不同波長LED燈對銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜?shù)奶镩g誘捕效果

許亞嵐，潘洪生，梁革梅，楊益眾，陸宴輝

(1.揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009；2. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部庫爾勒有害生物科學(xué)觀測試驗(yàn)站，烏魯木齊 830091；3. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193))

0 引 言

【研究意義】金龜類害蟲幼蟲潛藏在地下啃食作物種子、根莖以及嫩芽，危害周期長、食量大，嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量、品質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)效益，防治難度大。成蟲期出土活動(dòng)，是金龜類害蟲蟲源防控的關(guān)鍵時(shí)期?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】金龜類害蟲成蟲常具有較強(qiáng)的趨光性，燈誘是成蟲防治的有效措施[1]。趙玲琳等[2]研究表明，在2012～2016年間每盞測報(bào)燈每年可誘捕到銅綠麗金龜(AnomalacorpulentaMotschulsky)成蟲1 700～3 100頭。劉超華等[3]研究報(bào)道，2012、2013年使用6盞測報(bào)燈分別誘捕暗黑鰓金龜(HolotrichiaparallelaMotschulsky)成蟲4 788和7 279頭，高峰期單日誘蟲量達(dá)1 313頭。室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，銅綠麗金龜對不同波長光源的趨性呈顯著差異[4,5]。田間試驗(yàn)同樣表明，不同波長燈光對銅綠麗金龜、暗黑鰓金龜?shù)囊T作用差異明顯[6,7,8]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前期研究證實(shí)，銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜存在趨光行為，且對不同波長的趨性反應(yīng)明顯不同。研究篩選金龜成蟲偏好的光波波長，提高燈誘效果。【擬解決的關(guān)鍵問題】以銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜為研究對象，篩選出誘捕效果好的特定波長并明確其夜間活動(dòng)節(jié)律，為研發(fā)單一波長的金龜成蟲燈誘技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

在375～748 nm波長范圍內(nèi)，選擇19種波長(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燈(功率為5W)以及配套誘殺裝置(參見頻振式殺蟲燈TYGP-16)，均由河南新鄉(xiāng)天意新能源科技開發(fā)有限公司提供。燈具整體呈圓柱體，直徑為42.5 cm，高83 cm，主要由LED燈、電網(wǎng)(瞬間電壓為2 300 V±150 V)和接蟲塑料桶組成。LED燈位于燈具頂部垂直放置，外圈10 cm處被高壓電網(wǎng)包圍，接蟲塑料桶處于燈管下方，存放誘捕到的昆蟲。

于2014和2015年的7～9月，在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所河南新鄉(xiāng)試驗(yàn)基地(35.15°N，113.80°E)的棉花田進(jìn)行誘捕效果評價(jià)。每盞LED燈配備1套懸掛鋼竿，將鋼竿插入地下40～50 cm，在鋼竿上端水平固定好懸掛燈具的橫桿，再將1個(gè)燈具懸掛在橫桿上，相鄰2根鋼竿間距離為20 m。每種波長各設(shè)3個(gè)重復(fù)，共57盞燈，進(jìn)行隨機(jī)排列。亮燈時(shí)間為當(dāng)天18:00～翌日06:00，共12 h。每天早上08:00前，將前一晚誘捕到的昆蟲帶回實(shí)驗(yàn)室，分別統(tǒng)計(jì)銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜?shù)臄?shù)量。

1.2 LED燈和黑光燈對金龜成蟲的誘捕效果

2019年的7～9月，選取385 nm、395 nm的LED燈和常規(guī)黑光燈(365±50 nm)進(jìn)行誘捕效果對比研究。LED燈(功率為20W)以及配套誘殺裝置(參見市電蟲期測報(bào)燈)，均由河南新鄉(xiāng)天意新能源科技開發(fā)有限公司提供。燈具整體高220 cm，長和寬均為65 cm，上方呈圓柱體，下方呈長方體。圓柱體部分由燈管和3塊長方形撞擊屏組成，燈管位于中央垂直放置，撞擊屏邊緣與燈管平行且互成120°，長方體部分為燈具控制中心。試驗(yàn)同樣在河南新鄉(xiāng)試驗(yàn)基地的棉花田進(jìn)行。每種燈各設(shè)4個(gè)重復(fù)，共12盞燈，進(jìn)行隨機(jī)排列，相鄰兩燈之間相距200 m。亮燈時(shí)間為當(dāng)天18:00～翌日06:00，共12 h。每種燈上都裝有定時(shí)取樣器，取樣器下方放有6個(gè)接蟲袋，每隔2 h自動(dòng)更換1個(gè)接蟲袋，分別采集6個(gè)時(shí)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)的昆蟲樣本。每天08:00前，將前一晚誘捕到的昆蟲帶回實(shí)驗(yàn)室，分別統(tǒng)計(jì)銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

昆蟲誘捕量均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean±SE)表示。原始數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后，符合正態(tài)分布及方差齊性要求，進(jìn)行單因子方差分析(ANOVA)；若數(shù)據(jù)有顯著性差異，再使用鄧肯氏新復(fù)極差法(DMRT)進(jìn)行比較(P< 0.05)。夜間不同時(shí)段黑光燈和385 nm LED燈上金龜成蟲的上燈頻次用卡平方檢驗(yàn)(χ2test)。所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 21.0軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同波長LED燈對金龜成蟲的誘捕效果

研究表明，2014和2015年，395 nm的LED燈對銅綠麗金龜成蟲的誘捕效果最好，30 d每燈誘蟲量分別為(183.67±80.32)頭和(459.23±19.21)頭，均顯著高于其他18種波長(2014年：F= 16.94，df= 18, 38，P< 0.000 1；2015年：F= 231.44，df= 18, 38，P< 0.000 1)。圖1

注：不同字母表示同一年份不同波長間差異顯著，下同

2014年，395 nm的LED燈對暗黑鰓金龜成蟲的誘捕效果較好，30 d每燈誘捕量為(13.83±2.68)頭，與418和440 nm沒有顯著差異(P> 0.05)，但均顯著高于其他16種波長(F= 25.07，df= 18, 38，P< 0.000 1)。2015年，395 nm的LED燈誘捕的暗黑鰓金龜成蟲仍然最多，30 d每燈誘捕量為(37.50±4.36)頭，與418 nm之間沒有顯著性差異(P> 0.05)，但二者均顯著高于其他17種波長(F= 26.73，df= 18, 38，P< 0.000 1)。圖2

圖2 19種波長LED燈對暗黑鰓金龜?shù)恼T捕數(shù)量Fig. 2 Number of Holotrichia parallela adults captured by the LED traps with 19 single wavelengths

2.2 LED燈和黑光燈對金龜成蟲的誘捕效果

研究表明，2019年，385 nm LED燈對銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜成蟲的誘捕效果較好，30 d每燈誘捕量分別為(3 052.45±2 336.82)頭和(3 292.97±1 273.50)頭，顯著高于395 nm LED燈的誘捕量(P> 0.05)，但與黑光燈之間沒有顯著性差異(銅綠麗金龜：F= 0.39，df= 2, 12，P= 0.686 0；暗黑鰓金龜：F= 0.62，df= 2, 12，P= 0.562 0)。圖3

圖3 LED燈和黑光燈對2種金龜成蟲的誘捕數(shù)量Fig. 3 Number of Anomala corpulenta and Holotrichia parallela adults captured by the LED traps and black light lamp

2.3 夜間金龜成蟲的上燈節(jié)律

研究表明，黑光燈上，20:00～22:00銅綠麗金龜?shù)恼T捕比例最高，為52.89%，其次為23.21%(22:00～24:00)，二者占整個(gè)夜晚(18:00～翌日06:00)誘捕量的76.10%。385 nm的LED燈上，20:00～22:00銅綠麗金龜?shù)恼T捕比例也是最高，為55.04%，其次為22:00～24:00的19.11%，二者占整晚的74.15%。夜間不同時(shí)段385 nm LED燈與黑光燈上銅綠麗金龜?shù)恼T捕數(shù)量無顯著差異(P> 0.05)。圖4

圖4 不同夜間時(shí)段銅綠麗金龜?shù)纳蠠艄?jié)律Fig. 4 The activity rhythm of Anomala corpulenta adults during different night-time periods

黑光燈上，20:00～22:00暗黑鰓金龜?shù)恼T捕比例最高，為44.69%，其次為22:00～24:00的22.25%，二者占整個(gè)夜晚誘捕量的68.94%。385 nm的LED燈上，20:00～22:00暗黑鰓金龜成蟲的誘捕比例同樣最高，為56.49%，其次為22:00～24:00的20.18%，二者占整晚誘捕量的76.67%。但不同夜間時(shí)段385 nm LED燈誘捕到的暗黑鰓金龜成蟲數(shù)量與黑光燈間無顯著差異(P> 0.05)。圖5

圖5 不同夜間時(shí)段暗黑鰓金龜?shù)纳蠠艄?jié)律Fig. 5 The activity rhythm of Holotrichia parallela adults during different night-time periods

3 討 論

王建軍[8]比較了18種波長誘蟲燈對銅綠麗金龜?shù)囊T效果，400 nm的波長誘捕數(shù)量(84.0頭)最高，但與鄰近的368 nm(49.3頭)、420 nm(54.3頭)以及其他多種波長之間的誘捕量沒有顯著差異。嚴(yán)靂等[7]比較了13種單波長LED燈對暗黑鰓金龜?shù)恼T捕效果，單日誘捕量低于15頭，407 nm的效果最好，其次是395 nm，分別為14.8和8.6頭/日，385 nm的誘捕量僅為1.0頭/日。研究中，2014～2015年銅綠麗金龜數(shù)量較高，395 nm的誘蟲量顯著高于其他波長，而暗黑鰓金龜數(shù)量較低，395 nm的誘捕量雖然最高，但與相鄰波長(如418 nm)之間差異不顯著。2019年，2種金龜上燈數(shù)量都非常高，385 nm誘捕量顯著高于395 nm。前期2項(xiàng)研究均開展了1年，而且試驗(yàn)期間成蟲誘捕量偏低。與之相比，研究前后歷時(shí)3年，試驗(yàn)期間誘蟲數(shù)量較大，結(jié)果更具說服力。這也說明田間害蟲發(fā)生數(shù)量對燈誘試驗(yàn)結(jié)果可能有著明顯影響，在今后田間燈誘試驗(yàn)中需要重點(diǎn)考慮這一影響因素。

蔣月麗等[5]室內(nèi)評估了銅綠麗金龜對14種單一波長的趨光反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)對405、460、505、570 nm具有明顯趨向性，但對380、440、492、505 nm表現(xiàn)出避光反應(yīng)。研究結(jié)果與之有很大出入，導(dǎo)致2項(xiàng)研究結(jié)果不同的主要因素可能是：室內(nèi)試驗(yàn)的環(huán)境是相對恒定的，而田間試驗(yàn)前后歷經(jīng)數(shù)月，環(huán)境變化巨大；同時(shí)，室內(nèi)試驗(yàn)中供試成蟲的來源、日齡、性別等高度一致，而田間蟲源性質(zhì)比較復(fù)雜。這也進(jìn)一步提醒，田間評價(jià)在昆蟲趨光行為研究中，特別是在害蟲燈光引誘技術(shù)研發(fā)中的重要性。鞠倩等[4]室內(nèi)評估了銅綠麗金龜、暗黑鰓金龜對5種復(fù)合波長的選擇行為，對暗黑鰓金龜吸引作用最強(qiáng)的是380～430 nm(主峰405 nm)，對銅綠麗金龜吸引效果最好的是430～525 nm(主峰465 nm)，但主峰520、585、620 nm波長的吸引作用較弱。導(dǎo)致與研究結(jié)果不一致的主要原因是，選用的波長范圍明顯不同。

王建軍[8]通過使用單波長誘蟲燈分時(shí)段監(jiān)測銅綠麗金龜成蟲的夜間活動(dòng)節(jié)律，得出在19:30～20:30、20:30～21:30、21:30～22:30、22:30～23:30誘捕的成蟲數(shù)分別占7.4%、65.4%、18.1%、9.2%。研究發(fā)現(xiàn)，385 nm的LED燈和黑光燈上銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜?shù)纳蠠艄?jié)律沒有顯著差異，均在20:00～22:00期間誘捕量最大，其次是22:00～24:00，20:00～24:00期間誘捕量占整個(gè)夜晚12 h的68.9%～76.7%。2項(xiàng)研究結(jié)果基本吻合。

4 結(jié) 論

385 nm的LED燈對銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜成蟲誘捕效果較好，與當(dāng)前生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的黑光燈沒有顯著性差異，2種金龜成蟲的活動(dòng)高峰期均集中在20:00～24:00。