LED 光源和溫度對(duì)夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖的影響

侯 冬 梅

（江西省宜豐中學(xué)，江西 宜春 336300）

夾竹桃蚜（Aphis neriiBoyer de Fonscolombe）為多化性昆蟲，以成蚜、若蚜直接刺吸夾竹桃植株的新梢、嫩葉，影響夾竹桃植株的生長(zhǎng)，同時(shí)還分泌大量的蜜露，導(dǎo)致夾竹桃煤煙病的嚴(yán)重發(fā)生，從而大大降低夾竹桃的觀賞價(jià)值，該蚜即可行孤雌生殖，亦可行有性生殖，繁殖速度快[1]。 溫度是影響其種群數(shù)量的重要因素之一[2-3]， 此外，寄主植物的成熟程度亦可影響其繁殖力[4]。

LED（light emitting diode）即發(fā)光二極管，是一種能夠直接將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體器件，隨著LED技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，其在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補(bǔ)光中的應(yīng)用和在城市亮化、美化工程中的應(yīng)用都越來(lái)越廣泛，且LED光源對(duì)多種昆蟲的繁殖力有影響[5]。 夾竹桃（Nerium indicum）為城市景觀植物之一，其主要害蟲夾竹桃蚜的繁殖力是否受LED光源的影響還未見(jiàn)報(bào)道。了解和掌握LED光源及溫度對(duì)夾竹桃蚜繁殖力的影響，將有助于了解城市亮化工程中的燈光對(duì)昆蟲種群的影響，亦可為城市亮化和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補(bǔ)光等新形勢(shì)下害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)資料，或?yàn)槎吭u(píng)價(jià)光污染對(duì)昆蟲等生物的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

于南昌市區(qū)（28.8°N，115.9°E）綠化帶夾竹桃植株上采集夾竹桃成蚜，室內(nèi)用夾竹桃新梢飼養(yǎng)、繁殖2 代以上。用毛筆將室內(nèi)繁殖 2 代以上的成蚜轉(zhuǎn)至新梢上，新梢斷端用濕棉球包扎以保鮮，置于墊有濕濾紙的塑料培養(yǎng)皿內(nèi)，待觀察到有初產(chǎn)若蚜后，剔除成蚜，確保每培養(yǎng)皿內(nèi)1 頭初產(chǎn)若蚜供實(shí)驗(yàn)用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 LED 光源的影響 光期（07：00—21：00）的培養(yǎng)皿暴露在日光燈（光照強(qiáng)度 500～700 lx）下，暗期（21：00—07：00）則將培養(yǎng)皿分別放置在 5 個(gè)遮光紙箱內(nèi)，其中 4 個(gè)紙箱內(nèi)分別使用紅色、黃色、藍(lán)色和綠色 LED 光源（各色光的波段分別為 620～625，580～585，465～467，520～523 nm，光照強(qiáng)度均為 100 lx），第 5 個(gè)紙箱（對(duì)照組）不使用任何光照，分別記為 L14 ： R10、L14 ： Y10、L14 ： B10、L14 ： G10 和 L14 ： D10共 5 個(gè)光處理。上述實(shí)驗(yàn)在人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行，溫度（25±0.5）℃，RH 75%±2%。

1.2.2 溫度的影響 將有初產(chǎn)若蚜的培養(yǎng)皿分別置于22，25，28 ℃（溫差范圍±0.5 ℃）的人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)，光周期設(shè)置 L14 ： D10，RH75%±2%。

上述實(shí)驗(yàn)均于每日 07：00 觀察和記錄若蚜的蛻皮、成蚜后的產(chǎn)仔及存活情況，并將所蛻皮和產(chǎn)仔剔除。每處理重復(fù) 10次以上。

1.3 數(shù)據(jù)處理

發(fā)育歷期和成蚜產(chǎn)仔蚜數(shù)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS13.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)；根據(jù)成活率和產(chǎn)仔蚜數(shù)等編制種群生命表，求生命表參數(shù)。

凈增值率：R0= ∑lxmx，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，每成蚜經(jīng)歷一個(gè)世代可產(chǎn)生的仔蚜，其中x表示以日為單位的時(shí)間間隔，lx表示同一天產(chǎn)出的一批若蟲發(fā)育至日齡x時(shí)的存活率，mx表示在x期間內(nèi)存活的成蚜當(dāng)日平均每成蚜產(chǎn)若蚜數(shù)；平均世代歷期(d)：T= (∑lxmxx) / (∑lxmx)，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，一個(gè)世代所需的平均歷期；內(nèi)稟增長(zhǎng)率：rm= (lnR0) /T(d)，指在一定實(shí)驗(yàn)條件下，種群中從母體出生到子代再產(chǎn)仔的平均時(shí)間；周限增長(zhǎng)率：λ=erm， 指在一定實(shí)驗(yàn)條件下，每一成蚜經(jīng)過(guò)單位時(shí)間后的增翻倍數(shù)；種群倍增時(shí)間(d)：t= ln2 /rm，為種群數(shù)量增長(zhǎng)一倍所需要的時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED 光源對(duì)發(fā)育歷期的影響

暗期使用不同 LED光照對(duì)夾竹桃蚜發(fā)育歷期有一定的影響，除 3齡若蟲發(fā)育歷期差異顯著外，其他發(fā)育歷期差異均不顯著（表 1）。但與對(duì)照組相比，藍(lán)色和綠色 LED光照縮短了全若蟲期，而紅色和黃色 LED光源卻延長(zhǎng)了全若蟲期，但4 種 LED光源均不同程度縮短了成蚜的壽命（表 1 和圖 1）。

表1 夾竹桃蚜在不同LED光源下的發(fā)育歷期

圖1 夾竹桃蚜在不同LED光源下的存活曲線

2.2 LED 光源對(duì)種群生命表參數(shù)的影響

暗期使用的不同 LED 光源對(duì)夾竹桃蚜繁殖力影響不同（表 2）。不同光源下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)差異顯著，其中黃光和藍(lán)光下的成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)（分別為 10.27 和 9.62）卻顯著低于對(duì)照組；而綠光下的成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)（16.69）高于對(duì)照組（16.16），紅光（13.08）下則低于對(duì)照組，但這 3 者差異不顯著。

綠光下的內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm、凈增值率R0和周限增長(zhǎng)率λ均大于對(duì)照組，其他 3 種顏色 LED 光源下則小于對(duì)照組；綠光下的平均世代歷期T和種群倍增時(shí)間t短于對(duì)照組，其他則長(zhǎng)于對(duì)照組。

表2 夾竹桃成蚜在不同LED光源下的種群生命表參數(shù)

2.3 溫度對(duì)發(fā)育歷期的影響

溫度對(duì)發(fā)育歷期有顯著的影響（表 3），隨實(shí)驗(yàn)溫度的升高，發(fā)育歷期縮短，且多數(shù)發(fā)育階段的發(fā)育歷期在 22℃與 25℃下差異不顯著，但顯著長(zhǎng)于 28 ℃下的發(fā)育歷期。類似地，成蚜壽命在 22℃與 25 ℃下差異不顯著（分別為16.06 d和 15.79 d），但28 ℃下壽命縮短為 5.50 d，與 22 ℃和 25℃下相比差異顯著（表3 和圖 2） 。

表3 夾竹桃蚜在不同溫度下的發(fā)育歷期

圖2 夾竹桃蚜在不同溫度下的存活曲線

2.4 溫度對(duì)種群生命表參數(shù)的影響

溫度對(duì)夾竹桃蚜繁殖力有顯著影響（表 4）。22℃和 25 ℃下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)差異不顯著，但二者顯著高于 28 ℃下產(chǎn)仔蚜數(shù)。

內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm隨溫度升高而增大，周限增長(zhǎng)率λ則相反；平均世代歷期T和種群倍增時(shí)間t均隨溫度升高而縮短；凈增值率R0則以 25℃為最高。

表4 夾竹桃成蚜在不同溫度下的種群生命表參數(shù)

3 結(jié)論與討論

已有資料顯示，夾竹桃蚜的發(fā)育歷期和繁殖力與溫度[2-3]和 食料有關(guān)[4]。 而本研究結(jié)果證實(shí) LED 光源對(duì)夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖有一定影響，不同 LED 光源下飼養(yǎng)的該蚜蟲全若蟲期和成蚜壽命均有不顯著的差異，其中藍(lán)色和綠色 LED 光照縮短了全若蟲期，而紅色、黃色、藍(lán)色和綠色 LED 光源均不同程度縮短了成蚜的壽命；黃色和綠色 LED 光照延長(zhǎng)了產(chǎn)仔前期，縮短了產(chǎn)仔歷期，這種現(xiàn)象也見(jiàn)于棉鈴蟲[6]、 甜菜夜蛾[7]和 小菜蛾[8]等 。

報(bào)道[9-10]顯 示LED對(duì)動(dòng)物的行為和繁殖有影響，夜間補(bǔ)充一定波長(zhǎng)的光照對(duì)昆蟲的復(fù)眼具有明顯的刺激作用，可干擾其交尾和產(chǎn)卵等繁殖生物學(xué)特性[11]， 但這些影響因光質(zhì)（波長(zhǎng)）及昆蟲種類不同而異[5]。本文首次報(bào)道了暗期使用的不同LED光源對(duì)夾竹桃蚜繁殖力的影響，其中黃光和藍(lán)光下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)顯著低于對(duì)照組，而綠光下的則高于對(duì)照組，綠光下的內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm、凈增值率R0和周限增長(zhǎng)率λ亦大于對(duì)照組，平均世代歷期T和種群倍增時(shí)間t卻短于對(duì)照組，因而認(rèn)為暗期使用綠色LED光源可能有助于該蚜蟲的繁殖和種群增長(zhǎng)。據(jù)資料顯示桃蚜(Myzus persicae)最為偏好綠色光[12]， 原因是其視覺(jué)系統(tǒng)（紫外-綠-藍(lán)三色系統(tǒng)，UV-G-B）存在3個(gè)光譜響應(yīng)高峰，其中最高峰由波長(zhǎng)530～560 nm的綠偏黃光刺激產(chǎn)生[13]。 因此，筆 者推測(cè)夾竹桃蚜可能具有與桃蚜相同或類似的視覺(jué)系統(tǒng)，且 對(duì)綠色光產(chǎn)生較好的偏好，并 在綠色LED光源處理下，夾竹桃蚜的取食行為得以加強(qiáng)，因?yàn)槊∫苟?B. crini)幼蟲[14]和 夾竹桃天蛾(D. nerii)幼蟲[15]在綠色LED下取食行為發(fā)生頻率和時(shí)間分配也都高于其他顏色的LED光源。但這種推測(cè)需要深入的研究加以證實(shí)。

本文研究結(jié)果還證實(shí)，溫度對(duì)夾竹桃蚜發(fā)育和繁殖有顯著影響，隨溫度升高，發(fā)育歷期縮短，且 25 ℃最有利于種群擴(kuò)增，這些結(jié)果與郭美華等[2]的 報(bào)道基本一致。但在同一溫度（25 ℃）下的發(fā)育歷期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)等與相關(guān)報(bào)道[2-3]有 所差異，這可能與地理種群、飼養(yǎng)環(huán)境和寄主植物等有關(guān)。如南昌種群（以?shī)A竹桃嫩梢飼養(yǎng)）25℃下的全若蟲期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)分別為 8.47 d、15.79 d和 16.16頭，而臺(tái)灣種群（以馬利筋 Asclepias curassavica飼養(yǎng)）分別為 8.07 d、13.86 d和 12.76 頭[2]， 土耳其種群（以?shī)A竹桃飼養(yǎng)）全若蟲期、成蚜壽命和所產(chǎn)若蚜數(shù)則分別為 15.85 d、23.50 d和 4.11 頭[3]。 此外，最有利于土耳其種群增長(zhǎng)的溫度是 20 ℃[3]， 這也與我們的結(jié)果有所不同。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果是在實(shí)驗(yàn)條件下所得到的，城 市戶外 LED 光源對(duì)夾竹桃蚜繁殖的影響是否與實(shí)驗(yàn)條件下的結(jié)果一致則還需進(jìn)一步研究。

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