舞毒蛾(Lymantria dispar)俗称千毛虫, 分布广、食性杂, 是一种世界性林木害虫^{[1, 2]}。传统的处理方法是化学方法, 为了更有效地控制舞毒蛾的危害, 保护森林生态环境, 笔者以林木害虫舞毒蛾为实验材料, 用不同剂量的超声波作用舞毒蛾虫卵, 观察处理后虫卵孵化率的变化情况, 为物理辐照灭虫的研究和实际应用提供理论依据。

超声波是一种振动频率高于20000Hz的声波, 当超声波作用于液体中时, 液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波。当达到一定强度的超声波能量透入生物体, 在生物体内传播, 到达内部组织器官, 通过超声波与生物介质之间的一定的相互作用, 就会引起生物体组织与细胞内的物质结构或功能发生变化, 从而影响生物体的生理机能, 导致各种生物学效应的产生, 超声波的生物学效应决定于超声波的频率、强度和作用时间, 以及生物体的结构与功能状态^{[3, 4]}。

1 材料和方法 1.1 实验材料

2008年4月中旬在东北林业大学校园内采集越冬舞毒蛾卵块, 挑选饱满、圆润舞毒蛾卵块放置在4℃冰箱中, 配备2%~3%的福尔马林溶液以及准备适量蒸馏水。

1.2 实验仪器

超声波清洗机(HS-80D型, 40kHz, 功率80W, 宁波新芝科器研究所生产), 冰箱, 养虫笼, 以及培养皿、滤纸、烧杯等。

1.3 实验方法

将虫卵用手轻轻揉搓, 使之分成小颗粒的卵(不要揉碎卵粒), 用吹风机使碎末和不成熟的虫卵与成熟虫卵分离。并用适量蒸馏水清洗, 将洗净后的虫卵放在2%~3%的福尔马林溶液中进行消毒处理6~10min后, 再用蒸馏水清洗3遍, 洗掉残余的福尔马林溶液。取10个干净的培养皿, 在培养皿中放入一层脱脂棉, 滴入少量的蒸馏水, 并在上面盖一层滤纸, 最后将清洗好的虫卵放在培养皿中, 每个培养皿中卵的数量几百只不等。根据实验需要在培养皿上分别贴上标签, 标签分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9, 将超声波清洗机中装满水, 并依次将每个培养皿中的虫卵放在超声波清洗机中, 超声波作用时间设置从1~120min逐渐升高, 以实现超声波作用强度的改变。另外还有一个标准组的培养皿, 标准组的虫卵没有经过超声波作用, 标准组在室温的条件下正常培养, 用来作为实验的参照标准。

根据实验设计方案进行实验, 经过超声波处理过后的虫卵的培养皿放在玻璃瓶中培养和观察, 并将玻璃瓶放在阳光充足的实验室中, 并保持培养皿湿润, 使其在接近自然的环境中孵化。从第一粒舞毒蛾虫卵孵化成幼虫开始, 到虫卵孵化为幼虫结束, 共30d的时间, 每天观察孵化进度。当不再有虫卵孵化成幼虫时, 将玻璃瓶里的培养皿取出, 将其中的幼虫用毛笔轻轻挑出, 放回玻璃瓶中, 记录每个培养皿中剩余的卵数, 便于对实验结果进行分析。舞毒蛾的实验培养如图 1所示, 幼虫孵出后, 把1至3龄幼虫放在玻璃瓶中用蒙古栎枝叶饲养, 4龄以后放在养虫笼中饲养, 养虫笼为尼龙纱, 孔隙为60目, 内放蒙古栎枝叶, 上下口扎紧。在此期间记录每天每个组别中幼虫的死亡数量, 以及以后的化蛹数量, 并观察幼虫各龄期的发育进度、幼虫死亡情况、化蛹进度等生物学特性^{[5, 6]}。

2 实验结果

由表 1可以看出, 经过超声波作用的实验组比标准组孵化率低, 随着超声波作用时间的增加, 虫卵孵化率呈明显下降趋势。开始时孵化率变化不大, 但随着超声波作用时间的增加孵化率也在逐渐下降, 当作用时间为1min时, 孵化率为70.26%, 比标准组降低8.89%, 当作用时间达到40min时, 孵化率已经低于50%, 比标准组降低35.30%, 当超声波作用80min时, 孵化率仅为5.07%, 当超声波作用时间超过100min时, 孵化率仅为1.33%, 几乎没有虫卵孵化出来。由此可见, 舞毒蛾虫卵的孵化率与超声波作用时间长短有密切的关系, 当作用时间超过120min时, 可使虫卵全部致死。从表 1还可以看出, 当时间超过40min时, 孵化率变化最为明显, 孵化率急剧下降, 辐照生物效应显著。

3 结论与展望

笔者以舞毒蛾为实验材料, 进行超声波灭虫的初步研究, 从实验结果中可以看出, 超声波对舞毒蛾孵化率有较大影响, 当超声波作用达到一定程度时, 可导致虫卵全部死亡。从舞毒蛾生长发育长远角度来看, 超声波还会影响舞毒蛾的生长发育, 如对舞毒蛾幼虫的死亡, 化蛹, 羽化, 产卵等将有一定的影响, 当然还需要我们进行下一步实验来验证。利用超声波防治病虫害, 是继X射线、γ射线、微波等物理灭虫的又一种方法, 物理灭虫方法弥补了化学灭虫的缺陷, 为病虫害防治开辟了新的渠道^{[7, 8]}。