APP下载

蝗虫趋光捕集行为的光振调控效应研究

2016-03-02刘启航丛晓霞

江西农业学报 2016年1期
关键词:蝗虫

刘启航,丛晓霞,周 强

(1.河南科技学院,河南 新乡 453003;2.中国农业大学 工学院,北京 100083)



蝗虫趋光捕集行为的光振调控效应研究

刘启航1,丛晓霞1,周 强2

(1.河南科技学院,河南 新乡 453003;2.中国农业大学 工学院,北京 100083)

摘要:利用光振激发蝗虫趋光滑移捕集测试装置,测试分析了光、振、滑移环境对蝗虫趋光滑移捕集行为的影响,研究了蝗虫趋光视觉捕集进入行为。结果表明:紫光激发的趋光视觉效应,可有效引起蝗虫对紫光中敏感光谱竖条纹光照的敏感辨识性感应,产生趋光视觉行为,同时,在光振滑移耦合环境中,Ra3.2、40HRC不锈钢滑板特性,弱化了30°倾斜面上蝗虫生物摩擦控制滑移行为的调控能力,且光照激发趋光视觉效应的趋态性增益和激振力调控足趾接触环境的动态性增效,能够降低蝗虫摩擦控制效应,加速捕集增益性弹跳碰撞滑移行为实现,提高滑移捕集效率,因此蝗虫光振滑移捕集行为是在光电诱导蝗虫趋光视觉效应的基础上,光振激发效应强化蝗虫生物摩擦控制减弱、行为调控能力降低而出现的结果。然而,光源及激振措施放置,影响蝗虫趋光捕集进入效果,且趋光捕集进入是实现滑移捕集的关键,因而,需在试验测定150 mm灯距、调控光照和下激振措施结合调控蝗虫趋光滑移捕集效果较优的基础上,探寻蝗虫趋光捕集进入的有效措施,以提高蝗虫趋光捕集率。

关键词:蝗虫;趋光捕集行为;光振耦合;调控效应;滑移效应

蝗虫光电诱导捕集治理机械化装备技术,不仅可避免化学农药治理导致的环境污染,还可实现蝗虫生物蛋白资源的利用[1]。在光电诱导作用下跌落于捕集滑板的蝗虫,有些能附着在光滑的捕集滑板上,明显降低了滑移捕集效率[2]。可见,优化获得增效蝗虫趋光滑移捕集效率的调控措施,使蝗虫产生良好的趋光滑移捕集行为,将能有效实现蝗虫的无害化捕集治理。因此,探讨蝗虫趋光视觉行为对滑移捕集的影响,确定制约蝗虫趋光滑移捕集的因素,以及光照捕集调控环境影响滑移捕集的程度,对蝗虫捕集机的光电系统和机械滑移机构的整合设计具有重要意义。

蝗虫附着系统与材料表面的接触机理研究指出[3]:滑板材料与蝗虫驱动足掌垫间分子作用会影响蝗虫滑移摩擦行为,产生的滑移效应受到虫体重力和滑板倾角的制约,进而影响滑移捕集效果,并因蝗虫脚掌与滑板表面存在柔性平面和机械锁合的双重接触方式,而具有表面粗糙度和硬度要求,这为蝗虫趋光滑移捕集的研究提供了滑移接触环境的理论依据。蝗虫滑板表面滑移摩擦行为研究表明[4]:光电刺激的激发作用,强化了滑板上蝗虫生物摩擦控制的趋光生理逃逸反应,制约了滑移捕集效果的实现,而选择最优的滑板倾斜角、降低其表面粗糙度、增强硬度和采用超滑功能的仿生材料,只能在一定程度上增强滑移捕集行为,不能完全有效实现蝗虫滑移捕集。其他研究发现[5],倾斜通道内微弱光照捕集环境特征,能够产生增益捕集实现的滑移弹跳碰撞捕集行为,实现阻挡碰撞下的滑移增效,而捕集环境调控蝗虫生物摩擦控制下滑移行为响应的敏感性,制约了捕集效果。

同时,光照激发蝗虫视觉系统,能够有效引起趋光运动视差探测感应效应的弹跃行为[6],而且,光电诱导作用下蝗虫的生物物理效应促进蝗虫群体的聚集活动行为,产生特异的趋光视觉行为。另外,蝗虫响应刺激的机械感受器能够敏锐感应激振刺激,引起弹跳性生物敏感行为[7]。从而利用机械滑移捕集环境中蝗虫趋光滑移效应的摩擦控制调控行为,合理实施蝗虫生理敏感激振措施,有利于蝗虫趋光滑移弹跳碰撞捕集行为的激发,加速蝗虫趋光滑移捕集行为的实现,增益蝗虫滑移捕集。并且在此基础上,探讨了蝗虫光电诱导视觉行为效应,研究光振耦合激发对蝗虫生物摩擦控制行为的影响,及对趋光捕集行为的调控增益程度,以此获得蝗虫光电诱导滑移捕集中有益行为的增益调控因素,可应用于蝗虫捕集机的研制。

本文利用蝗虫趋光激振滑移捕集效应测试装置,研究了光源、激振激发及与滑移机构的耦合作用环境对蝗虫群体捕集行为的调控增效程度,分析了光、振、滑移环境对蝗虫趋光捕集的影响效应,探讨了蝗虫趋光视觉行为捕集机理,以期为蝗虫光电诱导捕集治理的光机电机械装备开发奠定基础和提供技术支持。

1材料与方法

1.1试验虫源

选用河北邯郸蝗虫养殖基地棚内饲养的东亚飞蝗健壮成虫,平均体重为(1.31±0.17) g,体长为(41.82±1.98) mm,试验前蝗虫搁置在阳台上的透明玻璃饲养箱内进行自然适应,试验时采集,试验在20:00后于室内进行,室温27~30 ℃。

1.2试验装置

蝗虫趋光激振滑移捕集效应测试试验装置如图1所示。

1.捕集通道(1’.上层通道;1”.下层通道);2.光源系统;3.激振系统(3’.上激振系统;3”.下激振系统);4.捕集箱;5.趋光行为通道;6.导引板;7.蝗虫活动室;8.闸门;9.支撑挡板;10.透明玻璃板

图1蝗虫趋光激振滑移捕集测试试验装置

滑移机械捕集装置:水平呈30°上层通道1’和水平呈45°下层通道1”组成捕集通道1,经下层通道落口,与长×宽×高为0.2 m×0.4 m×0.2 m的捕集箱4(其上设置箱门,便于收集捕集的蝗虫)连接,由支撑挡板9支撑。其中:上层通道与下层通道形成的滑移板由1 mm厚不锈钢板一次折弯制成,两者的一侧板氩弧点焊连接,另一侧板由透明玻璃板(以便观察)组合,用螺栓连接于对应连接侧壁上,且上层通道由透明玻璃板(实现透光光照激发蝗虫滑移调控捕集行为的阻挡作用)胶合于连接侧壁上,下层通道的上板由1 mm厚不锈钢板点焊覆盖,分别形成长×宽×高为200 mm×400 mm×65 mm和180 mm×400 mm×65 mm的捕集通道空间。

光源系统[8]:紫光阵列与绿紫蓝条纹光组合成调控性光源系统2,放置于固定在捕集通道1入口处的透明玻璃支撑板(由焊接于下层通道上板上的垂直支撑形成水平状态)上,并距透明玻璃板10,调整实现0、150、300 mm放置距离。其中:紫光光照为11×9的LED(1 W/颗)阵列,尺寸288 mm×266 mm,绿紫蓝光照为4个1×9的LED(1 W/颗)阵列,尺寸24 mm×266 mm,凸出紫光80 mm,相隔间距88 mm;紫光和绿紫蓝光照度均为103lx,分别由27 V和12 V直流电源供电,单片机微控制器控制,编程实现光间隔30 ms频闪紫光与光周期640 ms交变绿紫蓝光组合的调控光照及恒定光照,TIP-122驱动LED阵列。

激振系统[5]:4个直流振动电机(振动频率:50 Hz,单激振力:1.28 kN,供电源:12 V)作为振动源,分别安装于电机支撑板上(2个为一组,上方的称上激振系统,下方的称下激振系统),4个电机支撑板(水平距离:200 mm,竖直距离:100 mm)沿上层通道滑移板的水平和竖直中心线对称焊接于其下;89C51微控制器控制,TIP-122驱动实现振动时间为0.4 s、振动间歇停止时间为1 s的振动激发功能。

蝗虫光电诱导响应装置:由行为通道5(长×宽×高:800 mm ×400 mm×700 mm)、蝗虫活动室(长×宽×高:200 mm×600 mm×700 mm)、导引板6(3个宽为50 mm木板制成,一侧沿捕集入口中心及左右两侧固连于其下的连接板上;另一侧延伸至活动室入口处,并与水平面呈20°倾角,实现蝗虫光电诱导捕集进入的导引功能)、通道闸门8(实现启闭功能,透明玻璃制成以实现光照激发)、支撑挡板9(支撑捕集装置及防止趋光爬行蝗虫逃逸)及透明玻璃板10(实现光照透光激发下飞逸及弹跳蝗虫逃逸功能)等组成。

捕集通道5内地面、光源及导引板标定0、200、500、800 mm(图1),以探讨光照对蝗虫趋光视觉行为的影响。由上层通道入口0 mm处沿倾斜面向下标定上层通道50、100、200 mm,以分析上层通道内光照对蝗虫滑移捕集行为的影响。

1.3试验方法

试验在20:00~22:00时间段内进行。对于同一次试验,试虫备3组,每组40只,依次测试,取其平均值,其标准误差为±(2.5~5.0)%,不影响结果分析。试验光照15 min,处理间隔20 min,光源光照度标定为103lx。

首先,诱导光源依次放置于透明玻璃支撑板0、150、300 mm处时,开启诱导光源、完全开启闸门,进行恒定光照下蝗虫光电诱导捕集行为的测定,以确定光源激发蝗虫趋光有效捕集的最佳位置和光照对蝗虫机械捕集行为的影响及调控程度。

其次,开启诱导光源、完全开启闸门、上激振系统,进行恒定光照下激振调控蝗虫滑移捕集效应的测试,以确定光振耦合调控蝗虫滑移捕集行为的增益程度及捕集行为特性,然后,在此基础上,关闭上激振系统,开启下激振系统,对比测试不同放置的激振措施对蝗虫滑移捕集行为调控的增效程度及影响。

最后,为对照讨论不同光照对蝗虫趋光滑移捕集行为调控的影响,进行了恒定、调控光照激发蝗虫趋光滑移捕集效应的测试。试验过程中,观察蝗虫趋光滑移捕集行为特性,试验后进行虫数统计。

1.4试验数据处理

据试验观察,利用滑移捕集率(R1,%)反映蝗虫在光源(恒定或调控光照)、光振激发下直接滑移捕集的效果,用碰撞滑移捕集率(R2,%)来反映光源(恒定或调控光照)、光振激发下上层通道内蝗虫弹跳碰撞后的滑移捕集效果,利用蝗虫滞留率(R3,%)分别反映蝗虫在光源(恒定或调控光照)、光振激发下蝗虫在上层通道内附着不动及掉头爬行的大小,利用趋光总捕集率(R4,%)分别来反映蝗虫在光源(恒定或调控光照)、光振激发下的趋光捕集总效果。相应公式为:

R1=(m1orm2)/n1×100%

R2=(m3orm4)/n1×100%

R3=m5/n1×100%

R4=m6/n1×100%

式中:m1(m2)为光源(光振)激发下直接滑移捕集虫数;m3(m4)为光源(光振)激发下弹跳碰撞滑移捕集虫数;m5为光源或光振激发下上层通道内附着不动及掉头爬行虫数;m6为光源或光振激发下捕集总虫数;n1为40只虫。

2结果与分析

2.1恒定光照对激发蝗虫趋光滑移捕集效应的影响

恒定光照不同距离下蝗虫趋光滑移捕集效应测试结果见图2。由图2可知:趋光总捕集率及碰撞捕集率以150 mm灯距的最高,而蝗虫滞留率及碰撞滑移捕集率以300 mm灯距的最差;滑移捕集率在三者灯距下无差异,均为25%;150 mm灯距下,碰撞滑移捕集率与蝗虫滞留率无明显差异(P>0.025),且光照诱入上层通道内虫数百分比均为(85.0±2.5)%。

图2 光源激发蝗虫趋光滑移捕集效应测试结果

经试验观察,光照导致蝗虫沿导虫板或地面爬行趋光,并产生弹跃上灯行为,在透明玻璃板阻挡作用下,进入上层通道内,且光源放置距离不同,蝗虫弹跳点差异极显著。导引板上未弹跃蝗虫爬行进入捕集通道或停留于距捕集入口0~80 mm范围,地面上爬行蝗虫聚集至0~100 mm范围。试验观察表明,导引板上光照度递增、地面上光照度递减,均能诱使蝗虫弹跃趋向较强的光照。

而且,0 mm灯距放置状态下,上层通道内为紫光光照,而在150、300 mm灯距下,其为紫光与绿紫蓝条纹耦合光照。从而光源灯距放置方式,导致了通道内光照环境差异,进而影响蝗虫趋光滑移捕集行为调控的增益程度,并引起了弹跳点差异。且不同灯距之间,趋光总捕集率、蝗虫滞留率、碰撞滑移捕集率的差异显著,这表明光源光照特征影响滑移调控行为捕集状态。

经测定,趋光行为通道内蝗虫飞跃上灯的弹跳点为(0.50±0.05) m,上层通道内蝗虫距入口弹跳点距离,以150 mm灯距的最短,为40 mm;而0 mm灯距的最长,为60 mm。

2.2激振对蝗虫趋光滑移捕集调控行为的影响

在恒定光照不同灯距下,蝗虫趋光激振捕集效应测试结果如图3所示。由图3可知:激振激发的趋光捕集及行为调控效果优于无激振;分别对应于上下激振措施,不同灯距对诱入虫数无明显差异,且诱入数以下激振措施较多,而趋光总捕集率均以150 mm灯距最优。

对于图3-a:不同灯距之间,蝗虫滞留率、滑移捕集率差异极显著(P<0.05);150 mm灯距与0、300 mm相比,碰撞滑移捕集率差异极显著(P<0.025),而0与300 mm相比,差异不明显(P>0.025)。对于图3-b:0与150 mm灯距相比,碰撞滑移捕集率差异不明显(P>0.025),滑移捕集率差异极显著(P<0.025),而300与150 mm灯距相比,两者差异恰相反。

图3激振影响蝗虫趋光滑移捕集效应测试结果

经试验观察,激振措施对行为通道内蝗虫行为响应无影响,而激振措施放置影响趋光于入口处蝗虫捕集进入,上激振系统导致分布于入口0~80 mm范围内虫数高于下激振系统10%,且激振措施和灯距光照的放置方式,影响了趋光捕集行为调控响应速度及响应状态。试验中,上层通道内蝗虫距入口弹跳点距离,以150 mm灯距的最短,为30 mm;而以0 mm灯距的最长,为40 mm。

由此可知,振动措施加速蝗虫趋光捕集行为响应的敏感性优于光照,其放置方式影响增益蝗虫趋光捕集调控行为的实现。而据试验测定,增加振动强度对蝗虫趋光捕集行为的调控作用不大(4个电机的振动激发效果介于上激振和下激振之间)。

经对比测定,150 mm灯距光照和下激振措施对蝗虫趋光滑移捕集的调控效果较优。

2.3上层通道内不同捕集环境对蝗虫趋光滑移捕集效果调控的影响

在150 mm灯距下,无光照、恒定光照及调控光照激发蝗虫滑移捕集效果如表1所示,恒定光照、振动激发蝗虫滑移捕集效果如表2所示。

由表1可知,上层通道内光照能够有效提高蝗虫趋光滑移捕集效果,降低蝗虫滞留现象,利于增益蝗虫捕集的滑移弹跳碰撞行为的实现,并以调控光照最显著,且光照对蝗虫直接滑移行为的影响不显著。因而,光照能量调控激发蝗虫趋光视觉的程度,影响其趋光滑移响应行为的调控效果,并且趋光滑移响应行为强度反映了光照激发蝗虫趋光视觉敏感响应的强弱,以及光照引起生物接触摩擦力减弱、产生增益捕集效果的弹跳碰撞行为、降低了蝗虫滞留率、增效滑移捕集效应的程度,捕集效果以调控光照较优。

表1无光照、恒定光照及调控光照激发蝗虫捕集效果

%

由表2可知,激振措施对蝗虫直接滑移捕集效果无增效作用,这表明蝗虫的直接滑移行为是光照引起的蝗虫趋光视觉效应,导致蝗虫生物摩擦控制减弱、行为调控能力降低而出现的结果,而蝗虫生理敏感激振模式有效调控产生了增益滑移捕集的弹跳碰撞行为,增效了滑移捕集效果。同时,蝗虫的趋光捕集进入,由光照的光电诱导效应主导,并受激振放置方式影响,而光振综合效应的捕集效果及行为调控效果优于单一光照,且经试验测定,激振措施下,蝗虫滑移弹跳距离低于光照10 mm,从而激振措施易化了蝗虫趋光滑移捕集行为的调控,加速实现了蝗虫趋光滑移弹跳碰撞行为,增效了捕集效果。

由分析可知,在150 mm灯距条件下,调控光照和下激振措施结合的激发效应,调控增效蝗虫的趋光滑移捕集行为及滑移捕集效果较优。

3讨论

为探讨光源光照对蝗虫趋光视觉和捕集进入的光电诱导效应,及光振滑移耦合环境对蝗虫趋光滑移捕集行为影响的调控效应,蝗虫趋光捕集行为的光振滑移耦合调控效应如图4所示。

表2光振激发蝗虫捕集效果

%

图4 蝗虫趋光捕集行为调控效应图

据图4和试验过程分析可知:行为通道内,在不同灯距导致的光照环境中,光照能量调控激发蝗虫视觉系统对其吸收转化,达到趋光视神经兴奋的临界点,其趋光视觉生物光电效应致使蝗虫产生趋光效应[9]。

经对照行为通道内光照度(表3):行为通道内距离0~800 mm,地面上光照度梯度递减,导引板上梯度递增;相同水平距离处,紫光与绿紫蓝耦合光照度高于紫光,且0 mm光源放置所致的光照度均大于150、300 mm;光源直射下,行为通道内距离200~800 mm,光照度呈强光性递增。参照光源放置及试验测定,蝗虫趋光响应紫光与绿紫蓝耦合光照的百分比均为95%,高于阵列紫光15%。行为通道内距离0~800 mm,绿紫蓝条纹光照叠加于阵列紫光中的光照特征,增强了光照度,其耦合光电诱导效应可有效调控蝗虫视觉感应环境,引起对光照能量的敏锐辨识性接受,激发趋光视觉定向响应。因而,在紫光光照对蝗虫趋光视觉生物光电效应有效激发的基础上,紫光光照中蝗虫敏感光谱光照,可有效引起蝗虫视觉系统的敏感接受,产生趋光视觉行为,且紫光光照中的敏感竖条纹光谱光照,可有效激发蝗虫趋光视觉生理响应的敏感捕捉[10-12]。

表3 光源光照度为103 lx下行为通道及上层通道内光照度 lx

鉴于木板的表面粗糙特征,完全满足蝗虫爬行支撑要求,则导引板上,蝗虫在蝗虫足掌趾垫接触变形和粘液分泌及前跗节爪叉锁合的接触牵引力(F)、蝗虫行走调节下后肢蹬力的反作用力(Q)、接触摩擦力(f)、重力(G)的综合作用下趋光爬行,而光源较强的直射光照特性、趋光视动敏感感应紫光与绿紫蓝耦合光照的增强(表3),诱使了弹跃上灯视觉行为,并且,蝗虫群体趋光过程中视觉探测光照的敏感差异,导致了不同的趋光上灯行为。

据图4,趋光进入上层通道内蝗虫依据倾斜面爬行调整行为受力为:

F+Gsin30°+Qsin45°-f>0

由此可知,蝗虫滑移控制力为其生物摩擦力,重力的叠加减弱了摩擦控制效应,而且,Ra3.2表面粗糙度、40HRC洛氏硬度的不锈钢滑板特性,弱化了30°倾斜面上蝗虫摩擦控制下的行为调控,强化了滑移行为,引起行为调控差的蝗虫直接滑移,导致行为调控强的蝗虫滑移爬行,且上层通道内光照环境(表4),对其趋光视觉的有效激发,引起蝗虫躯体抬高的向光行为,降低了摩擦接触面积,减弱了摩擦控制效应,从而产生滑移失足生理响应,导致蝗虫弹跳碰撞滑移捕集增益行为,或引起蝗虫静伏以增大摩擦来控制趋光滑移行为。因而,光照激发蝗虫趋光视觉效应下,蝗虫依据倾斜支撑面产生了直接滑移、弹跳碰撞、滞留等不同的趋光滑移捕集调控行为。

表4 光源光照度为103 lx下上层通道内光照度  lx

另外,直接滑移及碰撞后落在下层45°不锈钢滑板上的跌落效应,抑制了蝗虫在捕集箱内的剧烈活动。

因而,上层通道内的光振滑移耦合捕集环境,抑制了蝗虫摩擦行为控制,增效了其趋光滑移捕集行为的调控强度,且光照激发的趋光视觉行为效应、激振激发的惊吓反应特性,导致其趋光滑移中,强化了趋光避害逃逸性弹跳碰撞行为的实现[13],有效实现了下层通道的滑移捕集功能。则光振滑移耦合效应共同作用于蝗虫足肢接触环境,增效了增益蝗虫趋光滑移捕集行为的调控程度,加速了滑移弹跳碰撞及滑移捕集行为的实现。而且,光照激发蝗虫的趋光弹跳碰撞行为是蝗虫趋光捕集的趋态性增益因素,激振力激发其爬行滑移弹跳碰撞实现及滑移爬行加速行为是动态性调控增益因素,而提高蝗虫的趋光捕集进入是有效实现蝗虫趋光滑移捕集的关键因素。

4结论

本文利用蝗虫趋光激振滑移捕集测试试验装置,研究了蝗虫趋光视觉行为对捕集进入的影响,分析了光振滑移耦合效应对蝗虫趋光滑移捕集行为的调控作用,探讨了蝗虫光振滑移捕集行为机理。研究发现,紫光光照对蝗虫趋光视觉效应的有效激发,可有效引起蝗虫视觉系统对紫光中敏感光谱竖条纹光照的敏感辨识性感应,产生弹跃上灯的趋光视觉捕集进入行为,同时,光振滑移耦合效应能够有效调控捕集进入蝗虫的趋光滑移捕集行为,降低蝗虫摩擦控制滑移行为的作用,加速增益滑移捕集的弹跳碰撞行为实现,提高滑移捕集效率,而且,光照激发是蝗虫趋光滑移捕集调控行为的趋态性增益因素,激振力激发是动态性调控增益因素,由此可知,蝗虫光振滑移捕集行为是在光电诱导蝗虫趋光视觉效应的基础上,导致蝗虫生物摩擦控制减弱、行为调控能力降低而出现的结果,激振措施强化了这一过程的实现。然而,光源及激振措施放置,影响蝗虫的趋光捕集进入效果,且蝗虫趋光捕集进入是实现趋光滑移捕集的关键因素,因而,需在试验测定150 mm灯距、调控光照和下激振措施结合激发调控蝗虫趋光滑移捕集效果较优的基础上,探寻蝗虫趋光捕集进入的有效措施,以提高蝗虫趋光捕集率。

参考文献:

[1] Xu R Q, Zhou Q, Wang S M. Technical development on mechanical control of locust[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2005, 11(36): 165-168.

[2] Jiao Y K, Gorb N S, Scherge M. Adhesion measured on the attachment pads ofTettigoniaviridissima(Orthoptera,insecta)[J]. Journal of Experimental Biology, 2000, 203(12): 1887-1895.

[3] Goodwyn P, Peressadko A, Schwarz H, et al. Material structure, stiffness, and adhesion: why attachment pads of the grasshopper (Tettigoniaviridissima) adhere more strongly than those of the locust (Locustamigratoria) (Insecta:Orthoptera)[J]. Journal of Com parative Physiology A, 2006, 192(11): 1233-1243.

[4] Wang L X, Zhou Q, Xu S Y, et al. Investigation of the sliding friction behaviors of locust on slippery plates[J]. Chinese Science Bulletin, 2009, 54(24): 4549-4554.

[5] Liu Q H, Zhou Q. Investigation on locust capturing behavior regulation induced by photoelectric light[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 28(18): 169-176.

[6] Erik C S. The locust use of motion parallax to measure distance[J]. J Comp Physiol A, 1990, 167(5): 579-588.

[7] Thomas F. The vibrational startle response of the desert locusts[J]. The Journal of Experimental Biology, 1999, 202: 2151-2159.

[8] Liu Q H, Zhou Q. Effect of locust’s phototactic response to regulatory illuminance of LED light source[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(9): 243-249.

[9] Thomas A M, Rava A S, Sandra S, et al. Approach sensitivity in the retina processed by a multifunctional neural circuit[J]. Nature, 2009, 10(12): 201-211.

[10] Field L H, Carsten D. Responses of efferent octopaminergic thoracic unpaired median neurons in the locust to visual and mechanosensory signals[J]. Journal of Insect Physiology, 2008, 54(1): 240-254.

[11] Bailey E V, Harris M O. Visual behaviours of the migratory grasshopper[J]. Journal of Insect Behavior, 1991, 4(6): 707-726.

[12] Bueeows M, Morris G. The kinematics and neural control of high-speed kicking movements in the locust[J]. The Journal of Experimental Biology, 2001, 204(20): 3471-3481.

[13] Kral K. Similarities and differences in the peering-jump behavior of three grasshopper species (Orthoptera:caelifera)[J]. Insect Science, 2008, 15(4): 369-374.

(责任编辑:曾小军)

Investigation of Locusts Phototoxic Trapping

Behavior Regulated by Light and Vibration

LIU Qi-hang1, CONG Xiao-xia1, ZHOU Qiang2

(1. Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China;

2. Engineering College of China Agricultural University, Beijing 100083, China)

Abstract:Using the testing device of locusts phototoxic slipping and trapping behavior effect stimulated by light and vibration, analyzed the influence of light, vibration and slipping environment on locusts phototoxic trapping behavior, and investigated the phototoxic visual behavior of locusts trapped to enter. The results showed that the phototoxic visual effect stimulated by violet light caused locusts were sensitive to identify and respond to the sensitive spectral light of vertical stripes in the violet light, generating the phototoxic visual behavior. Simultaneously, in the coupling environment of light, vibration and slanting slip plane, stainless steel board features(Ra3.2, 40HRC) weakened the regulatory ability of the sliding behavior controlled by locust biological friction, moreover, tropism gain of the phototoxic visual effect stimulated by light and dynamic efficiency of toe-attached environment regulated by exciting force, could lower locust biological friction control effect, accelerating the realization of bouncing collisions slip behavior gaining locusts trapped by light, improving sliding capture efficiency. Thus, on the base of the phototoxic visual effect stimulated by light, locusts trapping behavior was the result of weakening locust biological sliding friction control and lowering behavioral regulation ability stimulated and reinforced by light and vibration and slipping environment. However, the position of light source and vibration measure affected locusts phototoxic trapping entrance effect which was the key realizing the sliding capture. So, according to the tested experiment result which the phototoxic trapping effect regulated by the regulating light stimulation of 150 mm lamp distance combining with the lower vibrating stimulation was the better, the effective stimulation measure of locusts phototoxic trapping entrance must be found to increase locust’s phototoxic capture rate.

Key words:Locusts; Phototoxic capture behavior; Light and vibration coupling; Regulation effect; Sliding effect

中图分类号:S433.2

文献标志码:A

文章编号:1001-8581(2016)01-0035-06

作者简介:刘启航,讲师,博士,主要从事光机电一体化技术研究。

基金项目:国家自然科学基金项目(50775214);2012年公益性农业科研专项经费项目(201203025)。

收稿日期:2015-06-09

猜你喜欢

蝗虫
你真的认识蝗虫吗
蝗虫农谚试析
夏季蝗虫发生趋势预报
千年蝗虫灾害的暴发成因
蝗虫灾害治理技术和应对策略
蝗虫灾害的暴发与危害
蝗虫
都2020年了,人类为啥还拿蝗虫没辙?
蝗虫果腹
人多势众的蝗虫