燈光誘殺林木害蟲技術(shù)研究

姜 旭，白慧敏，顏景紅

(1.遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110032；2.遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測院，遼寧 沈陽 110122；3.阜新市林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 阜新 123000)

昆蟲趨光性是指昆蟲通過其視覺器官(復(fù)眼和單眼)中的感光細(xì)胞對特定范圍光譜產(chǎn)生感應(yīng)而表現(xiàn)出定向活動的現(xiàn)象。多數(shù)種類的昆蟲存在趨光行為，這對于尋找食物、異性交配和搜尋產(chǎn)卵場所等活動起著重要作用。燈光誘殺技術(shù)是誘殺害蟲的成蟲，使害蟲蟲口密度和產(chǎn)卵量大幅度降低，從而減輕對林木的直接危害或傳播病害。燈光誘殺具有延緩害蟲抗藥性、不污染環(huán)境、針對性強、對天敵影響小等優(yōu)點，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證食品安全以及出口創(chuàng)匯提供重要的技術(shù)支撐，無論是生態(tài)效益、社會效益還是經(jīng)濟效益均十分顯著。因此燈光誘殺技術(shù)已成為林業(yè)害蟲綠色防控的一項重要措施。

為探索燈光誘殺林業(yè)害蟲的綠色防控技術(shù)，以舞毒蛾為靶標(biāo)害蟲，系統(tǒng)開展了利用濾光燈、LED燈對舞毒蛾[1]趨光性的室內(nèi)外誘捕測試，以及單波長太陽能燈林間誘殺舞毒蛾[2]研究，進而篩選出了合適的燈具。再利用篩選出的單波長太陽能燈誘殺楊毒蛾[3]、赤松毛蟲[4]、微紅梢斑螟[5]、核桃楸大蠶蛾[6]、栗山天牛[7]、銅綠麗金龜[8]等，對阜新老鷹窩山自然保護區(qū)開展燈誘鱗翅目害蟲調(diào)查[9]與消長規(guī)律[10]研究；對改良的LED燈室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹[11]。通過系列研究，明確燈光誘殺林木害蟲的技術(shù)參數(shù)，形成燈光誘殺技術(shù)體系，為推進綠色防控奠定基礎(chǔ)。

1 供試燈具與蟲源

1.1 濾光燈與蟲源

濾光燈是鹵素?zé)艏訛V光片形成的。在上海摩銳光電技術(shù)有限公司訂制了15種可見光范圍的濾光片，波長為470、505、511、531、548、560、576、580、592、596、614、622、635、648、657 nm，以未加濾光片為對照。在北京光學(xué)研究所完成了與鹵素?zé)襞渲萍庸?，形成不同波長的燈，本實驗中簡稱為濾光燈，供室內(nèi)和野外誘蟲試驗。

舞毒蛾室內(nèi)蟲源為蛹羽化的成蟲或野外捕捉的成蟲。

1.2 LED燈與蟲源

LED燈由濟南祥辰科技有限公司生產(chǎn)，波長分別為365～375、380～385、405～408、462～465、521～524、585～587、603～605、620～623nm的8 個LED直流與交流充電的誘蟲燈，以及全光譜及市售常用殺蟲燈。供室內(nèi)和野外誘蟲試驗。

舞毒蛾室內(nèi)蟲源為蛹羽化的成蟲或野外捕捉的成蟲。

改良的LED燈室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹，LED燈的結(jié)構(gòu)上半部為LED燈管，外圍是細(xì)鐵絲繞成的高壓電網(wǎng)，下半部為漏斗形底座加紅色布袋用于誘集成蟲。本測試中將下部紅色收集袋改裝為白色盤并倒入清水。采用波長365～375、380～385、405～408、521～524、603～605 nm及全光譜的6 種改裝的LED燈。

縱坑切梢小蠹蟲源取自林地提前設(shè)置的餌木，鋸成1 m木段帶回實驗室，兩端封蠟，套尼龍網(wǎng)內(nèi)羽化備用[11]。

1.3 單波長太陽能燈林間誘殺舞毒蛾

單波長太陽能誘蟲燈由深圳市富巍盛科技有限公司生產(chǎn)，型號為FWS-DBL-1，功率8 W，是精確的單波長燈(共18種波長)，對照燈是同等功率的全光譜燈。不同時期供測試的波長不同，先后分2 組：第一組為303～580 nm的 18個波段與1 個對照，即波長為303、320、330、340、351、360、368、400、420、445、460、480、520、525、545、560、575、580 nm；第二組為320～585 nm的18個波段與1 個對照,即320、340、351、360、365、368、380、400、420、445、460、480、520、525、545、560、575、585 nm。供林間誘蟲試驗。

2 研究方法

不同燈具測試害蟲趨光性的比較皆以舞毒蛾為靶標(biāo)昆蟲。林間以單一波長太陽能燈誘殺鱗翅目與鞘翅目害蟲，以取得技術(shù)參數(shù)形成誘殺害蟲的技術(shù)體系。

2.1 濾光燈室內(nèi)外測試

2.1.1 室內(nèi)測試

在6 m×9 m的遮光棚內(nèi)，將不同波長光源的誘蟲燈等距離擺成扇形，為防止光源間的干擾，燈與燈間設(shè)置了隔離布。蟲源置于扇形中心，蟲與燈間距離4 m，每次放蟲30頭，3次重復(fù)，雌雄分開測試，先測試雄蟲，3次結(jié)束后再測試雌蟲。每批成蟲尋找燈源的時間為10 min，分別統(tǒng)計各波長燈周圍扇形隔離布上、頂棚、地面上的成蟲數(shù)量。

2.1.2 林間測試

舞毒蛾成蟲羽化期，在受害林分內(nèi)將不同波長光源的誘蟲燈等距離擺成扇形，蟲源置于扇形中心，測試方法同棚內(nèi)。蟲與燈間設(shè)置距離分別為4 m、3 m、2 m、1 m，統(tǒng)計每種燈周圍的蟲量。

2.2 LED燈室內(nèi)外測試

2.2.1 室內(nèi)測試

LED燈室內(nèi)測試方法同2.1.1。

2.2.2 林間測試

晴天無風(fēng)或3～4級南風(fēng)，在阜蒙縣東梁鎮(zhèn)哈拉戶稍村公路南楊樹林中，將不同波段的10盞燈懸掛在距地面1.5 m的高處，燈與燈間距離為100 m，其中全光譜及市售常用殺蟲燈為對照。每日掛燈次序隨機分布。每晚7：30開燈，11：00關(guān)燈。每天分雌雄統(tǒng)計誘殺的舞毒蛾數(shù)量。

2.2.3 改良的LED燈室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹

將林地餌木鋸成1m木段套尼龍網(wǎng)，在實驗室內(nèi)羽化后作為蟲源，置于經(jīng)改良的LED燈所圍成的圓心，19：30開燈，21：00關(guān)燈，觀察統(tǒng)計各燈所誘殺的縱坑切梢小蠹數(shù)量。

2.3 單波長太陽能燈誘殺舞毒蛾技術(shù)研究

2.3.1 單波長太陽能燈誘殺舞毒蛾與其他非靶標(biāo)昆蟲

在害蟲成蟲羽化盛期，選擇晴天無風(fēng)的夜晚，將不同波段的太陽能燈置于林間距離地面1.5 m的高處，燈距為30 m，燈下30 cm處放置盛水容器(直徑80 cm，高15 cm)，加入3 L清水、10 g洗衣粉。將供試波長的誘蟲燈和對照燈(CK)共19盞，按所提供的不同波長的燈在受害林地隨機一字排開。每晚于黃昏18:30開燈，于19:30、20:30、21:30、22:30、23:30各收集一次落到水中的成蟲，記錄上述5個時段不同誘蟲燈誘殺害蟲的數(shù)量和性別；記錄不同波長太陽能燈誘殺非靶標(biāo)昆蟲(其他鱗翅目、鞘翅目和膜翅目昆蟲)的種類和數(shù)量。每處理重復(fù)3次。

2.3.2 盛水容器的顏色對誘殺量的影響

盛水容器顏色：在成蟲羽化盛期，林間放置1盞篩選出的最佳波長的誘蟲燈，以燈為中心在四周地面輻射狀放置銀色、藍色、綠色、黃色、紅色、粉色、紫色等盛水容器[2-3,5-8]，并圍成一個圓圈。19:30開燈，每隔1 h收集一次落入水中的成蟲，23:30關(guān)燈。統(tǒng)計不同顏色的盛水容器中誘殺到靶標(biāo)害蟲的數(shù)量，試驗重復(fù)3次。

2.3.3 盛水容器置放高度對誘殺量的影響

將篩選出的最佳波長的誘蟲燈分別置放于地面與離地1.5 m,按上述相同方法測試不同高度誘殺害蟲的效果。

2.3.4 長和短波長誘蟲燈不同距離組合對誘殺量的影響

舞毒蛾羽化盛期，在林間將短波誘蟲燈(340 nm)8盞一字排開，相鄰兩燈之間距離20 m，按順序分別編號S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8，同時將長波誘蟲燈(520 nm)8盞也相應(yīng)排開，相鄰兩燈之間距離與短波燈相同，按順序分別編號L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，均放于S組燈的同側(cè)。其中，S2與L1對應(yīng)(距離5 m)，S3與L2對應(yīng)(距離10 m)，S4與L3對應(yīng)(距離15 m)，S5與L4對應(yīng)(距離20 m)，S6與L5對應(yīng)(距離40 m)，S7與L6對應(yīng)(距離50 m)，S8與L7對應(yīng)(距離68 m)，S1作為短波對照，L8作為長波對照(L8與S組的距離為60 m)。并按以上方法安裝誘蟲設(shè)施，在20:00開燈，20:40、21:20、22:00收集舞毒蛾，記錄不同距離組合條件下短波誘蟲燈和長波誘蟲燈的誘蟲數(shù)量。試驗重復(fù)3次以上。

2.4 單波長太陽能燈誘殺鱗翅目與鞘翅目害蟲

除舞毒蛾外，測試楊毒蛾、核桃楸大蠶蛾、微紅梢斑螟、松毛蟲、栗山天牛、銅綠麗金龜?shù)龋椒ㄍ?.3.1、2.3.2、2.3.3。

2.5 不同燈具的篩選

通過利用加裝濾光片的長波燈、交流與直流充電的LED燈、太陽能板充電的單波長誘蟲燈對舞毒蛾成蟲的室內(nèi)外誘殺效果的比較，篩選出誘殺舞毒蛾的最佳燈具；進一步篩選出誘殺不同靶標(biāo)害蟲的燈具。

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用SPSS 13.0軟件統(tǒng)計和分析不同波長和不同時間段誘殺靶標(biāo)害蟲的數(shù)量，以及誘殺非靶標(biāo)害蟲的數(shù)量和幾種顏色盛水容器的誘殺量，使用One-Way ANOVA中Duncan氏新復(fù)極差法進行比較；使用r×c列聯(lián)表的卡方檢驗分析4個時間段誘到靶標(biāo)害蟲成蟲的雌雄性比。

3 結(jié)果與分析

3.1 濾光燈對舞毒蛾的影響

濾光燈測試結(jié)果表明，在雄蟲測試中，470、505、548、560、580、592、614、622、648 nm都未誘到雄蟲。在雌蟲測試中，511、560、576、580、592、614、622 nm皆未誘到雌蟲。在雌雄蟲的每組測試中，對照組誘到的蟲量最多，可能是對照燈波長中含有一定的紫外波長的成分。野外試驗地供試蟲與燈相距4、3、2、1 m時，無明顯上燈現(xiàn)象，結(jié)果見表1。

綜合室內(nèi)濾光燈的測試結(jié)果，與室外誘蟲效果在許多波長上有一致性，即560、580、592、614、622 nm雌雄蟲都未誘到，初步說明舞毒蛾對這5種波長不敏感，并利用此特點，進行長短波長誘蟲燈最佳距離組合測試[2]。

3.2 LED燈室內(nèi)外誘殺舞毒蛾與室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹

3.2.1 室內(nèi)測試

利用LED燈室內(nèi)誘殺舞毒蛾，存在供試成蟲羽化不齊或活力不足而使數(shù)據(jù)不理想，與表1 中利用濾光燈測試時出現(xiàn)的問題相同。

3.2.2 林間測試

林間測試共進行2 次，第1 次是在不同波長LED燈誘殺舞毒蛾專項試驗中，表明365 nm誘蟲效果最好，與所有供試波長的燈誘結(jié)果有極顯著的差異，誘蟲總量達55頭；與此同時LED燈野外測試在全光譜、521、585、603 nm未誘到雄蟲。在521、585、603、620 nm誘到極少量雌蟲[1]。521、585、603 nm等長波段對舞毒蛾誘捕作用不明顯。第2次是野外利用濾光燈測試時，同步進行了LED燈的誘蟲測試，見表1最后一欄，試驗結(jié)果說明，365 nm誘蟲量最高為16頭，而585、603、620 nm未誘到成蟲。

綜合這2次測試，供試范圍內(nèi)的LED燈對舞毒蛾誘殺效果最好的波長為365 nm，所誘集到的其他非靶標(biāo)昆蟲(非害非益的昆蟲)的量不足殺蟲燈誘集量的1/2?？梢姾Y選出的專一誘殺舞毒蛾的燈比市售燈誘殺效率高，對非靶標(biāo)昆蟲影響小，這對維持生態(tài)平衡、保護生物多樣性具有重要意義。而521、585、603、620 nm基本誘不到蟲，與3.1中濾光燈的長波段560、580、592、614、622 nm未誘到成蟲有一定的相似性。這對選擇不敏感波長具有一定的參考價值。本試驗所采用的LED燈波長僅10個，波長間隔較大。

3.2.3 改良LED燈室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹效果

結(jié)果表明：小蠹蟲在380～385 nm波長誘集量最大達351頭[11]，而其余5個波長的數(shù)量不足50頭，依次為380～385 nm的351頭>全光的42頭>365～375 nm 的36頭>521～524 nm的10頭>405～408 nm 的2頭=603～605 nm的2頭，為小蠹蟲的燈光誘殺研究與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，也為小型飛翔能力不強的害蟲提供了誘殺技術(shù)。

3.3 單波長太陽能燈林間誘殺舞毒蛾

舞毒蛾燈光誘殺研究[2]表明：誘捕舞毒蛾雄蟲的最佳波長為340 nm，誘捕舞毒蛾雌蟲的最佳波長為380 nm，誘捕舞毒蛾總量的最佳波長為340 nm，綜合考慮林間雌雄蟲的比例，誘捕舞毒蛾成蟲的最佳波長為340 nm；最適誘捕時間為19:30～21:30；誘捕容器顏色應(yīng)選擇銀色；誘捕容器置放于1.5 m高度；兩種波長的燈在相距50 m時，340 nm太陽能誘蟲燈對舞毒蛾成蟲的誘捕量最大，同時520 nm的太陽能誘蟲燈的誘捕量最小。

3.4 單波長太陽能燈誘殺其他種類害蟲

除舞毒蛾外，單波長太陽能燈誘殺楊毒蛾、赤松毛蟲、微紅梢斑螟、核桃楸大蠶蛾、栗山天牛、銅綠麗金龜?shù)淖罴巡ㄩL、最佳時段、誘捕容器最佳顏色與置放高度等技術(shù)指標(biāo)如下并見表2。

368 nm太陽能燈誘殺楊毒蛾總量最大，19:30～20:30誘蟲量最高，誘捕容器置于1.2 m高度誘殺效果更好[3]。340 nm太陽能燈誘殺赤松毛蟲量最大，作為林間誘殺成蟲的最佳波長，因赤松毛蟲成蟲期整齊而誘殺效果最好，20:30～21:30為誘殺最佳時間，誘捕容器置放高度未測[4]。380 nm太陽能燈對微紅梢斑螟誘殺總量最大，可以作為林間誘殺成蟲的最佳波長。21:00～23:00的誘蟲量占誘蟲總量的90.5%。裝水容器置于1.2 m高度時比置于地面有更好的誘殺效果[5]。360 nm太陽能燈對核桃楸大蠶蛾誘殺總量最大，為林間誘殺成蟲的最佳波長。19:30～21:30的誘蟲量占誘蟲總量的72.0%，裝水容器置于地面上比置于1.2 m高度時有更好的誘殺效果[6]。330 nm太陽能燈對栗山天牛誘殺總量最大，是林間誘殺此成蟲的最佳波長，20:30～22:30為誘殺栗山天牛的最佳時間，紅色容器的誘殺量最大[7]。400 nm太陽能燈對銅綠麗金龜?shù)恼T蟲量最大，燈誘最適時間為20:30～21:30，林間燈誘應(yīng)首選綠色裝水容器[8]。

表2 還表明，測試的7種昆蟲誘殺最佳波長為330～400 nm，誘蟲量最高時段的中值與日落時間間隔為1 h 27 min至1 h 56 min，這為林間布燈與高效捕殺害蟲提供精準(zhǔn)的時間。

表2 單波長太陽能燈誘殺害蟲技術(shù)參數(shù)

3.5 篩選出最適燈具

通過利用加裝濾光片的長波燈、交流與直流充電的LED燈、太陽能板充電的單波長誘蟲燈對舞毒蛾成蟲的室內(nèi)外誘殺效果的比較，明確單波長太陽能燈能夠最有效誘殺舞毒蛾成蟲并對非靶標(biāo)昆蟲誘殺量較小，使用安全，節(jié)約能源。LED燈對舞毒蛾誘殺效果次之，最佳波長為365 nm。長波的濾光燈無誘殺成蟲作用，可以考慮作為沿海地區(qū)照明用燈。頻振式殺蟲燈或黑光燈作為對比參考，對非靶標(biāo)昆蟲殺傷較大，作為普查與監(jiān)測用燈更合適，詳見表3。

表3 不同燈具誘殺害蟲效果

表3結(jié)果表明，改良的LED燈室內(nèi)誘殺縱坑切梢小蠹在380～385 nm波長誘集量最大[11]。本試驗將用于誘捕昆蟲的紅色布袋改換為白色水盤，一是可以有效提高誘蟲率，由于水盤可將燈光的顏色映在水中進一步加強了誘捕效果。二是也防止了小蠹蟲被LED燈高壓電網(wǎng)擊落后不能落入紅色布袋而逃脫，而紅色布袋改換為白色水盤可以接收擊落下來的小蠹蟲，有效地解決了燈具誘殺個體較小的昆蟲逃離問題。所以建議林間可將LED燈懸掛在1.5 m高度，燈下放置水盆誘殺小蠹蟲。

4 結(jié)論與討論

4.1 不同燈具誘殺害蟲特點

不同燈具的誘殺結(jié)果表明,單一波長太陽能燈誘殺夜晚活動的個體大、飛翔能力強的害蟲效果最好；LED燈誘殺效果次之；改良的LED燈(拆除原紅色捕蟲網(wǎng)、換成裝水的盆)室內(nèi)誘殺小蠹蟲效果明顯，為傍晚活動的小型害蟲防治開辟了新途徑。

4.2 太陽能誘蟲燈誘殺舞毒蛾技術(shù)

根據(jù)試驗結(jié)果，在舞毒蛾的羽化盛期，以晚間19:30～21:30為中心時段，選用340 nm的太陽能誘蟲燈和銀色的誘捕容器，誘捕容器置于地上1.5 m高度，林間誘捕舞毒蛾成蟲，降低舞毒蛾的蟲口密度，減少對林木的危害。通過長-短波長(520 nm和340 nm)不同距離的組合，發(fā)現(xiàn)兩種波長的燈在相距50 m時，340 nm太陽能誘蟲燈對舞毒蛾成蟲的誘捕量最大，同時520 nm的太陽能誘蟲燈的誘捕量最小，可以利用這一特點，在舞毒蛾可能出現(xiàn)的港口設(shè)置波長為520 nm的照明燈，減少舞毒蛾在港口出現(xiàn)的可能。同時，在港口外圍距照明燈50 m距離處，設(shè)置波長為340 nm的短波誘蟲燈，誘引接近港口的舞毒蛾，減少舞毒蛾成蟲和蟲卵隨船舶和港口貨物遷移的可能。340 nm波長的太陽能誘蟲燈對非靶標(biāo)昆蟲的誘捕量顯著小于頻振式殺蟲燈的誘捕量，說明在降低對非靶標(biāo)昆蟲的危害、保護生物多樣性方面，340 nm波長的太陽能誘蟲燈比頻振式殺蟲燈有較大優(yōu)勢。

4.3 太陽能誘蟲燈誘殺其他害蟲技術(shù)

利用專一波長太陽能燈篩選出的誘殺舞毒蛾、楊毒蛾、赤松毛蟲、微紅梢斑螟、核桃楸大蠶蛾、栗山天牛、銅綠麗金龜?shù)淖罴巡ㄩL、最佳時段、誘捕容器最佳顏色與置放高度等技術(shù)參數(shù)，最終形成能夠覆蓋我省大部分林業(yè)害蟲的單一波長太陽能燈誘殺防治的技術(shù)體系。將燈光誘殺的林業(yè)害蟲范圍和技術(shù)參數(shù)提供給生產(chǎn)防治部門，對監(jiān)測與防治具有重要的實踐意義，可極大地推動綠色防控進程。