不同波长光对棉铃虫飞翔活动影响的初步研究

蒋月丽　曹雅忠　李克斌　尹　姣　武予清　段　云

摘要本文模拟城镇周围光照环境，在室内设置3种光：505nm绿光、589nm黄光、380～780nm白光，光照强度为2～11 1x，对棉铃虫的飞翔活动进行了测试。结果显示：白光对棉铃虫飞翔的主要参数有显著影响，如：飞行次数、累计飞行距离、累计飞行时间、最长持续飞行时间明显缩短，最长持续停飞时间明显延长等；绿光和黄光对棉铃虫的飞翔活动影响不明显。

关键词光照；棉铃虫；飞翔活动

中图分类号S 433.4

随着社会的发展，很多城市竞相上马“不夜城”亮化工程。家庭照明、高速路灯、商场、酒店的灯光、广告灯、霓虹灯等各种各样的“亮丽工程”与“光辉工程”令人眼花缭乱。这些灯光在带给人们光明的同时，也会产生一定的副作用。光污染对人类健康的危害已经引起了社会的广泛关注，对野生动植物如蛙类和鸟类的影响也已有人报道，然而这些“不夜城”的光照和城镇道路间的灯光对城镇周围昆虫活动的影响也是不容忽视的。本文以棉铃虫为例，模拟城镇周围光照环境，在室内条件下进行了不同波长光照下棉铃虫的吊飞试验，以期明确不同波长光对棉铃虫飞翔活动的影响。为开展光污染对昆虫行为的影响研究起到有益的借鉴作用。

棉铃虫是重要的农业害虫，属兼性迁飞昆虫，较强的迁移能力使棉铃虫能从空间上适时地逃避不良栖境，直接调节种群的数量动态。但是，各种环境因子的改变会对棉铃虫的飞翔活动产生一定的影响，吴孔明等在实验室条件下进行了温度、湿度、风速及风向对昆虫飞翔活动影响的研究。不同波长光照对棉铃虫飞翔活动的影响目前还未有人研究。本文模拟城镇周围光照环境，就3种不同波长的光对棉铃虫飞翔活动的影响进行了研究。

1材料与方法

1.1供试虫源

供试虫源采用人工饲料饲养的棉铃虫幼虫，以10％蜂蜜液饲喂成虫。饲养环境条件为光周期L//D=15h//9h，温度(26±1)℃，相对湿度70％～80％。选择健壮发育一致的2日龄棉铃虫蛾作试虫。

1.2试验装置

吊飞装置利用中国农业科学院植物保护研究所程登发研究员研制的昆虫飞翔数据微机采集分析系统，该系统可连续自动记录昆虫飞行时间、距离、速度等参数。

1.3试验条件

吊飞室温20～25℃，相对湿度30％～50％。

设3个处理组：505nm的二极管绿光灯；589nm的二极管黄光灯；普通的5W日光灯，波长为380～780nm，光照强度均为2～11 1x。灯管竖着设置在飞行磨的右侧，离地面0.6m，照射方向由右至左，散漫光照射。

对照组：完全黑暗。

1.4试验方法

测试时选取有代表的成虫，先将其用乙醚轻度麻醉，除去中胸小盾片上的鳞片，然后用胶水粘在长1.2cm的细铜丝上，固定于飞行磨的吊杆上。计算机系统记录飞行参数，计算机处理后输出；每处理测定40～60头(雌雄混合群体)。测试时间22：00～08：00，共10h。

1.5分析方法

数据处理采用SPSS数据处理系统。

2结果与分析

2.1不同波长光对棉铃虫飞翔次数和平均飞翔速度的影响

由表1可以看出，白光照射下，对棉铃虫的飞翔次数影响最大，黄光照射下飞翔次数最多为(47.290±4.982)次，白光最少，仅为(29.750±3.654)次。白光与其他光照之间均存在显著差异(p<0.05)，原因是白光对棉铃虫的飞翔有抑制作用。在平均飞翔速度上，绿光、黄光、白光及黑暗之间均不存在显著差异，说明不同波长光照射，对棉铃虫的平均飞翔速度无影响。

2.2不同波长光对棉铃虫累计飞翔距离的影响

由于棉铃虫的飞翔情况在个体之间差异太大，为了减小误差，分析时采用分组处理的方法，对每个处理相应分为强、中、弱3组。由表2可以看出，白光照射使棉铃虫的累计飞翔距离明显缩短，在1、2和3组中白光照射下，累计飞行距离均是最短，且与绿光、黄光及黑暗之间存在显著差异(p<0.05)，绿光、黄光和黑暗之间差异不显著。

2.3不同波长光对棉铃虫累计飞翔时间的影响

由表3可以看出，吊飞10h，累计飞行时间最长的可达(9.349±0.296)h、(5.994±0.173)h、(4.406±0.116)h，白光照射下棉铃虫累计飞行距离明显缩短，1、2、3组分别为(6.642±0.227)h、(3.433±0.361)h、(1.868±0.139)h。1、2、3组中白光与其他三者之间均存在显著差异(p<0.05)。

2.4不同波长光对棉铃虫个体最长持续飞翔时间的影响

由表4可以看出，不同波长光照射，对棉铃虫的最长持续飞翔时间也有一定的影响。1、2组中最短的均是白光，在1组中，白光与对照组黑暗存在显著差异(p<0.05)，黄光和绿光与黑暗之间差异不显著，绿光与其他处理之间均不存在显著差异，2组中白光与其他处理之间均存在显著差异(p<0.05)，绿光、黄光和黑暗之间差异不显著，3组中绿光与黄光、白光和黑暗之间差异不显著，黄光与黑暗之间存在显著差异(p<0.05)。

2.5不同波长光对棉铃虫个体最长持续停飞时间的影响

由表5可以看出，在1组中，不同光波照射对最长持续停飞时间影响不明显。2、3组中，白光照射下最长持续停飞时间明显延长，且与其他处理之间存在显著差异(p<0.05)，说明白光抑制棉铃虫飞翔，使停飞时间延长。

3小结与讨论

关于光对昆虫行为的影响问题很早已有人研究，但是关于昆虫复眼对光的反应以及波长如何影响昆虫行为的问题还没有确切的解释。一般认为，昆虫飞向光源是一种趋光行为，但国内外很多学者认为这种行为是光源对昆虫正常活动的干扰，并非是昆虫的趋性。一般情况下，夜蛾类昆虫夜间活动，白天不活动或活动微弱，但是本文研究结果显示，在有光照射时的吊飞状态下，棉铃虫蛾仍然飞翔，这可能与昆虫的趋光、避光行为有关，在光照射时，棉铃虫趋向光源，或者寻找避光场所，在飞行磨强制的状态下都表现为飞翔行为，这也与魏国树的研究结论棉铃虫蛾的趋光、避光行为的波长及光强度选择机制相似符合。

本研究是模拟城镇周围光照环境，在室内进行的。结果显示：在相同光照强度范围内，单色光黄光、绿光对棉铃虫飞翔次数影响不明显，白光对棉铃虫的飞翔次数有显著的影响，白光照射下，与对照组黑暗相比，飞翔次数明显减少，且与其他处理差异显著；3种不同波长光对棉铃虫的平均飞行速度均无影响；白光对棉铃虫的累计飞翔距离也有显著的影响，白光照射下棉铃虫的累计飞翔距离最短，且与其他处理存在显著差异；从飞翔时间上来看，白光照射下，棉铃虫的累计飞行时间和个体最长持续飞行时间，均最短，个体最长持续停飞时间最长，且与对照有显著差异，这些结果说明：模拟城镇周围灯光环境，白光对棉铃虫的飞翔行为具有明显的抑制作用。因此可以推测，城镇周围的灯光环境对棉铃虫夜间的飞翔活动可能产生一定的影响。所以，如今城市的“亮丽工程”以及城镇道路间的光照，会对棉铃虫的迁飞产生一定的影响。随着社会的发展，“灯光工程”会越来越严重，原始的生态环境将被逐步改变，环境改变对人类的影响已经引起了高度重视，然而对昆虫的影响也是不容忽视的。蒋湘于2002年7月12日报道北京市见到大量亚洲小车蝗成虫，作者通过观察初步认为，该种蝗虫主要在夜间迁飞，因它具有较强的趋光性，因而在城市中灯光强烈的地方则吸引大量的亚洲小车蝗成虫。由于城市灯光，使从来没有出现过亚洲小车蝗的城市，突然出现了大量的亚洲小车蝗，这是光照对昆虫迁飞影响的一个很好的例子。随着城市“亮丽工程”的扩大，夜间的黑暗环境逐渐被取代，在夜间迁飞的昆虫也势必会受到影响，有可能会增强或者是抑制其迁飞能力，也可能会使要迁飞的昆虫停止迁飞活动，不该迁飞的昆虫可能迁飞。迁飞是一种适应，使昆虫可以开发利用随时间和空间进行变化的资源，以减轻贯穿整个生活史中因环境恶化所带来的影响。若由于环境的改变影响昆虫的迁飞，有可能会导致害虫的局部成灾。对昆虫来说，夜间过亮的室外照明，也会使不少的益虫直接扑灯而死，如法兰克福游乐场的霓虹灯每晚要烤死数万只有益昆虫，美国杜森市夏夜蚊虫多的原因之一和该城市千组霓虹灯“杀害”了无数食蚊虫的益虫和益鸟有关。因此，研究光照对昆虫行为的影响，对于研究光污染对昆虫生态的影响具有重要的意义。本研究由于时间、条件的限制，还存在着一定的局限性，对于光对昆虫飞翔活动的影响还有必要进一步的深入研究。