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0431-81702023
LED
适配太阳能诱虫器诱杀柑橘木虱LED光源的筛选

摘要 柑橘木虱是柑橘黄龙病的传播媒介。为达到治虫防病的目的,在室内利用昆虫行为反应 器开展适配太阳能诱虫器的LED光源筛选,结果表明:柑橘木虱成虫对光照强度分别为1800lx和4310lx的蓝光 和绿光(波长分别为460nm和531nm)在光照时长为17h时的趋光性最佳,相同波长条件下,其趋光性与光照强度 和光照时长成正相关。该研究结果为进一步探索适宜田间柑橘木虱测报和高效诱杀的LED光源提供理论依据。

 关键词 太阳能诱虫器; 柑橘木虱; LED; 趋光率; 筛选

      柑橘木虱属半 翅目木虱科,是柑橘、柠檬、黄皮、九里香等芸香科植 物上的重要害虫[1],是柑橘黄龙病田间传播的重要 媒介,黄龙病菌可在它的体内存活并繁殖,一旦获得 病原菌,便能终身带菌并传病,它的成虫与高龄若虫 均能传病,主要通过带菌的柑橘木虱在健树取食时 将病原菌植入寄主植物体内,病菌在植株筛管细胞 内定居、繁殖,造成筛管堵塞,从而引起植株表现出 叶片斑驳和黄化等症状[2]。

      目前生产上对柑橘黄龙 病尚无有效的防治药剂,主要通过严格防治柑橘木 虱来达到防控柑橘黄龙病的目的[3]。 目前柑橘木虱的防治方法主要有农业防治、化 学防治和生物防治等,而大量使用化学农药不仅污 染了环境、危害人类健康,还导致昆虫产生了抗药性等诸多问题[4]。在生物防治上主要采用一些植物源 农药、微生物源农药及利用柑橘木虱天敌进行防治。 但生物农药一般防治效果较缓慢、易受环境因素的 干扰和制约、质量不稳定,而且使用成本较高;柑橘 木虱天敌(包括寄生性天敌和捕食性天敌)种类虽然 很多,但由于人工捕捉及饲养繁殖都比较困难,因而 无法在田间大量推广使用。 

      太阳能诱虫灯是白天采用太阳能电池板发电,经 过充放电控制器将太阳能转换为电能储存在蓄电池 中,夜间蓄电池再通过控制器对LED灯供电,同时在 LED灯的下方采用盛有清水等的集虫器来消灭害虫, 它具有光控、雨控、时控、电压保护等功能[56]。利用 昆虫具有趋光性的特点,设计诱虫灯对害虫进行诱杀 和集中消灭是一种有效的物理防治方法,但首先必须 先找出这种昆虫的敏感性光谱范围。研究表明,不同 趋光性害虫所具有的视敏曲线特征不同[78],而目前 我国市场上的太阳能LED杀虫灯都是采用单一的紫 外光波长(365±50nm),目前无法实现害虫的专性诱 杀。国外有用不同颜色的面板监测及诱杀柑橘木虱 的报道[9],但未见用LED光源进行诱杀的相关研究。 本研究利用第4代新型光源—发光二极管(LED)作 为光源,进行柑橘木虱成虫敏感性光谱筛选,从而为 柑橘木虱诱虫灯的田间应用提供科学依据。

 1   材料与方法

 1.1 供试材料

 1.1.1 虫源

      供试的柑橘木虱成虫采自福州温泉公园的九里 香植株,采回后在实验室盆栽的九里香植株(25~ 28℃)自然光照条件下驯化一周后备用。

1.1.2 光源(LED灯) 

       供试光源为不同光照强度的红光、黄光、蓝光和 绿光的LED灯,由广东省中山市古镇欧普照明灯饰 厂生产(DC12V;犐≥250mA)。各种光谱送至福建 信息职业技术学院电光源测试中心测定。光照强度 用台湾泰仕数字照度计 (TES1332A)测定。

1.2 试验装置 

      本试验依据柑橘木虱的行为特征,自行设计并 制作趋光行为反应装置,由趋光室、避光室(亦可做 趋光室)、栖息室和光源箱4个部分组成;光源箱分 别位于趋光室和避光室的两侧,避光室和栖息室均 为密闭不透光,趋光室除采光的一面外也均密闭不透光(图1)。光源至趋光室的距离为25cm,各部件 规格(长×宽×高)如下:光源箱(25cm×30cm× 30cm)、趋光室(50cm×30cm×30cm)、栖息室 (40cm×20cm×20cm)。

1.3 试验方法 

1.3.1 柑橘木虱趋光性 

       随机选取其中一种颜色的 LED灯将其装于光 源箱内,把准备好的待测木虱放置在栖息室,为使复 眼适应状态一致,先进行暗适应2h,然后打开光源, 通过一定时间的光照刺激后,分别记录趋光室和避 光室的供试虫数,计算其趋光率;每次处理60头,重 复3次。再更换不同颜色的光源重复此过程。

1.3.2 柑橘木虱对相同功率不同波长光源的趋光 率比较 

       随机选取两种相同功率不同颜色光源,分别装 在反应装置两侧的光源箱内,将准备好的待测木虱 放置在栖息室,先进行暗适应2h,然后打开光源,经 过3h和17h的光照刺激后,分别统计两个趋光室 内的供试虫数,分别计算其趋光率;每次处理60头, 重复3次。然后更换不同颜色的光源重复此过程。

1.3.3 柑橘木虱对相同波长不同光照强度光源的 

       趋光率比较 依次选取相同波长不同光照强度的光源,将其分 别装于反应装置两边的光源箱内,把准备好的待测木 虱放置在栖息室,先进行暗适应2h,然后打开光源, 经过3h和17h的光照刺激后,分别统计两个趋光室 内的供试虫数,分别计算其趋光率;每次处理60头, 重复3次。然后更换不同颜色的光源重复此过程。

 2 结果与分析 

2.1 柑橘木虱的趋光性 

      由表1可知,柑橘木虱对红、黄、蓝、绿等4种光 源都具有一定的趋性,但是对绿光和蓝光的趋性较 强;光照时长为17h的趋光性明显强于3h;当光照时长为17h时,它们对绿光和蓝光的趋光率分别达 72.78%和67.55%,无显著差异(犘>0.05);光照时 长为3h时,对黄光和红光的趋光性最差,分别为 24.44%和27.22%,且无显著差异(犘>0.05)。经 光源光电色综合测试系统检测蓝光和绿光的光谱分 布如图2所示。

2.2 相同功率不同波长条件下柑橘木虱的趋光率 

      在相同功率条件下,柑橘木虱对不同波长光源的趋 光性差异显著,绿光和蓝光的趋光性明显高于其他几种 光源;光照17h后对绿光的趋光率达50%以上,与黄光 和红光的差异到达了显著水平(犘<0.05);当光照为3h, 各种波长间的趋光性差异均不显著(犘>0.05)(表2)。

2.3 相同波长不同光照强度条件下柑橘木虱的趋光率 

        由表3可知在相同波长的情况下,柑橘木虱的 趋光性与光照强度相关;相同波长不同光照强度条 件下柑橘木虱的趋光性之间存在着显著差异(犘< 0.05),对光照强度为1800lx的蓝光和4310lx的 绿光的趋光性最强,分别达45.00%和38.33%;同 时趋光性还与光照时长相关,随着光照时间的延长,趋 光性也加强,如光照强度为2060lx的黄光和绿光在光 照时长为17h的趋光率比3h的分别高出了11.11% 和15.00%,它们之间存在显著差异(犘<0.05)。

3 讨论 

      本研究表明光照时长为17h时,柑橘木虱对光 照强度为1800lx的蓝光和4310lx的绿光趋光性 最佳,明显强于光照时长为3h;相同光照强度条件 下,柑橘木虱对绿光和蓝光的趋光性较好;相同波长 条件下,光照强度较大则趋光性也较高。本研究为 今后进一步探索适宜诱杀柑橘木虱的最佳波长奠定 了良好的基础。同时该研究是针对适配太阳能诱虫 器的光源而开展的,研究成果可以很快应用于生产 实践。 

      新能源和可再生清洁能源的开发是21世纪世 界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。太 阳能是地球上最安全、洁净、取之不尽的可再生能 源[10],充分利用太阳能资源,不仅无污染、无噪声、 安全可靠且不受地域限制,还可节约常规能源。 1968年首次研发成功的 LED 是第4代新型光源, 也是21世纪具有竞争力的新型光源,它具有波长类 型丰富、节能环保、组合性好、使用寿命长、体积小、 光谱能量分布调制方便、光色纯、能耗低、寿命长、控 制灵活等优点[1112],适合用作太阳能诱虫器的光源; 同时LED灯高效节能,在同等照度下,LED比白炽 灯光源节能70%,比荧光灯节能50%[13]。国内已 有采用LED光源用于防治害虫的试验[1415]。

      柑橘木虱对LED蓝光和绿光具有良好的趋性, 可以避免日光灯型光源对植物的影响。因为日光灯 型光源中含有红光(660nm)和远红光(725nm),对植 物的光周期造成影响,从而影响作物产量。LED光谱 窄,紫外线含量低,对植物造成直接伤害小[1617]。

       利用太阳能LED诱虫灯防治柑橘木虱不仅可以 保证柑橘新梢的健康生长,有效减缓柑橘黄龙病的发 生与蔓延,还能减少农药的使用,从而减少环境污染 及有效地节约能源[4]。通过选用特定的波长(频率) 和设定开关灯时间,有选择地保护天敌并最大限度地 诱杀各种害虫[6]。本研究通过研究不同光谱和光照 强度因素对柑橘木虱成虫趋、避光行为的影响,揭示 光源特征与其趋光性之间的内在联系,为研发高效的 害虫诱集、测报和防治用光源提供科学依据。