處理組成蟲期顯著縮短外 其余各色光處理均延長 不同波長LED光源照射 顯著抑制其繁殖 其中 380 nm 12 00 和450 nm 16 00 處理組交配率顯著低于對照組 68 00 各色光處理顯著降低柚木野螟單雌產(chǎn)卵量 其中LL處理組最低 18 96 1 92 粒 產(chǎn)卵前期最長 6 67 0 21 d 綜上 6種LED光源均可延長柚木野螟的發(fā)育歷期 降低幼蟲化蛹率 減輕蛹重 并且6種 LED光照顯著抑制其繁殖 其中LL 380 nm和450 nm光源影響尤為顯著 關(guān) 鍵 詞 柚木野螟 LED光源 生長發(fā)育 存活率 繁殖力 中圖分類號 Q965 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1005 9261 2024 03 0575 08 Effects of LED Lights at Different Wavelengths on the Growth Development and Reproduction of Eutectona machaeralis Lepidoptera Crambidae YUAN Pengyu 1 ZHANG Dingyi 1 DONG Xiang 1 LIN Na 1 WANG Shengkun 2 WEN Xiujun 1 MA Tao 1 1 College of Forestry and Landscape Architecture South China Agricultural University Guangzhou 510642 China 2 Research Institute of Tropical Forestry Chinese Academy of Forestry Guangzhou 510520 China Abstract Eutectona machaeralis mainly feed on teak a precious tree species The effects of different wavelength LED light sources on the growth development and reproduction of E machaeralis were measured by exposing the insects tof six LED light sources 380 nm 450 nm 530 nm 600 nm 650 nm and white composite light LL The results showed that different wavelengths of LED light had no significant effect on the egg hatching rate and adult emergence rate of E machaeralis but significantly reduced the pupation rate with the pupation rate at 380 nm light the lowest White light and 450 nm light significantly prolonged the egg duration The larval duration pupal duration and generation duration of different wavelength light treatment groups were respectively longer than those of the control group The 380 nm light significantly shortened the adult duration while the other wavelength light treatments prolonged the adult duration The mating rate of 380 nm 12 and 450 nm 16 treatment group was significantly lower than that of the control group 68 Under different wavelength light sources the fecundity of E machaeralis was significantly reduced Under white light irradiation the fecundity of E machaeralis was the lowest 18 96 1 92 eggs female and the pre oviposition period was the longest 6 67 0 21 d In addition under 576 中 國 生 物 防 治 學(xué) 報 第 40 卷 white light irradiation the weight of female and male pupae was significantly reduced The results indicate that LED light sources of six wavelengths can prolong the development of E machaeralis reduce the pupation rate and pupal weight Moreover they significantly inhibit the reproduction of E machaeralis with light of white 380 nm and 450 nm having the most significant effects Key words Eutectona machaeralis LED light growth and development survival rate fecundity 昆蟲具有高度敏感的光感受器結(jié)構(gòu) 能迅速感知到外部光環(huán)境的細微變化以調(diào)控自身生理代謝和行為 活動 1 已有的研究表明 不同光環(huán)境可顯著影響昆蟲存活率 發(fā)育歷期和蛹重等 如暗期使用波長為 505 540 和 589 nm 的 LED 光照可明顯降低甜菜夜蛾 Spodoptera exigua 的產(chǎn)卵量和卵孵化率 2 藍光和綠光處 理下荔枝蒂蛀蟲 Conopomorpha sinensis 雌 雄成蟲壽命顯著延長 3 4 d 3 365 nm 420 nm 波長光照下草 地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda 產(chǎn)卵前期顯著延長 且 365 nm 波長光照處理下試蟲卵孵化率也顯著降低 4 暗期用不同波長 LED 光照 5 h 對斜紋夜蛾 Spodoptera litura 生長發(fā)育與繁殖也有影響 表現(xiàn)為各色光處理 下蛹重減輕 蛹期縮短 而成蟲期延長 5 可見 影響昆蟲生長發(fā)育的有效波長因昆蟲種類和發(fā)育階段的 不同有所差異 這與昆蟲對光的感受能力存在差別有關(guān) 由于不同種類昆蟲的復(fù)眼結(jié)構(gòu)和感光器官有所差 異 引發(fā)昆蟲視覺系統(tǒng)在光譜感知和成像存在差別 致使昆蟲受到不同波長光刺激后會引發(fā)不同程度的反 應(yīng) 6 此外 對于夜行性昆蟲而言 羽化 覓食和求偶持續(xù)時間是由外部環(huán)境中光因子或溫度因子所控制 的生物鐘節(jié)律決定的 當(dāng)受到光源干擾時 昆蟲往往會改變原本的生物鐘節(jié)律以保障生殖力 5 如紫色 藍色和綠色光源顯著干擾草地貪夜蛾雌成蟲交配持續(xù)時間和交配次數(shù) 且紫光影響最為顯著 7 異色瓢蟲 Harmonia axyridis 交配持續(xù)時間和交配間隔時間隨光照波長的增加而顯著降低 且雌蟲的累積產(chǎn)卵量和卵 孵化率均在 575 nm 和 510 nm 波長光照條件下最高 8 柚木野螟 Eutectona machaeralis 屬鱗翅目草螟科 嚴(yán)重為害珍貴樹種柚木 Tectona grandis 9 10 該蟲食 量大 發(fā)生量多 繁殖速度快 且有世代重疊現(xiàn)象 幼蟲主要取食葉肉組織和表皮 僅留疏網(wǎng)狀葉脈和維 管束 為害高峰期林相如同火燒 除了為害寄主植物葉片外 該幼蟲還可為害花序 對健康種子的形成和 結(jié)實產(chǎn)生嚴(yán)重影響 繼而威脅柚木人工林培育和經(jīng)營 11 12 目前對柚木野螟的防治仍以化學(xué)防治為主 探 索經(jīng)濟高效 綠色可持續(xù)的監(jiān)測預(yù)報和防控技術(shù)尤為重要 城市亮化 農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補光等夜間照明技術(shù)的飛速進步改變了局部區(qū)域光環(huán)境 直接或間接影響該區(qū)域 內(nèi)昆蟲的覓食 聚集 求偶和繁殖等行為活動 在這一背景下 光因子對昆蟲生物學(xué)特性的影響亟待展開 研究 13 基于此 本研究于室內(nèi)觀察不同波長 LED 光源對柚木野螟生長發(fā)育和繁殖的影響 分析柚木野 螟各發(fā)育階段存活率 發(fā)育歷期 成蟲交配率 產(chǎn)卵前期和雌蟲產(chǎn)卵量等生物學(xué)指標(biāo) 旨在明確暗期不同 單色光照對該蟲種群動態(tài)的干擾效果 進而為開發(fā)出靶標(biāo)精準(zhǔn) 高效環(huán)保的燈光誘控技術(shù)來防控柚木野螟 提供可靠的技術(shù)依據(jù)和理論參考 1 材料與方法 1 1 材料 供試蟲源與飼養(yǎng) 于廣東省惠州市龍源興茂生態(tài)園 22 50 N 114 30 E 采集柚木野螟健康幼蟲 置于塑料保鮮箱中 60 cm 60 cm 70 cm 飼以新鮮柚木葉片 首次發(fā)現(xiàn)老熟幼蟲化蛹后 每日收集 蟲蛹 辨別雌雄后分裝于透明塑料養(yǎng)蟲盒 r 7 cm h 6 cm 中 成蟲羽化后 用蘸有 10 蜂蜜水的棉 花球飼喂 在溫度 26 1 相對濕度 70 5 光周期 14L 10D 暗期為 9 00 19 00 光 期為 19 00 次日 9 00 的人工氣候箱中繼代培養(yǎng)至少 5 代 建立穩(wěn)定的試驗飼養(yǎng)群 12 儀器 PQX 800HPL 型人工氣候箱 中儀國科 北京 科技有限公司 光照強度 200 5 lx 波長 為 380 nm 450 nm 530 nm 600 nm 650 nm 的 LED 燈和白色 復(fù)合光 中山市宜科燈飾光源公司 1 2 不同波長LED光源對柚木野螟卵 幼蟲 蛹生長發(fā)育的影響 收集 1 1 節(jié) 12 h 內(nèi)的卵 放入透明培養(yǎng)皿 d 90 mm 中 每盒 20 粒卵 每個處理 5 盒 每日 9 00 和 19 00 觀察 記錄各光照下的卵期 直至不再出現(xiàn)新的初孵幼蟲 計算卵孵化率 第 3 期 苑鵬宇等 不同波長 LED 光源對柚木野螟生長發(fā)育與繁殖的影響 577 選取同日孵化的健康幼蟲 置于透明塑料養(yǎng)蟲盒 r 7 cm h 6 cm 中 飼以新鮮柚木葉片 每盒 20 頭初孵幼蟲 每個處理 5 盒 同上時間觀察 統(tǒng)計各光照下的幼蟲歷期 直至沒有活幼蟲和新蛹出現(xiàn) 計算幼蟲存活率以及幼蟲化蛹率 選取不同光照處理下的健康同期老熟幼蟲 置于同上養(yǎng)蟲盒中 每盒 10 頭 每個處理 5 盒 同上時 間觀察和統(tǒng)計各光照下化蛹和羽化 蛹辨別雌雄后稱重 直至沒有活蛹和新成蟲出現(xiàn) 計算成蟲羽化率 1 3 不同波長LED光源對柚木野螟世代歷期和繁殖的影響 選取不同光照處理下當(dāng)日羽化的健康成蟲 雌雄 1 1 配對后放入同上養(yǎng)蟲盒中 每盒 1 對 每個處 理共 50 盒 盒內(nèi)放置蘸有 10 蜂蜜水的棉花球 同時補充新鮮柚木葉片模擬自然環(huán)境 每日早 09 00 更換養(yǎng)蟲盒和蜂蜜球 觀察和統(tǒng)計成蟲交配率 存活率和產(chǎn)卵量 試驗中 雄蛾死亡時更換新的雄蛾 至 雌蛾全部死亡 1 4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 利用 SPSS 16 0 軟件處理和分析試驗數(shù)據(jù) Graphpad Prim 9 0 作圖 不同波長 LED 光源對柚木野螟各 蟲態(tài)生長發(fā)育的影響采用單因素方差分析 One way ANOVA HSD Tukey 多重比較進行差異顯著性 檢驗 P 0 05 同一波長條件下 雌雄成蟲期 雌雄世代歷期和雌雄蛹重的差異性分析采用獨立樣本 t 檢驗進行評估 2 結(jié)果與分析 2 1 不同波長LED光源對柚木野螟卵孵化率 幼蟲化蛹率和成蟲羽化率的影響 不同波長 LED 光源照射對柚木野螟卵孵化率 幼蟲化蛹率和成蟲羽化率有不同程度的影響 表 1 LL 處理組 復(fù)合光 和 450 nm 處理組的卵孵化率相對較低 分別為 71 00 和 72 00 但不同光照處 理下的卵孵化率差異不顯著 df1 6 df2 28 F 1 036 P 0 423 380 nm 處理組的幼蟲化蛹率最 低 56 00 其次是 LL 450 nm 和 530 nm 處理組 均顯著低于對照組 75 00 df1 5 df2 28 F 4 418 P 0 03 而 600 nm 和 650 nm 處理組與對照組差異未達顯著性 P 0 05 由表 1 可 以看出 530 nm 處理組成蟲羽化率最低 為 82 00 對照組成蟲羽化率最高 90 00 但不同光照 處理下成蟲羽化率都在 80 00 以上 各光源處理組均與對照組無顯著差異 df1 6 df2 28 F 0 467 P 0 827 表1 不同波長LED光源對柚木野螟卵孵化率 幼蟲化蛹率和成蟲羽化率的影響 Table 1 Effects of LED lights with different wavelengths on the egg hatching rate larvae pupation rate and adult eclosion rate of Eutectona machaeralis 光源 Wavelength 卵孵化率 Egg hatching rate 幼蟲化蛹率 Larvae pupation rate 成蟲羽化率 Adult eclosion rate CK 81 00 2 92 a 75 00 2 24 a 90 00 4 47 a LL 71 00 1 87 a 65 00 4 47 bc 88 00 2 00 a 380 nm 78 00 5 83 a 56 00 2 45 d 84 00 5 09 a 450 nm 72 00 1 22 a 58 00 3 74 cd 86 00 2 45 a 530 nm 81 00 4 58 a 59 00 1 87 bc 82 00 6 63 a 600 nm 78 00 6 82 a 66 00 1 87 abc 84 00 4 00 a 650 nm 81 00 2 92 a 67 00 4 06 ab 88 00 2 00 a 注 CK 黑暗對照組 LL 白色 復(fù)合光 光照 表中數(shù)據(jù)為平均值 標(biāo)準(zhǔn)誤 同一列不同字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Note CK dark control no light LL white composite Data in the table are mean SE Different letters in the same column indicate significant differences P 0 05 The same below 2 2 不同波長LED光源對柚木野螟發(fā)育歷期的影響 不同波長 LED 光源持續(xù)照射對柚木野螟卵 幼蟲和蛹的發(fā)育歷期的影響不同 表 2 450 nm 處理 組卵期最長 4 63 d 其次是 LL 處理組 4 57 d 兩組卵期均顯著長于對照組 4 27 d df1 6 df2 531 F 5 694 P 0 000 其余 LED 光源處理組與對照組相比差異不顯著 P 0 05 但均顯著短 578 中 國 生 物 防 治 學(xué) 報 第 40 卷 于 450 nm 處理組 P 0 05 不同波長 LED 光源照射均延長柚木野螟幼蟲期 且與對照組存在顯著性差異 表 2 df1 6 df2 441 F 43 292 P 0 000 LL 處理組幼蟲期最長 14 60 d 其次是 650 nm 14 47 d 和 380 nm 處理組 14 36 d 3 組間無顯著差異 P 0 05 但顯著長于其他處理組 P 0 05 其他處理組幼蟲期長 短依次是 450 nm 13 03 d 530 nm 13 00 d 600 nm 12 83 d 對照組幼蟲期僅為 12 13 d 經(jīng)不同波長 LED 光源照射后柚木野螟蛹期差異顯著 表 2 df1 6 df2 295 F 21 501 P 0 000 與對照組 6 14 d 相比 600 nm 波長光源延長了柚木野螟蛹期 但二者差異未達顯著性 P 0 05 其 余 LED 光源處理組顯著延長 尤其是經(jīng) 380 nm 波光源處理后蛹期延長至 7 69 d 且顯著長于其他處理組 P 0 05 表2 不同波長LED光源對柚木野螟卵期 幼蟲期和蛹期的影響 Table 2 Effects of LED lights with different wavelengths on the duration of egg larvae and pupae of Eutectona machaeralis respectively 光源 Wavelength 卵期 Egg duration d 幼蟲期 Larval duration d 蛹期 Pupal duration d CK 4 27 0 07 b 12 13 0 07 c 6 14 0 12 d LL 4 57 0 08 a 14 60 0 17 a 7 00 0 08 b 380 nm 4 14 0 08 b 14 36 0 21 a 7 69 0 11 a 450 nm 4 63 0 06 a 13 03 0 15 b 6 89 0 10 b 530 nm 4 25 0 06 b 13 00 0 18 b 6 68 0 12 bc 600 nm 4 33 0 08 b 12 83 0 17 b 6 39 0 09 cd 650 nm 4 32 0 07 b 14 47 0 09 a 6 83 0 12 b 不同波長 LED 光源處理對柚木野螟成蟲期 產(chǎn)卵前期和世代歷期產(chǎn)生不同程度的影響 表 3 各色 光源處理下柚木野螟雌成蟲期差異達極顯著性 df1 6 df2 222 F 4 492 P 0 000 對照組雌成蟲 期 6 26 d 顯著低于 LL 7 81 d 和 530 nm 處理組 8 13 d 而后兩者之間無顯著差異 P 0 05 其余處理組與對照組相比差異不顯著 P 0 05 另外 380 nm 處理組雌成蟲期最短 顯著短于其他 LED 光源處理組和 LL 處理組 P 0 05 不 同 LED 光源照射下柚木野螟雄成蟲期同樣存在極顯著性差異 df1 6 df2 210 F 4 072 P 0 001 600 nm 處理組雄成蟲期最長 7 40 d 顯著長于對照組 5 81 d 380 nm 處理組 5 12 d 和 450 nm 處理組 5 43 d P 0 05 除 600 nm 處理組外 其余處理組與對 照組之間無顯著性差異 P 0 05 此外 LL 530 nm 和 650 nm 處理組雌蟲成蟲期顯著長于雄蟲 LL P 0 030 530 nm P 0 048 650 nm P 0 025 對照組和其余處理組的雌雄成蟲期差異不顯著 t 檢驗 對照組 P 0 256 380 nm P 0 704 450 nm P 0 110 600 nm P 0 987 不同光源處理對柚木野螟成蟲產(chǎn)卵前期影響極顯著 表 3 df1 7 df2 79 F 10 603 P 0 000 650 nm 處理組中柚木野螟產(chǎn)卵前期最短 3 90 d 但與對照組 4 29 d 差異不顯著 P 0 05 除 650 nm 處理組外 其余光源處理均延顯著長了產(chǎn)卵前期 P 0 05 LL 處理組下柚木野螟產(chǎn)卵前期最長 6 67 d 其次分別是 380 nm 450 nm 和 600 nm 處理組 暗期不同波長 LED 光源處理對柚木野螟雌雄蟲的世代歷期影響差異顯著 表 3 其中對照組雌蟲世 代歷期最短 26 98 d 且顯著低于其他處理組 df1 6 df2 221 F 9 798 P 0 000 650 nm 處 理組的雌蟲世代歷期最長 31 19 d 其次是 LL 處理組 31 00 d 兩者無顯著性 但顯著長于 380 nm 450 nm 和 600 nm 處理組 P 0 05 與雌蟲相似 柚木野螟雄蟲世代歷期在 650 nm 波長處理下最長 30 58 d 其次是 LL 處理組 30 19 d 且二者顯著長于 380 nm 450 nm 和 530 nm 處理組 P 0 05 對 照組世代歷期最短 26 71 d 且顯著低于其他處理組 df1 6 df2 220 F 11 380 P 0 000 進一步對比柚木野螟雌雄蟲的世代歷期發(fā)現(xiàn) LL 和 530 nm 處理組雌蟲的世代歷期顯著長于雄蟲 t 檢 驗 LL P 0 048 530 nm P 0 029 對照組和其余光源處理組中雌雄蟲之間世代歷期差異不顯著 t 檢驗 對照組 P 0 0508 380 nm P 0 804 450 nm P 0 163 600 nm P 0 909 650 nm P 0 137 第 3 期 苑鵬宇等 不同波長 LED 光源對柚木野螟生長發(fā)育與繁殖的影響 579 表3 不同光照對柚木野螟產(chǎn)卵前期 成蟲期和世代歷期的影響 Table 3 Effects of LED lights with different wavelengths on the pre oviposition period adult longevity and generation period of Eutectona machaeralis 成蟲期 Adult longevity d 世代歷期 Generation period d 光源 Wavelength 產(chǎn)卵前期 Pre oviposition period d CK 4 29 0 24 c 6 26 0 25 bc 5 81 0 30 bc 26 98 0 31 c 26 71 0 25 d LL 6 67 0 21 a 7 81 0 28 a 6 38 0 31 abc 31 00 0 23 a 30 19 0 28 a 380 6 50 0 29 ab 5 39 0 51 c 5 12 0 48 c 28 89 0 38 b 28 74 0 48 bc 450 6 50 0 29 ab 6 78 0 64 ab 5 43 0 51 bc 29 36 0 61 b 28 28 0 46 c 530 5 42 0 30 b 8 13 0 53 a 6 61 0 53 ab 30 18 0 52 ab 28 88 0 45 bc 600 5 64 0 41 ab 7 39 0 26 ab 7 40 0 35 a 29 52 0 51 b 29 60 0 50 ab 650 3 90 0 21 c 7 11 0 31 ab 6 13 0 29 abc 31 19 0 27 a 30 58 0 29 a 注 同一列不同字母表示差異顯著 P 0 05 表示雌雄之間有顯著差異 且平均值較大 Note Different letters in the same column indicate significant differences P 0 05 indicates a significant difference between males and females with a significant average value 2 3 不同波長LED光源對柚木野螟蛹重的影響 不同波長 LED 光源處理后柚木野螟雌雄蛹重均減輕 圖 1 LL 處理組雌蛹最輕 42 17 mg 顯 著小于對照組 45 03 mg P 0 05 其他處理組雌蛹重在 43 44 44 47 mg 與對照組無顯著性差異 df1 6 df2 346 F 1 837 P 0 091 與對照組相比 44 99 mg LL 處理組的柚木野螟雄蛹重 41 98 mg 同樣顯著減輕 P 0 05 其他處理組雄蛹重在 43 14 44 37 mg 與對照組無顯著差異 df1 6 df2 350 F 1 616 P 0 142 進一步比較柚木野螟雌雄蛹重 發(fā)現(xiàn)對照組 LL 450 nm 530 nm 600 nm 和 650 nm 處理組的雌蛹 重均大于雄蛹重 380 nm 處理組則相反 但差異均不顯著 t 檢驗 CK P 0 976 LL P 0 847 380 nm P 0 961 450 nm P 0 921 530 nm P 0 952 600 nm P 0 939 650 nm P 0 882 蛹重 Pu pae we ig h t m g 注 同色柱上不同字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Note Different letters on the same color column indicate significant differences P 0 05 The same below 圖1 不同波長LED光源對柚木野螟雌雄蛹重的影響 Fig 1 Effects of LED lights at different wavelengths on the pupal weight of Eutectona machaeralis 2 4 不同波長LED光源對柚木野螟繁殖的影響 不同波長 LED 光源處理對柚木野螟成蟲交配率影響顯著 圖 2 df1 6 df2 28 F 19 247 P 0 000 650 nm 交配率最高 84 00 但與對照組 68 00 差異性不顯著 P 0 05 LL 380 nm 450 nm 和 600 nm 光源處理組交配率顯著低于對照組 P 0 05 其中 380 nm 和 450 nm 波長光源處理下柚木野 580 中 國 生 物 防 治 學(xué) 報 第 40 卷 螟成蟲交配率下降了 50 以上 分別為 12 和 16 與對照組相比 158 00 粒 不同波長 LED 光源處理顯著降低柚木野螟單雌產(chǎn)卵量 圖 2 df1 6 df2 163 F 23 365 P 0 000 LL 處理組柚木野螟單雌產(chǎn)卵量最低 18 96 粒 且顯著低于其他處理 組 P 0 05 其次是 380 nm 450 nm 和 530 nm 處理組 分別為 58 88 粒 63 33 粒和 72 83 粒 600 nm 和 650 nm 處理組單雌產(chǎn)卵量分別為 110 26 粒和 116 24 粒 與對照組差異顯著 P 0 05 0 20 40 60 80 100 0 200 單雌產(chǎn)卵量 Eggs laid per female 150 100 50 C AB a D D d c c BC c C b A b 波長 Wavelength nm CK LL 380 450 530 600 650 交配率 Mating rate 交配率 Ma ting rate 單雌產(chǎn)卵量 粒 E ggs lai d per femal e 圖2 暗期不同光照對柚木野螟繁殖的影響 Fig 2 Effects of LED lights at different wavelengths on the reproduction of Eutectona machaeralis 3 討論 本研究結(jié)果顯示 不同波長 LED 光源照射下柚木野螟卵孵化率和成蟲羽化率有所降低 但均與對照 組無顯著性差異 各光源處理下可降低柚木野螟幼蟲化蛹率 其中 380 nm 波長和 450 nm 波長光源照射下 幼蟲化蛹率降幅較大 藍光和紫外光照射能引起昆蟲氧化應(yīng)激 長時間光照會抑制昆蟲抗氧化酶的活性 促使活性氧的過量產(chǎn)生和積累 對昆蟲造成細胞毒性 基因突變和信號傳導(dǎo)通路的改變等不可逆的氧化損 傷 這可能是藍 紫光降低柚木野螟幼蟲化蛹率的重要原因 14 16 此外 藍 紫光照也能影響昆蟲卵孵化 率和成蟲羽化率 如 420 nm 波長光源照射顯著降低粘蟲 Mythimna separata 幼蟲化蛹率和成蟲羽化率 并 且其卵孵化率在 365 nm 波長光源處理下達到最低 17 麥 蛾 Sitotroga cerealella 的卵孵化率于紫外光處理下 達到最低 18 320 400 nm 波長光源照射下棉鈴蟲 Helicoverpa armigera 累計存活率顯著下降 19 值得注 意的是 除 380 nm 和 450 nm 波長光源外 其他波長 LED 光源對柚木野螟存活率影響不顯著 推測是光 照所引起的氧化應(yīng)激較弱 使其有能力恢復(fù)光脅迫所造成的傷害 不同波長 LED 光源照射下柚木野螟幼蟲和蛹的發(fā)育歷期均顯著延長 LL 和 650 nm 處理組柚木野螟 世代歷期也顯著延長 除 380 nm 波長光照外 各色光源照射均延長柚木野螟成蟲期 由此推測昆蟲可以 通過延長發(fā)育歷期來保護自己免受環(huán)境脅迫的影響 19 本研究結(jié)果還顯示 LL 530 nm 和 650 nm 處理組 中柚木野螟雌蟲成蟲期均顯著長于雄蟲 且對照組和 LL 處理組雌蟲世代歷期也顯著長于雄蟲 這或與昆 蟲復(fù)眼性二態(tài)現(xiàn)象有關(guān) 先前對柚木野螟復(fù)眼的外部形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果顯示 該蟲雌雄成蟲小眼數(shù) 量和大小具有明顯的性二型現(xiàn)象 會導(dǎo)致雌雄成蟲復(fù)眼的敏感光譜存在差異 從而影響其在不同光環(huán)境下 的生長發(fā)育 19 昆蟲蛹重與體內(nèi)能源物質(zhì)儲存量 抗寒能力強弱等方面息息相關(guān) 是衡量鱗翅目昆蟲適應(yīng)性的間接指 標(biāo) 一般蛹體越重 適應(yīng)性越強 21 不同波長 LED 光源處理均導(dǎo)致柚木野螟的雌雄蛹重減輕 特別是白 光照射下所得蛹重顯著低于對照組 這一結(jié)果與暗期給予光照處理 5 h 下斜紋夜蛾蛹重顯著減輕類似 5 同時 喬利等 22 發(fā)現(xiàn)不同強度黃光照射下灰茶尺蠖 Ectropis grisescens 雄蛹蛹重與對照組差異顯著 光周 期為 L D 14 h 10 h 時 草地貪夜蛾和棉鈴蟲蛹重最重 說明蛹重也受光照強度和光周期的影響 23 24 另 第 3 期 苑鵬宇等 不同波長 LED 光源對柚木野螟生長發(fā)育與繁殖的影響 581 外 野外研究表明夜間光照還會以多種方式干擾昆蟲獲取食物 如通過誘導(dǎo)寄主植物碳氮比 角質(zhì)層韌性 等性狀發(fā)生改變以提高自身抗蟲能力干擾幼蟲取食 25 造成蛹重減輕 光照干擾所引起的蛹重減輕會導(dǎo)致 昆蟲體內(nèi)脂肪 糖原等能量物質(zhì)積累不足 無法滿足發(fā)育和繁殖的需要 后期白光下柚木野螟雌蛾產(chǎn)卵量 相比對照組下降近 80 也證實了這一點 26 本研究發(fā)現(xiàn)不同波長光照處理下柚木野螟的交配率 產(chǎn)卵量和產(chǎn)卵前期具有顯著差異 說明柚木野螟 的生殖行為受光環(huán)境影響顯著 與對照組 68 00 相比 380 nm 和 450 nm 波長光源極不利于柚木野螟 交配 交配率分別為 12 00 和 16 00 650 nm 雖有利于其交配 84 00 但明顯抑制其產(chǎn)卵 LED 光 照影響昆蟲生殖行為的原因復(fù)雜多樣 短波長輻射可通過抑制蛾類成蟲取食進而導(dǎo)致昆蟲生殖力下降 如 饑餓狀態(tài)下稻縱卷葉螟 Cnaphalocrocis medinalis 雄蛾精巢糖類 脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯下降 交配率 交配次數(shù)和產(chǎn)卵量也大幅度降低 27 營養(yǎng)攝取不足時草地貪夜蛾和煙芽夜蛾 Heliothis virescens 性信息素的產(chǎn)生和釋放顯著減少 間接降低交配率 27 此外 暗期光照也可通過抑制雌蛾合成和釋放性信 息素 干擾雄蟲對性信息素的識別等方式影響昆蟲的生殖行為 6 如綠色 LED 光照下甘藍夜蛾 Mamestra brassicae 性信息素的產(chǎn)生和釋放僅為對照組的三分之一 并改變性信息素混合物的化學(xué)成分 28 夜間人造 光照射下 Operophtera brumata 的交配率和被合成性信息素所吸引的雄蟲數(shù)量均明顯下降 29 柚木野螟的 交配行為主要集中于暗期 10 光照顯著干擾其生殖行為 但是否會抑制柚木野螟雌蛾合成和釋放性信息素 干擾雄蟲對性信息素的識別還有待更深入的研究 另外 夜間給予一定敏感波長照射將使夜蛾復(fù)眼保持白 天的適應(yīng)狀態(tài) 從而干擾其夜間生殖行為 30 如暗期給予適當(dāng)強度黃綠光照射后 草地貪夜蛾 甜菜夜蛾 和棉鈴蟲等夜蛾復(fù)眼可保持光環(huán)境下的 亮眼 狀態(tài) 對其交尾率和雌蛾產(chǎn)卵量均有明顯的干擾效果 31 33 但柚木野螟是否也是存在復(fù)眼明暗適應(yīng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化仍需進一步研究驗證 夜間人工光源也會以干擾或打亂昆蟲晝夜行為節(jié)律的方式 進而影響昆蟲交尾 產(chǎn)卵等生殖行為 致 使雌蛾產(chǎn)卵量降低 最終限制種群發(fā)展 34 本研究中與對照組相比 158 00 粒 6 種光源處理顯著降低 柚木野螟單雌產(chǎn)卵量 LL 處理組柚木野螟單雌產(chǎn)卵量最低 18 96 粒 且產(chǎn)卵前期最長 6 67d 其余 光源處理組單雌產(chǎn)卵量在 58 88 116 24 粒 與柚木野螟相同 夜間白光或黃光持續(xù)照射顯著抑制交配后 的荔枝蒂蛀蟲雌蛾產(chǎn)卵 使其產(chǎn)卵前期顯著延長 單雌日均產(chǎn)卵量降低近一半 34 黃光處理下可使粘蟲產(chǎn) 卵前期延長 1 2 d 產(chǎn)卵量減少 400 粒 35 而暗期給予 5 h 紅光處理使得斜紋夜蛾單雌產(chǎn)卵量顯著高于對照 組和其他光處理 505 nm 波長光照也使得棉鈴蟲產(chǎn)卵量顯著增加 說明影響昆蟲生殖行為的有效波長因昆 蟲種類不同而異 5 33 綜上 在室內(nèi)條件下 6 種 LED 光源延長柚木野螟的發(fā)育歷期 降低幼蟲化蛹率 減輕蛹重 同時 6 種 LED 光源均顯著抑制柚木野螟的繁殖 其中 380 nm 和 450 nm 波長的光源不利于其交配 LL 光源不利 于其產(chǎn)卵 但在野外復(fù)雜的條件下 上述光源能否有效地抑制柚木野螟種群的增長還需要進一步開展野外 試驗觀察驗證 參 考 文 獻 1 Foster S P Johnson C P Feeding and hemolymph trehalose concentration influence sex pheromone production in virgin Heliothis virescens moths J Journal of Insect Physiology 2010 56 11 1617 1623 2 蔣月麗 段云 武予清 三種不同波長綠 黃光對甜菜夜蛾產(chǎn)卵生物學(xué)的影響 J 植物保護學(xué)報 2008 35 5 473 474 3 全林發(fā) 李文景 王鳳英 等 荔枝蒂蛀蟲成蟲對 LED 光的趨性及其繁殖響應(yīng)特征 J 環(huán)境