豆大薊馬室內對不同顏色及光波的趨性反應

唐良德, 韓 云, 吳建輝, 李 鵬, 付步禮, 邱海燕, 劉 奎

(1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所,海口 571101;2.華南農業大學資源環境學院,廣州 510642;3.海南省植保植檢站,海口 571100)

豆大薊馬室內對不同顏色及光波的趨性反應

唐良德1*, 韓 云1,2, 吳建輝2, 李 鵬3, 付步禮1, 邱海燕1, 劉 奎1*

(1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所,海口 571101;2.華南農業大學資源環境學院,廣州 510642;3.海南省植保植檢站,海口 571100)

豆大薊馬(Megalurothrips usitatus)是近年來嚴重制約海南豇豆生產的重要害蟲。本文應用正八角體和正六角體裝置分別研究了豆大薊馬成蟲對8種顏色色卡及其虛擬波長(白polychromatic light、紫380 nm、藍440 nm、淺藍461 nm、綠510 nm、黃綠540 nm、黃580 nm、紅647 nm)和5種波長發光二極管(LED)(紫405 nm、藍461 nm、綠519 nm、黃570 nm和紅650 nm)的趨性反應。結果表明,波長為440 nm和461 nm及其對應的藍色和淺藍色色卡對豆大薊馬成蟲的吸引率顯著高于其他虛擬波長對應的顏色色卡,其次是波長為540 nm的黃綠色和復色光對應的白色。在光趨性試驗中,波長為461 nm的藍光LED燈對豆大薊馬成蟲的吸引率顯著高于其他顏色波長的LED燈。綜合分析不同顏色色卡和LED光波對豆大薊馬的引誘作用,兩者均表明豆大薊馬對波長為440～461 nm的藍色(光)最敏感,由此可見,藍色粘蟲板或藍光誘蟲燈可作為監測和防治豆大薊馬的一種有效手段。

豆大薊馬; 顏色趨性; LED燈; 光波

豇豆[Vigna unguiculata(Linn.)Walp.]是人們喜食的大宗蔬菜,對栽培溫度有較高的要求。海南地處熱帶,憑借獨特的地理區位優勢和適宜的氣候條件可大力發展冬種豇豆產業。冬種豇豆因其價格高,效益好,在增加農民收入和創匯方面具有十分重要的意義。然而,豇豆薊馬已成為制約海南豇豆生產的重要瓶頸。豇豆薊馬作為主要防治對象引發的2010年“海南毒豇豆事件”帶來了巨大的負面影響[1]。經鑒定,為害海南豇豆的薊馬種類主要是豆大薊馬[Megalurothrips usitatus(Bagnall)](別名：普通大薊馬)和麗花薊馬[Frankliniella intonsa (Trybom)],其中以豆大薊馬為主[2]。

豆大薊馬在豇豆全生育期均可為害[3]。苗期為害后可致葉片皺縮,嚴重時整株枯死;生長期主要為害植株生長點,造成花芽無法抽蕾或不能正常發育;開花結果后迅速轉移到花器內和嫩莢上取食為害,造成花器凋落或豆莢黑頭黑尾現象[2]。該害蟲在海南田間發生數量大(田間調查單花蟲量最高可達100頭,未發表資料),隱蔽性強,大部分時間在花器內活動,因而防治難度較大。利用昆蟲對色板和誘蟲燈的趨性進行監測和誘殺是害蟲綜合治理(IPM)中一項重要的措施,并已得到了廣泛的推廣和應用。已有研究表明,薊馬對特定的顏色或光波具有選擇性,但不同薊馬種類之間存在差異[49]。本文在室內通過昆蟲行為學試驗測試了豆大薊馬對不同顏色色板和LED光波的趨性,旨在為更好地利用色板和誘蟲燈防治害蟲提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

豆大薊馬成蟲采自海口市秀英區永莊村豇豆田,在實驗室內用四季豆豆莢飼養1代后取健康一致的雌成蟲作為供試蟲源。

1.2 供試顏色、光源及裝置

應用Dan Bruton虛擬波長與RGB值的函數關系(http：∥www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm)將不同的虛擬波長轉換為相應的RGB值,經Photoshop圖片處理軟件輸出后,由帶光澤的銅版紙進行彩色打印(打印機型號：Canon ix6500)。代表性設定的8種顏色色卡(白、紫、藍、淺藍、綠、黃綠、黃、紅)及對應的虛擬波長如表1所示。

試驗光源為不同波長的單色LED(佛山國星光電股份有限公司),單色光的主波長分別為(405±5) nm(紫光)、(461±5)nm(藍)、(519±5)nm(綠)、(570±5)nm(黃)、(650±5)nm(紅)。

光強度由數字式照度計(TM-201,臺灣天馬思電子有限公司)測量,在棲息活動室內的光強度通過改變LED光源與行為試驗箱的選擇室入口之間的距離進行調節。光譜選擇行為反應試驗前,調節光源放置距離,獲得各種照射光源投射到活動室的光照度相等(0.1 lx)。

試驗裝置參照相關文獻用黑色KT板(泡沫板,厚度5 mm)自己設計制作了用于顏色色卡趨性試驗的正八角體[10]和光波趨性試驗的正六角體[11],試驗裝置示意圖如圖1所示。

圖1 豆大薊馬對不同顏色色卡(a)和LED光波(b)趨性的試驗裝置Fig.1 Schematic of octagon(a)and hexagon(b)maze on tests of colors(non-luminous body)and LED-light waves

1.3 試驗方法

顏色趨性試驗前隨機將涂有均勻薄層昆蟲膠的8種顏色色卡分別用雙面膠粘貼在正八面體的選擇室內壁上。試驗時在裝置活動棲息室中央放置一個培養皿(d=9 cm),培養皿內事先放入50～80頭豆大薊馬雌成蟲,用保鮮膜封口,并在保鮮膜中央開一個小口供試蟲爬出,待試蟲全部做出選擇后,記錄各顏色色卡的蟲量。如此重復10次。每次重復后轉動一次試驗箱,每3次重復用酒精擦拭箱內,自然晾干,以消除氣味影響。試驗在25～30℃的室溫下進行。

表1 不同顏色色卡及其對應的RGB值及虛擬波長Table 1 List of colors and their RGB values and virtual wavelengths

光波趨性試驗在暗室中進行。試驗前隨機將5種不同波長的單色光源分別置于正六面體中的5個不同選擇室中。試驗時在保證光強一致的情況下,單頭接蟲于活動棲息室的中央,刺激時間為3 min。當試蟲離開棲息室進入選擇室時,記做選擇,反之則記做不選擇。每次試驗用蟲50頭,20次重復。每3次重復轉動一次試驗箱。每10次重復用酒精擦拭箱內,自然晾干,以消除氣味影響。

1.4 數據分析

豆大薊馬對不同顏色和光波的趨性反應以吸引率(attracted rate,AR)進行評價,AR=反應蟲數/供試蟲數。不同顏色和光波對其吸引率的差異運用SPSS 10.0“General Linear Model”模塊進行分析,方差分析前數據經反正弦轉換并進行Duncan’s多重比較。

2 結果與分析

2.1 豆大薊馬對不同顏色色卡的趨性

8種顏色(380～647 nm)對豆大薊馬成蟲的吸引效果見表2。8種顏色中以藍色(440 nm)和淺藍色(461 nm)的吸引作用最強,與其他顏色均表現出顯著差異;其次是黃綠色(540 nm)和白色(polychromatic light)對豆大薊馬也有較強的吸引作用;紅色(647 nm)和紫色(380 nm)對豆大薊馬的吸引作用最弱。由此可以看出,8種顏色對豆大薊馬的引誘力依次為：藍色＞淺藍色＞黃綠色＞白色＞綠色＞黃色＞紫色＞紅色。

2.2 豆大薊馬對不同光波的趨性

5種LED光波對豆大薊馬成蟲的引誘作用如圖2所示。各光波對豆大薊馬的吸引率差異顯著。在405～650 nm范圍內,豆大薊馬對藍光(461 nm)趨性最強,吸引率(AR)達47.7%;其次是綠光(519 nm)和黃光(570 nm),吸引率分別為14.0%和13.8%;豆大薊馬對紅光(650 nm)趨性最弱,其吸引率僅為6.5%。

表2 不同顏色對豆大薊馬成蟲的吸引率Table 2 Attractiveness of different color papers to Megalurothrips usitatus adults

圖2 不同波長LED對豆大薊馬成蟲的吸引作用Fig.2 Attractiveness(mean±SE)of different wavelengths LED to Megalurothrips usitatus adults

3 結論與討論

應用Dan Bruton的虛擬波長與RGB值的函數關系,把RGB值轉換為虛擬波長,從而對顏色進行定量來研究昆蟲的趨性行為,不失為一種便捷而且精確有效的研究方法。薛皇娃等[10]利用該方法探討了瓜實蠅對8種RGB值確定的顏色及對應虛擬波長的趨性;陳俊諭等[12]運用類似的方法評價了椰心葉甲對8種顏色的選擇行為,并根據初篩顏色進一步試驗獲得了最佳嗜好波長顏色。本文通過RGB值代表性地設定了8種顏色,并經過函數轉換確定了其對應的虛擬波長,試驗初步評價了豆大薊馬成蟲對這8種顏色的趨性。結果表明,藍色(440 nm)和淺藍色(461 nm)對豆大薊馬的吸引作用最強,黃綠色(540 nm)和白色(polychromatic light)次之,而紅色(647 nm)和紫色(380 nm)最弱。通常在500～580 nm的光譜范圍內,植食性昆蟲對其反應最為強烈,或許是因為植物葉片、花和成熟果實所呈現的顏色在此光譜范圍內的緣故[13]。文獻報道薊馬對藍色和白色的趨性明顯[4,7,14],本試驗也得到了類似的結果,藍色和淺藍色都表現出對豆大薊馬有顯著的引誘作用,白色也有較強的吸引作用。與上述試驗不同的是,本試驗提供了諸如虛擬波長等對開發產品更有效的信息,但是在藍色對應的虛擬波長范圍內還需要進一步運用RGB值對顏色進行細化,從而獲得豆大薊馬最敏感的顏色及波長。除此之外,本試驗還發現黃綠色對豆大薊馬也有較強的吸引作用。這也體現在其他害蟲中,如橘小實蠅[15]和瓜實蠅[10]。

發光二極管(LED)是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光,近年來已應用于昆蟲趨光性的研究。溫室內聯合使用黃板和發綠光(530 nm)的LED可增加對溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)、B隱種煙粉虱(Bemisia tabaci)、棉蚜(Aphis gossypii)和蕈蚊(Bradysia coprophila)的誘捕量[16]。LED誘捕器已成功在野外用于誘殺蚊蠅[1719]。本文通過正六面體裝置測試了5種LED燈光源對豆大薊馬成蟲的引誘作用,其結果與上述顏色試驗基本一致,在461～570 nm之間的藍、綠和黃色LED光源較兩端波長的可見光(紫光405 nm和紅光650 nm)對豆大薊馬引誘作用更強。LED具有耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量、波長窄、波長類型豐富等特征[20],是代替傳統光源最理想的光源。

綜上所述,在波長為440 nm和461 nm的藍(淺藍)色色板和藍色光源對豆大薊馬有很強的引誘作用,藍板已成功用于薊馬的監測和防治[9,21],開發設計藍色LED光源誘捕器并應用于田間監測和防治薊馬類害蟲在理論上是可行的,但實際效果還有待于進一步的田間驗證。

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(責任編輯：王 音)

Preference of Megalurothrips usitatus(Thysanoptera：Thripidae) to different colors and light-waves in lab

Tang Liangde1, Han Yun1,2, Wu Jianhui2, Li Peng3, Fu Buli1, Qiu Haiyan1, Liu Kui1

(1.Environment and Plant Protection Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 571101,China;2.College of Natural Resource and Environment,South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China;3.Plant Protection and Quarantine Station of Hainan Province,Haikou 571100,China)

The bean flower thrips,Megalurothrips usitatus(Bagnall)is a key restricted factor for cowpea production in Hainan.In the current study,RGB values and virtual wavelengths were converted each other based on Dan Bruton’s wavelength to RGB function.Eight color papers were printed by color printer based on RGB values [(255,255,255),(97,0,97),(0,0,255),(0,127,255),(0,255,0),(129,255,0),(255,255,0),(255, 0,0)]and were chosen to test the color preference of the bean flower thrips M.usitatus in an octagon maze,and their equivalent wavelengths were polychromatic light,380 nm,440 nm,461 nm,510 nm,540 nm,580 nm,and 647 nm,respectively.The color papers with the spectrum of 440 nm(blue,with RGB values of 0,0,255)and 461 nm(cambridge blue,with RGB values of 0,127,255)showed highest attractiveness followed by 540 nm (chartreuse green,with RGB values of 129,255,0)and polychromatic light(white,with RGB values of 255, 255,255).In addition,the light preference of M.usitatus was also indicated that blue LED(461 nm)was significantly more attractive than the other color LEDs.In total,the results suggest that blue series stimuli should be a crucial cue to attract M.usitatus,and blue sticky traps and/or light traps could be a useful device for monitoring and managing M.usitatus.

Megalurothrips usitatus; color preference; LED light; light wave

S 436.43

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.06.031

2014-10-14

2014-11-08

海南省自然科學基金(314104);中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(2014hzs1J011);2014年海南省農作物病蟲害防控項目

*通信作者 E-mail：tangldcatas@163.com;lk0750@163.com