不同光环境对荔枝蒂蛀虫产卵的影响及田间防效调查

2020-04-14 04:59王凤英黎柳锋韦桥现古雅良黄川廖仁昭廖世纯
南方农业学报 2020年2期

王凤英 黎柳锋 韦桥现 古雅良 黄川 廖仁昭 廖世纯

摘要:【目的】研究不同光环境对荔枝蒂蛀虫产卵的影响,为荔枝蒂蛀虫的绿色防控提供技术支撑。【方法】依据广西南宁市日出日落时间及荔枝蒂蛀虫常住地光照强度,在室内条件下研究6个光照时长及8个光照强度处理对荔枝蒂蛀虫产卵的影响;在荔枝收获前一个月开始果园夜晚亮灯,调查荔枝落地果及树上果的蛀果率变化。【结果】室内试验结果显示,全亮(24 h光照)条件下荔枝蒂蛀虫产卵前期为10.67 d,显著长于其他处理(2.00~4.67 d)(P<0.05,下同),卵期為1.33 d,显著短于其他处理(9.67~12.33 d),每雌产卵量为0.47粒/头,显著低于常规处理(136.33粒/头);在6:00—19:00光照强度500 lx、19:00—次日6:00光照强度10~900 lx时,荔枝蒂蛀虫产卵量为每雌0~0.47粒/头,显著低于常规处理(136.33粒/头)。田间试验结果表明,夜晚光照强度为70~130 lx和2~70 lx时的荔枝蒂蛀虫平均蛀果率分别为2.91%和3.65%,均显著低于常规处理(25.87%)。【结论】在荔枝收获前一个月开始果园挂灯,每日19:00—次日6:00光照强度2~70 lx的光环境可有效抑制荔枝蒂蛀虫产卵,进而极大降低荔枝蒂蛀虫蛀果率,可作为荔枝蒂蛀虫绿色防控技术大面积推广应用。

关键词: 荔枝蒂蛀虫;光环境;产卵;田间防效

中图分类号: S436.671                         文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2020)02-0313-06

Effects of different light environments on oviposition of Conopomorpha sinensis and its control efficacy in field

WANG Feng-ying1,2, LI Liu-feng1,2, WEI Qiao-xian1,2, GU Ya-liang3, HUANG Chuan4,

LIAO Ren-zhao1, LIAO Shi-chun1,2*

(1Plant Protection Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning  530007, China; 2Guangxi Key Laboratory for Biology of Crop Diseases and Insect Pests, Nanning  530007, China; 3Qinzhou Institute of Agricultural Sciences, Qinzhou, Guangxi  535000, China; 4Lingshan Institute of Agricultural Sciences, Lingshan,

Guangxi  535400, China)

Abstract:【Objective】The effects of different light environments on oviposition of Conopomorpha sinensis were evaluated in order to provide technical support for the green control technology of C. sinensis. 【Method】According to the sunrise and sunset times in Nanning, Guangxi and the light intensity of the favorite place of C. sinensis, the effects of six light durations and eight light intensities on oviposition were studied. The lights in the orchard began to light up at night one month before the lychee harvest, meanwhile the changes of the lychee pedicle borer rate of landing fruit and on trees were investigated. 【Result】According to indoor test, under 24 h illumination, the pre-oviposition period of C. sinensis was 10.67 d, significantly longer than other treatments(2.00-4.67 d)(P<0.05, the same below), its oviposition period was 1.33 d, significantly shorter than other treatments(9.67-12.33 d), its ovulation per female was 0.47 eggs, significantly lower than conventional treatment(136.33 egg/female). The ovulation per female was 0-0.47 eggs when the light intensity was 500 lx at 6:00-19:00 and 10-900 lx at 19:00-6:00 on next day, which was significantly lower than conventional treatment(136.33 egg/female). The results of the field test showed that the average pedicle borer rate under the light intensity of 70-130 lx and 2-70 lx were 2.91% and 3.65%, respectively,which were both significantly lower than the average pedicle borer rate of the conventional treatment(25.87%). 【Conclusion】The lights in the orchard begin to light up at night one month before the lychee harvest, with the environments of light intensity 2-70 lx during 19:00-6:00 on next day can effectively inhibit the oviposition of C. sinensis, thus greatly reducing the pedicle borer rate, and this technology should be widely used as a green technology in a large area.

Key words: Conopomorpha sinensis; light environments; oviposition; control efficacy in field

Foundation item: The Chairman Science Foundation of Guangxi Science Research and Technology Development Project(17290-04);Guangxi Litchi and Longan Innovation Team of National Modern Agricultural Industry Technology System(Nycytxgxcxtd-03);Basic Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences(Group Project)(2015YT44)

0 引言

【研究意義】荔枝蒂蛀虫(Conopomorpha sinensis)隶属于鳞翅目细蛾科,是我国广东、广西、福建和海南等省(区)荔枝、龙眼上最主要的害虫(刘德广和张润杰,1998; 李文景等,2018),以幼虫蛀食果肉导致“虫粪果”,严重影响荔枝、龙眼的产量和品质(陈炳旭等,2011)。目前普遍使用杀虫剂防治该虫(韦德卫等,2011;廖世纯等,2014;Srivastava et al.,2017)的方式已引起防控成本高、果实农药残留量超标、生态环境污染等问题,也是限制荔枝、龙眼出口的重要因素(黄汉杰等,2001)。因此,寻求有效的荔枝蒂蛀虫绿色防控方法已成为当前荔枝、龙眼生产中急需解决的问题。【前人研究进展】光照对昆虫行为的影响主要包括正趋光性和负趋光性(边磊等,2012)。目前国内外的研究主要集中于夜行性蛾类昆虫正趋光性的生理学方面(侯有明等,2001;江幸福等,2010;程文杰等,2011),并提出了“光干扰假说”(Robinson,1952)、“生物天线假说”(Callahan,1965)、“光定向行为假说”(Atkins,1980)和“光胁迫假说”(桑文等,2016)。仅有少量学者关注昆虫的负趋光性行为,Robinson(1952)认为夜行性蛾类对灯光的主要反应是回避;陈宁生(1979)研究表明具有夜眼的粘虫主要反应为避光飞行;刘立春等(1997)分析发现光源对夜行性蛾类(棉铃虫、粘虫、稻纵卷叶螟和玉米螟)具有诱捕和驱避的双重作用;魏国树等(2000)发现棉铃虫成虫的趋光和避光反应具有相似的波长及光照强度选择机制;段云等(2009)认为夜晚光照可降低棉铃虫卵孵化率;李志强等(2009)研究认为荔枝蒂蛀虫没有趋光性,且夜晚光照可干扰荔枝蒂蛀虫成虫活动,致使蛹延后羽化等。【本研究切入点】目前,针对不同光环境对荔枝蒂蛀虫产卵等生殖行为的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】利用荔枝蒂蛀虫的负趋光性,通过人为控制室内光环境,研究不同光照强度梯度及光照时长下荔枝蒂蛀虫产卵前期、卵期及产卵量的变化,明确有效抑制荔枝蒂蛀虫产卵为害的最佳光环境,并通过果园大面积夜晚亮灯试验验证灯光对荔枝蒂蛀虫的防控效果,为荔枝蒂蛀虫的绿色防控提供技术支持。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试虫为荔枝蒂蛀虫成虫。2017—2019年的5—7月收集果园新鲜落地荔枝果,带回室内,平铺在50 cm×36 cm×3 cm白瓷盘内,上面覆盖新鲜荔枝叶,每天收集荔枝叶上的荔枝蒂蛀虫蛹,将蛹放入40 cm×40 cm×40 cm笼内,待成虫羽化后,将1日龄健康成虫移至40 cm×40 cm×40 cm笼内,每处理10对雌雄虫,笼内每日更换10%蜂蜜水,每3 d更换一次清水。饲养温度为(26±1)℃,湿度为80%。

1. 2 不同光环境对荔枝蒂蛀虫产卵影响室内试验

1. 2. 1 不同光照时段及时长对荔枝蒂蛀虫产卵的影响

1. 2. 1. 1 试验设计 根据荔枝蒂蛀虫白天在果园常驻地光照强度为200~600 lx,设定本试验光照强度统一为500 lx;参照广西南宁市5—7月日出日落时间及荔枝蒂蛀虫夜晚活动时间(冯莉等,2004;张辉等,2014),设6个光照时长处理,每处理3次重复,具体参数设定见表1。

1. 2. 1. 2 试验方法 除全黑处理外,其余每处理笼内放置一个LED灯光源,光照强度统一设定为500 lx,并用照度仪统一校正;用自动定时器连接LED灯,并按照表1设置开关灯时间。试验共18个处理笼,每个处理笼均用遮光布覆盖,保证各处理间互不干扰。每日上午8:00时更换各处理笼内新鲜荔枝果(每笼每日7~10颗荔枝果),在体式显微镜(ZMS0655,桂林市迈特光学仪器有限公司生产)下调查上一日荔枝果上的产卵量并记录,直至笼内供试雌虫全部死亡,试验结束。

1. 2. 2 不同光照强度对荔枝蒂蛀虫产卵的影响

1. 2. 2. 1 试验设计 依据1.2.1试验结果,研究全亮条件下夜晚不同光照强度对荔枝蒂蛀虫产卵的影响。模拟田间光照条件,每日白天6:00—19:00光照强度统一设定为500 lx,夜晚19:00—次日6:00光照强度按0(常规)、10、50、100、300、500、700和900 lx梯度设置,每处理3次重复。

1. 2. 2. 2 试验方法 每处理笼内放置2盏LED灯光源,其中一个光源的光照强度统一设定为500 lx,另一个光源的光照强度按试验设计设置,并用照度仪统一校正;用自动定时器连接LED灯,按试验设计设定各处理笼内两个光源亮灯时间。试验共24个处理笼,每个处理笼均用遮光布覆盖,保证各处理间互不干扰。每日上午8:00时更换各处理笼内新鲜荔枝果(每笼每日7~10颗荔枝果),在体式显微镜下调查上一日荔枝果上的产卵量并记录,直至笼内供试雌虫全部死亡,试验结束。

1. 3 果园夜晚光照防治荔枝蒂蛀虫效果试验

1. 3. 1 果园基本情况 试验于2019年4—5月在广西灵山县龙武农场汶井果园进行,果园面积1 ha,供试荔枝为1991年种植的三月红荔枝,树冠高5~7 m,因树冠高大,疏于管理,历年被当地果农认定为荔枝蒂蛀虫发生最严重的果园。

1. 3. 2 试验方法 收获前一个月(4月9日)开始进行夜晚光照防控荔枝蒂蛀虫试验,至5月17日三月红荔枝成熟收获试验结束。具体方法:(1)光照要求:功率为10~20 W的LED灯,每日19:00开灯,次日6:00关灯;(2)操作方法:LED灯安装在荔枝树行间位置,每4株树中央安装一盏灯,使每株树上下四周的结果树冠表面光照强度≥2 lx,灯的安装高度高于树顶端40~50 cm。全园共安装380盏灯,挂灯期间不再施用杀虫剂,其余管理照常进行。

试验设3个处理,处理1:夜晚光照强度70~130 lx;处理2:夜晚光照强度2~70 lx;处理3:常规(夜晚不光照,7~10 d常规施药防治一次)。果园开始夜晚亮灯后,随机捡取新鲜落地果和摘取树上果,带回室内剥果,记录其虫果率,每7 d调查一次,树上果调查7次,落地果调查3次(因果实膨大期后无落地果)。

1. 4 统计分析

试验数据使用Excel 2010进行初步统计,运用SPSS19.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 常规处理荔枝蒂蛀虫产卵量观察结果

由图1可知,常规处理(白亮夜黑)下供试10头雌虫共产卵1362粒,平均每雌产卵量136.2粒/头,产卵高峰期为第3~4 d和第7 d,高峰日产卵量均在170粒以上,第1~9 d的产卵量多在90粒以上;每雌每日产卵量为9~17粒/头,第10 d后产卵量大幅下降,至13 d产卵结束。

2. 2 不同光照时长对荔枝蒂蛀虫产卵量的影响

由表2可知,24 h全光照条件下,荔枝蒂蛀虫产卵前期为10.67 d,显著长于其他处理(2.00~4.67 d)(P<0.05,下同);卵期为1.33 d,显著短于其他处理(9.67~12.33 d);每雌产卵量0.47粒/头,也远低于其他处理的产卵量(8.15~136.33粒/头)。说明在夜晚全光照条件下荔枝蒂蛀虫产卵前期显著延长,可为在生产上防治该成虫提供了充足的时间;卵期缩短为1.33 d,每雌产卵量不足1粒/头,产卵量的显著减少可极大降低该虫的蛀果率,可作为荔枝蒂蛀虫绿色防控方式进行田间试验验证。上半夜亮处理下虽然产卵前期短、卵期长,但每雌产卵量为8.15粒/头,远低于除全亮处理外的其他处理,说明上半夜亮处理也可极大降低荔枝蒂蛀虫的蛀果率。

2. 3 不同光照强度对荔枝蒂蛀虫产卵量的影响

由表3可知,在10~900 lx光照强度处理下荔枝蒂蛀虫的卵期为0~3.33 d,显著低于常规处理(12.33 d),每雌产卵量0~0.47粒/头,显著低于常规处理(136.33粒/头);10~100 lx光照强度处理下荔枝蒂蛀虫的产卵前期为4.00~5.67 d,与常规处理(3.67 d)差异不显著(P>0.05,下同),500和900 lx光照强度处理下荔枝蒂蛀虫的产卵前期显著长于常规处理。综上所述,与常规处理相比,10~900 lx光照强度处理下荔枝蒂蛀虫卵期显著缩短,每雌产卵量显著降低,表明10~900 lx光照处理均对荔枝蒂蛀虫产卵有明显的抑制作用。

2. 4 果园夜晚光照防治荔枝蒂蛀虫的效果

选取荔枝蒂蛀虫发生较重的果园进行夜晚光照对荔枝蒂蛀虫的防治效果试验。由表4可知,夜间光照处理的落地果蛀果率在挂灯第7 d(4月16日)时有所升高,为7.55%~11.59%,但挂灯第14 d(4月23日)时落地果蛀果率已降为0,而常规处理的落地果蛀果率仍保持在15.24%。由表5可知,夜间光照处理的树上果蛀果率在4月30日—5月17日均维持在3.00%左右,而常规处理的蛀果率多达20.00%以上,甚至在收获前期的5月14日蛀果率达52.21%;同时,夜晚光照期间处理1的平均蛀果率为2.91%,处理2的平均蛀果率为3.65%,二者差异不显著,但均显著低于常规处理的平均蛀果率(25.87%),从节省成本的角度考虑,可按照处理2的光照强度(2~70 lx)在果园装灯,同样能达到较好的防治效果。

调查中发现,处理1和处理2的树上虫果虽有少许虫粪或有被荔枝蒂蛀虫为害的痕迹,但未剥出荔枝蒂蛀虫幼虫,而常规处理的虫果基本可见荔枝蒂蛀虫各龄存活良好的幼虫。

3 讨论

害蟲绿色防控技术是保障我国粮食安全、提高农产品质量的重要举措,而灯光诱控技术具有绿色环保、无残留、对害虫不产生抗药性等特点,已广泛应用于农林和城市害虫的监测和防控(桑文等,2018)。该技术主要以昆虫的趋光性为理论基础,多年来国内外学者已对昆虫趋光的行为机理进行广泛而深入的研究(Robinson,1952;Callahan,1965;Atkins,1980;靖湘峰和雷朝亮,2004),但对昆虫的负趋光性研究较少,以此为基础的应用也尚无报道。本研究发现不同光照时长和光照强度可抑制荔枝蒂蛀虫产卵,且田间试验验证夜晚光照下荔枝蒂蛀虫的平均蛀果率可控制在4.00%以下,同时该技术具有高效、绿色、低成本和易操作的特点。这是国内首次利用昆虫的负趋光性成功进行田间害虫防控的报道,可为广西乃至全国荔枝蒂蛀虫绿色防控技术和发展无公害荔枝产业提供有力的技术支持。

本研究室内试验结果表明,夜晚19:00—次日6:00光照强度10~900 lx处理可使荔枝蒂蛀虫每雌产卵量由常规处理的136.33粒/头降至不足1粒/头,能有效抑制荔枝蒂蛀虫产卵;田间试验结果发现,夜晚光照强度2~70 lx和70~130 lx处理对荔枝蒂蛀虫的防效均较好,且二者对荔枝蒂蛀虫的蛀果率差异不显著。表明夜晚光照强度在2 lx以上即可有效防控荔枝蒂蛀虫,建议果园光照强度控制在2~70 lx内,以达到既能较好地防控荔枝蒂蛀虫,又可节约成本的目的。但此光照强度范围是否可更进一步降低还有待试验验证。同时,上半夜亮处理(光照时段为6:00—24:00,光照时长18 h)和下半夜亮处理(光照时段为00:00—次日19:00,光照时长19 h)虽然光照时长仅相差1 h,但上半夜亮处理的每雌产卵量为8.15粒/头,显著低于下半夜亮处理的41.27粒/头,但与全亮处理的每雌产卵量差异不显著,该结论仍需进一步田间试验验证。

本研究发现夜晚光照可导致荔枝蒂蛀虫产卵量大幅降低,究其原因可能是夜晚光照干扰荔枝蒂蛀虫成虫交配或产卵,导致其不能产生有效后代。荔枝蒂蛀虫交配和产卵行为均在黑暗条件下进行(江世宏和杨长龙,2006;张辉等,2014;李文景等,2018)。有关荔枝蒂蛀虫夜晚交配时间的研究结果不尽相同,有研究报道荔枝蒂蛀虫雌雄交尾时间发生在18:30—次日2:00,20:00—22:00为交尾高峰(张辉等,2014);也有研究发现其交尾多发生在2:00—6:00或22:00—次日7:30,交尾高峰期发生在4:00—6:00(冯莉等,2004)。目前,荔枝蒂蛀虫夜间产卵具体时间及产卵高峰期时间等尚未见报道,夜晚光照条件对荔枝蒂蛀虫交配次数及卵巢发育等的影响,及细化不同光照时段对荔枝蒂蛀虫产卵影响也需进一步研究,明确荔枝蒂蛀虫的上述特性,可为阐明光照对荔枝蒂蛀虫产卵影响的内在机制,通过缩短夜晚光照时长进而节约防控成本提供理论依据。本研究在整个光照试验期间,树上果未见荔枝蒂蛀虫卵和成虫,也未剥出荔枝蒂蛀虫幼虫,而室内试验期间有零星产卵,推测夜晚光照防控荔枝蒂蛀虫技术在果园应用中的防效优于室内试验,但具体原因有待进一步研究。

4 结论

在荔枝收获前一个月开始果园挂灯,每日19:00—次日6:00光照强度2~70 lx的光环境可有效抑制荔枝蒂蛀虫产卵,进而极大降低荔枝蒂蛀虫蛀果率,可作为荔枝蒂蛀虫绿色防控技术大面积推广应用。这是国内首次以昆虫避光性为理论基础建立的绿色防控技术,也为我国其他害虫的绿色防控提供一种新思路。

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