黄光和绿光对灰茶尺蠖成虫生物学习性的影响

乔 利，洪 枫，金银利，耿书宝，尹 健，王春生

(1 信阳农林学院，河南 信阳 464000；2 豫南农作物有害生物绿色防控院士工作站，河南 信阳 464000)

灰茶尺蠖(EctropisgrisescensWarren)属鳞翅目(Lepidoptera)尺蛾科(Geometridae)，是茶园的重要害虫。该虫食量大、繁殖速度快、年发生代数多，其幼虫取食茶树嫩叶会导致茶树叶片残缺、茶枝光秃，甚至会使茶树干枯死亡，严重影响茶叶的产量和质量[1-4]。灰茶尺蠖的危害已成为制约茶叶优质、高产的重要因素之一。除少量有机茶园外，目前对灰茶尺蠖的防治大多采用化学农药，这不仅导致灰茶尺蠖抗药性增加，而且农药残留也严重影响了茶叶的品质[5-9]。生物防治因见效慢，且易受天气和人为等因素的影响，防治效果不稳定[10-12]。因此，研究茶园害虫防治的新方法对提升茶叶产量和品质具有重要的现实意义。

利用昆虫的趋/避光性对灰茶尺蠖成虫进行灯光诱杀、驱赶或干扰其发育节律，减少田间落卵量以避免其大量发生的方法为防治提供了新思路。研究表明，不同昆虫对灯光的反应和敏感程度不同，多数昆虫对短波光具有较强的趋性，部分昆虫对长波光的趋性较强[13-15]。段云等[16]研究表明，夜间使用505和590 nm 2种波长的LED光持续照射，对小菜蛾(PlutellaxylostellaLinnaeus)的产卵量、卵孵化率和产卵率均有影响。范凡[17]研究表明，在340～605 nm波谱范围内，西花蓟马(Frankliniellaoccidentalis(Pergande))对380，440及498～524 nm波长的光表现出了趋光行为，且趋光率随光强的增强而增大。王文龙等[18]研究了不同波长LED灯对油松毛虫(DendrolimustabulaeformisTsai et Liu)的诱捕效果，结果显示，油松毛虫对波长365和380 nm紫外光有明显的趋向性。Otieno等[19]研究表明，LED灯增强了蓝色粘胶诱捕器诱杀西花蓟马的效果。因此，了解不同波长光谱对昆虫的影响，为生产上运用灯光防治害虫提供了依据。目前为止，关于光谱对灰茶尺蠖成虫生育节律的影响尚未见报道。

研究发现，波长500～590 nm光源(黄光和绿光)对小菜蛾、黏虫等鳞翅目昆虫的生物学习性影响较大[16,20-21]，因此本研究测定波长590～595 nm黄光和波长520～525 nm绿光照射对灰茶尺蠖成虫产卵量、卵孵化率、成虫羽化率及寿命等的影响，为研发选择性强、干扰效率高的茶园防虫LED灯提供参考，进而为茶园灰茶尺蠖的绿色防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 虫源及饲养

灰茶尺蠖虫源采自河南省信阳市浉河港乡白庙村茶园，于室内新鲜茶叶继代饲养5代后的成虫，备用。饲养环境为温度22～26 ℃、相对湿度60%～70%，光周期为12 h(光照)∶12 h (黑暗)。

1.2 试验设备

主要设备包括RTOP-310Y型人工气候箱(浙江托普云农科技股份有限公司)、PM6612数字照度计(深圳市华谊智测科技股份有限公司)、养虫笼(50 cm×50 cm×60 cm)。

1.3 供试光源

绿光(波长520～525 nm)和黄光(波长590～595 nm)2种。

1.4 试验方法

1.4.1 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫产卵情况、卵孵化率及寿命的影响 将初羽化的灰茶尺蠖雌雄成虫配对，置于养虫罩中(亚克力透明圆管，直径8 cm，高20 cm，顶端罩300 μm白色网纱，底部放直径9 cm的培养皿，培养皿内铺白色滤纸，相对湿度保持在80%)，每罩1对灰茶尺蠖成虫。试验设黄光组、绿光组和对照组3个处理，其中黄光组，白天(07:00-19:00)普通日光灯(150～200 lx)照射12 h，夜间(19:00-07:00)黄光(波长590～595 nm)持续照射(光照强度为50～100 lx)12 h；绿光组，白天(07:00-19:00)普通日光灯(150～200 lx)照射12 h，夜间(19:00-07:00)绿光(波长520～525 nm)持续照射(光照强度为50～100 lx)12 h；对照组，白天(07:00-19:00)普通日光灯(150～200 lx)照射12 h，夜间(19:00-07:00)黑暗12 h。每处理15对灰茶尺蠖成虫，重复3次，养虫笼内置10%的蜂蜜水用于补充营养。记录灰茶尺蠖雌虫的产卵量(卵产于罩子顶部边沿的纱网上或培养皿内滤纸上)、单雌最高产卵量、产卵前期、产卵期、产卵率，此外统计雌、雄成虫的寿命，直至灰茶尺蠖成虫全部死亡。根据每头成虫的存活时间，计算存活率。在产卵第3～5天，每天随机取50粒卵，记录其孵化数量，计算卵的孵化率，重复3次。

1.4.2 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫羽化率的影响 试验设黄光组、绿光组和对照组3个处理，其中黄光组、绿光组处理方法为：收集初化的灰茶尺蠖雌、雄蛹(预蛹期开始收集，化蛹后分别取雌、雄蛹进行处理)各50个，白天用普通日光灯(150～200 lx)照射12 h，夜间分别在黄光(波长590～595 nm)或绿光(波长520～525 nm)下持续照射12 h；对照组的处理方式同成虫，即白天(07:00-19:00)普通日光灯(150～200 lx)照射12 h，夜间(19:00-07:00)黑暗12 h。记录雌、雄蛹的羽化数，直至所有蛹全部羽化为止(约10 d)，最后计算成虫的羽化率。每处理重复3次。

1.5 数据处理与分析

采用SPSS 16.0(SPSS Inc.，Chicago，IL)进行试验数据处理。采用Duncan’s新复极差法进行不同处理间差异显著性检验，显著性水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫产卵情况的影响

由表1可知，不同波长光谱处理灰茶尺蠖成虫单雌最高产卵量均显著低于对照组，其中黄光组和绿光组的单雌最高产卵量分别比对照减少112和154粒，且黄光组与绿光组差异显著。与对照组相比，不同波长光谱处理灰茶尺蠖成虫的总产卵量显著下降，其中黄光组和绿光组的总产卵量分别下降了24.05%和32.97%。

从表1还可知，对照组灰茶尺蠖成虫的产卵率高达96.67%；与对照组相比，黄光组和绿光组灰茶尺蠖成虫的产卵率均下降，其中绿光组与对照组和黄光组差异显著，但黄光组与对照组差异不显著。与对照组相比，黄光和绿光2种光谱处理下，灰茶尺蠖成虫的产卵前期延长，但均与对照组差异不显著；灰茶尺蠖成虫的产卵期显著缩短，分别较对照组缩短了3.01和3.25 d。

表1 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫产卵的影响Table 1 Effects of wavelength on oviposition of Ectropis grisescens

由图1可知，黄色和绿色光谱对灰茶尺蠖成虫的产卵动态均有一定的影响。对照组灰茶尺蠖前期单雌产卵量除了在第2天略有降低外，总体呈升高趋势，其产卵量最高峰出现在第4天，此时平均单雌产卵量为74粒；之后单雌产卵量呈降低趋势。黄色光谱处理后，灰茶尺蠖成虫在第2天时出现了第1个产卵高峰期，此时其单雌产卵量高于绿光组和对照组；单雌产卵量在第4天时出现了第2个最高峰，为62粒，与对照组相比下降了16.21%；之后单雌产卵量呈降低趋势。绿光组灰茶尺蠖成虫的单雌产卵量呈先升高后降低趋势，也在第4天时达到最高峰，为27粒，此时与对照组相比下降了63.51%，说明绿光处理对灰茶尺蠖成虫产卵的影响更大。从产卵高峰期来看，2种光谱处理的灰茶尺蠖成虫产卵高峰期与对照组一致，但单雌产卵量显著下降，且以绿光组更为明显。

图中数值为3个处理每天产卵数的平均值Values in the figure are mean of eggs per day of three treatments图1 不同波长光谱对灰茶尺蠖产卵动态的影响Fig.1 Effects of wavelength on oviposition duration of Ectropis grisescens

2.2 不同波长光谱对灰茶尺蠖卵孵化率的影响

由图2可知，不同波长光谱对灰茶尺蠖卵孵化率的影响较大。与对照组相比，黄光组和绿光组灰茶尺蠖卵的孵化率均显著下降，其中黄光组下降了8.73%，绿光组下降了17.60%，说明自然饲养条件下灰茶尺蠖卵的孵化率显著高于不同波长光谱处理。

图柱上标不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。图4同Different lowercase letters indicate significant difference among treatments(P<0.05). The same as Fig.4

2.3 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫寿命的影响

由表2可以看出，2种光谱处理对灰茶尺蠖成虫寿命均有显著的干扰作用。与对照组相比，黄光组灰茶尺蠖雄虫的寿命缩短了3.09 d，绿光组灰茶尺蠖雄虫的寿命缩短了3.84 d，二者之间差异不显著，但均与对照差异达显著水平；黄光组和绿光组灰茶尺蠖雌虫的寿命也分别显著缩短了6.7和6.1 d，二者之间差异不显著，但均与对照组差异达显著水平。

表2 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫寿命的影响 Table 2 Effect of wavelength on adult longevity of Ectropis grisescens d

动态分析结果(图3)显示，不同波长光谱处理后，随着时间的延长，灰茶尺蠖成虫的存活率均呈逐渐下降趋势。与对照组相比，黄光组和绿光组第5天时灰茶尺蠖雌成虫存活率下降速度开始变快，雄成虫推迟1 d，到第6 天时其存活率下降速度开始变快，且同一时间下雄成虫的下降速度低于雌成虫，二者的存活率均明显低于对照组，且同一时间下绿光组灰茶尺蠖雌、雄成虫的存活率均高于黄光组。

图3 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫存活率的影响Fig.3 Effects of wavelength on adult survival rate of Ectropis grisescens

2.4 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫羽化率的影响

由图4可以看出，2种波长光谱处理灰茶尺蠖蛹后，对其成虫的羽化率影响显著。与对照组相比，2种不同波长光谱处理灰茶尺蠖蛹后，其成虫的羽化率均显著下降，其中绿光组成虫的羽化率下降了29.76%，黄光组成虫的羽化率下降了45.18%，且黄光组成虫羽化率显著低于绿光组。

图4 不同波长光谱对灰茶尺蠖成虫羽化率的影响Fig.4 Effects of wavelength on emergence rate of Ectropis grisescens

3 讨论与结论

目前化学防治是灰茶尺蠖的主要防治方法，由于茶园长期、大量、不合理用药，导致灰茶尺蠖对多种杀虫剂产生了抗药性，进一步增加了治理难度[22-23]。灯光防治是生产上防治害虫的一种新趋势，其效果好、见效快、不污染环境，而且可以直接消灭害虫[24-25]。研究表明，昆虫的趋光性受不同条件影响，不同昆虫、同一昆虫不同性别的趋光性也存在差异。黑森瘿蚊(MayetioladestructorSay)的趋光率随光照强度的增强而增大[26]；东亚小花蝽(OriussauteriPoppius)、黑绒鳃金龟甲虫(MaladeraorientalisMotschulsky)雌成虫对光更加敏感[27-29]。因此，利用昆虫的敏感光谱可以达到精准诱杀靶标害虫的目的。研究表明，夜间使用一定波长的灯光照射对夜行性蛾类的复眼有明显的刺激效果，且对其取食、交配、产卵、卵孵化、成虫寿命等活动均有影响[30-32]。通过夜间不同波长的干扰，打乱灰茶尺蠖正常的生长规律和生物钟，扰乱其取食、交配和产卵等行为，以达到防治的目的[17]。

本研究采用2种不同波长光谱处理配对的灰茶尺蠖成虫，均使其产卵前期延长，产卵期缩短，总产卵量下降，甚至部分成虫不产卵，降低了其后代种群的数量。与黄光处理相比，绿光处理对灰尺蠖成虫的产卵率影响较大，显著降低了其种群繁衍速度，进而降低其后代种群数量。这说明黄光和绿光可显著干扰灰茶尺蠖成虫的产卵习性，该研究结果与前人对小菜蛾、甘蓝夜蛾(Mamestrabrassicae(Linnaeus))和黏虫的研究结果[20-21]一致。光可以影响昆虫的生殖能力[33]。本研究中，黄光和绿光照射后均显著降低了灰茶尺蠖卵的孵化率和成虫的羽化率。作为可见光源，黄光和绿光不同于杀虫灯，其主要通过影响夜出型蛾类的行为活动和生活习性来干扰其生育节律，进而达到控制其种群数量的目的[34]。

随着环保意识的增强，灯光诱杀技术必将在茶叶害虫绿色防治领域发挥越来越重要的作用[35-36]。本研究通过黄光和绿光照射处理后，显著减少了灰茶尺蠖的总产卵量，缩短了其生命周期，降低了卵的孵化率和成虫羽化率，从而降低了下一代幼虫的发生数量，将其种群数量控制在经济阈值水平以下，使茶叶的产量、品质及茶园的生态环境得到提升。但该试验也存在一些不足之处，如研究中的数据均是不同光谱对一代成虫的处理结果，至于其对连续多代成虫处理的影响效果如何，还需进一步深入研究。