不同食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)的趨光性

田太安， 商勝華， 王小彥， 楊在友， 李喜旺， 于曉飛， 楊茂發(fā)， *

(1.貴州大學(xué) 昆蟲(chóng)研究所， 貴州省山地農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 貴州 貴陽(yáng) 550025； 2.貴州省煙草科學(xué)研究院， 貴州 貴陽(yáng) 550081； 3.貴州省煙草公司 遵義市公司，貴州 遵義 563000； 4.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院， 貴州 貴陽(yáng) 550025)

斜紋夜蛾(Spodoptealitura)屬鱗翅目夜蛾科，俗稱黑頭蟲(chóng)、夜盜蛾，是一種多食性的世界性重要害蟲(chóng)。該害蟲(chóng)的寄主植物十分廣泛，多達(dá)109科389種，生產(chǎn)上主要危害白菜、棉花、玉米和煙草等[1-2]。自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，暴發(fā)頻率明顯增加，暴發(fā)面積逐年擴(kuò)大，多次造成災(zāi)害性危害，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。

長(zhǎng)期以來(lái)防治斜紋夜蛾多以化學(xué)防治為主，由此產(chǎn)生的“3R”問(wèn)題較嚴(yán)重。隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境要求的提高，生物防治和物理防治等綠色防治手段倍受重視，其中，燈光誘殺就是物理防治的重要方式之一。許方程等[5]研究發(fā)現(xiàn)，頻振式殺蟲(chóng)燈對(duì)斜紋夜蛾誘集效果較好，能明顯降低燈區(qū)的田間蛾量、落卵量和幼蟲(chóng)量。易齊[6]利用頻振式殺蟲(chóng)燈防治蔬菜害蟲(chóng)的結(jié)果表明，單燈誘殺斜紋夜蛾數(shù)量均超過(guò)40.5頭/d，最高達(dá)42.8頭/d，該蟲(chóng)占誘蟲(chóng)總數(shù)的69.9%。孔凡全等[7]研究表明，頻振式殺蟲(chóng)燈對(duì)地老虎、斜紋夜蛾及金龜子等煙草主要害蟲(chóng)有較好的防效，可有效防止蟲(chóng)害大面積爆發(fā)。盡管殺蟲(chóng)燈對(duì)斜紋夜蛾的誘殺效果較好，但由于殺蟲(chóng)燈的燈源為連續(xù)性波長(zhǎng)，因此在誘殺害蟲(chóng)的同時(shí)對(duì)天敵也有一定傷害[8]。探明害蟲(chóng)的敏感光譜和縮短殺蟲(chóng)燈光源的波長(zhǎng)范圍，對(duì)提高殺蟲(chóng)燈的害蟲(chóng)誘殺效果和減少對(duì)天敵的影響，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生物多樣性具有重要意義。目前，有關(guān)斜紋夜蛾趨光性的研究極少。徐練等[9]研究發(fā)現(xiàn)，斜紋夜蛾對(duì)3種波長(zhǎng)(藍(lán)紫色、紫紅色及紫色)的趨性存在顯著差異；但由于設(shè)置的單波長(zhǎng)少，無(wú)法篩選出其最佳趨性波長(zhǎng)。鑒于此，選取斜紋夜蛾敏感波段中10種波長(zhǎng)(350～550 nm)的單色光作為光源，研究不同食料斜紋夜蛾雌雄成蟲(chóng)的趨光性，篩選斜紋夜蛾最佳趨性波長(zhǎng)的單色光，以期為提高斜紋夜蛾田間防控效果提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試蟲(chóng)源 斜紋夜蛾卵塊采自遵義市煙草公司樂(lè)山煙草科技園，采回的卵塊于人工氣候室〔溫度(27±2)℃，相對(duì)濕度(70±5)%，光周期14L∶10D〕內(nèi)孵化后，分別用煙草和白菜飼養(yǎng)3代建立相應(yīng)試驗(yàn)種群，試驗(yàn)時(shí)取當(dāng)日羽化雌、雄成蟲(chóng)供試。

1.1.2 食料 煙草和白菜葉片。

1.1.3 試驗(yàn)光源及光片 Solar-500高壓氙燈(功率150W)，北京紐比特科技有限公司生產(chǎn)；干涉濾光片，型號(hào)分別為350 nm、365 nm、380 nm、400 nm、435 nm、450 nm、475 nm、500 nm、520 nm和550 nm，由北京紐比特科技有限公司生產(chǎn)。

1.1.4 裝置 試驗(yàn)裝置(圖1)主體分為3個(gè)部分：趨光反應(yīng)箱(長(zhǎng)60 cm×寬60 cm×高60 cm)、趨光反應(yīng)通道(直徑10 cm，長(zhǎng)50 cm)與棲息活動(dòng)室(長(zhǎng)100 cm×寬100 cm×高100 cm)。試驗(yàn)時(shí)，使裝置3個(gè)部分連通，高壓氙燈光源經(jīng)干涉濾光片獲得相應(yīng)波長(zhǎng)的單色光，經(jīng)聚光片聚成一束后通過(guò)趨光反應(yīng)箱上的入射光孔進(jìn)入反應(yīng)裝置。

注：A，光源；B，通光孔；C，趨光反應(yīng)室；D，趨光反應(yīng)通道；E，活動(dòng)室。

Note：A，light source；B，hole of light；C，phototaxis response chamber；D，phototaxis response aisle；E，activity chamber.

圖 1斜紋夜蛾趨光行為反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)

Fig.1 Sketch map of device for testing phototaxis behavior ofS.litura

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料預(yù)處理 試驗(yàn)在人工氣候室暗室中進(jìn)行，溫度(27±2)℃，相對(duì)濕度(70±5)%。選擇當(dāng)日羽化且經(jīng)過(guò)前處理(每次光照刺激前，先將試蟲(chóng)在室內(nèi)日光燈下適應(yīng)1.5 h，再置于暗室適應(yīng)0.5 h，使其復(fù)眼適應(yīng)狀態(tài)保持一致)的健壯雌、雄個(gè)體作為試蟲(chóng)。

1.2.2 不同食料斜紋夜蛾雌雄成蟲(chóng)的趨光行為 將處理后的成蟲(chóng)置于行為反應(yīng)箱活動(dòng)室內(nèi)，任其自由活動(dòng)15 min后接通光源開(kāi)始試驗(yàn)。用350～550 nm的10種單色光(350 nm、365 nm、380 nm、400 nm、435 nm、450 nm、475 nm、500 nm、520 nm和550 nm)分別刺激煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾種群，0.5 h后統(tǒng)計(jì)各趨光反應(yīng)室的試蟲(chóng)量，雌、雄蟲(chóng)數(shù)量。計(jì)算同一波長(zhǎng)下斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)率。每處理每次測(cè)試30頭試蟲(chóng)，雌、雄各15頭，3次重復(fù)；每次測(cè)試過(guò)的試蟲(chóng)不重復(fù)使用。

趨光反應(yīng)率=趨光試蟲(chóng)個(gè)體數(shù)/投入試蟲(chóng)總數(shù)×100%

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0進(jìn)行分析，采用Excel 2010制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的趨光反應(yīng)率

從圖2看出，在10種單色光刺激下，2種食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)的趨光反應(yīng)率均在25.56%以上。煙草食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的反應(yīng)率存在顯著差異，其中，500 nm處理斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)率最高，為44.44%，顯著高于350 nm、365 nm、400 nm、435 nm、520 nm和550 nm處理；白菜食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的反應(yīng)率也存在顯著差異，其中，380 nm處理斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)率最高，其次為500 nm處理，分別為41.11%和40.00%，均顯著高于350 nm、365 nm、520 nm和550 nm處理；其次為435 nm處理，為37.78%，與350 nm和365 nm處理的差異顯著。

不同食料飼養(yǎng)對(duì)斜紋夜蛾的趨光性影響不大。在350 nm、365 nm、380 nm、400 nm、435 nm、520 nm和550 nm波長(zhǎng)刺激下，白菜食料斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)率均高于煙草食料斜紋夜蛾，而在450 nm、475 nm和500 nm波長(zhǎng)刺激下，煙草食料斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)率高于白菜食料斜紋夜蛾。獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)結(jié)果表明，煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾在相同波長(zhǎng)下的趨光反應(yīng)率在種群間無(wú)顯著差異(P350 nm=0.539，P365 nm=0.643，P380 nm=0.275，P400 nm=0.315，P435 nm=0.091，P450 nm=0.566，P475 nm=0.678，P500 nm=0.561，P520 nm=0.275，P550 nm=0.815)。

注：不同大小寫字母分別表示煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾處理間差異顯著(P<0.05)，ns代表相同處理煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾差異不顯著(P>0.05)。

Note: Different capital letters indicate significant difference on tobacco and different lowercase letters indicate significant difference on cabbage. ns indicates no significant difference on tobacco and cabbage.

圖 22種食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的趨光反應(yīng)率

Fig.2 Photocatalytic response rates ofS.lituraadults to different wavelengths of monochromatic lights

2.2 2種食料斜紋夜蛾雌雄成蟲(chóng)的趨光反應(yīng)率

從圖3可見(jiàn)，性別對(duì)煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)趨光反應(yīng)率的影響較大。總體上2種食料斜紋夜蛾雄蟲(chóng)的趨光性高于雌蟲(chóng)，其中，煙草食料斜紋夜蛾雄蟲(chóng)365 nm、380 nm、400 nm、475 nm、520 nm和550 nm處理的趨光反應(yīng)率顯著高于雌蟲(chóng)(P365 nm=0.008，P380 nm=0.007，P400 nm=0.021，P475 nm=0.016，P520 nm=0.016，P550 nm=0.007)，而450 nm處理雌蟲(chóng)略高于雄蟲(chóng)，但方差分析表明差異不顯著(P=0.275)。白菜食料斜紋夜蛾雄蟲(chóng)350 nm、365 nm、400 nm、435 nm、520 nm和550 nm處理的趨光反應(yīng)率顯著高于雌蟲(chóng)(P350 nm=0.007，P365 nm=0.006，P400 nm=0.016，P435 nm=0.003，P520 nm=0.008，P550 nm=0.021)。同時(shí)，2種食料斜紋夜蛾不僅種群內(nèi)雌雄趨光反應(yīng)曲線基本保持一致，且種群間雌雄的趨光反應(yīng)曲線也基本保持一致(除450 nm處理外)。雌蟲(chóng)和雄蟲(chóng)均對(duì)380 nm和500 nm波長(zhǎng)單色光有較高的趨光反應(yīng)率。

注：圖中*表示2種食料斜紋夜蛾雌雄蟲(chóng)在相同波段上差異顯著(P< 0.05)。

Note: * indicates that the twoS.lituraspecies, male and female, differed significantly in the same band at theP< 0.05 level.

圖 32種食料斜紋夜蛾雌雄成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的趨光反應(yīng)率

Fig.3 Phototaxis response rate of male and female adults ofS.liturato different wavelengths of monochromatic lights on tobacco and cabbage

3 結(jié)論與討論

丁巖欽等[10]研究表明，昆蟲(chóng)能辨別不同波長(zhǎng)的光，即使是波長(zhǎng)相隔很近的單色光。因此，誘蟲(chóng)燈光源波長(zhǎng)是影響其對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)控制能力的主要因素[11]。該研究結(jié)果表明：煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾在350～550 nm 10個(gè)不同波長(zhǎng)單色光刺激下，雖均能產(chǎn)生一定的趨光行為反應(yīng)，趨光率為25.56%～44.44%，但與其他大多數(shù)具有趨光行為的昆蟲(chóng)一樣，其在趨光光譜反應(yīng)曲線上呈現(xiàn)出幾個(gè)較為明顯的峰，敏感波譜均位于近紫外光區(qū)380 nm 和綠光區(qū)500 nm。昆蟲(chóng)趨光性除受光源波長(zhǎng)影響外，還受寄主植物自身生理性質(zhì)的影響[12-13]。HAJONG等[14]認(rèn)為，昆蟲(chóng)趨光性是其長(zhǎng)期取食具有趨光性的植物器官進(jìn)化而來(lái)。該研究結(jié)果表明，斜紋夜蛾成蟲(chóng)對(duì)350～550 nm的10個(gè)不同波段單色光的趨光反應(yīng)率與煙草或白菜作為其食料無(wú)顯著相關(guān)性，且2種食料斜紋夜蛾的趨光反應(yīng)曲線基本保持一致，這是否由于該研究建立的2個(gè)不同食料種群所用蟲(chóng)源相同且純化培養(yǎng)代數(shù)不足所致仍需進(jìn)一步探究。

昆蟲(chóng)的趨光行為一定程度上亦受性別的影響。鞠倩等[15]研究表明，大黑鰓金龜(Holotrichiaoblita)和暗黑鰓金龜(Holotrichiaparallela)雌蟲(chóng)趨光性顯著高于雄蟲(chóng)；于海利等[16]研究表明，梨小食心蟲(chóng)(Grapholitamolesta)雌性成蟲(chóng)的趨光性顯著高于雄蟲(chóng)。該研究結(jié)果表明，斜紋夜蛾雄蟲(chóng)的趨光率普遍高于雌蟲(chóng)，與楊洪璋等[17]的結(jié)論基本一致，但在450 nm下煙草食料雌蟲(chóng)的趨光率卻高于雄蟲(chóng)，可能是斜紋夜蛾煙草食料雌蟲(chóng)在波長(zhǎng)450 nm處敏感度高于雄蟲(chóng)，也不排除是其隨機(jī)活動(dòng)和其他諸多外界因素導(dǎo)致。導(dǎo)致昆蟲(chóng)不同性別間趨光性不同的原因有很多，MEYER-ROCHOW等[18]研究發(fā)現(xiàn)，秋尺蛾(Operophterabrumata)雌、雄蟲(chóng)復(fù)眼各有1 352個(gè)和2 174個(gè)小眼，曲率直徑為557 μm和725 μm，透明帶寬度為77 μm和112 μm，感桿束雄蟲(chóng)明顯長(zhǎng)于雌蟲(chóng)。AGEE[19]用電生理方法研究復(fù)眼發(fā)現(xiàn)，棉鈴蟲(chóng)(Helicoverpaarmigera)復(fù)眼在暗適應(yīng)中，雌、雄蛾達(dá)到最高靈敏度的平均時(shí)間分別為88 min和115 min，煙青蟲(chóng)(Heliothisassulta)雌、雄蛾達(dá)到最高靈敏度的平均時(shí)間分別為119 min和121 min；也有研究表明，雄蟲(chóng)飛行能力比雌蟲(chóng)強(qiáng)是雄蟲(chóng)上燈數(shù)量高于雌蟲(chóng)的主要原因[20]；程文杰等[21]則認(rèn)為，雌蟲(chóng)交配后不再準(zhǔn)備交配而尋找產(chǎn)卵地從而導(dǎo)致其活動(dòng)性和交配前后生理狀態(tài)存在差異，可能是雌蟲(chóng)趨光反應(yīng)率低于雄蟲(chóng)的重要原因之一。該研究亦發(fā)現(xiàn)，斜紋夜蛾雌雄成蟲(chóng)在趨光反應(yīng)過(guò)程中存在交配現(xiàn)象，因此，可能是上述諸多原因綜合導(dǎo)致雄蟲(chóng)反應(yīng)率高。

該研究結(jié)果表明，斜紋夜蛾成蟲(chóng)敏感光譜區(qū)主要在近紫外光區(qū)380 nm和綠光區(qū)500 nm；雄蟲(chóng)的趨光反應(yīng)率普遍高于雌蟲(chóng)；煙草食料和白菜食料斜紋夜蛾成蟲(chóng)的趨光反應(yīng)曲線基本保持一致，且在相同波長(zhǎng)下的趨光反應(yīng)率無(wú)顯著差異。該結(jié)果將為針對(duì)斜紋夜蛾單一性波譜殺蟲(chóng)燈的研發(fā)和改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。由于煙草和白菜作為食料對(duì)斜紋夜蛾趨光性影響不大，因此，在蔬菜(白菜)種植區(qū)和煙草種植區(qū)可用統(tǒng)一的誘蟲(chóng)燈進(jìn)行物理防控。該研究結(jié)果是在室內(nèi)條件下獲得，室內(nèi)環(huán)境與田間環(huán)境存在一定差異，因此，將繼續(xù)在田間開(kāi)展進(jìn)一步的試驗(yàn)，并通過(guò)誘到的害蟲(chóng)和益蟲(chóng)的種類和數(shù)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、驗(yàn)證和評(píng)價(jià)，以更好地指導(dǎo)斜紋夜蛾的田間燈誘防控。