唐良德, 韓 云, 吳建輝, 李 鵬, 付步禮, 邱海燕, 劉 奎

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所,?？?571101;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,廣州 510642;3.海南省植保植檢站,?？?571100)

豆大薊馬室內(nèi)對(duì)不同顏色及光波的趨性反應(yīng)

唐良德1*, 韓 云1,2, 吳建輝2, 李 鵬3, 付步禮1, 邱海燕1, 劉 奎1*

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所,?？?571101;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,廣州 510642;3.海南省植保植檢站,海口 571100)

豆大薊馬(Megalurothrips usitatus)是近年來嚴(yán)重制約海南豇豆生產(chǎn)的重要害蟲。本文應(yīng)用正八角體和正六角體裝置分別研究了豆大薊馬成蟲對(duì)8種顏色色卡及其虛擬波長(zhǎng)(白polychromatic light、紫380 nm、藍(lán)440 nm、淺藍(lán)461 nm、綠510 nm、黃綠540 nm、黃580 nm、紅647 nm)和5種波長(zhǎng)發(fā)光二極管(LED)(紫405 nm、藍(lán)461 nm、綠519 nm、黃570 nm和紅650 nm)的趨性反應(yīng)。結(jié)果表明,波長(zhǎng)為440 nm和461 nm及其對(duì)應(yīng)的藍(lán)色和淺藍(lán)色色卡對(duì)豆大薊馬成蟲的吸引率顯著高于其他虛擬波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的顏色色卡,其次是波長(zhǎng)為540 nm的黃綠色和復(fù)色光對(duì)應(yīng)的白色。在光趨性試驗(yàn)中,波長(zhǎng)為461 nm的藍(lán)光LED燈對(duì)豆大薊馬成蟲的吸引率顯著高于其他顏色波長(zhǎng)的LED燈。綜合分析不同顏色色卡和LED光波對(duì)豆大薊馬的引誘作用,兩者均表明豆大薊馬對(duì)波長(zhǎng)為440～461 nm的藍(lán)色(光)最敏感,由此可見,藍(lán)色粘蟲板或藍(lán)光誘蟲燈可作為監(jiān)測(cè)和防治豆大薊馬的一種有效手段。

豆大薊馬; 顏色趨性; LED燈; 光波

豇豆[Vigna unguiculata(Linn.)Walp.]是人們喜食的大宗蔬菜,對(duì)栽培溫度有較高的要求。海南地處熱帶,憑借獨(dú)特的地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)和適宜的氣候條件可大力發(fā)展冬種豇豆產(chǎn)業(yè)。冬種豇豆因其價(jià)格高,效益好,在增加農(nóng)民收入和創(chuàng)匯方面具有十分重要的意義。然而,豇豆薊馬已成為制約海南豇豆生產(chǎn)的重要瓶頸。豇豆薊馬作為主要防治對(duì)象引發(fā)的2010年“海南毒豇豆事件”帶來了巨大的負(fù)面影響[1]。經(jīng)鑒定,為害海南豇豆的薊馬種類主要是豆大薊馬[Megalurothrips usitatus(Bagnall)](別名：普通大薊馬)和麗花薊馬[Frankliniella intonsa (Trybom)],其中以豆大薊馬為主[2]。

豆大薊馬在豇豆全生育期均可為害[3]。苗期為害后可致葉片皺縮,嚴(yán)重時(shí)整株枯死;生長(zhǎng)期主要為害植株生長(zhǎng)點(diǎn),造成花芽無(wú)法抽蕾或不能正常發(fā)育;開花結(jié)果后迅速轉(zhuǎn)移到花器內(nèi)和嫩莢上取食為害,造成花器凋落或豆莢黑頭黑尾現(xiàn)象[2]。該害蟲在海南田間發(fā)生數(shù)量大(田間調(diào)查單花蟲量最高可達(dá)100頭,未發(fā)表資料),隱蔽性強(qiáng),大部分時(shí)間在花器內(nèi)活動(dòng),因而防治難度較大。利用昆蟲對(duì)色板和誘蟲燈的趨性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和誘殺是害蟲綜合治理(IPM)中一項(xiàng)重要的措施,并已得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。已有研究表明,薊馬對(duì)特定的顏色或光波具有選擇性,但不同薊馬種類之間存在差異[49]。本文在室內(nèi)通過昆蟲行為學(xué)試驗(yàn)測(cè)試了豆大薊馬對(duì)不同顏色色板和LED光波的趨性,旨在為更好地利用色板和誘蟲燈防治害蟲提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

豆大薊馬成蟲采自?？谑行阌^(qū)永莊村豇豆田,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用四季豆豆莢飼養(yǎng)1代后取健康一致的雌成蟲作為供試蟲源。

1.2 供試顏色、光源及裝置

應(yīng)用Dan Bruton虛擬波長(zhǎng)與RGB值的函數(shù)關(guān)系(http：∥www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm)將不同的虛擬波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的RGB值,經(jīng)Photoshop圖片處理軟件輸出后,由帶光澤的銅版紙進(jìn)行彩色打印(打印機(jī)型號(hào)：Canon ix6500)。代表性設(shè)定的8種顏色色卡(白、紫、藍(lán)、淺藍(lán)、綠、黃綠、黃、紅)及對(duì)應(yīng)的虛擬波長(zhǎng)如表1所示。

試驗(yàn)光源為不同波長(zhǎng)的單色LED(佛山國(guó)星光電股份有限公司),單色光的主波長(zhǎng)分別為(405±5) nm(紫光)、(461±5)nm(藍(lán))、(519±5)nm(綠)、(570±5)nm(黃)、(650±5)nm(紅)。

光強(qiáng)度由數(shù)字式照度計(jì)(TM-201,臺(tái)灣天馬思電子有限公司)測(cè)量,在棲息活動(dòng)室內(nèi)的光強(qiáng)度通過改變LED光源與行為試驗(yàn)箱的選擇室入口之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。光譜選擇行為反應(yīng)試驗(yàn)前,調(diào)節(jié)光源放置距離,獲得各種照射光源投射到活動(dòng)室的光照度相等(0.1 lx)。

試驗(yàn)裝置參照相關(guān)文獻(xiàn)用黑色KT板(泡沫板,厚度5 mm)自己設(shè)計(jì)制作了用于顏色色卡趨性試驗(yàn)的正八角體[10]和光波趨性試驗(yàn)的正六角體[11],試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。

圖1 豆大薊馬對(duì)不同顏色色卡(a)和LED光波(b)趨性的試驗(yàn)裝置Fig.1 Schematic of octagon(a)and hexagon(b)maze on tests of colors(non-luminous body)and LED-light waves

1.3 試驗(yàn)方法

顏色趨性試驗(yàn)前隨機(jī)將涂有均勻薄層昆蟲膠的8種顏色色卡分別用雙面膠粘貼在正八面體的選擇室內(nèi)壁上。試驗(yàn)時(shí)在裝置活動(dòng)棲息室中央放置一個(gè)培養(yǎng)皿(d=9 cm),培養(yǎng)皿內(nèi)事先放入50～80頭豆大薊馬雌成蟲,用保鮮膜封口,并在保鮮膜中央開一個(gè)小口供試蟲爬出,待試蟲全部做出選擇后,記錄各顏色色卡的蟲量。如此重復(fù)10次。每次重復(fù)后轉(zhuǎn)動(dòng)一次試驗(yàn)箱,每3次重復(fù)用酒精擦拭箱內(nèi),自然晾干,以消除氣味影響。試驗(yàn)在25～30℃的室溫下進(jìn)行。

表1 不同顏色色卡及其對(duì)應(yīng)的RGB值及虛擬波長(zhǎng)Table 1 List of colors and their RGB values and virtual wavelengths

光波趨性試驗(yàn)在暗室中進(jìn)行。試驗(yàn)前隨機(jī)將5種不同波長(zhǎng)的單色光源分別置于正六面體中的5個(gè)不同選擇室中。試驗(yàn)時(shí)在保證光強(qiáng)一致的情況下,單頭接蟲于活動(dòng)棲息室的中央,刺激時(shí)間為3 min。當(dāng)試蟲離開棲息室進(jìn)入選擇室時(shí),記做選擇,反之則記做不選擇。每次試驗(yàn)用蟲50頭,20次重復(fù)。每3次重復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)一次試驗(yàn)箱。每10次重復(fù)用酒精擦拭箱內(nèi),自然晾干,以消除氣味影響。

1.4 數(shù)據(jù)分析

豆大薊馬對(duì)不同顏色和光波的趨性反應(yīng)以吸引率(attracted rate,AR)進(jìn)行評(píng)價(jià),AR=反應(yīng)蟲數(shù)/供試蟲數(shù)。不同顏色和光波對(duì)其吸引率的差異運(yùn)用SPSS 10.0“General Linear Model”模塊進(jìn)行分析,方差分析前數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換并進(jìn)行Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆大薊馬對(duì)不同顏色色卡的趨性

8種顏色(380～647 nm)對(duì)豆大薊馬成蟲的吸引效果見表2。8種顏色中以藍(lán)色(440 nm)和淺藍(lán)色(461 nm)的吸引作用最強(qiáng),與其他顏色均表現(xiàn)出顯著差異;其次是黃綠色(540 nm)和白色(polychromatic light)對(duì)豆大薊馬也有較強(qiáng)的吸引作用;紅色(647 nm)和紫色(380 nm)對(duì)豆大薊馬的吸引作用最弱。由此可以看出,8種顏色對(duì)豆大薊馬的引誘力依次為：藍(lán)色＞淺藍(lán)色＞黃綠色＞白色＞綠色＞黃色＞紫色＞紅色。

2.2 豆大薊馬對(duì)不同光波的趨性

5種LED光波對(duì)豆大薊馬成蟲的引誘作用如圖2所示。各光波對(duì)豆大薊馬的吸引率差異顯著。在405～650 nm范圍內(nèi),豆大薊馬對(duì)藍(lán)光(461 nm)趨性最強(qiáng),吸引率(AR)達(dá)47.7%;其次是綠光(519 nm)和黃光(570 nm),吸引率分別為14.0%和13.8%;豆大薊馬對(duì)紅光(650 nm)趨性最弱,其吸引率僅為6.5%。

表2 不同顏色對(duì)豆大薊馬成蟲的吸引率Table 2 Attractiveness of different color papers to Megalurothrips usitatus adults

圖2 不同波長(zhǎng)LED對(duì)豆大薊馬成蟲的吸引作用Fig.2 Attractiveness(mean±SE)of different wavelengths LED to Megalurothrips usitatus adults

3 結(jié)論與討論

應(yīng)用Dan Bruton的虛擬波長(zhǎng)與RGB值的函數(shù)關(guān)系,把RGB值轉(zhuǎn)換為虛擬波長(zhǎng),從而對(duì)顏色進(jìn)行定量來研究昆蟲的趨性行為,不失為一種便捷而且精確有效的研究方法。薛皇娃等[10]利用該方法探討了瓜實(shí)蠅對(duì)8種RGB值確定的顏色及對(duì)應(yīng)虛擬波長(zhǎng)的趨性;陳俊諭等[12]運(yùn)用類似的方法評(píng)價(jià)了椰心葉甲對(duì)8種顏色的選擇行為,并根據(jù)初篩顏色進(jìn)一步試驗(yàn)獲得了最佳嗜好波長(zhǎng)顏色。本文通過RGB值代表性地設(shè)定了8種顏色,并經(jīng)過函數(shù)轉(zhuǎn)換確定了其對(duì)應(yīng)的虛擬波長(zhǎng),試驗(yàn)初步評(píng)價(jià)了豆大薊馬成蟲對(duì)這8種顏色的趨性。結(jié)果表明,藍(lán)色(440 nm)和淺藍(lán)色(461 nm)對(duì)豆大薊馬的吸引作用最強(qiáng),黃綠色(540 nm)和白色(polychromatic light)次之,而紅色(647 nm)和紫色(380 nm)最弱。通常在500～580 nm的光譜范圍內(nèi),植食性昆蟲對(duì)其反應(yīng)最為強(qiáng)烈,或許是因?yàn)橹参锶~片、花和成熟果實(shí)所呈現(xiàn)的顏色在此光譜范圍內(nèi)的緣故[13]。文獻(xiàn)報(bào)道薊馬對(duì)藍(lán)色和白色的趨性明顯[4,7,14],本試驗(yàn)也得到了類似的結(jié)果,藍(lán)色和淺藍(lán)色都表現(xiàn)出對(duì)豆大薊馬有顯著的引誘作用,白色也有較強(qiáng)的吸引作用。與上述試驗(yàn)不同的是,本試驗(yàn)提供了諸如虛擬波長(zhǎng)等對(duì)開發(fā)產(chǎn)品更有效的信息,但是在藍(lán)色對(duì)應(yīng)的虛擬波長(zhǎng)范圍內(nèi)還需要進(jìn)一步運(yùn)用RGB值對(duì)顏色進(jìn)行細(xì)化,從而獲得豆大薊馬最敏感的顏色及波長(zhǎng)。除此之外,本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)黃綠色對(duì)豆大薊馬也有較強(qiáng)的吸引作用。這也體現(xiàn)在其他害蟲中,如橘小實(shí)蠅[15]和瓜實(shí)蠅[10]。

發(fā)光二極管(LED)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光,近年來已應(yīng)用于昆蟲趨光性的研究。溫室內(nèi)聯(lián)合使用黃板和發(fā)綠光(530 nm)的LED可增加對(duì)溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)、B隱種煙粉虱(Bemisia tabaci)、棉蚜(Aphis gossypii)和蕈蚊(Bradysia coprophila)的誘捕量[16]。LED誘捕器已成功在野外用于誘殺蚊蠅[1719]。本文通過正六面體裝置測(cè)試了5種LED燈光源對(duì)豆大薊馬成蟲的引誘作用,其結(jié)果與上述顏色試驗(yàn)基本一致,在461～570 nm之間的藍(lán)、綠和黃色LED光源較兩端波長(zhǎng)的可見光(紫光405 nm和紅光650 nm)對(duì)豆大薊馬引誘作用更強(qiáng)。LED具有耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、高亮度、低熱量、波長(zhǎng)窄、波長(zhǎng)類型豐富等特征[20],是代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源最理想的光源。

綜上所述,在波長(zhǎng)為440 nm和461 nm的藍(lán)(淺藍(lán))色色板和藍(lán)色光源對(duì)豆大薊馬有很強(qiáng)的引誘作用,藍(lán)板已成功用于薊馬的監(jiān)測(cè)和防治[9,21],開發(fā)設(shè)計(jì)藍(lán)色LED光源誘捕器并應(yīng)用于田間監(jiān)測(cè)和防治薊馬類害蟲在理論上是可行的,但實(shí)際效果還有待于進(jìn)一步的田間驗(yàn)證。

[1] 盧維海,韋瑩軍,譚道朝,等.海南毒豇豆事件對(duì)廣西植保的啟示[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào),2010,25(2)：86-87.

[2] 范詠梅,童曉立,高良舉,等.普通大薊馬在海南豇豆上的空間分布型[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào),2013,35(6)：737-743.

[3] 麥昌青,王碩,袁偉方.三亞市冬季瓜菜豇豆薊馬預(yù)測(cè)方法和綠色防控技術(shù)初探[J].中國(guó)植保導(dǎo)刊,2012,32(11)：43-45.

[4] Hoddle M S,Robinson L,Morgan D.Attraction of thrips(Thysanoptera：Thripidae and Aeolothripidae)to colored sticky cards in a California avocado orchard[J].Crop Protection,2002,21：383-388.

[5] Rodriguez-Saona C R,Polavarapu S,Barry J D,et al.Colorpreference,seasonality,spatial distribution and species composition of thrips(Thysanoptera：Thripidae)in northern highbush blueberries[J].Crop Protection,2010,29：1331-1340.

[6] Broughton S,Harrison J.Evaluation of monitoring methods for thrips and the effect of trap colour and semiochemicals on sticky trap capture of thrips(Thysanoptera)and beneficial insects (Syrphidae,Hemerobiidae)in deciduous fruit trees in Western Australia[J].Crop Protection,2012,42：156-163.

[7] 李江濤,鄧建華,劉忠善,等.不同顏色色板對(duì)西花薊馬的誘集效果比較[J].植物檢疫,2008,22(6)：360-363.

[8] 歐善生,簡(jiǎn)峰,蘇桂花,等.麗花薊馬對(duì)不同顏色的趨性及田間誘殺效果研究[J].植物保護(hù),2012,38(6)：174-177.

[9] 云天海,肖日新,吳月燕,等.藍(lán)板誘殺技術(shù)在豇豆薊馬防控上的應(yīng)用[J].中國(guó)蔬菜,2012(5)：32.

[10]Xue Huangwa,Wu Weijian.Preferences of Bactrocera cucurbitae (Diptera：Tephritidae)to different colors：a quantitative investigation using virtual wavelength[J].昆蟲學(xué)報(bào),2013,56(2)：161-166.

[11]鄭月,吳偉堅(jiān),符悅冠.螺旋粉虱對(duì)不同波長(zhǎng)發(fā)光二極管的趨光反應(yīng)[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào),2010,32(3)：423-426.

[12]陳俊諭,馬光昌,陳泰運(yùn),等.椰心葉甲對(duì)虛擬波長(zhǎng)下不同顏色的選擇行為[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2014,35(5)：962-966.

[13]Prokopy R J,Owens E D.Visual detection of plants by herbivorous insects[J].Annual Review of Entomology,1983,28：337-364.

[14]Chen T Y,Chu C C,Fitzgerald G,et al.Trap evaluations for thrips(Thysanoptera：Thripidae)and hoverflies(Diptera：Syrphidae)[J].Environmental Entomology,2004,33(5)：1416-1420.

[15]Wu W Y,Chen Y P,Yang E C.Chromatic cues to trap the oriental fruit fly,Bactrocera dorsalis[J].Journal of Insect Physiology,2007,53(5)：509-516.

[16]Chu C C,Chen T Y,Alexander P J,et al.Lime green lightemitting diode equipped yellow sticky card traps for monitoring whiteflies,aphids and fungus gnats in greenhouses[J].Entomologia,2004,11(2)：125-133.

[17]Burkett D A,Butler J F,Kline D L.Field evaluation of colored light-emitting diodes as attract ants for wood land mosquitoes and other diptera in north central Florida[J].Journal of the American Mosquito Control Association,1998,14(2)：186-195.

[18]Lee C,Jonathon I G,Leonard E M.Light-emitting diode technology improves insect trapping[J].Journal of the American Mosquito Control Association,2008,24(2)：331-334.

[19]劉曉英,焦學(xué)磊,郭世榮,等.基于LED誘蟲燈的果蠅趨光性試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,40(10)：178-187.

[20]林閩,姚白云,張艷紅,等.太陽(yáng)能LED殺蟲燈的研究[J].可再生能源,2007,25(3)：79-80.

[21]吳青君,徐寶云,張友軍,等.西花薊馬對(duì)不同顏色的趨性及藍(lán)色粘板的田間效果評(píng)價(jià)[J].植物保護(hù),2007,33(4)：103-105.

(責(zé)任編輯：王 音)

Preference of Megalurothrips usitatus(Thysanoptera：Thripidae) to different colors and light-waves in lab

Tang Liangde1, Han Yun1,2, Wu Jianhui2, Li Peng3, Fu Buli1, Qiu Haiyan1, Liu Kui1

(1.Environment and Plant Protection Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 571101,China;2.College of Natural Resource and Environment,South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China;3.Plant Protection and Quarantine Station of Hainan Province,Haikou 571100,China)

The bean flower thrips,Megalurothrips usitatus(Bagnall)is a key restricted factor for cowpea production in Hainan.In the current study,RGB values and virtual wavelengths were converted each other based on Dan Bruton’s wavelength to RGB function.Eight color papers were printed by color printer based on RGB values [(255,255,255),(97,0,97),(0,0,255),(0,127,255),(0,255,0),(129,255,0),(255,255,0),(255, 0,0)]and were chosen to test the color preference of the bean flower thrips M.usitatus in an octagon maze,and their equivalent wavelengths were polychromatic light,380 nm,440 nm,461 nm,510 nm,540 nm,580 nm,and 647 nm,respectively.The color papers with the spectrum of 440 nm(blue,with RGB values of 0,0,255)and 461 nm(cambridge blue,with RGB values of 0,127,255)showed highest attractiveness followed by 540 nm (chartreuse green,with RGB values of 129,255,0)and polychromatic light(white,with RGB values of 255, 255,255).In addition,the light preference of M.usitatus was also indicated that blue LED(461 nm)was significantly more attractive than the other color LEDs.In total,the results suggest that blue series stimuli should be a crucial cue to attract M.usitatus,and blue sticky traps and/or light traps could be a useful device for monitoring and managing M.usitatus.

Megalurothrips usitatus; color preference; LED light; light wave

S 436.43

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.06.031

2014-10-14

2014-11-08

海南省自然科學(xué)基金(314104);中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2014hzs1J011);2014年海南省農(nóng)作物病蟲害防控項(xiàng)目

*通信作者 E-mail：tangldcatas@163.com;lk0750@163.com