蝗虫趋光捕集行为的光振调控效应研究

利用光振激发蝗虫趋光滑移捕集测试装置,测试分析了光、振、滑移环境对蝗虫趋光滑移捕集行为的影响,研究了蝗虫趋光视觉捕集进入行为。结果表明:紫光激发的趋光视觉效应,可有效引起蝗虫对紫光中敏感光谱竖条纹光照的敏感辨识性感应,产生趋光视觉行为,同时,在光振滑移耦合环境中,Ra3.2、40HRC不锈钢滑板特性,弱化了30°倾斜面上蝗虫生物摩擦控制滑移行为的调控能力,且光照激发趋光视觉效应的趋态性增益和激振力调控足趾接触环境的动态性增效,能够降低蝗虫摩擦控制效应,加速捕集增益性弹跳碰撞滑移行为实现,提高滑移捕集效率,因此蝗虫光振滑移捕集行为是在光电诱导蝗虫趋光视觉效应的基础上,光振激发效应强化蝗虫生物摩擦控制减弱、行为调控能力降低而出现的结果。然而,光源及激振措施放置,影响蝗虫趋光捕集进入效果,且趋光捕集进入是实现滑移捕集的关键,因而,需在试验测定150 mm灯距、调控光照和下激振措施结合调控蝗虫趋光滑移捕集效果较优的基础上,探寻蝗虫趋光捕集进入的有效措施,以提高蝗虫趋光捕集率。     

东亚飞蝗光电诱导的气吸捕集效应研究

为给蝗虫趋光捕集装置的研制提供技术支持,利用光照作用下蝗虫气吸滑移捕集试验装置,测试了蝗虫趋光气吸滑移捕集效果,分析了蝗虫趋光响应原因,探讨了蝗虫趋光气吸滑移捕集机理。结果表明：蝗虫视觉定向有效激发的光照诱导信息是蝗虫趋光响应的前提,频闪交变光照有效控制蝗虫行为取向、增强蝗虫趋光视觉敏感性及激发视觉敏锐性是其趋光响应的诱因,且蝗虫趋光视觉活性效应激发基础上,频闪交变偏振光强化蝗虫趋光视觉行为响应的敏感性,蝗虫响应偏振恒定光照的弱敏感性可通过提高光照强度来增强;6 m·s-1捕集入口负压风速气吸趋光蝗虫捕集进入的有效实现,需要蝗虫趋光敏感行为的激发,且在0～50 mm距离内增效显著,可有效激发蝗虫生物摩擦控制的趋光调控行为敏感性,加速蝗虫趋光滑移捕集行为的实现;6 m·s-1捕集入口负压风速、15°倾斜调控光照形成的偏振光可有效促使30°滑移面上蝗虫视觉敏感响应,弱化蝗虫滑移摩擦控制效应,增强趋光捕集行为调控强度,增效趋光捕集效果,相应趋光捕集率达到85%。     

蝗虫趋光效应下光振气吸滑移捕集效应

为研制蝗虫趋光捕集装置,确定捕集实施的调控措施,利用蝗虫光振气吸滑移捕集试验装置,进行蝗虫趋光激振气吸捕集测试,分析光振气吸对蝗虫趋光捕集的影响,探讨蝗虫趋光捕集效应。结果表明:蝗虫趋光视觉效应及趋光视觉敏感行为的激发程度,影响蝗虫对光目标捕捉的趋光行为强度及捕集进入程度,且光照刺激蝗虫视觉系统,引起粪便排泄、附着黏液等新陈代谢增强的外在表现形式,表明体内生理活动的强度,并反映蝗虫趋光视觉生理响应程度;30°倾斜捕集环境中,蝗虫重力作用调控摩擦力和接触牵引力控制行为的弱化程度,是滑移实现的主要原因,蝗虫敏感响应捕集环境的趋光附着爬行行为调控,对趋光捕集行为实现具有重要作用;负压风力的气吸牵引对趋光捕集行为实现的增效、光振激发措施的调控增益,强化蝗虫敏感响应捕集环境的程度;振动、风机噪声、入虫口处负压风等不良刺激,影响光照诱导、气吸吸捕蝗虫捕集进入效果,其以上层捕集入口和吸虫口风速组合为(6、9 m/s)时,光振气吸耦合调控效果最好,且蝗虫趋光捕集率达到90%,可满足不同趋光特征蝗虫的捕集,然而野外蝗虫趋光捕集效果的验证须进一步研究。     

光温耦合调控对蝗虫趋光增益效应的试验研究

利用LED光源、温控加热装置和行为反应试验装置,采用对比试验法进行蝗虫趋光增益性热源温度的优选,探讨光温耦合效应与环境温度作用对蝗虫趋光增益行为影响的机理。结果显示：热源温度、光谱色光照、环境温度及蝗虫昼行夜伏性活动规律影响夜间蝗虫对光温耦合效应的选择,热源温度于蝗虫的趋光响应具有增益效应,其中以65℃热源温度于蝗虫的趋光增益作用最佳;同一时间段内,蝗虫对紫光与65℃热源温度耦合效应的选择最优;热源温度对蝗虫的光温诱导起增益群集作用,光谱色光照对蝗虫诱导起主要作用。     

蝗虫灾害光电诱导捕集治理研究进展及应用前景分析

灾害蝗虫的光电诱导捕集治理技术是基于蝗虫群体对光源的趋向效应,设置波谱光源与机械机构分别作为灾害蝗虫趋向行为的导向控制因素和诱集蝗虫的收集捕获因素,以此实现致灾蝗虫的有效捕集治理。蝗虫光电诱导趋向行为试验研究证实了短波谱光源的趋光诱导敏感性与趋光增效因素的控制措施,据此研制的光电诱导蝗虫滑移捕集机实现了致灾蝗虫的诱集;仿生研制的滑移捕集滑板能够有效抑制蝗虫附着系统的附着功能并促使诱集蝗虫高效滑移至捕集机的收集装置。灾害蝗虫的光电诱导滑移捕集治理能够抑制喷施化学农药防治导致的生态环境污染问题,还可实现捕获蝗虫的资源化利用,具有良好的应用前景。     

偏振波谱光态矢量光照参量对东亚飞蝗偏光响应效应的影响

为明确偏振波谱光态光照参量对蝗虫趋偏响应效应的影响作用,获取蝗虫偏振诱导光场的技术特征,研制蝗虫偏振诱导光源,利用蝗虫偏光响应试验装置测试了蝗虫对紫、蓝部分偏光及线偏光的响应特征,以此优选波谱偏振光态矢量的作用模式,分析偏振波谱光态光照参量对蝗虫偏光响应机制的影响,探讨蝗虫偏光波谱矢量敏感模式变化的原因。结果表明,部分偏光中,紫波谱未引起而蓝波谱导致蝗虫视响应与视趋性敏感矢量发生改变;线偏光中,紫、蓝波谱均影响蝗虫趋偏响应效应的矢量敏感模式,且波谱相同,部分偏光矢量置向模式对蝗虫的操控诱导、视趋强度的调控性优于线偏光,而偏振矢量光态相同,紫波谱的作用效果强于蓝波谱。蝗虫趋偏响应效应与偏振波谱、偏振光态的异质作用效应有关,且线偏紫波谱120°左右置向矢量对蝗虫的诱导效果最强(94.5%),而紫波谱部分偏光左60°及右150°矢量对蝗虫视趋强度的作用效果最强(68.5%);部分偏光矢量置向模式的作用效果与波谱光致性视敏偏振效应有关,且蓝波谱中偏振度越高而光照度越低,矢量模式的操控诱导性越强,紫波谱中偏振度越低而光照度越强,矢量模式对蝗虫趋偏聚集程度的作用效果越强。从而,线偏与部分偏光不同矢量光照交替刺激模式可提高蝗虫趋偏响应敏感性。     

蝗虫灾害物理防治发展及应用前景探讨

物理治蝗产生了针对蝗虫生理特性的无毒害化治理效果。负压气流吸入式灭蝗实现了对草原蝗虫无害化治理和蝗虫资源在家禽饲料方面的利用;针对蝗虫的群体性趋光行为,光电诱导捕集蝗虫技术已获取相关的发明专利,并逐步与机械化捕集治蝗技术相结合;微波、射线等辐射技术,利用高能电磁波谱对生物体的聚热致死效应,逐步应用于对蝗灾的防治。物理治蝗有利于生态环境保护和农产品品质安全,必将成为蝗灾治理的重要技术。     

不同光照条件对斑马鱼趋光行为的影响

为探究斑马鱼在不同光照条件下的趋光行为差异,记录了六月龄的斑马鱼成鱼在紫外光（ultraviolet, UV）和可见光照射下的行为反应和在无光、紫光（420 nm）、蓝光（460 nm）、绿光（500 nm）、黄光（585 nm）和红光（620 nm）六种光照条件下的趋光分布情况。结果表明,刺激光为UV时,斑马鱼优先游向黑暗环境一侧,刺激光为可见光时,斑马鱼优先游向可见光一侧;UV和可见光分别设置在试验区A和试验区B时,随着UV刺激强度增加,斑马鱼的偏好指数未呈现明显的增加趋势,UV和可见光同时设置在试验区B时,随着UV刺激强度增加,斑马鱼的偏好指数呈现出明显的下降趋势;5 min和30 min时斑马鱼的平均分布率均呈现红光区>紫光区>蓝光区>黄光区,绿光区的平均分布率在5 min时高于红光区,在30 min时介于紫光区和蓝光区之间。研究表明,斑马鱼趋向可见光而远离紫外光,表现出明显的避UV性和趋可见光性,且避UV性与趋可见光性之间存在显著的拮抗作用,而无协同作用。此外,斑马鱼对红光、绿光和紫光的喜好程度较高,对黄光的喜好程度较低。研究结果可为斑马鱼视觉生态的研究提供参考。     

绿盲蝽成虫对光谱和光照强度的行为反应

为明确光谱和光照强度对绿盲蝽成虫行为的影响,以便更好地对绿盲蝽进行准确预测预报和灯光诱集,室内采用昆虫行为试验方法,研究了绿盲蝽雌、雄成虫对光谱和光强度的趋、避光行为反应。结果表明:在340~605 nm波谱范围内,绿盲蝽雌成虫对14种单色光刺激的趋光行为反应为多峰型,其中紫光440、400、420 nm及绿光562 nm处的趋光率较高,分别为12.00%、10.67%、6.67%和7.33%;而雌成虫对10种单色光表现出避光行为,避光率在各单色光之间无显著差异。绿盲蝽雄成虫对14种单色光刺激的趋光行为反应也为多峰型,其中紫光420 nm处的趋光率最高,为6.00%;而雄成虫仅对9种单色光表现出避光行为,避光率在各单色光之间无显著差别。在紫光420 nm单色光刺激下,绿盲蝽雌成虫对不同强度光照的趋、避光行为曲线均呈现先上升后下降的趋势,在相对光照强度1.5时两种反应达到最大,分别为15.00%和6.67%;雄成虫对不同光照强度的反应曲线均呈持续上升,最高趋、避光率出现在光照强度为零时,分别为21.67%、5.00%。上述结果表明,紫光420 nm在相对光照强度1.5时对绿盲蝽雌雄成虫有较强的引诱效果。光谱和光强均对绿盲蝽的趋、避光行为具有一定影响,其中绿盲蝽雌、雄成虫对光谱和光强的反应有较大差异。     

波谱光照效应对西花蓟马趋光响应变化的影响

为明确光致西花蓟马视响应效应特征及光致影响效应,获得蓟马光生物响应效应的致变因素,研制蓟马类害虫光推拉防控机具,在光源能量相同及增强条件下,测试西花蓟马对560、520、405、365 nm单光及其组合光的视响应变化,分析蓟马视响应效应变化的光照因素,探讨蓟马光响应影响机制.结果表明,单波长及组合波长光传导特异性光照强度(光照度及光能量),诱发趋光响应蓟马产生光适性、视趋性光行为特征,源于蓟马生物响应的光异质调控差异性,且波谱的光能刺激效应的影响性显著.光源能量相同,单光中蓟马对365 nm光的视响应敏感性最强而视滞敏感性最弱,组合光中蓟马对365 nm与520 nm光的视响应敏感性最强而对365 nm与560 nm光的视滞性相对最弱,单光中365 nm而组合光中365 nm与560 nm的光致视趋敏感性最优.光源能量增强,蓟马视响应及视滞敏感性单波谱光照强度发生变化,而组合光抑制蓟马视响应及视滞敏感性,560 nm光显著抑制而其余光增强蓟马视趋敏感性,且单光中365 nm光和组合光中365 nm与405 nm光增效性最强.光致蓟马的趋光性视响应中,35 mW/cm2下365 nm与520 nm光中敏感性最强、70 mW/cm2下365 nm光中次之,光致蓟马生物效应变化产生的应激效应引起光适性,且140 mW/cm2下365 nm与405 nm光调控性最弱而560 nm光致性最强,但发光生热效应是蓟马产生光趋近行为的诱因,且140 mW/cm2下365 nm光中蓟马趋近敏感性最强、365 nm与560 nm光中次之,源于波谱发光生热效应差异及光致蓟马生物效应的行为调节差异.本研究结果可为害虫灯光防控机具研制及昆虫趋光影响机制确定提供理论支撑.