不同光环境对5种昆虫生物学特性的影响研究

发布时间：2020-10-02 06:46

　　光环境作为自然环境条件中对生物体影响最为重要的可变因素之一,其对昆虫生长发育、呼吸代谢和繁殖能力等方面的影响已为人们所关注。近年来,随着可持续发展和绿色环保概念的不断提出,利用灯光技术防治害虫在现阶段农业中发挥着重要作用。作为新型灯源,LED灯做为诱虫灯的诱捕光源研究较多,但其对昆虫生长发育的研究较少,探索LED灯对昆虫生物学特性的影响将有利于明确昆虫适应生长的光环境条件,解释光环境作为选择压力下昆虫的进化方式,同时也可以作为昆虫生理调节器,用于资源昆虫的生产和害虫的防治,具有重要的理论和应用价值。本研究以家蝇Musca domestica、大头金蝇Chrysomyia megacephala、绿盲蝽Apolygus lucorum、黄粉虫Tenebrio molitor和菜粉蝶Pieris rapae为供试昆虫。这5种昆虫属于不同的目,亲缘关系远、具有不同生活习性和取食倾向,具有进化上的代表性。以LED光的波长因素作为变量,确定了12种光环境条件对试虫进行处理,研究不同光环境处理对5种昆虫生长发育的影响制作了昆虫在不同光环境中的种群生命表,为以后物理防治研究的学者提供一些有价值的参考资料。主要结果如下:1.不同光环境对家蝇生物学特性的影响家蝇成虫羽化率影响最显著的波长是435 nm,575 nm处理中卵孵化率最低,645nm处理中卵孵化历期最短,幼虫存活率和化蛹率最低的波长分别是460 nm和435nm,蓝绿光对家蝇各阶段生长发育和历期存在显著影响,蓝光对家蝇全世代生长发育作用显著;对家蝇雌虫产卵影响最显著的波长是375 nm,家蝇在365 nm处理中种群趋势指数为1.51,说明该处理下下一代种群增长速度缓慢。2.不同光环境对大头金蝇生物学特性的影响大头金蝇成虫羽化率影响最显著的波长是435 nm。435 nm中卵孵化率最低,420nm处理中卵孵化历期最短,幼虫存活率和化蛹率最低和历期最短的波长均为435nm,说明蓝光会降低大头金蝇各阶段的存活情况并缩短幼虫和蛹阶段的发育历期,蓝紫光作用使卵的孵化历期明显降低;大头金蝇在375 nm处理下平均产卵量最低,综合分析可知,435 nm处理对大头金蝇种群繁殖的限制作用明显。3.不同光环境对绿盲蝽生物学特性的影响575 nm是对绿盲蝽成虫羽化率影响最显著的波长,575 nm处理中绿盲蝽卵孵化率和若虫存活率最低,说明黄橙光不利于绿盲蝽卵和若虫的存活发育;435 nm和420nm处理中绿盲蝽各阶段发育历期均比较低,说明蓝光降低绿盲蝽的发育历期;435nm对绿盲蝽雌虫产卵量的影响效果显著,种群趋势指数以420 nm处理最低,为4.26,说明在不同光环境中绿盲蝽种群均呈现增长趋势,增长最慢的为原来的4.26倍。4.不同光环境对黄粉虫生物学特性的影响黄粉虫卵期在600 nm处理中孵化历期最短,幼虫在575 nm处理中发育历期最短,蛹期在600 nm处理中发育历期最短,而黄粉虫蛹期处理所得成虫羽化率以365nm最低,说明黄粉虫的存活发育受紫外光和黄橙光的影响显著;全世代处理在435nm中成虫羽化率最低,且存在畸形情况,以短波长较明显,435 nm畸形率最高;365 nm处理中黄粉虫雌虫产卵量最低,种群趋势指数以375 nm处理最低,为24.92,说明在不同光环境中黄粉虫种群均呈现增长趋势,增长最慢的为原来的24.92倍。5.不同光环境对菜粉蝶生物学特性的影响菜粉蝶幼虫和蛹的存活发育在不同光环境处理下差异显著(P0.05)。菜粉蝶幼虫在435 nm和575 nm处理中化蛹率较低,575 nm处理中羽化率最低,说明菜粉蝶幼虫阶段受蓝光和黄光影响明显;435 nm处理下发育历期最低,说明蓝光可以缩短菜粉蝶蛹期的发育历期。6.不同光环境对5种昆虫生物学特性的比较分析不同光环境对5种昆虫生物学特性的影响情况存在差异,但生长发育均显著受蓝光影响:对家蝇和大头金蝇生长发育的影响效果最显著,且幼虫和蛹的发育历期明显缩短;不仅对黄粉虫的生长发育影响显著并且出现缺翅等畸形率最高;对绿盲蝽发育和繁殖的影响效果均较显著;对菜粉蝶幼虫阶段发育影响显著,且明显缩短其蛹的发育历期。另外,紫外光降低家蝇和大头金蝇产卵量甚至不产卵;黄橙光不利于绿盲蝽卵和若虫的存活发育;菜粉蝶幼虫阶段发育受黄光影响显著。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S433;S477
【部分图文】：

技术路线图,技术路线,影响研究,光环境

技术路线图

立体图,实验装置,暗箱,结构示意图

光源的波长分别为 365 nm、375 nm、420 nm、435 nm、460 nm、575 nm、600nm、645 nm 和 730 nm，对照处理灯源为 LED 白日光灯管，所选供试光源的光强和功率分别为 1000 lx（使用光照照度仪检测）和 20 W。2.1.4 实验装置的设计实验装置由本实验室设计，使用双层不锈钢置物架、不透光黑布、黑色墙纸和黑色遮光 KT 板制作而成。双层不锈钢置物架左右两侧由 KT 板密封，置物架板由黑色墙纸封住，整体形成一面开口的黑色双层暗箱。将上下两层利用 KT 板分隔成 3个暗箱格，并用黑色墙纸封闭牢固，以防止实验期间各种光环境透光造成干扰。整个双层架成为 6 个一面开口的黑暗暗箱，将每个暗箱顶部中间用电钻钻孔便于悬挂供试 LED 灯，开口面由不透光黑布罩住，便于供试昆虫的放置处理与后期观察。每个暗箱长和宽均为 80 cm，高为 100 cm。单个暗箱结构如图 2-1。

光环境,蝇卵,化蛹率,孵化率

华中农业大学 2018 届硕士研究生学位（毕业）论文42; P＜0.001）。其中，435 nm 条件下幼虫发育历期最短，为 5.62 d，且其育历期缩短的影响效果显著高于其他 11 种光环境（P＜0.05）；575 nm 条幼虫发育历期最长，为 9.04 d，与 LD 对照处理差异不显著（P＞0.05）。环境处理下，家蝇蛹发育历期（图 3-2C）差异显著（F11, 48= 35.18; P＜0.00，对照处理组的家蝇蛹发育历期均在 6 d 左右且三者差异不显著（P＞0.05 nm 条件下家蝇蛹的发育历期最低为 4.39 d，其对家蝇蛹发育历期缩短的影着高于其他 11 种光环境（P＜0.05）；575 nm 条件下蛹发育历期最高为 7.575 nm 处理下家蝇蛹的发育历期显著高于对照处理（P＜0.05），说明黄橙家蝇蛹的发育历期。

【参考文献】