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

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。