4種LED光源對甘藍蚜繁殖的影響

張晶霞，黃少逞

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4種LED光源對甘藍蚜繁殖的影響

張晶霞，黃少逞

（江西師范大學 生命科學學院，江西 南昌 330022）

為探明LED光源對甘藍蚜繁殖的影響，在實驗室條件下觀察了暗期使用紅、藍、綠和白色4種LED光源對甘藍蚜繁殖的影響，以暗期不使用光照作為對照組，結(jié)果表明：（1）藍光下若蚜逃逸率顯著高于對照組，綠光和白光下則顯著低于對照組；（2）綠光下成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)顯著高于對照組；（3）凈增值率0、內(nèi)稟增長率r和周限增長率均大于對照組。這些研究結(jié)果初步揭示了暗期使用4種LED光源可能有利于甘藍蚜繁殖。

甘藍蚜；繁殖；發(fā)光二極管

甘藍蚜(Linnaeus) 屬同翅目蚜科，主要分布于內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、山西和河北等地[1]，農(nóng)村一般俗稱菜蚜。甘藍蚜具刺吸式口器，主要刺吸十字花科蔬菜汁液，一方面使菜葉變黃、卷縮、生長不良，特別是蔬菜苗期受害；另一方面在刺吸蔬菜汁液時傳播病毒，誘發(fā)蔬菜病毒病，嚴重影響十字花科蔬菜等的產(chǎn)量和質(zhì)量[2]。LED是一種能夠直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導體器件，LED燈顏色有紅色、綠色、藍色等，與傳統(tǒng)光源如日光燈、高壓鈉燈和熒光燈等相比，它具有體積小、其亮度高、可視角度廣、壽命長、波長窄、波長類型豐富等許多優(yōu)點，且有誘殺害蟲的作用[3-4]?，F(xiàn)在部分地區(qū)長時間使用同一種藥劑，導致甘藍蚜的抗藥性增強，使甘藍蚜對藥劑的敏感性產(chǎn)生了很大的變化[5]。隨著LED制造技術的發(fā)展和成本的降低，其在城市亮化工程中得到了廣泛的應用[6]，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)補光的應用也具有較大潛力[7]，然而光照與昆蟲的生活習性及行為等密切相關[8-9]。然而夜間五光十色的LED光照相當于在24 h循環(huán)光周期的暗期延長了光照時間，昆蟲如何響應這些夜間光環(huán)境改變則亟待研究。為此，本項目以甘藍蚜作為研究對象，通過室內(nèi)控制實驗，模擬城市亮化環(huán)境，測試了4種LED光源對甘藍蚜存活和繁殖等的影響，以期為城市亮化工程中害蟲的預測預報等提供理論依據(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）小青菜上采集甘藍蚜成蚜，室內(nèi)用小青菜飼養(yǎng)、繁殖1代以上。用毛筆將室內(nèi)繁殖1代以上的成蚜轉(zhuǎn)至小青菜上，小青菜葉柄端用濕紙巾包扎以保鮮，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)若蚜供實驗用。

1.2 實驗方法

光期（07:00—22:00）的培養(yǎng)皿暴露在日光燈（光照強度500~700 lx）下，暗期（22:00—07:00）則將培養(yǎng)皿分別放置在5個遮光紙箱內(nèi)，其中4個紙箱內(nèi)分別使用紅色、藍色、綠色和白色LED光源（光照強度均為200 lx），第5個紙箱（對照組）不使用任何光照，分別記為L15:R9、L15:B9、L15:G9、L15:W9和L15:D9共5個光處理。上述實驗在人工氣候箱內(nèi)進行，溫度（22±0.5）℃，75%±2%。上述實驗均于每日07:00觀察和記錄若蚜的逃逸和存活、成蚜后的產(chǎn)仔及存活情況，并將所產(chǎn)仔剔除，每處理觀察10個以上初產(chǎn)若蚜。

1.3 數(shù)據(jù)處理

若蚜逃逸率和死亡率實驗數(shù)據(jù)采用SPSS13.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行卡方檢驗，產(chǎn)仔蚜前期、產(chǎn)仔蚜歷期、產(chǎn)仔蚜后期、平均壽命（不包括逃逸蚜蟲）和成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)等進行單因素方差分析(One-way ANOVA)；除去逃逸蟲若蚜后繪制存活曲線，組建繁殖力生命表，并求生命表參數(shù)。

凈增值率計算公式：

0= ∑lm（1）

在一定實驗條件下，每成蚜經(jīng)歷一個世代可產(chǎn)生的仔蚜，其中表示以日為單位的時間間隔，l表示同一天產(chǎn)出的一批若蟲發(fā)育至日齡時的存活率，m表示在期間內(nèi)存活的成蚜當日平均每成蚜產(chǎn)若蚜數(shù)；平均世代歷期（）計算公式：

= (∑lmx) / (∑lm) （2）

在一定實驗條件下，一個世代所需的平均歷期；內(nèi)稟增長率計算公式：

m= (ln0) /() （3）

在一定實驗條件下，指種群中從母體出生到子代再產(chǎn)仔的平均時間；周限增長率計算公式：

在一定實驗條件下，每一成蚜經(jīng)過單位時間后的增翻倍數(shù)；種群倍增時間（）計算公式：

= ln2 /m（5）

為種群數(shù)量增長一倍所需要的時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED光源下若蚜逃逸率和死亡率

暗期使用不同LED光照對甘藍蚜若蚜的逃逸和存活有一定的影響（表1）。與對照組相比，紅色LED光照逃逸率差異不顯著，而藍光組逃逸率顯著高于對照組，綠光和白光組逃逸率顯著低于對照組；紅光組和綠光組的若蚜死亡率顯著高于對照組，藍光組和白光照若蚜死亡率與對照組差異不顯著。

表1 不同LED光源下若蚜逃逸率和死亡率

數(shù)字后有*表示與對照組相比差異顯著

2.2 不同LED光源下甘藍蚜壽命

紅光、藍光、綠光、白光和對照組蚜蟲壽命分別為(15.00 ± 8.62) d、(11.00 ± 7.62) d、(8.00 ± 7.87) d、(14.10 ± 7.23) d和(11.40 ± 4.98) d，與對照組相比，紅光和白光延長了甘藍蚜的壽命，藍光和綠光縮短了蚜蟲的壽命，但方差分析表明各組間差異不顯著（= 1.099,= 4, 30,= 0.375）（圖1）。

圖1 甘藍蚜在不同LED光源下的存活曲線

2.3 不同LED光源下甘藍蚜繁殖特性參數(shù)

各光照條件下產(chǎn)仔蚜前期差異不大，都在8 d左右，最短的是藍光組（7 d），最長的是綠光組（8.5 d）；產(chǎn)仔蚜歷期最長的是綠光組（11.00 d），最短的是對照組（3.50 d），但方差分析結(jié)果表明差異不顯著；產(chǎn)仔蚜后期差異亦不顯著，最長的為白光組的1.63 d。不同光照處理下，成蚜一生產(chǎn)仔蚜數(shù)差異顯著，綠光組高達81.00個仔蚜，對照組僅有16.75個。

表2 不同LED光源下甘藍蚜繁殖參數(shù)（df = 4）

表中繁殖參數(shù)為平均值±標準差，同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著 (Duncan多重比較，< 0.05)

2.4 不同LED光源下甘藍蚜生命表參數(shù)

暗期使用的不同LED光源對甘藍蚜生命表參數(shù)影響不同（表3）。對照組凈增值率0、內(nèi)稟增長率r和周限增長率均最小，而種群倍增時間最長；紅光下0最大，藍光下種群倍增時間最短。

表3 不同LED光源下甘藍蚜種群生命表參數(shù)

3 結(jié)論與討論

地球的自轉(zhuǎn)導致晝夜循環(huán)，致使地球上許多生物產(chǎn)生了晝夜節(jié)律，當夜間（暗期）給予光照之后，動物的行為或生理可能發(fā)生改變[10-11]。暗期使用的LED光源對昆蟲行為學和生物學特性具有較為廣泛的影響，如暗期使用LED光照，可以顯著降低夜蛾類昆蟲的交配率、卵的孵化率和產(chǎn)卵量[12-13]。然而，昆蟲種類十分豐富，不同種類的昆蟲有其不同的適宜性策略。本研究結(jié)果證實，LED光源對甘藍蚜繁殖有一定影響。

首次報道了LED光源對甘藍蚜逃逸率的影響，藍光下甘藍蚜逃逸率顯著高于對照組（即對藍光有負趨性），而綠光和白光下甘藍蚜逃逸率顯著低于對照組，這與同翅目另一種昆蟲灰飛虱不同，灰飛虱對藍光趨性率顯著大于綠光、白光和紅光[14]；也與柑橘木虱對LED藍光和綠光具有良好的趨性不同[15]，藍光下甘藍蚜的高逃逸率是否意味著藍光對甘藍蚜具有趨避作用則還有待于進一步驗證。

不同顏色LED光源對甘藍蚜產(chǎn)仔蚜的影響不同，各色光處理后，產(chǎn)仔蚜數(shù)均高于對照組，其中綠光下產(chǎn)仔蚜數(shù)顯著高于對照組；且各色光處理下凈增值率0、內(nèi)稟增長率m和周限增長率λ均大于對照組。根據(jù)類似實驗二斑葉螨在紅、黃、綠、藍和白色LED燈光下的單雌產(chǎn)卵量不同，藍光下產(chǎn)卵量最高，黃光下產(chǎn)卵量最低，說明不同顏色的LED燈光對昆蟲產(chǎn)卵量有影響[16]。綜合分析表明，夜間延長光照可能有利于甘藍蚜的繁殖。本次實驗結(jié)果是在實驗室內(nèi)可控條件下所得，然而，室外或田間的環(huán)境多變，城市亮化和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)補光使用的LED光源是否有利于室外或田間的甘藍蚜種群增長，值得進一步研究。

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Effects of LED Sources on Fecundity of(Homoptera: Aphididae)

ZHANG Jing-xia, HUANG Shao-cheng

(College of Life Sciences, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)

To investigate the effects of LED sources on the fecundity of, the fecundity ofin four different LED sources (red, blue, green and white light) was observed under the laboratory conditions. No light was applied in the dark period in the control group. The results showed that: (1) escape rate of blue LED group was significantly higher than that of the control group, while the rates of green and white LED group were significantly lower than those of the control group. (2) off-springs per adult in green LED group was higher than those in the control group. (3) net rate of increase (0), intrinsic rate of increase(m) and finite rate of increase (λ) in four different LED sources group were higher than those in the control group. These results indicated that the fecundity ofcould increase when red, blue, green and white LED sources were applied in the dark period.

; fecundity; light emitting diode (LED)

S433.39

A

2095-3704（2018）03-0221-04

2018-04-17

張晶霞（1995—），女，本科，主要從事動物生物學方面的研究，1172564339 @qq.com。

張晶霞, 黃少逞. 4種LED光源對甘藍蚜繁殖的影響[J]. 生物災害科學, 2018, 41(3): 221-224.