主要農(nóng)業(yè)害蟲遷飛致災機制及防控對策研究.pdf

1、害蟲的遷飛是適應生境變化、調(diào)節(jié)種群結構、維持種群繁衍的重要行為對策，也是其暴發(fā)成災并造成重大經(jīng)濟損失的主要原因。由于農(nóng)田生態(tài)系的不穩(wěn)定性和結構的單一性，遷飛害蟲引起的災害問題尤為突出。粘蟲Mythimnaseparata(Walker)、褐飛虱Nilaparvatalugens(St(a)l)、白背飛虱Sogatellafurcifera(Horváth)和稻縱卷葉螟Cnaphalocrocismedinalis(Guenée)因其時空

2、動態(tài)上的突發(fā)性和隨機性而頻繁造成我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴重損失。本論文從昆蟲遷飛場的宏觀地理尺度上研究了30～52年時間跨度內(nèi)上述4種害蟲發(fā)生動態(tài)變化的關鍵和主要誘導因素，探討了1998-2003年草地螟LoxostegesticticalisL.特大發(fā)生中蜜源植物的作用，分析總結了害蟲遷飛逃脫天敵的生物地理特征、時空機制及害蟲飛行與生殖的關系，提出了我國遷飛害蟲防控對策的改進建議。主要結果如下： 1、每年春季從華南到江淮流域連續(xù)數(shù)晚的

3、遷飛期(3月-4月中旬)是粘蟲全年種群數(shù)量增長的重要時間窗口。在主要遷出地閩、粵、桂3省區(qū)以及遷飛中轉(zhuǎn)地湘、贛、浙、皖、鄂、蘇、豫7省獲取蜜源是粘蟲順利遷至目標區(qū)域并開始繁殖的先決條件。根據(jù)粘蟲春季遷飛時間與蜜源植物花期、遷飛路徑與蜜源植物分布的吻合程度，從養(yǎng)蜂學中40種主要蜜源植物、62種一般蜜源植物中篩選得出：遷出地粘蟲補充營養(yǎng)的主要蜜源植物包括荔枝LitchichinensisSonn.、柑橘類的蕉柑Citrusreticulat

4、a、甜橙Citrussp.和光葉苕子ViciacraccaL.4種。遷飛中轉(zhuǎn)地的主要蜜源植物有紫云英AstragalussinicusL.和甘藍型油菜BrassicanapaL.。映山紅RhododendronsimsiiPlanch.和木姜子LitseapungensHemsl.是粘蟲在遷飛中轉(zhuǎn)地的一般蜜源植物。Spearman秩相關分析、回歸分析和生物學評價表明：稻田綠肥作物紫云英在長江中下游和華南稻區(qū)空前的大規(guī)模推廣和連年種植，是

5、1966-1977年粘蟲頻繁特大暴發(fā)的關鍵因素；南嶺以南早熟冬小麥面積維持歷史高位，是同期粘蟲頻繁暴發(fā)的重要因素。蜜源植物對粘蟲種群數(shù)量影響的敏感性遠高于幼蟲期的寄主植物，蜜源數(shù)量易受氣象條件影響是種群數(shù)量年度間波動的重要原因。 2、依據(jù)生命表關鍵因子確定原理，參照澳大利亞生物安全處(BiosecurityAustralia)的風險評價矩陣(riskestimationmatrix)，應用條件模擬法從蟲源數(shù)量和危害可能性兩方面研

6、究了1950年以來稻田種植制度中重要因子(稻田品種類別、栽培季節(jié)、蟲源地水稻分布)改變對水稻遷飛害蟲發(fā)生動態(tài)的影響。結果表明：(1)中南半島水稻遷飛害蟲主要初始蟲源地(越南北部)冬春稻集中收獲期由3-4月推遲至5-6月與矮稈感蟲IR系列水稻品種的大面積推廣同屬1960年代后期以來我國水稻遷飛害蟲驟然暴發(fā)的關鍵因子；桂中、桂東北、湘南和贛南等地雙季早稻面積的急劇擴大起了推波助瀾的作用。(2)主要蟲源地雜交稻面積的擴大和南嶺以南雙季早稻集中

7、收獲期由6月中旬推遲至7月上、中旬，是1990年代以來遷飛能力強的白背飛虱種群數(shù)量上升并占據(jù)優(yōu)勢的重要原因。(3)國內(nèi)嶺南水稻收獲期漸趨一致的推遲，使得距離初始蟲源地較遠的桂中、桂北、湘南和贛南等地橋梁田褐飛虱發(fā)生量減少；同時，褐飛虱集中遷飛期由6月下旬推遲至7月上、中旬，迫降褐飛虱的雨帶已經(jīng)北移，使得遷出的褐飛虱降落于更大范圍內(nèi)，加之主要蟲源地應用抗褐飛虱品種，促成了1990年代中期以來褐飛虱暴發(fā)頻率的下降。 3、根據(jù)褐飛虱的

8、遷飛路徑和規(guī)律，利用褐飛虱國內(nèi)遷飛場內(nèi)廣西、廣東、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、江蘇等8省市35個氣象站點1960-1999年間的溫度和降雨資料，研究了褐飛虱特大發(fā)生的氣象特征，結果顯示褐飛虱特大發(fā)生年份的氣象特征可以概括為降雨量的“南少北多”：(1)華南稻區(qū)4-6月降雨較少，廣西南部、廣東西南部4月降雨量不足100mm(40年平均值為153.0mm)，廣西中部、東部和東北部、廣東西北部和湖南南部稻區(qū)5-6月總降雨量不足480mm(40

9、年平均值為516.3mm)；(2)江蘇中部和南部、浙江中部和北部地區(qū)7月份降雨量在320mm以上(40年平均值為192.6mm)。(3)褐飛虱高頻率大發(fā)生的1980年代，廣西中部、東部和東北部、廣東西北部和湖南南部稻區(qū)4-7月的總體降雨量明顯低于其他年代，暴雨日數(shù)也相對較少。降雨量“南少北多”促成褐飛虱特大發(fā)生的內(nèi)在機制是：4-6月南嶺以南降雨量少是異常暖冬的后續(xù)效應，褐飛虱國外初始蟲源數(shù)量巨大，大量遷入我國南嶺以南雙季早稻上；7月份異

10、常強烈的暖濕季風氣流在帶來長江中、下游大范圍持續(xù)降雨的同時，將比常年更大范圍內(nèi)起飛的褐飛虱持續(xù)地帶入華中水稻主產(chǎn)區(qū)，導致褐飛虱的特大暴發(fā)。 4、主要遷飛害蟲成災都具有相同的誘發(fā)因素，即都是種植制度變化帶來了食料的有利改變：(1)水稻遷飛害蟲1960年代后期以來的驟然暴發(fā)主要是蟲源地水稻感蟲性上升、害蟲春季增殖期延長的結果；與現(xiàn)代水稻品種的大面積推廣有關。(2)1970年代粘蟲頻繁暴發(fā)的關鍵誘導因素是粘蟲春季遷飛中轉(zhuǎn)區(qū)稻田綠肥作物

11、紫云英分布和數(shù)量的急劇擴大；與推廣綠肥種植以保證“單改雙”后的水稻高產(chǎn)有關。(3)草地螟在最近一個發(fā)生周期(1995-2004)中危害空前，蜜源植物紫花苜蓿面積的大幅度擴大是重要保證；這又與牛奶產(chǎn)業(yè)對紫花苜蓿需求的急劇膨脹有關。 5、通過分析害蟲遷飛的能量儲備、能量補充及害蟲飛行與生殖的關系，本研究初步認為：(1)成蟲早期的遷飛有利于生殖、成蟲中期的遷飛對生殖無害應該是主要農(nóng)業(yè)害蟲遷飛致災的主要內(nèi)在生物學基礎。(2)遷飛昆蟲形成

12、了弱化飛行對生殖不利影響的多種機制。(3)蜜源植物數(shù)量的增大應該是草地螟在1995-2004暴發(fā)周期中危害空前、持續(xù)期長的重要因素。(4)農(nóng)業(yè)遷飛害蟲遷飛型的脂肪含量要高于非遷飛害蟲和兼性遷飛棉鈴蟲的實驗種群。(5)補充糖類可以快速補充遷飛的能源消耗，這可能是遷飛昆蟲種類中蛾類居多的重要原因之一。 6、探討了害蟲遷飛逃脫天敵而在中、高緯度地區(qū)高頻率致災的機制，初步認為“4差異2效應”促成了害蟲遷飛對天敵的逃脫。即遷飛害蟲與天敵存

13、在生存對策、遷移能力、生物氣候特征和飛行活動節(jié)律等4方面差異，遷飛過程具有對生活力更強種群的“篩選效應”，群體遷飛、集中降落使得遷飛害蟲對天敵具有“淹沒式效應”。 7、遷飛害蟲總體的防控策略是：壓源、預警、布防和調(diào)控。(1)加大對蟲源地遷飛害蟲數(shù)量的監(jiān)測和控制力度。(2)在害蟲遷飛場內(nèi)相關國家和地區(qū)建立以現(xiàn)代技術設備為依托的實時監(jiān)測網(wǎng)絡和信息交流渠道。(3)根據(jù)監(jiān)測信息和預警方案在相關地區(qū)作好相應的物資儲備、技術指導。(4)及時