不同波长LED灯对铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟的田间诱捕效果

2020-10-27 03:34许亚岚潘洪生梁革梅杨益众陆宴辉
新疆农业科学 2020年11期
关键词:金龟光灯铜绿

许亚岚,潘洪生,梁革梅,杨益众,陆宴辉

(1.扬州大学园艺与植物保护学院,江苏扬州 225009;2. 新疆农业科学院植物保护研究所/农业农村部库尔勒有害生物科学观测试验站,乌鲁木齐 830091;3. 中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193))

0 引 言

【研究意义】金龟类害虫幼虫潜藏在地下啃食作物种子、根茎以及嫩芽,危害周期长、食量大,严重影响作物的产量、品质以及经济效益,防治难度大。成虫期出土活动,是金龟类害虫虫源防控的关键时期。【前人研究进展】金龟类害虫成虫常具有较强的趋光性,灯诱是成虫防治的有效措施[1]。赵玲琳等[2]研究表明,在2012~2016年间每盏测报灯每年可诱捕到铜绿丽金龟(AnomalacorpulentaMotschulsky)成虫1 700~3 100头。刘超华等[3]研究报道,2012、2013年使用6盏测报灯分别诱捕暗黑鳃金龟(HolotrichiaparallelaMotschulsky)成虫4 788和7 279头,高峰期单日诱虫量达1 313头。室内研究发现,铜绿丽金龟对不同波长光源的趋性呈显著差异[4,5]。田间试验同样表明,不同波长灯光对铜绿丽金龟、暗黑鳃金龟的引诱作用差异明显[6,7,8]。【本研究切入点】前期研究证实,铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟存在趋光行为,且对不同波长的趋性反应明显不同。研究筛选金龟成虫偏好的光波波长,提高灯诱效果。【拟解决的关键问题】以铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟为研究对象,筛选出诱捕效果好的特定波长并明确其夜间活动节律,为研发单一波长的金龟成虫灯诱技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

在375~748 nm波长范围内,选择19种波长(375、395、418、440、460、484、506、528、538、550、572、594、616、638、660、682、704、726和748 nm)用于研究。LED灯(功率为5W)以及配套诱杀装置(参见频振式杀虫灯TYGP-16),均由河南新乡天意新能源科技开发有限公司提供。灯具整体呈圆柱体,直径为42.5 cm,高83 cm,主要由LED灯、电网(瞬间电压为2 300 V±150 V)和接虫塑料桶组成。LED灯位于灯具顶部垂直放置,外圈10 cm处被高压电网包围,接虫塑料桶处于灯管下方,存放诱捕到的昆虫。

于2014和2015年的7~9月,在中国农业科学院植物保护研究所河南新乡试验基地(35.15°N,113.80°E)的棉花田进行诱捕效果评价。每盏LED灯配备1套悬挂钢竿,将钢竿插入地下40~50 cm,在钢竿上端水平固定好悬挂灯具的横杆,再将1个灯具悬挂在横杆上,相邻2根钢竿间距离为20 m。每种波长各设3个重复,共57盏灯,进行随机排列。亮灯时间为当天18:00~翌日06:00,共12 h。每天早上08:00前,将前一晚诱捕到的昆虫带回实验室,分别统计铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟的数量。

1.2 LED灯和黑光灯对金龟成虫的诱捕效果

2019年的7~9月,选取385 nm、395 nm的LED灯和常规黑光灯(365±50 nm)进行诱捕效果对比研究。LED灯(功率为20W)以及配套诱杀装置(参见市电虫期测报灯),均由河南新乡天意新能源科技开发有限公司提供。灯具整体高220 cm,长和宽均为65 cm,上方呈圆柱体,下方呈长方体。圆柱体部分由灯管和3块长方形撞击屏组成,灯管位于中央垂直放置,撞击屏边缘与灯管平行且互成120°,长方体部分为灯具控制中心。试验同样在河南新乡试验基地的棉花田进行。每种灯各设4个重复,共12盏灯,进行随机排列,相邻两灯之间相距200 m。亮灯时间为当天18:00~翌日06:00,共12 h。每种灯上都装有定时取样器,取样器下方放有6个接虫袋,每隔2 h自动更换1个接虫袋,分别采集6个时段(18:00~20:00、20:00~22:00、22:00~24:00、00:00~02:00、02:00~04:00、04:00~06:00)的昆虫样本。每天08:00前,将前一晚诱捕到的昆虫带回实验室,分别统计铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟数量。

1.3 数据处理

昆虫诱捕量均以平均数±标准误(Mean±SE)表示。原始数据经对数转换后,符合正态分布及方差齐性要求,进行单因子方差分析(ANOVA);若数据有显著性差异,再使用邓肯氏新复极差法(DMRT)进行比较(P< 0.05)。夜间不同时段黑光灯和385 nm LED灯上金龟成虫的上灯频次用卡平方检验(χ2test)。所有数据均使用SPSS 21.0软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同波长LED灯对金龟成虫的诱捕效果

研究表明,2014和2015年,395 nm的LED灯对铜绿丽金龟成虫的诱捕效果最好,30 d每灯诱虫量分别为(183.67±80.32)头和(459.23±19.21)头,均显著高于其他18种波长(2014年:F= 16.94,df= 18, 38,P< 0.000 1;2015年:F= 231.44,df= 18, 38,P< 0.000 1)。图1

注:不同字母表示同一年份不同波长间差异显著,下同

2014年,395 nm的LED灯对暗黑鳃金龟成虫的诱捕效果较好,30 d每灯诱捕量为(13.83±2.68)头,与418和440 nm没有显著差异(P> 0.05),但均显著高于其他16种波长(F= 25.07,df= 18, 38,P< 0.000 1)。2015年,395 nm的LED灯诱捕的暗黑鳃金龟成虫仍然最多,30 d每灯诱捕量为(37.50±4.36)头,与418 nm之间没有显著性差异(P> 0.05),但二者均显著高于其他17种波长(F= 26.73,df= 18, 38,P< 0.000 1)。图2

图2 19种波长LED灯对暗黑鳃金龟的诱捕数量Fig. 2 Number of Holotrichia parallela adults captured by the LED traps with 19 single wavelengths

2.2 LED灯和黑光灯对金龟成虫的诱捕效果

研究表明,2019年,385 nm LED灯对铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟成虫的诱捕效果较好,30 d每灯诱捕量分别为(3 052.45±2 336.82)头和(3 292.97±1 273.50)头,显著高于395 nm LED灯的诱捕量(P> 0.05),但与黑光灯之间没有显著性差异(铜绿丽金龟:F= 0.39,df= 2, 12,P= 0.686 0;暗黑鳃金龟:F= 0.62,df= 2, 12,P= 0.562 0)。图3

图3 LED灯和黑光灯对2种金龟成虫的诱捕数量Fig. 3 Number of Anomala corpulenta and Holotrichia parallela adults captured by the LED traps and black light lamp

2.3 夜间金龟成虫的上灯节律

研究表明,黑光灯上,20:00~22:00铜绿丽金龟的诱捕比例最高,为52.89%,其次为23.21%(22:00~24:00),二者占整个夜晚(18:00~翌日06:00)诱捕量的76.10%。385 nm的LED灯上,20:00~22:00铜绿丽金龟的诱捕比例也是最高,为55.04%,其次为22:00~24:00的19.11%,二者占整晚的74.15%。夜间不同时段385 nm LED灯与黑光灯上铜绿丽金龟的诱捕数量无显著差异(P> 0.05)。图4

图4 不同夜间时段铜绿丽金龟的上灯节律Fig. 4 The activity rhythm of Anomala corpulenta adults during different night-time periods

黑光灯上,20:00~22:00暗黑鳃金龟的诱捕比例最高,为44.69%,其次为22:00~24:00的22.25%,二者占整个夜晚诱捕量的68.94%。385 nm的LED灯上,20:00~22:00暗黑鳃金龟成虫的诱捕比例同样最高,为56.49%,其次为22:00~24:00的20.18%,二者占整晚诱捕量的76.67%。但不同夜间时段385 nm LED灯诱捕到的暗黑鳃金龟成虫数量与黑光灯间无显著差异(P> 0.05)。图5

图5 不同夜间时段暗黑鳃金龟的上灯节律Fig. 5 The activity rhythm of Holotrichia parallela adults during different night-time periods

3 讨 论

王建军[8]比较了18种波长诱虫灯对铜绿丽金龟的引诱效果,400 nm的波长诱捕数量(84.0头)最高,但与邻近的368 nm(49.3头)、420 nm(54.3头)以及其他多种波长之间的诱捕量没有显著差异。严雳等[7]比较了13种单波长LED灯对暗黑鳃金龟的诱捕效果,单日诱捕量低于15头,407 nm的效果最好,其次是395 nm,分别为14.8和8.6头/日,385 nm的诱捕量仅为1.0头/日。研究中,2014~2015年铜绿丽金龟数量较高,395 nm的诱虫量显著高于其他波长,而暗黑鳃金龟数量较低,395 nm的诱捕量虽然最高,但与相邻波长(如418 nm)之间差异不显著。2019年,2种金龟上灯数量都非常高,385 nm诱捕量显著高于395 nm。前期2项研究均开展了1年,而且试验期间成虫诱捕量偏低。与之相比,研究前后历时3年,试验期间诱虫数量较大,结果更具说服力。这也说明田间害虫发生数量对灯诱试验结果可能有着明显影响,在今后田间灯诱试验中需要重点考虑这一影响因素。

蒋月丽等[5]室内评估了铜绿丽金龟对14种单一波长的趋光反应,发现对405、460、505、570 nm具有明显趋向性,但对380、440、492、505 nm表现出避光反应。研究结果与之有很大出入,导致2项研究结果不同的主要因素可能是:室内试验的环境是相对恒定的,而田间试验前后历经数月,环境变化巨大;同时,室内试验中供试成虫的来源、日龄、性别等高度一致,而田间虫源性质比较复杂。这也进一步提醒,田间评价在昆虫趋光行为研究中,特别是在害虫灯光引诱技术研发中的重要性。鞠倩等[4]室内评估了铜绿丽金龟、暗黑鳃金龟对5种复合波长的选择行为,对暗黑鳃金龟吸引作用最强的是380~430 nm(主峰405 nm),对铜绿丽金龟吸引效果最好的是430~525 nm(主峰465 nm),但主峰520、585、620 nm波长的吸引作用较弱。导致与研究结果不一致的主要原因是,选用的波长范围明显不同。

王建军[8]通过使用单波长诱虫灯分时段监测铜绿丽金龟成虫的夜间活动节律,得出在19:30~20:30、20:30~21:30、21:30~22:30、22:30~23:30诱捕的成虫数分别占7.4%、65.4%、18.1%、9.2%。研究发现,385 nm的LED灯和黑光灯上铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟的上灯节律没有显著差异,均在20:00~22:00期间诱捕量最大,其次是22:00~24:00,20:00~24:00期间诱捕量占整个夜晚12 h的68.9%~76.7%。2项研究结果基本吻合。

4 结 论

385 nm的LED灯对铜绿丽金龟和暗黑鳃金龟成虫诱捕效果较好,与当前生产中广泛应用的黑光灯没有显著性差异,2种金龟成虫的活动高峰期均集中在20:00~24:00。

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