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利用昆虫的生物光电效应实现农业害虫的治理 周 强，徐瑞清，程小桐 中国农业大学 （100083 ） E-mail ： zq@ 摘 要：农业虫害的治理需要依据为害昆虫的特性提出与环境适宜、生态兼容的技术体系和 关键技术。为害昆虫趋光性行为的分析表明，昆虫对敏感光源具有个体差异性和群体一贯性 的趋光性行为特征，昆虫的这种趋光行为特征表现出生物光电效应的作用本质。利用昆虫的 这种趋性行为诱导特性，一些光电诱导杀虫灯技术以及害虫诱导捕集技术广泛地应用于农业 虫害的防治，展现出良好的应用前景。 关键词：农业害虫，趋光性，生物光电效应，虫害治理。 1. 引 言 农业虫害是影响农作物生产的重要因素之一，由于种类繁多、数量大，甚至是突发性、 易迁移，常常造成农作物的灾难性毁坏，严重导致作物生产的产量降低、品质下降。农业 害虫的治理，在一定程度上控制了虫害的发生和危害，但是农业害虫的防治除了生态农业 区域和农业实验区外，大多数农业生产的害虫防治仍以化学农药灭杀为主要手段。长期大 量化学杀虫剂喷施进入农业生态系统，不但污染了农业生态环境，还给人类的生存安全造 成了威胁；同时长期施药不但损害了农业害虫的天敌生存，又导致了害虫抗药性的产生和 害虫种质的变异，引起部分害虫的再次猖獗发生。因此，对农业害虫的防治，需要一个与 环境适应的、生态兼容的技术体系和关键技术，并从全面的生态系统工程的角度出发，在 实现害虫无害化治理的同时，还要获得灾害昆虫种质的资源化利用。 对农业害虫趋光性行为以及物理波谱诱导捕集技术进行分析，我们提出了农业害虫的生 物光电效应的趋光聚集诱导行为本质以及其在虫害治理中的应用，以期能够对灾害性昆虫的 无害化治理和资源化利用提供理论基础和技术参考。 2. 农业害虫的趋光性行为 在农业生态系统中，作为农业害虫的昆虫种类繁多、危害各异，其生活习性也各不相同， 这不但与昆虫特定的生理结构密不可分，还与昆虫生长的环境条件密切相关。 趋光性是昆虫的复眼结构及其生境适应所反映出的重要的生理和生态的特征之一。“飞 蛾扑火”正是人类长期以来对蛾类昆虫趋光行为的总结，蛾类昆虫趋光行为的研究也在人们 的不断探索中取得新的结果。陈宇生[1]根据历年的研究，对几种夜蛾的趋光行为进行了系统 的描述，指出在夜蛾趋光飞行的过程中，至少包括两种不同的行为发生：一是夜蛾为寻找光 明环境而由暗环境朝向光源的趋向飞行。这是由于夜蛾近旁环境的明亮程度低于复眼生理状 况适合的明亮程度时，夜蛾产生的一种趋光行为。二是夜蛾的正常视觉受到光源刺激干扰后 朝向光亮光源的扑向行为。这是由于夜蛾近旁环境的明亮程度低于复眼在灯光刺激下观察环 境所需要的亮度时所发生的朝向近光源的致晕扑打反应。 丁岩钦[2]探讨了利用黑光（350nm ）与不同可见光谱（405、436 、578、625、656nm ） 组合成的双色光对烟青虫成虫的光诱效果，获得了 350nm+405/436nm光谱的趋光诱集增效 作用，而 350+578~656nm光谱的趋光干扰驱避作用。因此，光源光谱不同，对昆虫趋光聚 - 1 - 集行为影响的效果大不相同。进一步地，烟青虫成虫对不同的光源强度也表现出趋光率反应 的不同，随着光诱强度的持续增加，趋光率呈现出“S型”的变化趋势。刘立春[3]对昆虫趋 光行为进行观察研究，亦表明了昆虫扑灯与虫-灯距离不同引起的光适应有关，并且进一步 探讨了昆虫趋光与光源光谱的关系，获得了双色光复合诱导昆虫趋光-扑灯的良好结果。因 此，在昆虫趋光行为的诱导过程中，敏感的复合光源的作用将能有效的增加昆虫对光的趋性 效果。 杨桂华等[4] 以 “能量相同”为准则，探讨了从紫外到可见光的不同光波对亚洲玉米螟雌 雄蛾的趋光诱导作用，结果表明：雌蛾对光的趋性范围较窄，只对紫外和紫光区的某些波长 有强的光趋性，而雄蛾对光的趋性范围广，不但对短光波的紫外、紫光区的某些波长有敏感 作用，对长光波的蓝光区乃至绿光区的某些波长也有较强的趋性。这说明，昆虫个体性别差 异将