李兆鹏夏楠楠王彩云李 冰王 燕薛 明赵海朋

(山东农业大学植物保护学院,山东 泰安 271018)

朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus(Boisduval) )属真螨目、叶螨科、叶螨属,是我国分布广、发生严重的一种农业害螨,危害棉花、豆类、桑、花生、花卉等多种作物,导致减产和品质下降[1]。近年来花生上叶螨发生日趋严重,干旱年份严重影响花生生长,已成为花生上的重要害虫之一[2]。

目前我国花生栽培地膜覆盖技术应用广泛,总用量在所有作物中排第3位[3]。近年来,随着制造技术的发展,地膜的种类越来越多,有色地膜在多种作物上的使用逐渐增多,国内外对有色地膜的研究与应用也日益增多[4]。利用地膜防虫也已有一些报道,如银白色地膜对蚜虫具有极强的忌避效应[5],覆盖地膜能够显著降低甜瓜上银叶粉虱的发生数量[6]。目前花生生产上多采用无色透明地膜,有色地膜对花生叶螨的影响尚无报道。

昆虫(包括螨类)能识别不同的光波带来的视觉刺激,进而做出不同的行为反应。已有研究发现,不同颜色能够对昆虫产生明显的诱集或者趋避效果,即使在寄主化学气味完全缺失时依然如此[7]。前期有研究发现枇杷芽螨(Aceriasheldoni)对红色和黄色有极强的趋向性,而蓝色和绿色对芽螨有明显忌避性[8];使用紫外线反光膜照射二斑叶螨,发现二斑叶螨对紫外线有忌避现象[9]。

本研究旨在通过田间调查结合室内生测及光谱分析实验筛选出能够有效防控朱砂叶螨的有色地膜,并探究影响控螨效果的主要因素,为田间朱砂叶螨绿色防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试朱砂叶螨采自山东泰安花生田,饲养于花生苗上,并繁殖多代。饲养条件:温度25±1℃,光周期16h (L):8h (D) ,相对湿度60%～70%。

1.2 供试地膜与LED光源

供试地膜:银灰地膜,浙江家乐蜜园艺科技有限公司;银黑地膜,宇晨老园丁商城;黑色地膜,清源集团山东清田塑业有限公司;透明地膜,宇晨老园丁商城。绿色地膜,山东天鹤塑胶股份有限公司。蓝色地膜,山东武城县大树橡胶有限公司。

供试LED光源:uv-b(波峰315 nm),10 w,飞利浦照明;uv-a(波峰365 nm),10 w,LEDORA公司;可见光(400～750 nm),20 w,飞利浦照明;绿色(波峰550 nm),20 w,飞利浦照明。

1.3 花生田不同颜色地膜对朱砂叶螨发生和危害调查

试验设在山东省泰安市邱家店镇常年种植花生的地块。土壤质地为砂壤土,肥力中等;供试花生品种为山花9号,种植方式为春花生。每种地膜处理小区面积10 m×4 m=40 m2,重复3次,共18个小区,随机区组排列,试验田边缘设保护行。花生整个生长期不使用任何杀虫剂。

调查方法:在叶螨发生期6月中旬采用棋盘式10点取样法,每点调查5墩花生,分别记载每墩花生上的叶螨数量、虫叶数和总叶数[10]。以透明地膜为对照计算虫口减退率:叶螨减退率/%=(1-处理组虫数/对照组虫数)×100

1.4 室内朱砂叶螨对不同颜色地膜的选择性

参考金桂华(2016)方法[11]进行改进。取盆栽生长状况良好且无虫害的花生苗,栽种在直径20 cm的花盆中,每盆两株花生。然后分别用黑色、银灰色、银黑两面、蓝色4种颜色的地膜覆盖,以覆盖透明的地膜为对照。以400 w镝灯作为人工光源替代太阳光。将不同颜色花盆随机排列围成一圈,且叶片不互相接触,中间用纸搭成10 cm纸桥,使其与花盆齐平。将带有成年雌螨的花生枝叶(上约有300头叶螨)放在不同颜色地膜覆盖的花生苗围成的圆圈中部的纸上。分别于处理后24 h和48 h检查记录不同颜色地膜覆盖的花生苗上叶螨的数量。每个处理4次重复。

1.5 不同颜色地膜反射光强测定及光谱分析

采用光谱分析仪(Unispec-DC光谱分析仪,英国PP-Systems公司)在花生田叶螨发生期6月中旬晴天时测定不同色膜的反射光谱,测定波段为300～1100 nm;用光强照度计(TES-1332A)测量地膜总反射光强,光强测定为相同条件。

1.6 朱砂叶螨对不同波长光照的趋避性

筛选出银灰色地膜反射率较透明地膜高的uv-b、uv-a、绿光光谱,用三种光谱的LED灯照射试虫,以普通白光灯为对照。其中uv-b和uv-a光强为200 lux,绿光和普通白光为2000 lux。培养皿内放置2%琼脂保湿,并用不透明卡纸遮住一半面积使其无光线直射。每侧放置一片花生叶片,两片叶部分重叠使其接触,并用浸水的脱脂棉将叶片边缘围住,避免叶螨逃逸。参考Barcelo(2008)方法[12],每个处理开始在每片叶上放10头成年雌螨(即10头在暴露侧,10头在保护侧),然后让螨虫在叶子上自由移动,每隔30 min记录1次叶螨的位置,持续观察2 h。每个处理5次重复。将光强增大1倍(即uv-b和uv-a为400 lux,绿光和普通白光为4000 lux)重复上述实验,验证光强对朱砂叶螨趋避性的影响。

1.7 数据分析

数据处理和统计分析均在SPSS 19.0和Excel 2010软件下进行,采用SPSS 19.0单因素分析及独立样本T检验方法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同颜色地膜覆盖花生对朱砂叶螨发生的影响

表1可见,不同颜色地膜处理间叶螨发生情况存在明显差异,银灰色地膜和银黑色地膜处理叶螨危害较对照明显较轻,发生量分别为18.6头/墩和20.5头/墩,明显少于透明对照的73.3头/墩;黑色地膜叶螨虫量少于对照,但差异不明显;绿色和蓝色地膜叶螨发生量明显高于对照,达到106.6头/墩和83.8头/墩。银灰色及银黑色处理虫叶率最低,仅为10.20%、10.26%。银灰色地膜的叶螨减退率达到74.7%,银黑色地膜的叶螨减退率达到72.1%。银灰色及银黑色处理虫叶率也最低,与对照透明地膜有显著差异。

表1 覆盖不同颜色地膜花生上朱砂叶螨的发生危害Table 1 Occurrence of Tetranychus cinnabarinus on peanut covered with films of different colors

2.2 室内朱砂叶螨对不同颜色地膜的选择性

在田间试验的基础上,选取有代表性的4种颜色地膜,室内进行盆栽选择试验。表2可见,处理后24 h和48 h朱砂叶螨对不同色膜选择趋势一致。处理后24 h朱砂叶螨的选择率依次为银灰色＜银黑色＜蓝色＜透明＜黑色。其中对银灰色地膜的选择率最小,为5.65%,其次是银黑色和蓝色地膜,叶螨选择率分别为12.32%和12.76%,均明显低于对照透明地膜的选择率30.29%。而黑色地膜叶螨选择率明显高于对照,选择率为38.98%。

表2 朱砂叶螨对覆盖不同颜色地膜花生的选择性Table 2 Selectivity of Tetranychus cinnabarinus to peanut covered with different color films

2.3 不同颜色地膜反射光光强测定与光谱分析

2.3.1 不同颜色地膜的反射光强度

表3可见,4种不同颜色地膜反光率有明显差异,其中银灰色地膜反光率最高,为25.01%,银黑色地膜反光率为19.15%,也明显高于对照透明地膜的13.91%;黑色地膜反光率最低,只有8.74%,明显低于对照透明地膜。

2.3.2 不同颜色地膜反射光光谱分析

图1可见,在花生田朱砂叶螨发生期不同颜色地膜的光谱反射率不同,银灰色地膜各光谱反射率均明显高于对照。其中uv-b、uv-a、绿光光谱反射率分别为84.02%、67.64%和21.51%,明显高于对照的77.04%、57.48%和16.10%。银黑色地膜绿光、黄橙、红光、红外波段反射率显著高于对照,绿光波长以下的波段与对照无显著差异。黑色地膜的全光谱反射率均低于对照。

表3 花生田不同颜色地膜的反射光光强Table 3 Reflected light intensity of plastic films with different colors in peanut field

2.4 朱砂叶螨对不同波长光的趋避性

由图2可看出,uv-b处理与其他处理相比有明显差异,朱砂叶螨表现出强烈的忌避性。200 lux光强uv-b处理下朱砂叶螨保护区占比增加趋势明显,在处理1 h时趋势平稳,保护区占比达到最高的76.87%;400 lux光强uv-b光谱照射下,朱砂叶螨保护区占比随着时间增长呈现明显的增加趋势,2 h时朱砂叶螨保护区选择率最高,达到88.67%,显著高于200 lux光强下的最高选择率,朱砂叶螨表现出更强的忌避性。uv-a、绿光和可见光处理下,朱砂叶螨无明显的躲避现象,保护区占比在50%上下浮动。增加各光谱灯光光强后uv-a、绿光和可见光处理下,朱砂叶螨同样无明显的躲避现象。

图2 不同光谱、光强灯光下朱砂叶螨的忌避性Fig.2 Repellency of Tetranychusc innabarinus under different light intensity and spectrum

3 讨论与结论

田间调查发现银灰色及银黑色地膜相较透明对照而言,叶螨数量及虫叶率显著降低,其中银灰色地膜的控螨效果更好。室内选择性试验结果表明银灰色地膜能够显著降低叶螨对花生的选择率,对叶螨有显著的忌避作用。有研究发现棕榈蓟马成虫忌避银色物质,在覆盖有银色地膜的温室里虫口密度较低[13]。银色诱虫盘对蚜虫有很强的驱避力,相较其他处理诱集的蚜虫最少[14]。

不同颜色地膜的反射光谱存在显著差异[15-16]。本研究中,花生叶螨发生期的光谱反射率测定结果显示,在不同颜色地膜中,银灰色地膜的光谱的反射率最高,尤其是对紫外至绿色光谱波段,银黑双色地膜反射率次之,黑色地膜的反射率最低。其中银灰色地膜对uv-b光谱的反射率要明显高于对uv-a的反射率。二斑叶螨对uv-b(波峰为315 nm)和uv-a(波峰320 nm、波峰340 nm)光谱有忌避性[9,12]。Sternlicht发现枇杷芽螨对蓝色和绿色有极强的忌避性[8]。我们进一步通过比较分析单色光下朱砂叶螨忌避性发现,uv-a和绿色光谱对朱砂叶螨无明显的忌避作用;而uv-b光谱对其有明显的忌避作用。因此,银灰色地膜对叶螨的防控效果与反射光谱存在密切关系。

光强也会影响昆虫(包括螨类)的趋避光习性。当有色材料反射率高于25%时会抑制一些刺吸式害虫(蚜虫、粉虱、蓟马等)的选择与取食[17]。Y纹蚌螨(Unionicolaypsilophora)随着光强增加,趋光指数有随之增加的趋势;簇刺蚌螨(U.penicillatus)在光强度为1000 lux时趋光指数达到最大;弯弓蚌螨(U.arcuata)只在光强度为700 lux时表现为正趋光性,其他条件下均表现为负趋光性[18]。在没有忌避作用的光谱范围内,增加光强并不能改变对叶螨的影响,而对有忌避性的uv-b光谱,增强光强能显著增加对朱砂叶螨的忌避作用。

本研究表明,花生田覆盖银灰色地膜对控制叶螨发生有明显效果,并发现其反射的高强度的紫外线(波峰315 nm)对朱砂叶螨产生明显的忌避作用。该研究结果对防虫地膜的研发具有较大的参考价值。