不同波長光對棉鈴蟲飛翔活動影響的初步研究

蔣月麗　曹雅忠　李克斌　尹　姣　武予清　段　云

摘要本文模擬城鎮周圍光照環境，在室內設置3種光：505nm綠光、589nm黃光、380～780nm白光，光照強度為2～11 1x，對棉鈴蟲的飛翔活動進行了測試。結果顯示：白光對棉鈴蟲飛翔的主要參數有顯著影響，如：飛行次數、累計飛行距離、累計飛行時間、最長持續飛行時間明顯縮短，最長持續停飛時間明顯延長等；綠光和黃光對棉鈴蟲的飛翔活動影響不明顯。

關鍵詞光照；棉鈴蟲；飛翔活動

中圖分類號S 433.4

隨著社會的發展，很多城市競相上馬“不夜城”亮化工程。家庭照明、高速路燈、商場、酒店的燈光、廣告燈、霓虹燈等各種各樣的“亮麗工程”與“光輝工程”令人眼花繚亂。這些燈光在帶給人們光明的同時，也會產生一定的副作用。光污染對人類健康的危害已經引起了社會的廣泛關注，對野生動植物如蛙類和鳥類的影響也已有人報道，然而這些“不夜城”的光照和城鎮道路間的燈光對城鎮周圍昆蟲活動的影響也是不容忽視的。本文以棉鈴蟲為例，模擬城鎮周圍光照環境，在室內條件下進行了不同波長光照下棉鈴蟲的吊飛試驗，以期明確不同波長光對棉鈴蟲飛翔活動的影響。為開展光污染對昆蟲行為的影響研究起到有益的借鑒作用。

棉鈴蟲是重要的農業害蟲，屬兼性遷飛昆蟲，較強的遷移能力使棉鈴蟲能從空間上適時地逃避不良棲境，直接調節種群的數量動態。但是，各種環境因子的改變會對棉鈴蟲的飛翔活動產生一定的影響，吳孔明等在實驗室條件下進行了溫度、濕度、風速及風向對昆蟲飛翔活動影響的研究。不同波長光照對棉鈴蟲飛翔活動的影響目前還未有人研究。本文模擬城鎮周圍光照環境，就3種不同波長的光對棉鈴蟲飛翔活動的影響進行了研究。

1材料與方法

1.1供試蟲源

供試蟲源采用人工飼料飼養的棉鈴蟲幼蟲，以10％蜂蜜液飼喂成蟲。飼養環境條件為光周期L//D=15h//9h，溫度(26±1)℃，相對濕度70％～80％。選擇健壯發育一致的2日齡棉鈴蟲蛾作試蟲。

1.2試驗裝置

吊飛裝置利用中國農業科學院植物保護研究所程登發研究員研制的昆蟲飛翔數據微機采集分析系統，該系統可連續自動記錄昆蟲飛行時間、距離、速度等參數。

1.3試驗條件

吊飛室溫20～25℃，相對濕度30％～50％。

設3個處理組：505nm的二極管綠光燈；589nm的二極管黃光燈；普通的5W日光燈，波長為380～780nm，光照強度均為2～11 1x。燈管豎著設置在飛行磨的右側，離地面0.6m，照射方向由右至左，散漫光照射。

對照組：完全黑暗。

1.4試驗方法

測試時選取有代表的成蟲，先將其用乙醚輕度麻醉，除去中胸小盾片上的鱗片，然后用膠水粘在長1.2cm的細銅絲上，固定于飛行磨的吊桿上。計算機系統記錄飛行參數，計算機處理后輸出；每處理測定40～60頭(雌雄混合群體)。測試時間22：00～08：00，共10h。

1.5分析方法

數據處理采用SPSS數據處理系統。

2結果與分析

2.1不同波長光對棉鈴蟲飛翔次數和平均飛翔速度的影響

由表1可以看出，白光照射下，對棉鈴蟲的飛翔次數影響最大，黃光照射下飛翔次數最多為(47.290±4.982)次，白光最少，僅為(29.750±3.654)次。白光與其他光照之間均存在顯著差異(p<0.05)，原因是白光對棉鈴蟲的飛翔有抑制作用。在平均飛翔速度上，綠光、黃光、白光及黑暗之間均不存在顯著差異，說明不同波長光照射，對棉鈴蟲的平均飛翔速度無影響。

2.2不同波長光對棉鈴蟲累計飛翔距離的影響

由于棉鈴蟲的飛翔情況在個體之間差異太大，為了減小誤差，分析時采用分組處理的方法，對每個處理相應分為強、中、弱3組。由表2可以看出，白光照射使棉鈴蟲的累計飛翔距離明顯縮短，在1、2和3組中白光照射下，累計飛行距離均是最短，且與綠光、黃光及黑暗之間存在顯著差異(p<0.05)，綠光、黃光和黑暗之間差異不顯著。

2.3不同波長光對棉鈴蟲累計飛翔時間的影響

由表3可以看出，吊飛10h，累計飛行時間最長的可達(9.349±0.296)h、(5.994±0.173)h、(4.406±0.116)h，白光照射下棉鈴蟲累計飛行距離明顯縮短，1、2、3組分別為(6.642±0.227)h、(3.433±0.361)h、(1.868±0.139)h。1、2、3組中白光與其他三者之間均存在顯著差異(p<0.05)。

2.4不同波長光對棉鈴蟲個體最長持續飛翔時間的影響

由表4可以看出，不同波長光照射，對棉鈴蟲的最長持續飛翔時間也有一定的影響。1、2組中最短的均是白光，在1組中，白光與對照組黑暗存在顯著差異(p<0.05)，黃光和綠光與黑暗之間差異不顯著，綠光與其他處理之間均不存在顯著差異，2組中白光與其他處理之間均存在顯著差異(p<0.05)，綠光、黃光和黑暗之間差異不顯著，3組中綠光與黃光、白光和黑暗之間差異不顯著，黃光與黑暗之間存在顯著差異(p<0.05)。

2.5不同波長光對棉鈴蟲個體最長持續停飛時間的影響

由表5可以看出，在1組中，不同光波照射對最長持續停飛時間影響不明顯。2、3組中，白光照射下最長持續停飛時間明顯延長，且與其他處理之間存在顯著差異(p<0.05)，說明白光抑制棉鈴蟲飛翔，使停飛時間延長。

3小結與討論

關于光對昆蟲行為的影響問題很早已有人研究，但是關于昆蟲復眼對光的反應以及波長如何影響昆蟲行為的問題還沒有確切的解釋。一般認為，昆蟲飛向光源是一種趨光行為，但國內外很多學者認為這種行為是光源對昆蟲正常活動的干擾，并非是昆蟲的趨性。一般情況下，夜蛾類昆蟲夜間活動，白天不活動或活動微弱，但是本文研究結果顯示，在有光照射時的吊飛狀態下，棉鈴蟲蛾仍然飛翔，這可能與昆蟲的趨光、避光行為有關，在光照射時，棉鈴蟲趨向光源，或者尋找避光場所，在飛行磨強制的狀態下都表現為飛翔行為，這也與魏國樹的研究結論棉鈴蟲蛾的趨光、避光行為的波長及光強度選擇機制相似符合。

本研究是模擬城鎮周圍光照環境，在室內進行的。結果顯示：在相同光照強度范圍內，單色光黃光、綠光對棉鈴蟲飛翔次數影響不明顯，白光對棉鈴蟲的飛翔次數有顯著的影響，白光照射下，與對照組黑暗相比，飛翔次數明顯減少，且與其他處理差異顯著；3種不同波長光對棉鈴蟲的平均飛行速度均無影響；白光對棉鈴蟲的累計飛翔距離也有顯著的影響，白光照射下棉鈴蟲的累計飛翔距離最短，且與其他處理存在顯著差異；從飛翔時間上來看，白光照射下，棉鈴蟲的累計飛行時間和個體最長持續飛行時間，均最短，個體最長持續停飛時間最長，且與對照有顯著差異，這些結果說明：模擬城鎮周圍燈光環境，白光對棉鈴蟲的飛翔行為具有明顯的抑制作用。因此可以推測，城鎮周圍的燈光環境對棉鈴蟲夜間的飛翔活動可能產生一定的影響。所以，如今城市的“亮麗工程”以及城鎮道路間的光照，會對棉鈴蟲的遷飛產生一定的影響。隨著社會的發展，“燈光工程”會越來越嚴重，原始的生態環境將被逐步改變，環境改變對人類的影響已經引起了高度重視，然而對昆蟲的影響也是不容忽視的。蔣湘于2002年7月12日報道北京市見到大量亞洲小車蝗成蟲，作者通過觀察初步認為，該種蝗蟲主要在夜間遷飛，因它具有較強的趨光性，因而在城市中燈光強烈的地方則吸引大量的亞洲小車蝗成蟲。由于城市燈光，使從來沒有出現過亞洲小車蝗的城市，突然出現了大量的亞洲小車蝗，這是光照對昆蟲遷飛影響的一個很好的例子。隨著城市“亮麗工程”的擴大，夜間的黑暗環境逐漸被取代，在夜間遷飛的昆蟲也勢必會受到影響，有可能會增強或者是抑制其遷飛能力，也可能會使要遷飛的昆蟲停止遷飛活動，不該遷飛的昆蟲可能遷飛。遷飛是一種適應，使昆蟲可以開發利用隨時間和空間進行變化的資源，以減輕貫穿整個生活史中因環境惡化所帶來的影響。若由于環境的改變影響昆蟲的遷飛，有可能會導致害蟲的局部成災。對昆蟲來說，夜間過亮的室外照明，也會使不少的益蟲直接撲燈而死，如法蘭克福游樂場的霓虹燈每晚要烤死數萬只有益昆蟲，美國杜森市夏夜蚊蟲多的原因之一和該城市千組霓虹燈“殺害”了無數食蚊蟲的益蟲和益鳥有關。因此，研究光照對昆蟲行為的影響，對于研究光污染對昆蟲生態的影響具有重要的意義。本研究由于時間、條件的限制，還存在著一定的局限性，對于光對昆蟲飛翔活動的影響還有必要進一步的深入研究。