UV-C辐照防控草莓叶螨的卵致死效应评估：一项针对二斑叶螨与刘氏叶螨的实验室与田间研究

《Frontiers in Agronomy》：Evaluation of UV-C light for control of Tetranychus urticae and Eotetranychus lewisi (Acari: Tetranychidae) on strawberry

为解决草莓种植中二斑叶螨（Tetranychus urticae）和刘氏叶螨（Eotetranychus lewisi）因杀螨剂抗性及天敌控制局限带来的管理难题，本研究评估了UV-C（紫外线-C）光对两种叶螨的卵致死和个体致死效应。实验室与大田试验表明，在600-1800 J/m2的田间适用剂量下，UV-C能近乎完全抑制螨卵孵化，但对活动期螨态的致死剂量（LD50>9,000 J/m2）远超田间实际剂量。研究首次报道了UV-C对刘氏叶螨的卵致死活性与致死剂量，证实UV-C主要作为草莓叶螨综合管理（IPM）中针对卵期的补充工具，具有重要意义。

　　

草莓，这种广受喜爱的浆果，其规模化生产却长期遭受着微小但极具破坏力的敌人——叶螨的困扰。其中，二斑叶螨（Tetranychus urticae）是加州草莓产区的主要节肢动物害虫，可导致10-25%的减产。近年来，刘氏叶螨（Eotetranychus lewisi）也日益成为问题。传统的螨害管理高度依赖杀螨剂和生物防治（如释放捕食螨）。然而，二斑叶螨已对多种杀螨剂活性成分（如联苯肼酯、阿维菌素、唑螨酯）产生抗性，而刘氏叶螨又缺乏高效的天敌控制选项（常用的智利小植绥螨（Phytoseiulus persimilis）并不捕食刘氏叶螨）。这些挑战凸显了对替代性管理工具的迫切需求。有趣的是，UV-C（紫外线-C）光作为一种物理防治手段，已在加州草莓的商业生产中用于防治白粉病，但其在田间条件下对叶螨的防治效果尚不明确。为填补这一知识空白，并评估UV-C作为叶螨综合管理（Integrated Pest Management, IPM）新工具的潜力，研究人员开展了一项系统的研究。该研究论文已发表于《Frontiers in Agronomy》期刊。

本研究主要运用了实验室卵生物测定、剂量-反应生物测定以及大田卵致死效果评估等关键技术方法。样本方面，二斑叶螨和刘氏叶螨的种群分别于2024年7月和2025年3月采集自加州草莓田的草莓叶片，并在实验室用利马豆植株（Phaseolus vulgaris）进行扩繁，用于后续所有实验。实验室和大田评估中，均通过特制的培养皿装置，在受控条件下让雌螨产卵，然后对螨卵进行特定剂量的UV-C辐照。大田试验则在加州Nipomo地区的商业草莓田进行，使用EDEN和LUNA两种自主机器人平台在日落后2小时内施加UV-C。数据分析则采用了非参数检验（Kruskal–Wallis检验）和广义线性模型（Generalized Linear Model, GLM）拟合，以评估处理效应并计算半数致死剂量（LD₅₀）等关键参数。

3.1 二斑叶螨

研究人员首先在实验室条件下评估了UV-C对二斑叶螨卵的致死效果。结果显示，UV-C辐照显著影响了卵的孵化率。与对照组72.21%的孵化率相比，600、1200和1800 J/m²剂量组的孵化率分别骤降至3.48%、1.9%和0.63%，表现出近乎完全的抑制作用。在2024年11月和2025年4月的两次大田试验中，UV-C处理同样显著降低了卵孵化率，各处理组间卵孵化率无显著差异，但与未处理对照组相比，孵化率降低了74%至97%，效果显著。这表明UV-C在田间条件下对二斑叶螨卵具有稳定且强大的致死能力。

对于二斑叶螨的成虫和幼虫，研究人员通过剂量-反应分析评估了其敏感性。结果显示，雌性成虫的LD₅₀（半数致死剂量）高达9,912 J/m²，LD₉₀（90%致死剂量）为16,683 J/m²。幼虫虽然比成虫更敏感，但其LD₅₀也达到了5,248 J/m²。这些数值都远远超过了田间常规应用的UV-C剂量范围（600-1800 J/m²），表明在商业可行的暴露水平下，UV-C不太可能对二斑叶螨的活动虫态（幼虫和成虫）产生有意义的直接控制效果。

3.2 刘氏叶螨

对于刘氏叶螨，本研究首次系统评估了UV-C对其的影响。实验室卵生物测定表明，UV-C处理同样能显著降低刘氏叶螨的卵孵化率，所有UV-C剂量组的孵化率均极显著低于对照组。在2025年4月和7月的两次田间试验中，UV-C处理也显著降低了刘氏叶螨的卵孵化率，尽管效果在不同试验间存在一定波动。例如，在7月的试验中，564 J/m²的低剂量处理与对照组无显著差异，而1015和1493 J/m²的高剂量处理则显著降低了孵化率。

对刘氏叶螨雌性成虫的剂量-反应分析显示，其LD₅₀为11,014 J/m²，LD₉₀为18,159 J/m²。这个LD₅₀值甚至略高于二斑叶螨成虫，表明刘氏叶螨的成虫阶段对UV-C可能具有更高的耐受性。

研究的讨论部分对上述发现进行了深入剖析。结果表明，UV-C在田间适用剂量下，对两种叶螨的卵阶段高度有效，但对胚胎后生命阶段（幼虫和成虫）的直接控制效果有限。UV-C的主要价值在于其杀卵活性，而非直接抑制活动虫态。这种生命阶段间的敏感性差异，可能源于生物学和物理差异。快速分裂的胚胎细胞对UV-C引起的DNA损伤（如环丁烷-嘧啶二聚体和嘧啶(6-4)嘧啶酮光产物的形成）更为敏感，而幼虫和成虫则可能通过色素沉着、更厚的角质层等保护性状来降低伤害。田间试验中观察到的效果波动，可能与叶螨卵位于叶片背面（abaxial surface）以及草莓冠层结构对UV-C光穿透的影响有关。

本研究是首次报道UV-C对刘氏叶螨的杀卵活性和致死剂量。研究强调，UV-C不应被视为杀螨剂或生物防治的独立替代品，而应被视为一种补充工具，通过靶向卵阶段来减缓种群增长。在常规生产中，将UV-C与杀螨剂结合使用，可能有助于通过靶向卵阶段来扩大选择压力。在有机系统中，关键是要确保UV-C与生物防治的兼容性，未来的研究需要探索如何将UV-C与捕食螨的释放时机相结合，以优化这两种管理工具的优势。

总之，这项研究证实了UV-C作为一项针对叶螨卵期的、生命阶段特异性的管理策略，在加州草莓生产系统中具有应用潜力，为未来的研究和实际应用奠定了基础。