氮素作为稻田生态系统中最主要的影响因素之一,不仅对水稻自身产量的形成有决定作用,而且对田间植食性昆虫种群以及稻田生物群落产生了极大的影响。我国水稻种植过程中往往存在着氮肥施用过量的情况,不仅会导致一系列的环境问题,而且会导致害虫种群猖獗危害。因此探明不同氮素处理对水稻与害虫互作的影响效应,对于合理施用氮肥及害虫治理具有重要意义。为此,本项目以水稻和水稻最为严重的害虫之一褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)为研究对象,拟在系统探讨不同施氮量水稻对褐飞虱取食、产卵、生长发育以及寄主定位行为影响的基础上,对不同施氮量水平下水稻表面的物理结构、挥发性化合物、韧皮部游离氨基酸等进行分析,并开展了两年的田间试验观察,以期为探明施氮量对水稻与褐飞虱互作关系的影响效应及机理奠定基础。主要的研究结果如下:1.褐飞虱取食不同施氮量水稻的取食行为利用刺吸电位技术(Electrical Penetration Graph,EPG)探究了不同施氮量水稻对褐飞虱取食行为的影响。结果表明,褐飞虱取食珞优10号的非刺探波(np)和刺探路径波(ph)持续的总时间随着施氮量的增加显著的降低,而韧皮部取食波(N4-b)的持续时间随着施氮量的增加显著增加,分泌唾液波(N4-a)持续的总时间在不同施氮量水稻之间无显著的差异;而施氮量对褐飞虱在扬两优6号上的取食行为无显著影响,各个波形的持续时间在低氮、中氮和高氮水稻之间均无显著差异。扫描电镜观察的结果表明,施氮量对水稻叶鞘表面物理结构有一定的影响,叶鞘表面勾毛密度与施氮水平呈负相关;在低氮水平条件下,对褐飞虱表现出明显抗性的珞优10号叶鞘表面的勾毛密度显著的高于感虫品种扬两优6号,但在高氮水平条件下,两个品种叶鞘表面的勾毛密度无显著差异。2.褐飞虱在不同施氮量水稻上产卵及发育历期对褐飞虱在不同施氮量水稻产量及发育的测定结果表明,褐飞虱在低氮处理珞优10号上的产卵量和孵化率,均显著低于中氮和高氮处理水稻;褐飞虱在低氮处理扬两优6号上卵的孵化率,显著低于中氮和高氮处理水稻,但不同施氮量扬两优6号上的产卵量无显著差异。GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer)测定水稻韧皮部游离氨基酸的结果表明,不同施氮量两种水稻上的氨基酸共15种,施氮量对韧皮部游离氨基酸的影响与水稻品种相关;高氮条件下珞优10号韧皮部的天冬酰胺含量显著的高于低氮和中氮处理,扬两优6号韧皮部汁液中各种游离氨基酸的相对含量在不同施氮量处理之间无显著差异。3.褐飞虱对不同施氮量水稻的寄主选择行为利用H-型嗅觉仪和模拟自然条件对褐飞虱的寄主选择行为进行了测定。H-型嗅觉仪测定的结果表明,与低氮处理同种水稻相比,褐飞虱显著的趋向于选择中氮和高氮处理的水稻,但在中氮与高氮水稻之间无显著的趋向性;在不同的水稻品种之间,在低氮处理条件下,褐飞虱显著的趋向扬两优6号水稻,但在中氮和高氮条件下,褐飞虱对两个品种的选择无显著差异。模拟田间选择试验的结果表明,与低氮处理的同种水稻相比,褐飞虱显著的趋向于选择中氮和高氮处理的水稻;在高氮处理条件下,褐飞虱显著的趋向于选择扬两优6号水稻,但在低氮和中氮条件下,褐飞虱对两种水稻的选择无显著差异。通过GC-MS从不同施氮量的两种水稻中共分离鉴定出了14主要挥发物性化合物,施氮量对水稻挥发物具有显著影响,并与水稻的品种相关,珞优10号中的柠檬烯、α-柏木烯,扬两优6号中的柠檬烯、β-柏木烯等几种挥发物的相对含量随着施氮量的增长而增加。4.不同施氮量稻田褐飞虱种群动态2015和2016年褐飞虱田间种群数量调查结果表明,不同施氮量稻田褐飞虱种群数量存在一定差异,主要表现在水稻分蘖后期,两个水稻品种低氮处理稻田褐飞虱种群数量,均显著低于中氮和高氮处理;但在相同的施氮量条件下,两个水稻品种稻田褐飞虱的种群数量并无显著差异。对田间小气候系统记录的结果表明,施氮量对稻田小气候有显著的影响,主要表现为随着施氮量的增加田间小气候趋于稳定,田间温度随着施氮量的增加而降低,而湿度随着施氮量的增加反而下降。低氮处理扬两优6号水稻的温湿度因子与田间褐飞虱的发生量存在显著的线性关系。