蝗虫对光谱光照特性趋光反应的对比及数学分析.pdf

蝗虫对光谱光照特性趋光反应的对比及数学分析 刘启航周强牛虎力 中国农业大学工学院， 北京1 0 0 0 8 3 摘要：为给蝗虫灾害光电诱导机械化捕集技术中诱导光源光照参数的选取及设计提供技术支持，该文利用L E D 光源和 自制的行为反应试验装置采用对比试验法， 进行了蝗虫趋光选择最佳的光谱优选， 并测试了蝗虫趋光行为反应的光照阈 值，探讨了不同光谱和光照度对蝗虫趋光行为影响的机理。结果显示：相同光照度条件下，蝗虫对紫光( 4 0 5 n m ) 的内 在趋光反应率最高，对紫绿蓝( 5 2 0 + 4 6 5 + 4 0 5 n m ) 组合光的反应次之；蝗虫对紫( 4 0 5 n m ) 、绿( 5 2 0 n m ) 、蓝( 4 6 5 n m ) 及组合光的趋光反应率数学模型求解表明， 蝗虫对不同光谱的趋光反应存在最高趋光光照度值和最低灵敏光照度值， 其 中紫光对二者的光照度最低； 蝗虫的趋光响应受光谱和光照度的影响， 在绿、 紫、 蓝光谱组合的光照度值内提高光照强 度可达到蝗虫对紫光反应的逼近效果。 植保; 蝗虫捕集; 光照度; 阈值; 趋光反应 1 0 . 3 9 6 9 / j . is s n . 1 0 0 2 - 6 8 1 9 . 2 0 1 1 . 0 8 . 0 4 4 S 4 3 3 . 2 , T P 3 9 1 . 9A 1 0 0 2 - 6 8 1 9 ( 2 0 1 1 ) - 0 8 - 0 2 5 2 - 0 5 2 0 1 0 - 1 1 - 0 12 0 1 1 - 0 7 - 0 6 教育部高校博士点基金( 2 0 0 6 0 0 1 9 0 1 2 ) 作者简介： 刘启航， （1 9 7 8 - ）， 男， 博士研究生， 主要从事光机电一体化物 理捕蝗技术的研究。北京中国农业大学工学院，1 0 0 0 8 3 。 E m a il : b j l iu q ih a n g 1 6 3 . c o m 通信作者： 周强, ( 1 9 5 8 - ) , 男， 教授， 博士生导师。 主要从事光机电一 体化物理捕蝗技术的研究。北京中国农业大学工学院，1 0 0 0 8 3 。 E - m a il : z q c a u . e d u . c n 2 5 3 2 5 4 2 5 5 1 宋淑然，洪添胜，孙道宗，等. 风机电源频率对风送式喷雾机 喷雾沉积的影响 J . 农业工程学报， 2 0 1 1 ， 2 7 ( 1 ) : 1 5 3 - 1 5 9 . S o n g S h u r a n , H o n g T ia n s h e n g , S u n D a o z o n g , e t a l . E f f e c t o f f a n p o w e r s u p p l y f r e q u e n c y o n d e p o s it io n o f a ir - a s s is t e d s p r a y e r J . T r a n s a c t io n s o f t h e C S A E , 2 0 1 1 , 2 7 ( 1 ) : 1 5 3 - 1 5 9 . ( in C h in e s e w it h E n g l is h a b s t r a c t ) 2 吴永红，胡正义，杨林章. 农业面源污染控制工程的“减 源拦截修复” ( 3 R ) 理论与实践 J . 农业工程学报， 2 0 1 1 ， 2 7 ( 5 ) : 1 - 6 . W u R o n g h o n g , H u Z h e n g y i, Y a n g L in z h a n g . S t r a t e g ie s f o r c o n t r o l l in g a g r ic u l t u r a l n o n - p o in t s o u r c e p o l l u t io n : r e d u c e r e t a in - r e s t o r a t io n ( 3 R ) t h e o r y a n d it s p r a c t ic e J . T r a n s a c t io n s o f t h e C S A E , 2 0 1 1 , 2 7 ( 5 ) : 1 - 6 . ( in C h in e s e w it h E n g l is h a b s t r a c t ) 3 王荫长. 昆虫生理学 M . 北京：中国农业出版社，1 9 9 1 : 4 5 0 - 4 5 1 . 4 F a r r o w R A . m o d if ie d l ig h t - t r a p f o r o b t a in in g l a r g e s a m p l e s o f n ig h t - f l y in g l o c u s t s a n d g r a s s h o p p e r s J . J A u s t e n t S O C , 1 9 7 4 , 1 3 : 3 5 7 - 3 6 0 . 5 江景良. 蝗虫复眼光谱敏感性的比较研究 J . 生理学报， 1 9 8 3 , 3 5 ( 1 ) : 9 - 1 5 . J ia n g J in g l ia n g . S p e c t r a l S e n s it iv it y o f L o c u s t C o m p o u n d E y e s : A C o m p a r a t iv e S t u d y J . A c t a P h y s io l o g ic a S in ic a , 1 9 8 3 , 3 5 ( 1 ) : 5 - 9 . ( in C h in e s e w it h E n g l is h a b s t r a c t ) 6 V is h n e v s k a y a T M , C h e r k a s o v A D . S p e c t r a l s e n s it iv it y o f p h o t o r e c p y o r s in t h e c o m p o u n d e y e s o f t h e l o c u s t c o m p o u n d e y e s J . T h e J o u r n a l o f C o m p a r a t iv e N e u r o l o g y , 1 9 8 3 , 3 3 ( 2 ) : 9 - 1 2 . 7 B a il e y E V , H a r r is M O . T h e v is u a l b e h a v io r o f a d u l t M e l a n o p l u s s a n g u in ip e s F J . J o u r n a l o f I n s e c t b e h a v io r , 1 9 9 1 , 4 ( 6 ) : 7 0 7 - 7 2 6 . 8 S im m o n s P J , R in d F C . R e s p o n s e s t o o b j e c t a p p r o a c h b y a w id e f ie l d v is u a l n e u r o n e , t h e L G M D 2 o f t h e l o c u s t : c h a r a c t e r iz a t io n a n d im a g e c u e s J . J C o m p P h y s io l A , 1 9 9 7 , 1 8 0 ( 3 ) : 2 0 3 - 2 1 4 . 9 C l a ir e R E N o n - d ir e c t io n a l , m o v e m e n t s e n s it iv e n e u r o n s o f t h e l o c u s t o p t ic l o b e J . J C o m p P h y s io l A , 1 9 8 7 , 1 6 1 ( 5 ) : 4 7 7 - 4 9 4 . 1 0 B a r r y C K , J a n d e r R . P h o t o in h ib it o r y f u n c t io n o f t h e d o r s a l o c e l l i in t h e p h o t o t a c t ic r e a c t io n o f t h e m ig r a t o r y l o c u s t J . N a t u r e , 1 9 6 8 , 2 1 7 ( 5 1 2 9 ) : 6 7 5 - 6 7 7 . 1 1 吴卫国. 飞蝗复眼生理和结构上的节律变化 J . 昆虫学 报，1 9 8 8 , 3 1 ( 4 ) : 3 4 1 - 3 4 6 . W u W e ig u o . R e g u l e r C h a n g e o f t h e A n g u l a r S e n s it iv it y o f t h e R e t in u l a C e l l s in L o c u s t C o m p o u n d E y e J . A c t a E n t o m o l o g ic a S in ic a , 1 9 8 8 , 3 ( 2 ) : 1 7 8 - 1 8 3 . ( in C h in e s e w it h E n g l is h a b s t r a c t ) 1 2 F ie l d L H , C a r s t e n D . R e s p o n s e s o f e f f e r e n t o c t o p a m in e r g ic t h o r a c ic u n p a ir e d m e d ia n n e u r o n s in t h e l o c u s t t o v is u a l a n d m e c h a n o s e n s o r y s ig n a l s J . J o u r n a l o f I n s e c t P h y s io l o g y , 2 0 0 8 , 5 4 ( 6 ) : 2 4 0 - 2 5 4 . 1 3 刘晓英，焦学磊. 基于L E D 诱虫灯的果蝇趋光性试验 J . 农业机械学报，2 0 0 9 ，4 0 ( 1 0 ) : 1 7 8 - 1 8 0 . L iu X ia o y in g , J ia o X u e l e i. E x p e r im e n t o f l ig h t e m it t in g d io d e c a t c h in g in s e c t l a m p o n p h o t o a x is o f d r o s o p h il a J . T r a n s a c t io n s o f t h e C h in e s e S o c ie t y f o r A g r ic u l t u r a l M a c h in e r y , 2 0 0 9 , 4 0 ( 1 0 ) : 1 7 8 - 1 8 0 . ( in C h in e s e w it h E n g l is h a b s t r a c t ) 1 4 J a n d e r R , B a r r y C K . T h e p h o t o t a c t ic p u s h - p u l l - c o u p l in g b e t w e e n d o r s a l o c e l l i a n d c o m p o u n d e y e s in t h e p h o t o t r o p o t a x is o f l o c u s t s a n d c r ic k e t s J . Z e it s c h r if t f r V e r g l e ic h e n d e P h y s io l o g ic , 1 9 6 8 , 5 7 ( 4 ) : 4 3 2 - 4 5 8 . 1 5 丁岩钦. 夜蛾趋光特性的研究：棉铃虫和烟青虫成虫对单 色光的反应 J . 昆虫学报，1 9 7 4 ，1 7 ( 3 ) : 3 0 7 - 3 1 6 . D in g Y a n q in . S t