LED 光源和溫度對夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖的影響

侯 冬 梅

（江西省宜豐中學，江西 宜春 336300）

夾竹桃蚜（Aphis neriiBoyer de Fonscolombe）為多化性昆蟲，以成蚜、若蚜直接刺吸夾竹桃植株的新梢、嫩葉，影響夾竹桃植株的生長，同時還分泌大量的蜜露，導致夾竹桃煤煙病的嚴重發(fā)生，從而大大降低夾竹桃的觀賞價值，該蚜即可行孤雌生殖，亦可行有性生殖，繁殖速度快[1]。 溫度是影響其種群數(shù)量的重要因素之一[2-3]， 此外，寄主植物的成熟程度亦可影響其繁殖力[4]。

LED（light emitting diode）即發(fā)光二極管，是一種能夠直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導體器件，隨著LED技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，其在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補光中的應用和在城市亮化、美化工程中的應用都越來越廣泛，且LED光源對多種昆蟲的繁殖力有影響[5]。 夾竹桃（Nerium indicum）為城市景觀植物之一，其主要害蟲夾竹桃蚜的繁殖力是否受LED光源的影響還未見報道。了解和掌握LED光源及溫度對夾竹桃蚜繁殖力的影響，將有助于了解城市亮化工程中的燈光對昆蟲種群的影響，亦可為城市亮化和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補光等新形勢下害蟲預測預報提供基礎(chǔ)資料，或為定量評價光污染對昆蟲等生物的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

于南昌市區(qū)（28.8°N，115.9°E）綠化帶夾竹桃植株上采集夾竹桃成蚜，室內(nèi)用夾竹桃新梢飼養(yǎng)、繁殖2 代以上。用毛筆將室內(nèi)繁殖 2 代以上的成蚜轉(zhuǎn)至新梢上，新梢斷端用濕棉球包扎以保鮮，置于墊有濕濾紙的塑料培養(yǎng)皿內(nèi)，待觀察到有初產(chǎn)若蚜后，剔除成蚜，確保每培養(yǎng)皿內(nèi)1 頭初產(chǎn)若蚜供實驗用。

1.2 實驗方法

1.2.1 LED 光源的影響 光期（07：00—21：00）的培養(yǎng)皿暴露在日光燈（光照強度 500～700 lx）下，暗期（21：00—07：00）則將培養(yǎng)皿分別放置在 5 個遮光紙箱內(nèi)，其中 4 個紙箱內(nèi)分別使用紅色、黃色、藍色和綠色 LED 光源（各色光的波段分別為 620～625，580～585，465～467，520～523 nm，光照強度均為 100 lx），第 5 個紙箱（對照組）不使用任何光照，分別記為 L14 ： R10、L14 ： Y10、L14 ： B10、L14 ： G10 和 L14 ： D10共 5 個光處理。上述實驗在人工氣候箱內(nèi)進行，溫度（25±0.5）℃，RH 75%±2%。

1.2.2 溫度的影響 將有初產(chǎn)若蚜的培養(yǎng)皿分別置于22，25，28 ℃（溫差范圍±0.5 ℃）的人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)，光周期設(shè)置 L14 ： D10，RH75%±2%。

上述實驗均于每日 07：00 觀察和記錄若蚜的蛻皮、成蚜后的產(chǎn)仔及存活情況，并將所蛻皮和產(chǎn)仔剔除。每處理重復 10次以上。

1.3 數(shù)據(jù)處理

發(fā)育歷期和成蚜產(chǎn)仔蚜數(shù)等實驗數(shù)據(jù)采用 SPSS13.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行單因素方差分析(One-way ANOVA)；根據(jù)成活率和產(chǎn)仔蚜數(shù)等編制種群生命表，求生命表參數(shù)。

凈增值率：R0= ∑lxmx，在一定實驗條件下，每成蚜經(jīng)歷一個世代可產(chǎn)生的仔蚜，其中x表示以日為單位的時間間隔，lx表示同一天產(chǎn)出的一批若蟲發(fā)育至日齡x時的存活率，mx表示在x期間內(nèi)存活的成蚜當日平均每成蚜產(chǎn)若蚜數(shù)；平均世代歷期(d)：T= (∑lxmxx) / (∑lxmx)，在一定實驗條件下，一個世代所需的平均歷期；內(nèi)稟增長率：rm= (lnR0) /T(d)，指在一定實驗條件下，種群中從母體出生到子代再產(chǎn)仔的平均時間；周限增長率：λ=erm， 指在一定實驗條件下，每一成蚜經(jīng)過單位時間后的增翻倍數(shù)；種群倍增時間(d)：t= ln2 /rm，為種群數(shù)量增長一倍所需要的時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED 光源對發(fā)育歷期的影響

暗期使用不同 LED光照對夾竹桃蚜發(fā)育歷期有一定的影響，除 3齡若蟲發(fā)育歷期差異顯著外，其他發(fā)育歷期差異均不顯著（表 1）。但與對照組相比，藍色和綠色 LED光照縮短了全若蟲期，而紅色和黃色 LED光源卻延長了全若蟲期，但4 種 LED光源均不同程度縮短了成蚜的壽命（表 1 和圖 1）。

表1 夾竹桃蚜在不同LED光源下的發(fā)育歷期

圖1 夾竹桃蚜在不同LED光源下的存活曲線

2.2 LED 光源對種群生命表參數(shù)的影響

暗期使用的不同 LED 光源對夾竹桃蚜繁殖力影響不同（表 2）。不同光源下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)差異顯著，其中黃光和藍光下的成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)（分別為 10.27 和 9.62）卻顯著低于對照組；而綠光下的成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)（16.69）高于對照組（16.16），紅光（13.08）下則低于對照組，但這 3 者差異不顯著。

綠光下的內(nèi)稟增長率rm、凈增值率R0和周限增長率λ均大于對照組，其他 3 種顏色 LED 光源下則小于對照組；綠光下的平均世代歷期T和種群倍增時間t短于對照組，其他則長于對照組。

表2 夾竹桃成蚜在不同LED光源下的種群生命表參數(shù)

2.3 溫度對發(fā)育歷期的影響

溫度對發(fā)育歷期有顯著的影響（表 3），隨實驗溫度的升高，發(fā)育歷期縮短，且多數(shù)發(fā)育階段的發(fā)育歷期在 22℃與 25℃下差異不顯著，但顯著長于 28 ℃下的發(fā)育歷期。類似地，成蚜壽命在 22℃與 25 ℃下差異不顯著（分別為16.06 d和 15.79 d），但28 ℃下壽命縮短為 5.50 d，與 22 ℃和 25℃下相比差異顯著（表3 和圖 2） 。

表3 夾竹桃蚜在不同溫度下的發(fā)育歷期

圖2 夾竹桃蚜在不同溫度下的存活曲線

2.4 溫度對種群生命表參數(shù)的影響

溫度對夾竹桃蚜繁殖力有顯著影響（表 4）。22℃和 25 ℃下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)差異不顯著，但二者顯著高于 28 ℃下產(chǎn)仔蚜數(shù)。

內(nèi)稟增長率rm隨溫度升高而增大，周限增長率λ則相反；平均世代歷期T和種群倍增時間t均隨溫度升高而縮短；凈增值率R0則以 25℃為最高。

表4 夾竹桃成蚜在不同溫度下的種群生命表參數(shù)

3 結(jié)論與討論

已有資料顯示，夾竹桃蚜的發(fā)育歷期和繁殖力與溫度[2-3]和 食料有關(guān)[4]。 而本研究結(jié)果證實 LED 光源對夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖有一定影響，不同 LED 光源下飼養(yǎng)的該蚜蟲全若蟲期和成蚜壽命均有不顯著的差異，其中藍色和綠色 LED 光照縮短了全若蟲期，而紅色、黃色、藍色和綠色 LED 光源均不同程度縮短了成蚜的壽命；黃色和綠色 LED 光照延長了產(chǎn)仔前期，縮短了產(chǎn)仔歷期，這種現(xiàn)象也見于棉鈴蟲[6]、 甜菜夜蛾[7]和 小菜蛾[8]等 。

報道[9-10]顯 示LED對動物的行為和繁殖有影響，夜間補充一定波長的光照對昆蟲的復眼具有明顯的刺激作用，可干擾其交尾和產(chǎn)卵等繁殖生物學特性[11]， 但這些影響因光質(zhì)（波長）及昆蟲種類不同而異[5]。本文首次報道了暗期使用的不同LED光源對夾竹桃蚜繁殖力的影響，其中黃光和藍光下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)顯著低于對照組，而綠光下的則高于對照組，綠光下的內(nèi)稟增長率rm、凈增值率R0和周限增長率λ亦大于對照組，平均世代歷期T和種群倍增時間t卻短于對照組，因而認為暗期使用綠色LED光源可能有助于該蚜蟲的繁殖和種群增長。據(jù)資料顯示桃蚜(Myzus persicae)最為偏好綠色光[12]， 原因是其視覺系統(tǒng)（紫外-綠-藍三色系統(tǒng)，UV-G-B）存在3個光譜響應高峰，其中最高峰由波長530～560 nm的綠偏黃光刺激產(chǎn)生[13]。 因此，筆 者推測夾竹桃蚜可能具有與桃蚜相同或類似的視覺系統(tǒng)，且 對綠色光產(chǎn)生較好的偏好，并 在綠色LED光源處理下，夾竹桃蚜的取食行為得以加強，因為毛健夜蛾(B. crini)幼蟲[14]和 夾竹桃天蛾(D. nerii)幼蟲[15]在綠色LED下取食行為發(fā)生頻率和時間分配也都高于其他顏色的LED光源。但這種推測需要深入的研究加以證實。

本文研究結(jié)果還證實，溫度對夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖有顯著影響，隨溫度升高，發(fā)育歷期縮短，且 25 ℃最有利于種群擴增，這些結(jié)果與郭美華等[2]的 報道基本一致。但在同一溫度（25 ℃）下的發(fā)育歷期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)等與相關(guān)報道[2-3]有 所差異，這可能與地理種群、飼養(yǎng)環(huán)境和寄主植物等有關(guān)。如南昌種群（以夾竹桃嫩梢飼養(yǎng)）25℃下的全若蟲期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)分別為 8.47 d、15.79 d和 16.16頭，而臺灣種群（以馬利筋 Asclepias curassavica飼養(yǎng)）分別為 8.07 d、13.86 d和 12.76 頭[2]， 土耳其種群（以夾竹桃飼養(yǎng)）全若蟲期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)則分別為 15.85 d、23.50 d和 4.11 頭[3]。 此外，最有利于土耳其種群增長的溫度是 20 ℃[3]， 這也與我們的結(jié)果有所不同。

上述實驗結(jié)果是在實驗條件下所得到的，城 市戶外 LED 光源對夾竹桃蚜繁殖的影響是否與實驗條件下的結(jié)果一致則還需進一步研究。

[1]李志文. 秦皇島地區(qū)夾竹桃蚜初步研究[J]. 河北林學院學報, 1991, 6(4)： 316-318.

[2]郭美華, 江東連. 溫度對夾竹桃蚜發(fā)育及其族群介量之影響[J]. 中華昆蟲, 1999(19)： 297-306.

[3]?zder N, Sa?lam ?. The effects of temperature for development time, fecundity and reproduction on some ornamental aphid species[J]. Journal of Central European Agriculture, 2013, 14(2)： 149-157.

[4]Murugan K, Jeyabalan D, Senthil kumar N, et al. Influence of host plant on growth and reproduction of Aphis nerii and feeding and prey utilization of its predator Menochilus sexmaculatus[J]. Indian Journal of Experimental Biology, 2000, 38(6)： 598-603.

[5]涂小云, 陳元生, 支憶. LED光源對昆蟲行為學和生物學特性的影響[J]. 植物保護, 2014, 40(2)： 11-15.

[6]段云, 武予清, 蔣月麗, 等. LED光照對棉鈴蟲成蟲明適應狀態(tài)和交尾的影響[J]. 生態(tài)學報, 2009, 29(9)： 4727-4731.

[7]蔣月麗, 段云, 武予清. 三種不同波長綠-黃光對甜菜夜蛾產(chǎn)卵生物學的影響[J]. 植物保護學報, 2008, 35(5)： 473-474.

[8]段云, 吳仁海, 武予清, 等. LED 光照對小菜蛾成蟲生物學的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學, 2010,33(1)： 80-82.

[9]王光耀, 吳小紅, 周淑娟, 等. 福壽螺對不同光色的響應[J]. 生物災害科學, 2017, 40(1)： 30-35.

[10]張恕雅, 朱敏方, 王和風, 等. LED光源對尾草履蟲增殖的影響[J]. 中國照明電器, 2017(12)： 16-19.

[11]靖湘峰, 雷朝亮. 昆蟲趨光性及其機理的研究進展[J]. 昆蟲知識, 2004, 41(3)： 198-203.

[12]付國需, 李為爭, 吳少英, 等. 桃蚜對不同單色光趨性反應的測定[J]. 昆蟲學報, 2009, 52(10)： 1171-1176.

[13]Kirchner S M, D?ring T F, Saucke H. Evidence for trichromacy in the green peach aphid, Myzus persicae (Sulz.) (Hemiptera：Aphididae)[J].Journal of Insect Physiology, 2005, 51(11)： 1255-1260.

[14]涂小云, 陳元生, 陳娟, 等. 不同波段LED光源對毛健夜蛾行為的影響[J]. 昆蟲學報, 2012, 55(10)： 1185-1192.

[15]涂小云, 支憶, 劉可, 等． 溫度和 LED 光源對夾竹桃天蛾幼蟲行為的影響[J]. 生態(tài)學報, 2015, 35(20)： 6750-6758．