黄色光对蛾类害虫防治作用的研究

段云 武予清* 蒋月丽

（河南省农业科学院植物保护研究所，河南省农作物病虫害防治重点实验室，郑州，450002）

基金项目：河南省十一五科技攻关项目（072102160004）和河南省农业科学院高新技术孵化项目（豫农科[2006]101号）

摘要：蛾类（尤其是幼虫）是农业害虫中的重要种类。近些年来，防治蛾类的方法主要是依靠化学手段。这类方法在杀伤害虫的同时，也会杀伤天敌及其他非目标昆虫，对生态系统造成不同程度的破坏。利用黄色光控制农业害虫已发展成为一项新的技术。该方法主要是通过夜晚补充黄色光照射，驱避或干扰害虫的正常行为活动和生活习性，使害虫的虫口密度控制在一定的范围内，达到防治的目的。本文主要总结了黄色光防治蛾类害虫的原理、黄色光对几种重要农业害虫生物学习性的影响及其在田间防治应用中的初步结果。

关键词：黄色光；蛾类；夜出型；干扰

Studies on moths control using night irradiation of yellow light

Duan Yun Wu Yuqing Jiang Yueli

Henan Key Laboratory of Crop Pest Control, Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou,450002, China

Abstract:Moths, and particularly their caterpillars, are a major agricultural pest in the world.Chemical control is still the predominant type of moth control today, which kills natural enemies and other non-target insects at the same time, and can cause damage to ecosystem at different degrees.Using yellow light for agricultural pest conrol has become a new technology. This method is mainly using yellow light added at night to repel or interfere with insect normal activities and living habits to control the pest population density in a certain range.This paper mainly summarizes the principle of moths control using yellow light, the effect of yellow light on several important agricultural pests and its preliminary application in the field.

Key words:yellow light; moths; nocturnal; interference

蛾类是鳞翅目的主要类群之一，全世界约有150000～250000种，其中我国约有6000多种。蛾类的幼虫绝大多数为植食性害虫，如棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、小地老虎、斜纹夜蛾、黏虫、稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟、舞毒蛾等。因此，这类害虫给农、林、果、蔬业带来了极大的危害。目前，该类害虫的防治主要依赖于化学手段，其结果不仅污染环境、杀伤天敌、破坏生物多样性，同时也会导致害虫的抗药性增加和害虫种质的变异，给人们的生活和食品安全带来严重的影响。

随着人们对生态环境和农产品安全性的重视，生产无公害农产品已成为社会关注的焦点，因此，积极发展农业害虫的综合防治和无公害防治技术具有重要意义。近些年来，黄色光作为一种新型的绿色光源，已逐渐发展成为农业害虫防治中的一项新技术，并且在日本和中国等国家都有关于用其防治夜出型蛾类害虫的研究报道。Yamanaka and Yase报道应用黄色荧光灯防治烟青虫和夜蛾类（棉铃虫、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾）害虫具有较好的效果[1]；Imura and Fukui等研究表明，用黄色荧光灯可以减少温室内月季上棉铃虫的产卵量和幼虫数量，减少棉铃虫的危害[2]；野村健一等报道利用黄色波段的电灯可以有效地防治吸蛾类害虫的危害[3]；八濑顺也报道利用黄色灯可以防治蔬菜上的棉铃虫、甘蓝夜蛾和斜纹夜蛾等蛾类害虫[4]。同时，日本也有关于黄色灯可以有效防治小菜蛾、草地螟、黏虫、烟青虫、棉铃虫等夜出型蛾类害虫的研究报道。

近几年来，我国也对黄色光在农业害虫防治中的应用开展了相关的研究[5～6]，有些地区还借鉴日本的经验，开始利用黄色灯防治农业害虫。如湖南、湖北等部分地区先后报道了用黄色荧光灯防治菜蛾和夜蛾等常见的农业害虫，并取得了一定的成效。何钢[7]等还报道用该方法能够有效防治吸果夜蛾对金秋梨的危害。尽管如此，目前我国有关黄色光对蛾类昆虫的影响及其在蛾类害虫防治中的应用研究还相对很少。2006年以来，武予清研究员领导的研究团队在河南省十一五重点攻关项目（072102220001）和河南省农业科学院高新技术孵化项目的支持下，开展了黄色光对几种重要蛾类害虫生物学习性的影响及其在田间应用方面的研究，并取得了一些进展，现总结如下。

1 黄色光防治蛾类害虫的机理

光是昆虫生命活动中的重要影响因子。光照条件（如波长、强度和光周期）的改变，可以干扰或影响昆虫的生活习性和行为活动，使其昼夜节律发生变化[8]，同时还可能影响其生长发育和生殖生理。

昆虫对光波的感知主要依靠复眼中的视觉色素。大多数昆虫具有两种视觉色素，一种色素接受波段550nm左右的黄绿光，另一种色素接受小于480nm的蓝紫-紫外光。两原色昆虫不能感受红色光，类似人类视觉不能感受紫外光一样，同时它们很难将单色与混合色区分开来，如500nm（蓝绿）能够被黄色和紫外两色素等量吸收，两个色素受体有同样的刺激反应，但是对450nm和550nm的混合色也有等同的刺激反应。因此昆虫对这种混合色不能与500nm的单色区分。蜜蜂、熊蜂和许多昼出型蝶类则具有3种视觉色素，包括360 nm的紫外光、440nm的蓝紫光和588nm的黄色光，这些三原色昆虫能够感受在其敏感光谱内的完全光谱，并且可以区分混合色和单色[9]。

大部分昆虫复眼具有两种光感受器：紫外-蓝光感受器和绿-黄光感受器[10]。目前应用的黑光灯或频振式杀虫灯均是利用了昆虫复眼紫外-蓝光感受器的生物学功能（昆虫的趋光性）；黄色灯则是利用了昆虫复眼的绿-黄光感受器的生物学功能（昆虫的趋避性）。夜出型蛾类是一类重要的农业害虫，它们的共同特点就是昼伏夜出，即这类昆虫的飞行、取食、交配、产卵、化蛹、羽化和寻找栖息场所等行为活动主要在夜间进行，而白天很少活动或不活动。因此，这类昆虫的视觉系统比较适应暗环境，而对白天强烈的阳光或夜晚间的灯光则会产生一定的不适应。白天它们的复眼处于“明适应”状态，一般躲避起来睡觉，以避免天敌等对它们的伤害，到了黄昏及晚上，它们的复眼处于“暗适应”状态，能够通过颜色视觉进行各种活动。黄色光的波长范围是570～600nm，是大部分昆虫比较敏感的一个波段。如果夜间给予足够的黄色光照射，一些蛾类将仍然处于“明适应”状态，如斜纹夜蛾复眼的屏蔽色素仍然像白天一样覆盖复眼[11]，它们的生活习性和行为活动就会受到影响和干扰，同时其日节律也会遭到破坏，这样就可以降低它们在田间的产卵量，使虫口密度和种群数量控制在一个较低的范围内，从而达到防治的目的，同时也可以避免对植物造成危害（图1、图2）。

2 黄色光对蛾类害虫生物学习性的影响

2.1 黄色光对棉铃虫明适应的影响

根据光谱范围对植物生理影响的论述[12]和蛾类在500～560nm有一个敏感区，段云等研究了505nm、540nm、589nm三个波段可以调节光照度和间歇照明频次的LED灯对棉铃虫明适应的影响[13]，结果见表1。由表1可以看出，505nm、540nm、589nm三个波段持续光照可以极其有效地保持棉铃虫的明适应状态，并以589nm黄色光波段最好。间歇光照的频次，黑暗的时间不能超过0.5秒，光照时间必须超过1.5秒，才能有效地保持棉铃虫的明适应状态，从而在棉铃虫种群的控制中发挥其潜力。

2.2 黄色光对蛾类成虫交尾的影响

武予清等研究了黄色灯对棉铃虫成虫交尾的影响。结果表明，在初始产卵阶段，589nm黄光持续照射，棉铃虫无效卵率高于正常黑暗处理；在产卵中期，589nm持续照射，无效卵比例显著高于正常黑暗处理（表2）。这表明黄光光照射可以显著阻碍棉铃虫的交尾。

蒋月丽等研究黄色灯对甜菜夜蛾交尾的影响[14]，结果见表3。由表3的结果可知，经505nm、540nm、589nm光照射后，甜菜夜蛾产卵前期，明显延长，且与对照组黑暗之间存在显著差异（P＜0.05），三者之间差异不显著；3种光照射对甜菜夜蛾产卵历期影响不明显；505nm、540nm、589nm三种波长的光照射下，使卵的孵化率明显降低，与黑暗之间存在显著差异（P＜0.05），但其3个波长之间差异不明显，说明这三种光均可以对甜菜夜蛾交尾产生阻碍效应（由于未受精导致孵化率低）。

2.3 黄色光对蛾类成虫产卵率和产卵量的影响

段云等研究了黄色光照对小菜蛾成虫的生物学的影响[15]，结果见表4.1～表4.3。由该结果可知，在主波长590nm、光照强度大于20lx室内夜间黄色灯光照条件下，小菜蛾成虫产卵量、产卵前期、产卵历期和成虫寿命都受到了影响。当夜间施以黄色灯照射，小菜蛾群体和单管配对后成虫的产卵量均显著降低。同时，单管配对后成虫产卵率由对照组的70%下降到40%，产卵量（23.95粒/雌）比对照组（64.95粒/雌）减少23%；小菜蛾雌成虫的产卵历期和寿命均缩短了两天。

蒋月丽等研究了3种波长的光对甜菜夜蛾产卵量的影响[14]，结果见表5。该结果表明，经505nm、540nm、589nm三种波段光照射后，甜菜夜蛾产卵总量明显降低，均与对照组黑暗之间存在显著差异（P＜0.05）；三种光照射后，单雌平均产卵量与对照组黑暗相比也明显降低，且与黑暗之间存在显著差异，其中黄色589nm为201.05粒，不足黑暗对照的50%。这些结果表明：3种光照射均对甜菜夜蛾产卵有抑制作用。

2.4 不同波长光对棉铃虫飞行活动影响

蒋月丽等研究了室内条件下3种光源对棉铃虫飞行活动的影响[16]（505nm绿光、589nm黄光、380～780nm白光，光照强度为2～11lx），结果见表6.1～表6.3。由该结果可知，黄色光波对棉铃虫的飞行次数影响最大，黄光照射下飞行次数最多为47.290 ± 4.982次，白光最少，仅为29.750 ±3.654次。不同波长光照射，对棉铃虫的平均飞行速度无影响。

由表6.2可以看出，白光照射使棉铃虫的累计飞行距离明显缩短，在1、2和3组中白光照射下，累计飞行距离均是最短，且与绿光、黄光及黑暗之间存在显著差异（P＜0.05），绿光、黄光和黑暗之间差异不显著。吊飞10h，累计飞行时间最长的可达9.349 ±0.296h、5.994 ±0.173h、4.406 ±0.116h，白光照射下棉铃虫累计飞行距离明显缩短，1、2、3组分别为：6.642 ±0.227h、3.433 ±0.361h、1.868 ±0.139h。1、2、3组中白光与其他三者之间均存在显著差异（P＜0.05）。

由表6.3可知，不同波长光照射对棉铃虫的最长持续飞行时间也有一定的影响。1、2组中最短的均是白光，在1组中，白光与对照组黑暗存在显著差异（P＜0.05），黄光和绿光与黑暗之间差异不显著，绿光与其他处理之间均不存在显著差异，2组中白光与其他处理之间均存在显著差异（P＜0.05），绿光、黄光和黑暗之间差异不显著，3组中绿光与黄光、白光和黑暗之间差异不显著，黄光与黑暗之间存在显著差异（P＜0.05）。

由以上结果可知，在相同光照强度范围内，单色光黄光、绿光对棉铃虫飞行次数影响不明显，白光照射下，与对照组黑暗相比，飞行次数显著减少，且与单色光处理差异显著；3种不同波长的光对棉铃虫的平均飞行速度均无影响；白光照射下棉铃虫的累计飞行距离最短，且与其他处理存在显著差异；同时，研究结果还显示，白光照射下，棉铃虫的累计飞行时间和个体最长持续飞行时间，均最短，个体最长持续停飞时间最长，且与对照有显著差异（表略）。

3 黄色光防治田间蛾类害虫的初步结果

3.1 黄色光对苹果园金纹细蛾的防治效果

段云等通过2006—2007连续两年的试验，研究了黄色灯（荧光灯、高压钠灯）对苹果园金纹细蛾发生量的影响[17]。结果见表7.1和表7.2，由表7.1可以看出，黄色灯对苹果树上金纹细蛾的发生量有一定的控制作用。与对照相比，经灯光照射后，金纹细蛾的有虫叶率和百叶虫量分别下降了30%和50%左右，且对其防效在50%以上。

由表7.2可以看出，当光照强度在2～100lx时，对金纹细蛾的发生量都具有的控制作用，且在光照强度为2～20lx时，平均每棵树上的金纹细蛾百叶虫量为1.41，与光照强度为20～100lx时（百叶虫量为1.13）不存在明显差异。因此选用光照强度2lx以上时，就可以很好地控制金纹细蛾的发生。

3.2 黄色灯防治蔬菜鳞翅目害虫中的应用

武予清等2007年研究了黄色灯对蔬菜田蛾类害虫的防治作用，结果见图3。

由该结果可以看出，黄光灯照射对白菜田鳞翅目害虫有明显的控制效果，在9月24日到10月15日调查期间，黄光灯照射的田间鳞翅目害虫数量明显低于对照，使用1周后鳞翅目害虫数量可以减少25%～50%。但对鞘翅目和刺吸式口器害虫数量影响不明显，与CK相比，对白菜田天敌的数量影响也不明显。

4 讨论

光干扰假说是近年来研究光对昆虫影响作用的重要假说之一，该假说认为夜行型昆虫适应黑暗的环境，进入灯区后，光对其眼睛的刺激作用能够影响其日节律，干扰其飞行、取食、交配和产卵等正常的行为活动[18]。复眼是夜行型昆虫最重要的视觉器官，当夜间有灯光照射或光照条件发生改变时（如光的波长、光照强度或光照方向），夜行型昆虫的复眼就会受到一定的刺激和干扰作用，引发情绪上的变化，如常常会表现出烦躁不安和乱动等，进而影响和干扰其行为活动及日常的活动节律。昆虫种类不同，其复眼对光变化的反映也有所不同。有的昆虫复眼对光线变化调节较快，能够很快适应光强度的变化，因此能够不受光变化的干扰或干扰较小；而有的昆虫复眼对光线变化调节较慢，因此受光变化的干扰就较大，从而表现出不随意运动、飞离或飞近光源等，进而引发其他的行为活动变化，如飞行、寻找栖息或产卵场所、取食、定向等，进而影响其交配、产卵和寿命等。

利用昆虫对光波（自体发光）的反应即昆虫趋光性或避光性一直是农业害虫防治的一种手段。目前，在生产上应用于害虫防治的自体发光光源主要包括紫外光如频振式杀虫灯、黑光灯，混合光如高压汞灯、白炽灯，黄色光如钠灯、LED灯、黄色荧光灯等。其中，传统的灯光防虫主要是利用害虫对波长330～400nm的紫外线或近紫外线的敏感、害虫对光的趋性或害虫的其他生活习性，设计诱集，加以处理，或加入杀虫剂诱杀害虫。这类方法在杀伤害虫的同时，也会杀伤天敌及其他非目标昆虫，对生态系统造成不同程度的破坏。黄色光作为一种新型的绿色光源，在农业害虫防治中发挥着重要作用[19]。与传统的灯光防虫原理不同的是，黄色光主要是利用夜晚补充黄色光照射，驱避或干扰夜出型害虫的正常行为活动和生活习性，从而使害虫的虫口密度控制在一定的范围内，同时避免对农作物造成危害。因此，与其他害虫防治方法相比，黄色光技术具有如下优点：①降低化学农药使用次数，保护生态环境；②延缓害虫抗性的产生及抗性水平的发展；③不杀伤天敌及非目标昆虫，保护生物多样性和自然生态平衡；④对农作物无影响，有利于农业的可持续发展；⑤对提高农副产品的质量、保证人民的食品安全具有重要意义；⑥操作简单，节省人力、物力。因此将该方法用于农业害虫防治，一定会取得良好的经济效益和社会效益，是一种具有开发前景的无公害防治措施。

本文主要总结了黄色光对几种重要蛾类害虫的明适应状态、交配、产卵和飞行活动等方面的影响。其中，利用不同波长（500～600nm）LED光源的持续光照或间歇光照（黑暗时间不超过0.5秒，光照时间大于1.5秒），均可以有效地保持棉铃虫的明适应状态；黄色光能够有效地干扰小菜蛾、甜菜叶蛾和金纹细蛾等农业害虫的生活习性和行为活动，阻碍其交尾和产卵，降低产卵量，使无效卵量增加，并且不同程度地改变这些害虫的产卵动态和雌蛾的寿命。同时，田间的调查研究表明，黄色光对苹果园的金纹细蛾和蔬菜地的其他蛾类害虫都有一定的控制作用，而对瓢虫、草蛉、跳甲、叶蝉等天敌昆虫几乎没有影响。

综上所述，黄色光作为一种新型的绿色光源，在防治农业害虫中有其独特的优点。因此，在大力倡导农业害虫的综合防治和无公害防治的今天，黄色光技术在农业害虫防治中的应用有着广阔的前景，但还有待于进一步的开发和利用。

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