论文部分内容阅读
梨小食心虫Grapholita molesta Busck是一种重要的世界性果树害虫,寄主范围广,以幼虫蛀食危害桃、梨、苹果、杏、李、山楂、樱桃、海棠、杨梅、枣等果树的新梢或果实,严重影响果实的产量和品质,已成为制约中国果树优质、高产栽培的重要因素之一。目前,生产实际中针对梨小食心虫的猖撅成灾尚缺乏安全、高效、经济的监测和防控技术。为了缓解以化学农药防治为主而导致的害虫抗药性增强,果品农药残留和环境污染加重等突出问题,本文利用行为学等方法重点研究了梨小食心虫的产卵节律及其关键的调控因素,色彩和亮度等视觉信息在梨小食心虫产卵选择行为中的引导作用,视觉和嗅觉在产卵选择中的利用权重,以期揭示梨小食心虫产卵选择行为的视觉机制,为研发新型的物理监测和防控技术提供了依据。 主要研究结果如下: (1)梨小食心虫的产卵活动呈现出内源性的昼夜节律,光暗的交替变化可以调控其产卵节律,其中黑暗为其重要的诱导因子,在产卵活动期间(14:00-24:00)诱导作用明显。结果显示,持续光照和持续黑暗条件下梨小食心虫的产卵活动节律呈相似的单峰型曲线,产卵高峰时段均为16:00-19:00;10000mW/m2、6000mW/m2、3000mW/m2和1500mW/m2等不同光照强度的持续光照下,梨小食心虫的产卵节律相似,产卵高峰均出现在16:00-20:00;光暗交替(15L∶9D)条件下成虫的产卵高峰出现在17:00-20:00,其中以19:00-20:00产卵量最多(暗期前后的0.5h),占总产卵量的37.39%;自然环境条件下,梨小食心虫的产卵节律可随日落时间的变化而改变,日落时间为19:30和18:30时,产卵高峰分别出现在19:00-20:00、18:00-19:00,即日落前后的0.5h,此时段光照强度发生剧烈变化,从10000mW/m2迅速下降到0.01mW/m2;不同时段间断光照或黑暗条件下成虫产卵节律均有明显差异,15:00-16:00、19:00-20:00、23:00-24:00间断光照和15:00-16:00、19:00-20:00间断黑暗,成虫的产卵高峰均发生在光后的黑暗期。 (2)色彩和亮度等颜色信息在梨小食心虫产卵选择行为中具有重要的引导作用,其中亮度发挥主导作用,颜色具辅助作用,且产卵选择的颜色引导信息具有颜色恒常性。结果显示,梨小食心虫对不同色彩的产卵选择性具有显著差异,明显偏好绿色和橙色,其次为黄色和红色,蓝色和紫色的效果较差;亮度对雌成虫的产卵选择性亦有显著影响,其对亮度最高的白色(RGB:255,255,255)的产卵选择率较高,其次为浅灰色G220(RGB:220,220,220),其他深灰色和黑色较低;进一步对偏好的绿色、橙色和白色进行比较发现,雌成虫对白色的产卵选择率显著高于绿色和橙色;1000mW/m2、100mW/m2、1mW/m2和0.01mW/m2等不同光照强度下,梨小食心虫对色彩、亮度等颜色信息的产卵选择行为相似,不随光照强度的变化发生明显改变。 (3)桃树新梢叶片反射的颜色信息,尤其是亮度,与梨小食心虫的产卵选择行为密切相关,雌成虫对绿色的亮度敏感阈值范围约为10%-20%,低于10%或高于20%,雌成虫均不能准确分辨。结果显示,梨小食心虫在桃树新梢不同位置的叶片的产卵量有显著差异,明显偏好将卵产在靠近顶端未展叶的前10片叶(即嫩叶)上;桃树叶片反射的颜色信息随着叶片位置的变化表现出一定差异,嫩叶和老叶具有相似的色彩,敏感光谱范围均位于530nm-570nm,亮度则随着叶龄的增大逐渐降低;利用彩色卡纸模拟寄主颜色的方法进一步验证了亮度信息与梨小食心虫产卵选择行为的相关性,发现雌成虫在与桃树嫩叶亮度相近的浅绿色G170(RGB:0,170,0)上的产卵量显著高于与老叶颜色相近的深绿色G110(RGB:0,110,0);梨小食心虫对不同亮度绿色表现出不同的产卵选择性,明显偏好浅绿色G255、G210和G170,反射率分别约为30%、25%和20%,且三者之间无显著差异,其次为G130(反射率约为10%),G90(反射率约为8%)和G50(反射率约为5%)最低。 (4)视觉和嗅觉信息在梨小食心虫产卵选择行为中协同作用,其中嗅觉信息发挥主导作用,视觉信息具辅助作用。结果显示,单一视觉和嗅觉信息均可以可以有效地吸引雌成虫产卵,其产卵选择率显著高于对照;雌成虫对视嗅觉结合的感觉信息的产卵选择率显著高于单一的视觉或嗅觉信息;视觉和嗅觉信息对比作用时,雌成虫对嗅觉信息表现出明显的产卵偏好性,产卵选择率高于60%。 本文的创新点在于从视觉角度研究了梨小食心虫的产卵选择行为,分析了色彩和亮度等寄主视觉信息在雌成虫产卵选择行为中的引导作用,明确了亮度为主,色彩为辅的视觉机制;通过田间桃树不同位置叶片反射光谱特征的测定,为揭示梨小食心虫产卵选择的视觉机制提供了有利依据;不同光照强度下,雌成虫对颜色信息的产卵选择行为相似,首次证明了其产卵选择的视觉引导信息具有颜色恒常性的视觉特性。这些创新性发现揭示了梨小食心虫的产卵选择行为机制,为研发和制定绿色高效的监测和防控技术提供了科学依据,具有重要的学术价值和生产指导意义。