水稻是世界上重要的粮食作物,水稻也是我国最主要的粮食作物,湖南水稻年播种面积在400万公顷左右,年稻谷总产2300万吨左右,水稻播种面积和产量居全国前列。稻飞虱是东南亚、南亚和东亚等地水稻的主要害虫,湖南水稻上稻飞虱主要为褐飞虱(BPH)Niaaparvata lugens(Stal)和白背飞虱(WBPH)Sogatellafurcifera(Horvath)。稻飞虱不仅造成水稻大幅减产,甚至造成大面积“虱烧”现象,同时稻飞虱还是传播水稻病毒病的媒介昆虫。稻飞虱是一种远距离迁飞性昆虫,湖南省是稻飞虱在东南亚迁飞过程中的重要衔接站,也是稻飞虱迁入与迁出、北迁与南迁的中转站,但是,全面分析湖南稻飞虱发生动态和迁飞习性的研究仍存在许多亟待解决的科学问题。因此,研究稻飞虱在湖南省不同地区的发生动态和迁飞习性,以及解析湖南稻飞虱迁入虫源地分布,对全国稻飞虱的综合防治和预测预报具有指导性作用,可为稻飞虱的异地预测和源头治理提供理论依据。本论文以湖南25个褐飞虱和白背飞虱监测点田间和诱虫灯近7年数据为基础,重点研究分析了临湘、宁乡、汉寿、道县、龙山、东安和宜章褐飞虱和白背飞虱上灯情况和虫源性质,并连续3年研究了宁乡田间和灯下褐飞虱和白背飞虱卵巢发育进度;通过连续3年对褐飞虱和白背飞虱进行罩笼起飞观察,研究了褐飞虱和白背飞虱起飞生物学特性,明确湖南地区褐飞虱和白背飞虱起飞时刻、起飞高峰期、起飞时长、起飞结束、起飞卵巢级别等行为参数;同时结合全国各主要水稻产区141个稻飞虱监测点诱虫灯和田间种群动态数据,利用HYSPLIT轨迹分析平台对湖南25个白背飞虱监测点迁入高峰进行了 17000多次的回推轨迹分析,分别探讨湖南不同时期阶段早稻白背飞虱和晚稻褐飞虱的有效虫源地。然后利用GrADS软件进行风温场和降雨分析,研究白背飞虱和褐飞虱迁入湖南省的降落机制。基于上述研究,获得主要结论如下:1湖南褐飞虱和白背飞虱发生规律(1)湘北白背飞虱始见日期为4月下旬至5月上旬,褐飞虱始见日期多为4月底至5月上中旬;湘南3月下旬即可见白背飞虱上灯,但是褐飞虱始见日期多出现在4月下旬至5月上旬。湖南早稻褐飞虱和白背飞虱主迁入时期为6月上旬和6月底至7月上旬,晚稻主迁入时期为8月上旬、9月上旬和9月底。(2)湖南褐飞虱和白背飞虱发生动态为:结合褐飞虱和白背飞虱上灯情况和田间系统调查,湖南褐飞虱和白背飞虱发生动态为:褐飞虱于4月底至5月上旬(白背飞虱于3月中下旬)有零星成虫迁入湖南,5月底至6月上旬和6月底至7月上旬测报灯和田间虫情系统调查均发现有大量褐飞虱和白背飞虱持续迁入。6月下旬至6月底出现以白背飞虱为主的二代稻飞虱盛发期,7月中旬出现三代成虫高峰期。8月上旬褐飞虱不断迁入晚稻,出现四代盛期。9月上旬褐飞虱出现迁入高峰,出现以褐飞虱为主的五代盛期。9月下旬褐飞虱和白背飞虱不断回迁,出现一个高危期。10月第六代褐飞虱和白背飞虱不能完成世代发育。(3)5月、6月、8月和9月灯下褐飞虱和白背飞虱卵巢发育进度均以Ⅱ级卵巢比例最高,约占80-90%,其次为Ⅰ级卵巢,而较成熟级别的卵巢比例较低;7月和10月褐飞虱和白背飞虱Ⅱ级卵巢比例均减少,Ⅰ级卵巢比例明显上升。灯下褐飞虱和白背飞虱卵巢发育进度存在一定的差异性。(4)6月底以前田间褐飞虱Ⅰ级和Ⅱ级卵巢比例较低,Ⅲ级及以上比例>60%,6月底以前褐飞虱田间虫源性质属于迁入型;6月底至早稻收割,田间褐飞虱卵巢解剖发现各级卵巢均有且比例接近,符合本地繁殖型特点。晚稻移栽后至8月中旬,褐飞虱Ⅲ级及以上比例较高,为迁入型;8月下旬至9月上旬,受褐飞虱迁入量年际变化影响,田间褐飞虱虫源性质可能为迁入型,也可能属于本地繁殖型;9月下旬开始,田间褐飞虱Ⅰ级和Ⅱ级比例迅速增加,田间褐飞虱虫源性质属于迁出型。(5)白背飞虱田间卵巢解剖发育进度表明6月以前,白背飞虱Ⅰ级和Ⅱ级比例<20%,6月以前白背飞虱主要为迁入而来;6月上中旬白背飞虱各级卵巢均有,属于迁飞和本地繁殖型;6月底至早稻收割,白背飞虱Ⅰ级和Ⅱ级比例约占60%,该期间白背飞虱主要为大部分迁出、部分滞留繁殖型;晚稻移栽至8月期间,白背飞虱各级卵巢均有,属于迁飞和滞留型;8月底至晚稻收割,受迁出天气因子影响,田间白背飞虱虫源性质可能为迁出型,也可能为大部分迁出、部分滞留繁殖型。2褐飞虱和白背飞虱起飞观察(1)褐飞虱和白背飞虱起飞高峰时刻温度变化范围在17.2-33.8℃之间,而且起飞高峰时刻温度随日期推移呈提前趋势。9月下旬前褐飞虱和白背飞虱起飞高峰时刻光照强度小于lOOlux,9月下旬开始,起飞光照强度观察值显著增加,峰值甚至达到462.41ux。湖南双季晚稻9月下旬前激发褐飞虱和白背飞虱起飞的关键因子为光照强度;而9月下旬以后,温度是影响褐飞虱和白背飞虱起飞关键因子。降雨是褐飞虱和白背飞虱起飞的一个重要不利因素。本论文研究表明褐飞虱和白背飞虱混合饲养不影响两者起飞时长、起飞高峰期等起飞行为。褐飞虱和白背飞虱爬上剑叶的时刻逐渐提前,而且待飞时长逐渐延长,但是前期白背飞虱起飞持续时长长于褐飞虱,后期褐飞虱长于白背飞虱。(2)褐飞虱和白背飞虱罩笼防虫网上抓获褐飞虱和白背飞虱进行卵巢解剖发现Ⅰ级卵巢所占比例最大,其次是Ⅱ级卵巢,而褐飞虱V级卵巢约占10%,Ⅲ级和Ⅳ级卵巢所占比例最少。3湖南早稻白背飞虱迁飞习性研究(1)本论文研究表明湖南5月上旬和5月中旬白背飞虱虫源地主要集中在中南半岛越南中北部和老挝东北部和中部地区,以及我国22°N以南的两广南部沿海及海南等地;5月下旬白背飞虱虫源地在5月上旬和5月中旬虫源地的基础上,向北扩展至25°N的两广大部分地区;6月上旬湖南白背飞虱多从我国的两广及海南迁飞而来;6月中下旬湖南白背飞虱既可以从境外越南北部和中部,以及老挝和泰国的中部稻区迁入,也可以从我国27°N以南的湖南、江西稻区,以及两广和海南稻区迁入湖南;7月上旬湖南白背飞虱虫源地在进一步向北延伸,30°N以南的湖南、江西均可成为湖南白背飞虱虫源地。(2)湖南早稻白背飞虱迁入的主要运载气流有:来自孟加拉湾的西南气流(含西南低空急流)、来自南海的偏南气流、来自西太平洋西侧的东南气流,西南气流为影响湖南省稻飞虱迁入的主要运载气流,在迁入高峰分析中分别占64.51%、23.59%和11.90%。西南气流可携带中南半岛北部的白背飞虱迁入湖南,而西南低空急流可以将中南半岛中部及以南地区的白背飞虱携带进入湖南;偏南气流和东南气流主要携带海南和部分广东、江西白背飞虱进入湖南。(3)湖南早稻白背飞虱降落于湖南的主要原因是降雨,其次为风向切变,两者分别占60.74%和21.72%。持续性降雨往往给降雨区带来持续性迁入高峰。白背飞虱并非完全被动选择降雨带作为降落区,研究表明白背飞虱同期上灯最高值多出现在降雨南侧的边缘地区。除开降雨,低温屏障是白背飞虱迁入早期(5月份期间)导致白背飞虱降落湖南的一个原因(占总迁入峰的1.58%)。4湖南晚稻褐飞虱迁飞习性研究(1)湖南8月第一侯至第三侯褐飞虱核心虫源地位于早稻收割较晚的湖南西南部丘陵地区,以及与之交界的广西北部地区;8月第四侯褐飞虱虫源地主要位于江淮一带,如安徽北部和西部地区、江苏北部的一季中稻地区;8月下旬湖南褐飞虱主要来自安徽、江苏和浙江交界一带,以及31°N以北的湖北稻区;9月上旬湖南省褐飞虱虫源地主要位于安徽、湖北以及贵州省东部和南部的一季稻区;9月中旬湖北和贵州、江淮一带的安徽、江苏和浙江,以及湖南北部地区的褐飞虱均可成为湖南褐飞虱迁入的有效虫源地;9月下旬长江中下游稻区的褐飞虱均可随不同的运载气流迁入湖南,成为湖南褐飞虱的虫源地,其核心虫源区域位于安徽、江苏、浙江、湖北和江西北部地区。(2)湖南晚稻褐飞虱迁入的主要运载气流有:偏北气流、偏东气流(主要伴随台风出现)和东北气流(主要集中在9月至10月,导致褐飞虱秋季回迁的形成)。偏北气流、东北气流和偏东气流气旋运载褐飞虱迁入湖南次数分别为625、773和319次,分别占总迁入高峰的30.85%、38.15%和15.75%。。(3)本论文研究表明下沉气流、降雨、气旋和低温屏障是晚稻褐飞虱降落湖南的主要原因,分别占迁入高峰的25.23%、27.64%、7.11%和4.10%。