豆大蓟马室内对不同颜色及光波的趋性反应

唐良德, 韩 云, 吴建辉, 李 鹏, 付步礼, 邱海燕, 刘 奎

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;2.华南农业大学资源环境学院,广州 510642;3.海南省植保植检站,海口 571100)

豆大蓟马室内对不同颜色及光波的趋性反应

唐良德1*, 韩 云1,2, 吴建辉2, 李 鹏3, 付步礼1, 邱海燕1, 刘 奎1*

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;2.华南农业大学资源环境学院,广州 510642;3.海南省植保植检站,海口 571100)

豆大蓟马(Megalurothrips usitatus)是近年来严重制约海南豇豆生产的重要害虫。本文应用正八角体和正六角体装置分别研究了豆大蓟马成虫对8种颜色色卡及其虚拟波长(白polychromatic light、紫380 nm、蓝440 nm、浅蓝461 nm、绿510 nm、黄绿540 nm、黄580 nm、红647 nm)和5种波长发光二极管(LED)(紫405 nm、蓝461 nm、绿519 nm、黄570 nm和红650 nm)的趋性反应。结果表明,波长为440 nm和461 nm及其对应的蓝色和浅蓝色色卡对豆大蓟马成虫的吸引率显著高于其他虚拟波长对应的颜色色卡,其次是波长为540 nm的黄绿色和复色光对应的白色。在光趋性试验中,波长为461 nm的蓝光LED灯对豆大蓟马成虫的吸引率显著高于其他颜色波长的LED灯。综合分析不同颜色色卡和LED光波对豆大蓟马的引诱作用,两者均表明豆大蓟马对波长为440～461 nm的蓝色(光)最敏感,由此可见,蓝色粘虫板或蓝光诱虫灯可作为监测和防治豆大蓟马的一种有效手段。

豆大蓟马; 颜色趋性; LED灯; 光波

豇豆[Vigna unguiculata(Linn.)Walp.]是人们喜食的大宗蔬菜,对栽培温度有较高的要求。海南地处热带,凭借独特的地理区位优势和适宜的气候条件可大力发展冬种豇豆产业。冬种豇豆因其价格高,效益好,在增加农民收入和创汇方面具有十分重要的意义。然而,豇豆蓟马已成为制约海南豇豆生产的重要瓶颈。豇豆蓟马作为主要防治对象引发的2010年“海南毒豇豆事件”带来了巨大的负面影响[1]。经鉴定,为害海南豇豆的蓟马种类主要是豆大蓟马[Megalurothrips usitatus(Bagnall)](别名：普通大蓟马)和丽花蓟马[Frankliniella intonsa (Trybom)],其中以豆大蓟马为主[2]。

豆大蓟马在豇豆全生育期均可为害[3]。苗期为害后可致叶片皱缩,严重时整株枯死;生长期主要为害植株生长点,造成花芽无法抽蕾或不能正常发育;开花结果后迅速转移到花器内和嫩荚上取食为害,造成花器凋落或豆荚黑头黑尾现象[2]。该害虫在海南田间发生数量大(田间调查单花虫量最高可达100头,未发表资料),隐蔽性强,大部分时间在花器内活动,因而防治难度较大。利用昆虫对色板和诱虫灯的趋性进行监测和诱杀是害虫综合治理(IPM)中一项重要的措施,并已得到了广泛的推广和应用。已有研究表明,蓟马对特定的颜色或光波具有选择性,但不同蓟马种类之间存在差异[49]。本文在室内通过昆虫行为学试验测试了豆大蓟马对不同颜色色板和LED光波的趋性,旨在为更好地利用色板和诱虫灯防治害虫提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

豆大蓟马成虫采自海口市秀英区永庄村豇豆田,在实验室内用四季豆豆荚饲养1代后取健康一致的雌成虫作为供试虫源。

1.2 供试颜色、光源及装置

应用Dan Bruton虚拟波长与RGB值的函数关系(http：∥www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm)将不同的虚拟波长转换为相应的RGB值,经Photoshop图片处理软件输出后,由带光泽的铜版纸进行彩色打印(打印机型号：Canon ix6500)。代表性设定的8种颜色色卡(白、紫、蓝、浅蓝、绿、黄绿、黄、红)及对应的虚拟波长如表1所示。

试验光源为不同波长的单色LED(佛山国星光电股份有限公司),单色光的主波长分别为(405±5) nm(紫光)、(461±5)nm(蓝)、(519±5)nm(绿)、(570±5)nm(黄)、(650±5)nm(红)。

光强度由数字式照度计(TM-201,台湾天马思电子有限公司)测量,在栖息活动室内的光强度通过改变LED光源与行为试验箱的选择室入口之间的距离进行调节。光谱选择行为反应试验前,调节光源放置距离,获得各种照射光源投射到活动室的光照度相等(0.1 lx)。

试验装置参照相关文献用黑色KT板(泡沫板,厚度5 mm)自己设计制作了用于颜色色卡趋性试验的正八角体[10]和光波趋性试验的正六角体[11],试验装置示意图如图1所示。

图1 豆大蓟马对不同颜色色卡(a)和LED光波(b)趋性的试验装置Fig.1 Schematic of octagon(a)and hexagon(b)maze on tests of colors(non-luminous body)and LED-light waves

1.3 试验方法

颜色趋性试验前随机将涂有均匀薄层昆虫胶的8种颜色色卡分别用双面胶粘贴在正八面体的选择室内壁上。试验时在装置活动栖息室中央放置一个培养皿(d=9 cm),培养皿内事先放入50～80头豆大蓟马雌成虫,用保鲜膜封口,并在保鲜膜中央开一个小口供试虫爬出,待试虫全部做出选择后,记录各颜色色卡的虫量。如此重复10次。每次重复后转动一次试验箱,每3次重复用酒精擦拭箱内,自然晾干,以消除气味影响。试验在25～30℃的室温下进行。

表1 不同颜色色卡及其对应的RGB值及虚拟波长Table 1 List of colors and their RGB values and virtual wavelengths

光波趋性试验在暗室中进行。试验前随机将5种不同波长的单色光源分别置于正六面体中的5个不同选择室中。试验时在保证光强一致的情况下,单头接虫于活动栖息室的中央,刺激时间为3 min。当试虫离开栖息室进入选择室时,记做选择,反之则记做不选择。每次试验用虫50头,20次重复。每3次重复转动一次试验箱。每10次重复用酒精擦拭箱内,自然晾干,以消除气味影响。

1.4 数据分析

豆大蓟马对不同颜色和光波的趋性反应以吸引率(attracted rate,AR)进行评价,AR=反应虫数/供试虫数。不同颜色和光波对其吸引率的差异运用SPSS 10.0“General Linear Model”模块进行分析,方差分析前数据经反正弦转换并进行Duncan’s多重比较。

2 结果与分析

2.1 豆大蓟马对不同颜色色卡的趋性

8种颜色(380～647 nm)对豆大蓟马成虫的吸引效果见表2。8种颜色中以蓝色(440 nm)和浅蓝色(461 nm)的吸引作用最强,与其他颜色均表现出显著差异;其次是黄绿色(540 nm)和白色(polychromatic light)对豆大蓟马也有较强的吸引作用;红色(647 nm)和紫色(380 nm)对豆大蓟马的吸引作用最弱。由此可以看出,8种颜色对豆大蓟马的引诱力依次为：蓝色＞浅蓝色＞黄绿色＞白色＞绿色＞黄色＞紫色＞红色。

2.2 豆大蓟马对不同光波的趋性

5种LED光波对豆大蓟马成虫的引诱作用如图2所示。各光波对豆大蓟马的吸引率差异显著。在405～650 nm范围内,豆大蓟马对蓝光(461 nm)趋性最强,吸引率(AR)达47.7%;其次是绿光(519 nm)和黄光(570 nm),吸引率分别为14.0%和13.8%;豆大蓟马对红光(650 nm)趋性最弱,其吸引率仅为6.5%。

表2 不同颜色对豆大蓟马成虫的吸引率Table 2 Attractiveness of different color papers to Megalurothrips usitatus adults

图2 不同波长LED对豆大蓟马成虫的吸引作用Fig.2 Attractiveness(mean±SE)of different wavelengths LED to Megalurothrips usitatus adults

3 结论与讨论

应用Dan Bruton的虚拟波长与RGB值的函数关系,把RGB值转换为虚拟波长,从而对颜色进行定量来研究昆虫的趋性行为,不失为一种便捷而且精确有效的研究方法。薛皇娃等[10]利用该方法探讨了瓜实蝇对8种RGB值确定的颜色及对应虚拟波长的趋性;陈俊谕等[12]运用类似的方法评价了椰心叶甲对8种颜色的选择行为,并根据初筛颜色进一步试验获得了最佳嗜好波长颜色。本文通过RGB值代表性地设定了8种颜色,并经过函数转换确定了其对应的虚拟波长,试验初步评价了豆大蓟马成虫对这8种颜色的趋性。结果表明,蓝色(440 nm)和浅蓝色(461 nm)对豆大蓟马的吸引作用最强,黄绿色(540 nm)和白色(polychromatic light)次之,而红色(647 nm)和紫色(380 nm)最弱。通常在500～580 nm的光谱范围内,植食性昆虫对其反应最为强烈,或许是因为植物叶片、花和成熟果实所呈现的颜色在此光谱范围内的缘故[13]。文献报道蓟马对蓝色和白色的趋性明显[4,7,14],本试验也得到了类似的结果,蓝色和浅蓝色都表现出对豆大蓟马有显著的引诱作用,白色也有较强的吸引作用。与上述试验不同的是,本试验提供了诸如虚拟波长等对开发产品更有效的信息,但是在蓝色对应的虚拟波长范围内还需要进一步运用RGB值对颜色进行细化,从而获得豆大蓟马最敏感的颜色及波长。除此之外,本试验还发现黄绿色对豆大蓟马也有较强的吸引作用。这也体现在其他害虫中,如橘小实蝇[15]和瓜实蝇[10]。

发光二极管(LED)是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,近年来已应用于昆虫趋光性的研究。温室内联合使用黄板和发绿光(530 nm)的LED可增加对温室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)、B隐种烟粉虱(Bemisia tabaci)、棉蚜(Aphis gossypii)和蕈蚊(Bradysia coprophila)的诱捕量[16]。LED诱捕器已成功在野外用于诱杀蚊蝇[1719]。本文通过正六面体装置测试了5种LED灯光源对豆大蓟马成虫的引诱作用,其结果与上述颜色试验基本一致,在461～570 nm之间的蓝、绿和黄色LED光源较两端波长的可见光(紫光405 nm和红光650 nm)对豆大蓟马引诱作用更强。LED具有耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、波长窄、波长类型丰富等特征[20],是代替传统光源最理想的光源。

综上所述,在波长为440 nm和461 nm的蓝(浅蓝)色色板和蓝色光源对豆大蓟马有很强的引诱作用,蓝板已成功用于蓟马的监测和防治[9,21],开发设计蓝色LED光源诱捕器并应用于田间监测和防治蓟马类害虫在理论上是可行的,但实际效果还有待于进一步的田间验证。

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(责任编辑：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

海南省自然科学基金(314104);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2014hzs1J011);2014年海南省农作物病虫害防控项目

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