《Crop Protection》：Life history trade-offs of
Orius insidiosus (Say) (Hemiptera: Anthocoridae) under artificial lights
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生物防治昆虫Orius insidiosus在红/蓝LED及不同光周期下的发育、存活和繁殖率差异显著，夏季模拟条件（荧光白光）下卵发育最快但繁殖率最低，而LED光照（高/低强度红/蓝光）显著提高繁殖率（GRR=103.8-133.3），其中蓝光LED延长繁殖期达46.4天。
Roselyne M. Labbé|Dana Gagnier|Jacob V. Basso
加拿大农业与农业食品部哈罗研究与发展中心，安大略省哈罗市，加拿大
摘要
Orius insidiosus是温室和受控环境农业（CEA）中关键的生物防治剂，广泛用于抑制蓟马和其他害虫。随着保护性作物生产越来越多地依赖人工光源（无论是补充自然阳光还是作为CEA的唯一光源），了解不同光照条件对这种捕食者的影响至关重要。尽管优化光照类型、光谱、强度和光周期可以提高作物产量和质量，但它们对有益节肢动物的影响仍不明确。本研究评估了O. insidiosus在七种光照处理下的表现：高或低强度的红光630纳米或蓝光458纳米LED灯（20:4 L:D）、高压钠灯（HPS）（8:16 L:D），以及两种模拟夏季（24°C；16:8 L:D）或冬季（20°C；8:16 L:D）温室条件的白色荧光灯。测量的指标包括卵和若虫的发育时间、成虫寿命、雌性繁殖力以及产卵前、产卵后和繁殖期。在模拟的夏季条件下，O. insidiosus的卵发育时间（5.0 ± 0.1天）和若虫发育时间（8.2 ± 0.2天）最快，日产卵率（λ = 1.2）也最高。然而，在这些条件下，成年雌性产生的后代数量最少（GRR = 72.1），寿命最短（14.4天），与其他处理相比（40.0 - 59.5天）。LED处理产生的后代数量（GRR = 103.8 - 133.3）高于模拟冬季或HPS条件，尽管在后者条件下雌性的繁殖期也最长（分别为46.4天和37.5天）。总体而言，这些结果表明O. insidiosus具有显著的生命周期可塑性，为优化其在作物系统中的种群建立提供了机会。
引言
近年来，在世界温带地区，补充光照的使用已成为确保全年保护性作物生产稳定和高质量的关键因素，因为它可以弥补自然日照时间的不足（Messelink等人，2014年；Shipp等人，2011年；Waite，2012年）。在温室和受控环境中应用的各种光照类型中，发光二极管（LED）相比其他传统的补充光源（如高压钠灯HPS）具有许多优势，因为它们能效高、成本效益好，并且可以根据不同作物类型的需求定制特定波长（Shimoda和Honda，2013年；V?nninen等人，2010年）。此外，与HPS灯不同，LED产生的热量极少，因此可以将其安装在植物之间而不是远离冠层的位置，从而大大增加植物的光能吸收（V?nninen等人，2010年）。
在全球的保护性作物生产设施中，Orius属（半翅目：Anthocoridae）捕食者是减轻害虫压力的最重要手段之一（Adhikary等人，2025年；Lattin，1999年）。在北美，本地物种O. insidiosus Say（半翅目：Anthocoridae）被常规释放到温室和受控环境中，以控制多种经济上重要的害虫（Do?ramaci等人，2011年；Funderburk等人，2004年；Jandricic和Summerfield，2022年；Jones等人，2005年；Kumar等人，2014年；Lorenzo等人，2021年；Tommasini和Maini，1995年；Waite，2012年）。
像温室环境中的其他节肢动物一样，O. insidiosus受到许多环境参数的影响，包括温度、湿度、光照强度、光照质量和光周期（Lundgren，2011年；Messelink等人，2014年；Shipp等人，2011年）。在自然生态系统中，O. insidiosus雌性会在低于冰点的温度下进入滞育状态以度过冬季，但这种生理适应可能导致温带地区保护性作物上的捕食者种群数量周期性下降（Lundgren，2011年；Waite，2012年），尤其是在光周期不足11-13小时的情况下（Ruberson等人，1991年，2000年；van den Meiracker，1994年）。因此，通过人工光照延长光周期，O. insidiosus的产卵和孵化能力可以得到改善，尤其是在蓝光下（Canovas等人，2025b）。虽然光照补充显然是可持续保护性作物生产的关键因素，但不同强度、波长或光周期的补充光照如何影响这种和其他生物防治物种的种群动态仍不清楚（Johansen等人，2011年；Shipp等人，2011年）。
昆虫可能通过视觉系统调节对光的生理反应，这些视觉系统主要由复眼小眼中的不同类型感光细胞控制。对于许多昆虫物种而言，其对紫外线、蓝光、黄绿光甚至红光的敏感性已知达到峰值（Ben-Yakir等人，2011年；Saunders，2012年；Shimoda和Honda，2013年）。作为参考，明亮的阳光强度可达100,000勒克斯（Ben-Yakir等人，2011年）。在温室环境中，害虫和有益生物很可能会遇到红光和蓝光LED灯，因为植物专门使用这些光线来提高全年作物产量（Hao等人，2018年）。越来越多的研究表明，不同强度和光谱的LED灯可以调节昆虫的发育和行为（Wang等人，2013年）、繁殖（Bah?i和Tun?，2012年）、扩散（Iwase等人，2023年，2025年）以及猎物搜索能力（Canovas等人，2025a）。此外，一些比较LED灯与宽光谱HPS灯在户外环境中的趋光效应的研究表明，这两种光源的相对吸引力可能相似，但反应可能高度依赖于它们是否在紫外线范围内发光（Coleman等人，2023年）。尽管如此，比较不同强度和光谱的LED灯与保护性农业生态系统中常见的宽光谱灯（HPS；荧光灯）的研究仍然很少，研究它们的差异将有助于了解它们如何影响像O. insidiosus这样的天敌的生命周期特征和种群增长率，从而为农业害虫管理提供最佳实践。
因此，本研究旨在探讨在缺乏自然光的情况下，不同光照条件对O. insidiosus的发育、繁殖和寿命的影响，以更好地理解这些独特人工光照环境的独特效应。这是通过测量和比较O. insidiosus在七种不同条件下的生活史特征来实现的，包括模拟冬季和夏季的荧光灯处理、四种长光周期的单光谱LED（红光或蓝光）灯处理，以及代表温带温室中先前行业标准光源的HPS灯处理。我们还计算并比较了每种处理下的种群增长参数。这些细节有助于制定合适的补充光照策略，以最大化O. insidiosus在温室或垂直农场环境中的成功建立。
部分摘要
植物
本研究使用Phaseolus vulgaris Linnaeus cv.U1520（Stokes Seeds，安大略省Thorold）和Capsicum annuum Linnaeus cv. Fascinato（Syngenta Seed，德克萨斯州休斯顿）种子，在BM6盆栽混合土（Berger，魁北克省Saint-Modeste）中种植。幼苗定期用标准营养液（N:P:K 20:20:20）灌溉，并保持在典型的温室繁殖条件下。豆类植物生长至结果实，而辣椒植物则用于叶片生产。
卵和若虫的发育时间及若虫存活率
七种处理下的卵发育时间存在显著差异，在夏季条件下最短（5.0 ± 0.1天；F6,487 = 150.54，P < 0.0001），与其他所有处理相比。低强度蓝光LED灯处理下的卵发育时间（LB 7.3 ± 0.1）显著长于大多数其他处理（P ≤ 0.0045），除了低强度红光LED灯处理（6.9 ± 0.1；P = 0.0519）。其他卵发育率介于两者之间，但更接近低强度红光LED灯处理：
讨论
本研究设计了两种处理来模拟典型的夏季（24°C，16L:8D，4980勒克斯）和冬季（20°C，8L:16D，660勒克斯）温室条件。这两种处理都使用全光谱白光，不含紫外线，因为紫外线通常在封闭的农业系统中会被过滤掉。在夏季条件下，许多生活史参数相对于其他条件有所加速，包括最短的卵和若虫发育时间、最短的产卵前和产卵后时间
CRediT作者贡献声明
Roselyne M. Labbé：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，软件使用，资源提供，项目管理，方法学，研究设计，资金获取，数据分析，概念化。Dana Gagnier：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，资源提供，项目管理，方法学，研究设计，数据分析，概念化。Jacob V. Basso：撰写 – 审稿
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
我们感谢Kaye Pukkaha和Joey Nadasdi在实验室试验中的技术协助。这项工作得到了Agi-Innovation Program项目（P-029）的支持，该项目由安大略省温室蔬菜种植者和加拿大农业与农业食品部共同资助。
