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0431-81702023
LED
適配太陽能誘蟲器誘殺柑橘木虱LED光源的篩選

摘要 柑橘木虱是柑橘黃龍病的傳播媒介。為達到治蟲防病的目的,在室內利用昆蟲行為反應 器開展適配太陽能誘蟲器的LED光源篩選,結果表明:柑橘木虱成蟲對光照強度分別為1800lx和4310lx的藍光 和綠光(波長分別為460nm和531nm)在光照時長為17h時的趨光性最佳,相同波長條件下,其趨光性與光照強度 和光照時長成正相關。該研究結果為進一步探索適宜田間柑橘木虱測報和高效誘殺的LED光源提供理論依據。

 關鍵詞 太陽能誘蟲器; 柑橘木虱; LED; 趨光率; 篩選

      柑橘木虱屬半 翅目木虱科,是柑橘、檸檬、黃皮、九里香等蕓香科植 物上的重要害蟲[1],是柑橘黃龍病田間傳播的重要 媒介,黃龍病菌可在它的體內存活并繁殖,一旦獲得 病原菌,便能終身帶菌并傳病,它的成蟲與高齡若蟲 均能傳病,主要通過帶菌的柑橘木虱在健樹取食時 將病原菌植入寄主植物體內,病菌在植株篩管細胞 內定居、繁殖,造成篩管堵塞,從而引起植株表現出 葉片斑駁和黃化等癥狀[2]。

      目前生產上對柑橘黃龍 病尚無有效的防治藥劑,主要通過嚴格防治柑橘木 虱來達到防控柑橘黃龍病的目的[3]。 目前柑橘木虱的防治方法主要有農業防治、化 學防治和生物防治等,而大量使用化學農藥不僅污 染了環境、危害人類健康,還導致昆蟲產生了抗藥性等諸多問題[4]。在生物防治上主要采用一些植物源 農藥、微生物源農藥及利用柑橘木虱天敵進行防治。 但生物農藥一般防治效果較緩慢、易受環境因素的 干擾和制約、質量不穩定,而且使用成本較高;柑橘 木虱天敵(包括寄生性天敵和捕食性天敵)種類雖然 很多,但由于人工捕捉及飼養繁殖都比較困難,因而 無法在田間大量推廣使用。 

      太陽能誘蟲燈是白天采用太陽能電池板發電,經 過充放電控制器將太陽能轉換為電能儲存在蓄電池 中,夜間蓄電池再通過控制器對LED燈供電,同時在 LED燈的下方采用盛有清水等的集蟲器來消滅害蟲, 它具有光控、雨控、時控、電壓保護等功能[56]。利用 昆蟲具有趨光性的特點,設計誘蟲燈對害蟲進行誘殺 和集中消滅是一種有效的物理防治方法,但首先必須 先找出這種昆蟲的敏感性光譜范圍。研究表明,不同 趨光性害蟲所具有的視敏曲線特征不同[78],而目前 我國市場上的太陽能LED殺蟲燈都是采用單一的紫 外光波長(365±50nm),目前無法實現害蟲的專性誘 殺。國外有用不同顏色的面板監測及誘殺柑橘木虱 的報道[9],但未見用LED光源進行誘殺的相關研究。 本研究利用第4代新型光源—發光二極管(LED)作 為光源,進行柑橘木虱成蟲敏感性光譜篩選,從而為 柑橘木虱誘蟲燈的田間應用提供科學依據。

 1   材料與方法

 1.1 供試材料

 1.1.1 蟲源

      供試的柑橘木虱成蟲采自福州溫泉公園的九里 香植株,采回后在實驗室盆栽的九里香植株(25~ 28℃)自然光照條件下馴化一周后備用。

1.1.2 光源(LED燈) 

       供試光源為不同光照強度的紅光、黃光、藍光和 綠光的LED燈,由廣東省中山市古鎮歐普照明燈飾 廠生產(DC12V;犐≥250mA)。各種光譜送至福建 信息職業技術學院電光源測試中心測定。光照強度 用臺灣泰仕數字照度計 (TES1332A)測定。

1.2 試驗裝置 

      本試驗依據柑橘木虱的行為特征,自行設計并 制作趨光行為反應裝置,由趨光室、避光室(亦可做 趨光室)、棲息室和光源箱4個部分組成;光源箱分 別位于趨光室和避光室的兩側,避光室和棲息室均 為密閉不透光,趨光室除采光的一面外也均密閉不透光(圖1)。光源至趨光室的距離為25cm,各部件 規格(長×寬×高)如下:光源箱(25cm×30cm× 30cm)、趨光室(50cm×30cm×30cm)、棲息室 (40cm×20cm×20cm)。

1.3 試驗方法 

1.3.1 柑橘木虱趨光性 

       隨機選取其中一種顏色的 LED燈將其裝于光 源箱內,把準備好的待測木虱放置在棲息室,為使復 眼適應狀態一致,先進行暗適應2h,然后打開光源, 通過一定時間的光照刺激后,分別記錄趨光室和避 光室的供試蟲數,計算其趨光率;每次處理60頭,重 復3次。再更換不同顏色的光源重復此過程。

1.3.2 柑橘木虱對相同功率不同波長光源的趨光 率比較 

       隨機選取兩種相同功率不同顏色光源,分別裝 在反應裝置兩側的光源箱內,將準備好的待測木虱 放置在棲息室,先進行暗適應2h,然后打開光源,經 過3h和17h的光照刺激后,分別統計兩個趨光室 內的供試蟲數,分別計算其趨光率;每次處理60頭, 重復3次。然后更換不同顏色的光源重復此過程。

1.3.3 柑橘木虱對相同波長不同光照強度光源的 

       趨光率比較 依次選取相同波長不同光照強度的光源,將其分 別裝于反應裝置兩邊的光源箱內,把準備好的待測木 虱放置在棲息室,先進行暗適應2h,然后打開光源, 經過3h和17h的光照刺激后,分別統計兩個趨光室 內的供試蟲數,分別計算其趨光率;每次處理60頭, 重復3次。然后更換不同顏色的光源重復此過程。

 2 結果與分析 

2.1 柑橘木虱的趨光性 

      由表1可知,柑橘木虱對紅、黃、藍、綠等4種光 源都具有一定的趨性,但是對綠光和藍光的趨性較 強;光照時長為17h的趨光性明顯強于3h;當光照時長為17h時,它們對綠光和藍光的趨光率分別達 72.78%和67.55%,無顯著差異(犘>0.05);光照時 長為3h時,對黃光和紅光的趨光性最差,分別為 24.44%和27.22%,且無顯著差異(犘>0.05)。經 光源光電色綜合測試系統檢測藍光和綠光的光譜分 布如圖2所示。

2.2 相同功率不同波長條件下柑橘木虱的趨光率 

      在相同功率條件下,柑橘木虱對不同波長光源的趨 光性差異顯著,綠光和藍光的趨光性明顯高于其他幾種 光源;光照17h后對綠光的趨光率達50%以上,與黃光 和紅光的差異到達了顯著水平(犘<0.05);當光照為3h, 各種波長間的趨光性差異均不顯著(犘>0.05)(表2)。

2.3 相同波長不同光照強度條件下柑橘木虱的趨光率 

        由表3可知在相同波長的情況下,柑橘木虱的 趨光性與光照強度相關;相同波長不同光照強度條 件下柑橘木虱的趨光性之間存在著顯著差異(犘< 0.05),對光照強度為1800lx的藍光和4310lx的 綠光的趨光性最強,分別達45.00%和38.33%;同 時趨光性還與光照時長相關,隨著光照時間的延長,趨 光性也加強,如光照強度為2060lx的黃光和綠光在光 照時長為17h的趨光率比3h的分別高出了11.11% 和15.00%,它們之間存在顯著差異(犘<0.05)。

3 討論 

      本研究表明光照時長為17h時,柑橘木虱對光 照強度為1800lx的藍光和4310lx的綠光趨光性 最佳,明顯強于光照時長為3h;相同光照強度條件 下,柑橘木虱對綠光和藍光的趨光性較好;相同波長 條件下,光照強度較大則趨光性也較高。本研究為 今后進一步探索適宜誘殺柑橘木虱的最佳波長奠定 了良好的基礎。同時該研究是針對適配太陽能誘蟲 器的光源而開展的,研究成果可以很快應用于生產 實踐。 

      新能源和可再生清潔能源的開發是21世紀世 界經濟發展中最具決定性影響的技術領域之一。太 陽能是地球上最安全、潔凈、取之不盡的可再生能 源[10],充分利用太陽能資源,不僅無污染、無噪聲、 安全可靠且不受地域限制,還可節約常規能源。 1968年首次研發成功的 LED 是第4代新型光源, 也是21世紀具有競爭力的新型光源,它具有波長類 型豐富、節能環保、組合性好、使用壽命長、體積小、 光譜能量分布調制方便、光色純、能耗低、壽命長、控 制靈活等優點[1112],適合用作太陽能誘蟲器的光源; 同時LED燈高效節能,在同等照度下,LED比白熾 燈光源節能70%,比熒光燈節能50%[13]。國內已 有采用LED光源用于防治害蟲的試驗[1415]。

      柑橘木虱對LED藍光和綠光具有良好的趨性, 可以避免日光燈型光源對植物的影響。因為日光燈 型光源中含有紅光(660nm)和遠紅光(725nm),對植 物的光周期造成影響,從而影響作物產量。LED光譜 窄,紫外線含量低,對植物造成直接傷害?。郏保叮保罚?。

       利用太陽能LED誘蟲燈防治柑橘木虱不僅可以 保證柑橘新梢的健康生長,有效減緩柑橘黃龍病的發 生與蔓延,還能減少農藥的使用,從而減少環境污染 及有效地節約能源[4]。通過選用特定的波長(頻率) 和設定開關燈時間,有選擇地保護天敵并最大限度地 誘殺各種害蟲[6]。本研究通過研究不同光譜和光照 強度因素對柑橘木虱成蟲趨、避光行為的影響,揭示 光源特征與其趨光性之間的內在聯系,為研發高效的 害蟲誘集、測報和防治用光源提供科學依據。