適配太陽能誘蟲器誘殺柑橘木虱LED光源的篩選

林雄杰， 范國成， 胡菡青， 阮傳清，蔡子堅， Xia Yulu， 杜云貴， 劉 波＊

（1.福建省農業科學院果樹研究所，福州 350013；2.福建省農業科學院生物資源研究所，福州 350003；3.NSF Center for Integrated Pest Management，North Carolina State University，Raleigh， 27606；4.福建圣元電子科技有限公司，建甌 353100）

柑橘木虱（Diaphorina citri Kuwayama）屬半翅目木虱科，是柑橘、檸檬、黃皮、九里香等蕓香科植物上的重要害蟲［1］，是柑橘黃龍病田間傳播的重要媒介，黃龍病菌可在它的體內存活并繁殖，一旦獲得病原菌，便能終身帶菌并傳病，它的成蟲與高齡若蟲均能傳病，主要通過帶菌的柑橘木虱在健樹取食時將病原菌植入寄主植物體內，病菌在植株篩管細胞內定居、繁殖，造成篩管堵塞，從而引起植株表現出葉片斑駁和黃化等癥狀［2］。目前生產上對柑橘黃龍病尚無有效的防治藥劑，主要通過嚴格防治柑橘木虱來達到防控柑橘黃龍病的目的［3］。

目前柑橘木虱的防治方法主要有農業防治、化學防治和生物防治等，而大量使用化學農藥不僅污染了環境、危害人類健康，還導致昆蟲產生了抗藥性等諸多問題 在生物防治上主要采用一些植物源農藥、微生物源農藥及利用柑橘木虱天敵進行防治。但生物農藥一般防治效果較緩慢、易受環境因素的干擾和制約、質量不穩定，而且使用成本較高；柑橘木虱天敵（包括寄生性天敵和捕食性天敵）種類雖然很多，但由于人工捕捉及飼養繁殖都比較困難，因而無法在田間大量推廣使用。

太陽能誘蟲燈是白天采用太陽能電池板發電，經過充放電控制器將太陽能轉換為電能儲存在蓄電池中，夜間蓄電池再通過控制器對LED燈供電，同時在LED燈的下方采用盛有清水等的集蟲器來消滅害蟲，它具有光控、雨控、時控、電壓保護等功能［5－6］。利用昆蟲具有趨光性的特點，設計誘蟲燈對害蟲進行誘殺和集中消滅是一種有效的物理防治方法，但首先必須先找出這種昆蟲的敏感性光譜范圍。研究表明，不同趨光性害蟲所具有的視敏曲線特征不同［7－8］，而目前我國市場上的太陽能LED殺蟲燈都是采用單一的紫外光波長（365±50nm），目前無法實現害蟲的專性誘殺。國外有用不同顏色的面板監測及誘殺柑橘木虱的報道［9］，但未見用LED光源進行誘殺的相關研究。本研究利用第4代新型光源—發光二極管（LED）作為光源，進行柑橘木虱成蟲敏感性光譜篩選，從而為柑橘木虱誘蟲燈的田間應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 蟲源

供試的柑橘木虱成蟲采自福州溫泉公園的九里香植株，采回后在實驗室盆栽的九里香植株（25～28℃）自然光照條件下馴化一周后備用。

1.1.2 光源（LED燈）

供試光源為不同光照強度的紅光、黃光、藍光和綠光的LED燈，由廣東省中山市古鎮歐普照明燈飾廠生產（DC 12V；I≥250mA）。各種光譜送至福建信息職業技術學院電光源測試中心測定。光照強度用臺灣泰仕數字照度計 （TES－1332A）測定。

1.2 試驗裝置

本試驗依據柑橘木虱的行為特征，自行設計并制作趨光行為反應裝置，由趨光室、避光室（亦可做趨光室）、棲息室和光源箱4個部分組成；光源箱分別位于趨光室和避光室的兩側，避光室和棲息室均為密閉不透光，趨光室除采光的一面外也均密閉不透光（圖1 光源至趨光室的距離為25cm 各部件規格（長×寬×高）如下：光源箱（25cm×30cm×30cm）、趨光室（50cm×30cm×30cm）、棲息室（40cm×20cm×20cm）。

圖1 趨光行為反應器構造Fig.1 The construction of phototaxis box

1.3 試驗方法

1.3.1 柑橘木虱趨光性

隨機選取其中一種顏色的LED燈將其裝于光源箱內，把準備好的待測木虱放置在棲息室，為使復眼適應狀態一致，先進行暗適應2h，然后打開光源，通過一定時間的光照刺激后，分別記錄趨光室和避光室的供試蟲數，計算其趨光率；每次處理60頭，重復3次。再更換不同顏色的光源重復此過程。

1.3.2 柑橘木虱對相同功率不同波長光源的趨光率比較

隨機選取兩種相同功率不同顏色光源，分別裝在反應裝置兩側的光源箱內，將準備好的待測木虱放置在棲息室，先進行暗適應2h，然后打開光源，經過3h和17h的光照刺激后，分別統計兩個趨光室內的供試蟲數，分別計算其趨光率；每次處理60頭，重復3次。然后更換不同顏色的光源重復此過程。

1.3.3 柑橘木虱對相同波長不同光照強度光源的趨光率比較

依次選取相同波長不同光照強度的光源，將其分別裝于反應裝置兩邊的光源箱內，把準備好的待測木虱放置在棲息室，先進行暗適應2h，然后打開光源，經過3h和17h的光照刺激后，分別統計兩個趨光室內的供試蟲數，分別計算其趨光率；每次處理60頭，重復3次。然后更換不同顏色的光源重復此過程。

2 結果與分析

2.1 柑橘木虱的趨光性

由表1可知，柑橘木虱對紅、黃、藍、綠等4種光源都具有一定的趨性，但是對綠光和藍光的趨性較強；光照時長為17h的趨光性明顯強于3h；當光照時長為17h時，它們對綠光和藍光的趨光率分別達72.78%和67.55%，無顯著差異（P＞0.05）；光照時長為3h時，對黃光和紅光的趨光性最差，分別為24.44%和27.22% 且無顯著差異（P＞0.05 經光源光電色綜合測試系統檢測藍光和綠光的光譜分布如圖2所示。

表1 不同光源條件下柑橘木虱的趨光率1）Table 1 Phototaxis rate of D.citri to different light sources

圖2 光譜分布圖Fig.2 Spectral distribution

2.2 相同功率不同波長條件下柑橘木虱的趨光率

在相同功率條件下，柑橘木虱對不同波長光源的趨光性差異顯著，綠光和藍光的趨光性明顯高于其他幾種光源；光照17h后對綠光的趨光率達50%以上，與黃光和紅光的差異到達了顯著水平（P＜0.05）；當光照為3h，各種波長間的趨光性差異均不顯著（P＞0.05）（表2）。

表2 相同功率不同波長條件下柑橘木虱的趨光率1）Table 2 Phototaxis rate of D.citri in different wavelengths of LED with same power

2.3 相同波長不同光照強度條件下柑橘木虱的趨光率

由表3可知在相同波長的情況下，柑橘木虱的趨光性與光照強度相關；相同波長不同光照強度條件下柑橘木虱的趨光性之間存在著顯著差異（P＜0.05），對光照強度為1800lx的藍光和4310lx的綠光的趨光性最強，分別達45.00%和38.33% 同時趨光性還與光照時長相關，隨著光照時間的延長，趨光性也加強，如光照強度為2060lx的黃光和綠光在光照時長為17h的趨光率比3h的分別高出了11.11%和15.00%，它們之間存在顯著差異（P＜0.05）。

表3 相同波長不同光照強度的柑橘木虱趨光率1）Table 3 Phototaxis rate of D.citri in different illumination intensities of LED with same wavelength

3 討論

本研究表明光照時長為17h時，柑橘木虱對光照強度為1800lx的藍光和4310lx的綠光趨光性最佳，明顯強于光照時長為3h；相同光照強度條件下，柑橘木虱對綠光和藍光的趨光性較好；相同波長條件下，光照強度較大則趨光性也較高。本研究為今后進一步探索適宜誘殺柑橘木虱的最佳波長奠定了良好的基礎。同時該研究是針對適配太陽能誘蟲器的光源而開展的，研究成果可以很快應用于生產實踐。

新能源和可再生清潔能源的開發是21世紀世界經濟發展中最具決定性影響的技術領域之一。太陽能是地球上最安全、潔凈、取之不盡的可再生能源［10］，充分利用太陽能資源，不僅無污染、無噪聲、安全可靠且不受地域限制，還可節約常規能源。1968年首次研發成功的LED是第4代新型光源，也是21世紀具有競爭力的新型光源，它具有波長類型豐富、節能環保、組合性好、使用壽命長、體積小、光譜能量分布調制方便、光色純、能耗低、壽命長、控制靈活等優點［11－12］，適合用作太陽能誘蟲器的光源；同時LED燈高效節能，在同等照度下，LED比白熾燈光源節能70%，比熒光燈節能50%［13］。國內已有采用LED光源用于防治害蟲的試驗［14－15］。

柑橘木虱對LED藍光和綠光具有良好的趨性，可以避免日光燈型光源對植物的影響。因為日光燈型光源中含有紅光（660nm）和遠紅光（725nm），對植物的光周期造成影響，從而影響作物產量。LED光譜窄，紫外線含量低，對植物造成直接傷害小［16－17］。

利用太陽能LED誘蟲燈防治柑橘木虱不僅可以保證柑橘新梢的健康生長，有效減緩柑橘黃龍病的發生與蔓延，還能減少農藥的使用，從而減少環境污染及有效地節約能源［4］。通過選用特定的波長（頻率）和設定開關燈時間，有選擇地保護天敵并最大限度地誘殺各種害蟲［6］。本研究通過研究不同光譜和光照強度因素對柑橘木虱成蟲趨、避光行為的影響，揭示光源特征與其趨光性之間的內在聯系，為研發高效的害蟲誘集、測報和防治用光源提供科學依據。

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