有色地膜對(duì)花生朱砂葉螨的忌避作用及機(jī)理

李兆鵬夏楠楠王彩云李 冰王 燕薛 明趙海朋

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,山東 泰安 271018)

朱砂葉螨(Tetranychuscinnabarinus(Boisduval) )屬真螨目、葉螨科、葉螨屬,是我國(guó)分布廣、發(fā)生嚴(yán)重的一種農(nóng)業(yè)害螨,危害棉花、豆類(lèi)、桑、花生、花卉等多種作物,導(dǎo)致減產(chǎn)和品質(zhì)下降[1]。近年來(lái)花生上葉螨發(fā)生日趨嚴(yán)重,干旱年份嚴(yán)重影響花生生長(zhǎng),已成為花生上的重要害蟲(chóng)之一[2]。

目前我國(guó)花生栽培地膜覆蓋技術(shù)應(yīng)用廣泛,總用量在所有作物中排第3位[3]。近年來(lái),隨著制造技術(shù)的發(fā)展,地膜的種類(lèi)越來(lái)越多,有色地膜在多種作物上的使用逐漸增多,國(guó)內(nèi)外對(duì)有色地膜的研究與應(yīng)用也日益增多[4]。利用地膜防蟲(chóng)也已有一些報(bào)道,如銀白色地膜對(duì)蚜蟲(chóng)具有極強(qiáng)的忌避效應(yīng)[5],覆蓋地膜能夠顯著降低甜瓜上銀葉粉虱的發(fā)生數(shù)量[6]。目前花生生產(chǎn)上多采用無(wú)色透明地膜,有色地膜對(duì)花生葉螨的影響尚無(wú)報(bào)道。

昆蟲(chóng)(包括螨類(lèi))能識(shí)別不同的光波帶來(lái)的視覺(jué)刺激,進(jìn)而做出不同的行為反應(yīng)。已有研究發(fā)現(xiàn),不同顏色能夠?qū)ハx(chóng)產(chǎn)生明顯的誘集或者趨避效果,即使在寄主化學(xué)氣味完全缺失時(shí)依然如此[7]。前期有研究發(fā)現(xiàn)枇杷芽螨(Aceriasheldoni)對(duì)紅色和黃色有極強(qiáng)的趨向性,而藍(lán)色和綠色對(duì)芽螨有明顯忌避性[8];使用紫外線反光膜照射二斑葉螨,發(fā)現(xiàn)二斑葉螨對(duì)紫外線有忌避現(xiàn)象[9]。

本研究旨在通過(guò)田間調(diào)查結(jié)合室內(nèi)生測(cè)及光譜分析實(shí)驗(yàn)篩選出能夠有效防控朱砂葉螨的有色地膜,并探究影響控螨效果的主要因素,為田間朱砂葉螨綠色防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

供試朱砂葉螨采自山東泰安花生田,飼養(yǎng)于花生苗上,并繁殖多代。飼養(yǎng)條件:溫度25±1℃,光周期16h (L):8h (D) ,相對(duì)濕度60%～70%。

1.2 供試地膜與LED光源

供試地膜:銀灰地膜,浙江家樂(lè)蜜園藝科技有限公司;銀黑地膜,宇晨老園丁商城;黑色地膜,清源集團(tuán)山東清田塑業(yè)有限公司;透明地膜,宇晨老園丁商城。綠色地膜,山東天鶴塑膠股份有限公司。藍(lán)色地膜,山東武城縣大樹(shù)橡膠有限公司。

供試LED光源:uv-b(波峰315 nm),10 w,飛利浦照明;uv-a(波峰365 nm),10 w,LEDORA公司;可見(jiàn)光(400～750 nm),20 w,飛利浦照明;綠色(波峰550 nm),20 w,飛利浦照明。

1.3 花生田不同顏色地膜對(duì)朱砂葉螨發(fā)生和危害調(diào)查

試驗(yàn)設(shè)在山東省泰安市邱家店鎮(zhèn)常年種植花生的地塊。土壤質(zhì)地為砂壤土,肥力中等;供試花生品種為山花9號(hào),種植方式為春花生。每種地膜處理小區(qū)面積10 m×4 m=40 m2,重復(fù)3次,共18個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,試驗(yàn)田邊緣設(shè)保護(hù)行?；ㄉ麄€(gè)生長(zhǎng)期不使用任何殺蟲(chóng)劑。

調(diào)查方法:在葉螨發(fā)生期6月中旬采用棋盤(pán)式10點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)調(diào)查5墩花生,分別記載每墩花生上的葉螨數(shù)量、蟲(chóng)葉數(shù)和總?cè)~數(shù)[10]。以透明地膜為對(duì)照計(jì)算蟲(chóng)口減退率:葉螨減退率/%=(1-處理組蟲(chóng)數(shù)/對(duì)照組蟲(chóng)數(shù))×100

1.4 室內(nèi)朱砂葉螨對(duì)不同顏色地膜的選擇性

參考金桂華(2016)方法[11]進(jìn)行改進(jìn)。取盆栽生長(zhǎng)狀況良好且無(wú)蟲(chóng)害的花生苗,栽種在直徑20 cm的花盆中,每盆兩株花生。然后分別用黑色、銀灰色、銀黑兩面、藍(lán)色4種顏色的地膜覆蓋,以覆蓋透明的地膜為對(duì)照。以400 w鏑燈作為人工光源替代太陽(yáng)光。將不同顏色花盆隨機(jī)排列圍成一圈,且葉片不互相接觸,中間用紙搭成10 cm紙橋,使其與花盆齊平。將帶有成年雌螨的花生枝葉(上約有300頭葉螨)放在不同顏色地膜覆蓋的花生苗圍成的圓圈中部的紙上。分別于處理后24 h和48 h檢查記錄不同顏色地膜覆蓋的花生苗上葉螨的數(shù)量。每個(gè)處理4次重復(fù)。

1.5 不同顏色地膜反射光強(qiáng)測(cè)定及光譜分析

采用光譜分析儀(Unispec-DC光譜分析儀,英國(guó)PP-Systems公司)在花生田葉螨發(fā)生期6月中旬晴天時(shí)測(cè)定不同色膜的反射光譜,測(cè)定波段為300～1100 nm;用光強(qiáng)照度計(jì)(TES-1332A)測(cè)量地膜總反射光強(qiáng),光強(qiáng)測(cè)定為相同條件。

1.6 朱砂葉螨對(duì)不同波長(zhǎng)光照的趨避性

篩選出銀灰色地膜反射率較透明地膜高的uv-b、uv-a、綠光光譜,用三種光譜的LED燈照射試蟲(chóng),以普通白光燈為對(duì)照。其中uv-b和uv-a光強(qiáng)為200 lux,綠光和普通白光為2000 lux。培養(yǎng)皿內(nèi)放置2%瓊脂保濕,并用不透明卡紙遮住一半面積使其無(wú)光線直射。每側(cè)放置一片花生葉片,兩片葉部分重疊使其接觸,并用浸水的脫脂棉將葉片邊緣圍住,避免葉螨逃逸。參考Barcelo(2008)方法[12],每個(gè)處理開(kāi)始在每片葉上放10頭成年雌螨(即10頭在暴露側(cè),10頭在保護(hù)側(cè)),然后讓螨蟲(chóng)在葉子上自由移動(dòng),每隔30 min記錄1次葉螨的位置,持續(xù)觀察2 h。每個(gè)處理5次重復(fù)。將光強(qiáng)增大1倍(即uv-b和uv-a為400 lux,綠光和普通白光為4000 lux)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證光強(qiáng)對(duì)朱砂葉螨趨避性的影響。

1.7 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析均在SPSS 19.0和Excel 2010軟件下進(jìn)行,采用SPSS 19.0單因素分析及獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色地膜覆蓋花生對(duì)朱砂葉螨發(fā)生的影響

表1可見(jiàn),不同顏色地膜處理間葉螨發(fā)生情況存在明顯差異,銀灰色地膜和銀黑色地膜處理葉螨危害較對(duì)照明顯較輕,發(fā)生量分別為18.6頭/墩和20.5頭/墩,明顯少于透明對(duì)照的73.3頭/墩;黑色地膜葉螨蟲(chóng)量少于對(duì)照,但差異不明顯;綠色和藍(lán)色地膜葉螨發(fā)生量明顯高于對(duì)照,達(dá)到106.6頭/墩和83.8頭/墩。銀灰色及銀黑色處理蟲(chóng)葉率最低,僅為10.20%、10.26%。銀灰色地膜的葉螨減退率達(dá)到74.7%,銀黑色地膜的葉螨減退率達(dá)到72.1%。銀灰色及銀黑色處理蟲(chóng)葉率也最低,與對(duì)照透明地膜有顯著差異。

表1 覆蓋不同顏色地膜花生上朱砂葉螨的發(fā)生危害Table 1 Occurrence of Tetranychus cinnabarinus on peanut covered with films of different colors

2.2 室內(nèi)朱砂葉螨對(duì)不同顏色地膜的選擇性

在田間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取有代表性的4種顏色地膜,室內(nèi)進(jìn)行盆栽選擇試驗(yàn)。表2可見(jiàn),處理后24 h和48 h朱砂葉螨對(duì)不同色膜選擇趨勢(shì)一致。處理后24 h朱砂葉螨的選擇率依次為銀灰色＜銀黑色＜藍(lán)色＜透明＜黑色。其中對(duì)銀灰色地膜的選擇率最小,為5.65%,其次是銀黑色和藍(lán)色地膜,葉螨選擇率分別為12.32%和12.76%,均明顯低于對(duì)照透明地膜的選擇率30.29%。而黑色地膜葉螨選擇率明顯高于對(duì)照,選擇率為38.98%。

表2 朱砂葉螨對(duì)覆蓋不同顏色地膜花生的選擇性Table 2 Selectivity of Tetranychus cinnabarinus to peanut covered with different color films

2.3 不同顏色地膜反射光光強(qiáng)測(cè)定與光譜分析

2.3.1 不同顏色地膜的反射光強(qiáng)度

表3可見(jiàn),4種不同顏色地膜反光率有明顯差異,其中銀灰色地膜反光率最高,為25.01%,銀黑色地膜反光率為19.15%,也明顯高于對(duì)照透明地膜的13.91%;黑色地膜反光率最低,只有8.74%,明顯低于對(duì)照透明地膜。

2.3.2 不同顏色地膜反射光光譜分析

圖1可見(jiàn),在花生田朱砂葉螨發(fā)生期不同顏色地膜的光譜反射率不同,銀灰色地膜各光譜反射率均明顯高于對(duì)照。其中uv-b、uv-a、綠光光譜反射率分別為84.02%、67.64%和21.51%,明顯高于對(duì)照的77.04%、57.48%和16.10%。銀黑色地膜綠光、黃橙、紅光、紅外波段反射率顯著高于對(duì)照,綠光波長(zhǎng)以下的波段與對(duì)照無(wú)顯著差異。黑色地膜的全光譜反射率均低于對(duì)照。

表3 花生田不同顏色地膜的反射光光強(qiáng)Table 3 Reflected light intensity of plastic films with different colors in peanut field

2.4 朱砂葉螨對(duì)不同波長(zhǎng)光的趨避性

由圖2可看出,uv-b處理與其他處理相比有明顯差異,朱砂葉螨表現(xiàn)出強(qiáng)烈的忌避性。200 lux光強(qiáng)uv-b處理下朱砂葉螨保護(hù)區(qū)占比增加趨勢(shì)明顯,在處理1 h時(shí)趨勢(shì)平穩(wěn),保護(hù)區(qū)占比達(dá)到最高的76.87%;400 lux光強(qiáng)uv-b光譜照射下,朱砂葉螨保護(hù)區(qū)占比隨著時(shí)間增長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì),2 h時(shí)朱砂葉螨保護(hù)區(qū)選擇率最高,達(dá)到88.67%,顯著高于200 lux光強(qiáng)下的最高選擇率,朱砂葉螨表現(xiàn)出更強(qiáng)的忌避性。uv-a、綠光和可見(jiàn)光處理下,朱砂葉螨無(wú)明顯的躲避現(xiàn)象,保護(hù)區(qū)占比在50%上下浮動(dòng)。增加各光譜燈光光強(qiáng)后uv-a、綠光和可見(jiàn)光處理下,朱砂葉螨同樣無(wú)明顯的躲避現(xiàn)象。

圖2 不同光譜、光強(qiáng)燈光下朱砂葉螨的忌避性Fig.2 Repellency of Tetranychusc innabarinus under different light intensity and spectrum

3 討論與結(jié)論

田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)銀灰色及銀黑色地膜相較透明對(duì)照而言,葉螨數(shù)量及蟲(chóng)葉率顯著降低,其中銀灰色地膜的控螨效果更好。室內(nèi)選擇性試驗(yàn)結(jié)果表明銀灰色地膜能夠顯著降低葉螨對(duì)花生的選擇率,對(duì)葉螨有顯著的忌避作用。有研究發(fā)現(xiàn)棕櫚薊馬成蟲(chóng)忌避銀色物質(zhì),在覆蓋有銀色地膜的溫室里蟲(chóng)口密度較低[13]。銀色誘蟲(chóng)盤(pán)對(duì)蚜蟲(chóng)有很強(qiáng)的驅(qū)避力,相較其他處理誘集的蚜蟲(chóng)最少[14]。

不同顏色地膜的反射光譜存在顯著差異[15-16]。本研究中,花生葉螨發(fā)生期的光譜反射率測(cè)定結(jié)果顯示,在不同顏色地膜中,銀灰色地膜的光譜的反射率最高,尤其是對(duì)紫外至綠色光譜波段,銀黑雙色地膜反射率次之,黑色地膜的反射率最低。其中銀灰色地膜對(duì)uv-b光譜的反射率要明顯高于對(duì)uv-a的反射率。二斑葉螨對(duì)uv-b(波峰為315 nm)和uv-a(波峰320 nm、波峰340 nm)光譜有忌避性[9,12]。Sternlicht發(fā)現(xiàn)枇杷芽螨對(duì)藍(lán)色和綠色有極強(qiáng)的忌避性[8]。我們進(jìn)一步通過(guò)比較分析單色光下朱砂葉螨忌避性發(fā)現(xiàn),uv-a和綠色光譜對(duì)朱砂葉螨無(wú)明顯的忌避作用;而uv-b光譜對(duì)其有明顯的忌避作用。因此,銀灰色地膜對(duì)葉螨的防控效果與反射光譜存在密切關(guān)系。

光強(qiáng)也會(huì)影響昆蟲(chóng)(包括螨類(lèi))的趨避光習(xí)性。當(dāng)有色材料反射率高于25%時(shí)會(huì)抑制一些刺吸式害蟲(chóng)(蚜蟲(chóng)、粉虱、薊馬等)的選擇與取食[17]。Y紋蚌螨(Unionicolaypsilophora)隨著光強(qiáng)增加,趨光指數(shù)有隨之增加的趨勢(shì);簇刺蚌螨(U.penicillatus)在光強(qiáng)度為1000 lux時(shí)趨光指數(shù)達(dá)到最大;彎弓蚌螨(U.arcuata)只在光強(qiáng)度為700 lux時(shí)表現(xiàn)為正趨光性,其他條件下均表現(xiàn)為負(fù)趨光性[18]。在沒(méi)有忌避作用的光譜范圍內(nèi),增加光強(qiáng)并不能改變對(duì)葉螨的影響,而對(duì)有忌避性的uv-b光譜,增強(qiáng)光強(qiáng)能顯著增加對(duì)朱砂葉螨的忌避作用。

本研究表明,花生田覆蓋銀灰色地膜對(duì)控制葉螨發(fā)生有明顯效果,并發(fā)現(xiàn)其反射的高強(qiáng)度的紫外線(波峰315 nm)對(duì)朱砂葉螨產(chǎn)生明顯的忌避作用。該研究結(jié)果對(duì)防蟲(chóng)地膜的研發(fā)具有較大的參考價(jià)值。