云南东部稻区白背飞虱种群增殖影响因子分析

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  摘要为探讨云南省东部稻区白背飞虱种群增殖的主要影响因子,采用正交试验分析了盆栽笼罩条件下白背飞虱种群在虫口密度、接虫时期和水稻品种不同组合条件下增殖倍数。结果表明:(1)接虫时期、接虫密度、品种对白背飞虱种群增殖倍数有极显著的影响,影响作用大小为:接虫时期(F=23.1,P<0.001)>接虫密度(F=12.8,P<0.001)>品种(F=5.6,P=0.003);移栽期、拔节期、孕穗期和抽穗期接虫的种群增殖倍数分别为30.1、16.4、8.1和1.3倍,移栽期接虫的种群增殖倍数最高,与拔节期、抽穗期、孕穗期接虫差异极显著 (P<0.01);5、10、20和40对/丛等4个接虫密度的种群增殖倍数分别为22.1、21.7、7.2、4.9倍,以5对/丛接虫密度的种群增殖倍數最高,与10对/丛处理间差异不显著(P>0.05),与20、40对/丛处理间差异极显著 (P<0.01);品种‘丰优香占’、‘红优7号’、‘云恢290’和‘明两优527’上的种群增殖倍数分别为21.6、15.9、10.8和7.7倍,以‘丰优香占’的种群密度最高,与‘红优7号’间差异不显著(P>0.05),与‘云恢290’、‘明两优527’处理间差异极显著 (P<0.01)。(2)对接虫量、苗龄、田间均温和田间均湿等因素进行多元回归分析,在品种‘红优7号’上,种群增殖模型回归方程为Y=-67.05 1.76 X1-1.36 X2 3.70 X3 0.03 X4(Y为增殖倍数、X1为接虫量、X2为苗龄、X3为平均气温、X4为平均湿度,下同)。‘丰优香占’品种的回归方程为Y= -91.65-0.16 X1-0.38 X2 3.39 X3 0.41 X4。‘云恢290’品种的回归方程为Y = -59.79 0.23 X1-0.12 X2 2.28 X3 0.10 X4。‘明两优527’品种的回归方程为Y = -8.81 0.27 X1-0.15 X2 0.92 X3 0.01 X4。在水稻移栽期接虫,接虫密度为5对/丛,品种为‘红优7号’时,白背飞虱的种群增殖倍数为43.3。本研究表明在移栽期至拔节期,较低的成虫密度往往能导致较大的种群增殖。
  关键词
  白背飞虱;正交试验;种群增殖;影响因子;云南
  中图分类号:
  S 435.112.3
  文献标识码:A
  DOI:10.3969/j.issn.05291542.2017.05.008
  Analysis of the factors impacting on population proliferation of whitebacked
  planthopper (Sogatella furcifera) in rice areas of eastern Yunnan
  Li Xiangyong1,Yin Yanqiong1,Zhao Xueqing1,Zhai Baoping2,Chen Aidong1
  (1. Institute of Agricultural Resources and Environment, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming650205, China;
  2. Department of Entomology, Nanjing Agricultural University, Nanjing210095, China)
  Abstract
  To find out the main factors affecting population proliferation of the whitebacked planthopper (WBPH), Sogatella furcifera in eastern Yunnan, an orthogonal experiment was designed in the potting covered with net to analyze the impact of population densities, insect inoculation period and rice varieties on the reproduction of S. furcifera. The results showed that : i)the insect inoculation period, population densities and rice varieties had significant impact on the population reproduction. The impact sequence from strong to weak was developmental period (F=23.1,P=0.000), initial density (F=12.8,P=0.000), variety (F=5.6,P=0.003). Population multiplication during transplanting period, jointing stage, booting stage and heading stage were 30.1, 16.4, 8.1 and 1.3 times, respectively. The variance analysis showed significant differences between transplanting period and others stages (P<0.01). Multiplication at 4 initial densities ( 5 adult pairs / clump, 10 adult pairs/ clump, 20 adult pairs/ clump, 40 adult pairs/ clump) were 22.1,21.7,7.2 and 4.9 times , respectively, and there was significant difference between the initial densities of 5 adult pairs/ clump and 20 adult pairs / clump, 40 adult pairs/ clump (P<0.01). Proliferation rates of the varieties ‘Fengyouxiangzhan’, ‘Hongyou 7’, ‘Yunhui 290’ and ‘Mingliangyou 527’ were 21.6, 15.9 , 10.8 and 7.7 times, respectively. There was significant difference between ‘Fengyouxiangzhan’ and ‘Yunhui 290’, ‘Mingliangyou 527’ (P< 0.01); ii)analysis of the relationship between proliferation rate and independent variables (pest density, seedling age, mean temperature and humidity) by the multiple regression analysis generated a regressional model of population proliferation for ‘Hongyou 7’: Y= -67.05 1.76 X1-1.36 X2 3.70 X3 0.03 X4 (Y, proliferation multiples; X1, pest density;X2, seedling age; X3, temperature; X4, humidity; the same below), a regression model for ‘Fengyouxiangzhan’: Y= -91.65-0.16 X1-0.38 X2 3.39 X3 0.41 X4, a population proliferation model for ‘Yunhui 290’: Y=-59.79 0.23 X1-0.12 X2 2.28 X3 0.10 X4, and a population proliferation model for ‘Mingliangyou 527’: Y=-8.81 0.27 X1-0.15 X2 0.92 X3 0.01 X4. Population multiplication of S. furcifera was 43.3 times during rice transplanting period, at 5 /clump pest density for ‘Hongyou7’. The results indicated that, from the transplanting stage to jointing stage, a lower immigration density of whitebacked planthopper could result in a larger population proliferation.   Key words
  Sogatella furcifera;orthogonal experiment;population proliferation;influence factor;Yunnan
  白背飞虱Sogatella furcifera Horvth是我国水稻产区的重要迁飞性害虫,也是云南省稻区的常年优势种,其发生与为害存在明显的区域性、严重性和复杂性[1]。近年来,白背飞虱的发生频次增加,对移栽期至拔节期的水稻秧苗危害严重,迁入种群在云南稻区往往能造成落地成灾。师宗中稻区位于云南省东部,常年于3月底育秧,5月中旬移栽;5-7月是师宗县白背飞虱田间种群为害高峰期[2],由于白背飞虱在师宗稻区无法越冬[3],主害代虫源以迁入虫源为主[4],郑大兵等[5]对1990-2012年45个迁入高峰日白背飞虱虫源地的轨迹分析结果表明,缅甸东北、越南北部和金三角地区都是师宗4月份白背飞虱的主要虫源地,越南西北部、老挝北部、缅甸东北部和滇西南则是师宗5月份白背飞虱的主要虫源地。
  水稻生育期和虫口密度会影响白背飞虱的种群增殖,在‘武育粳3号’水稻的拔节至孕穗初期,白背飞虱低密度区的增殖速度明显,低密度区的增殖速度要大于高密度区[6]。目前已有研究以单个水稻品种为寄主植物材料,研究了笼罩条件下在水稻孕穗期接种不同虫量后的种群增殖能力[7]。正交试验设计是一种研究多因素多水平试验的有效方法,它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,已经应用于很多研究领域。正交试验设计在昆虫学中的应用较多是关于昆虫饲养中饲料配方的研究[810]。
  本研究的目的在于探讨影响白背飞虱种群增殖能力的外部条件因子,诸如水稻品种、水稻生育期和虫口密度等。明确白背飞虱在不同品种、不同虫口密度及不同生育期的种群增殖能力,可为田间种群发生动态的监测预警和及时开展防治工作提供技术支持。
  1材料与方法
  1.1试验设计
  选择水稻品种、接虫时期及虫口密度3个因素,每个因素设置4个水平(详见正交设计表1),根据各因素组合进行调查。稻苗移栽与当地的大田移栽时间一致,将4个品种的适龄秧苗3株/丛移栽至盛有稻田土的塑料桶内(d=25 cm,h=60 cm),保证秧苗不带虫,塑料桶外罩80目50 cm×100 cm尼龙纱网罩,避免外部白背飞虱成虫飞入,放置在稻田边。因素组合共16组,每个因素组合重复4次共计64盆秧苗。
  稻苗移栽成活后,将白背飞虱长翅成虫按试验方案接入纱笼内的水稻植株上,试验在师宗县五龙乡进行。
  1.2调查方法
  接虫5 d后开始调查若虫、长翅成虫及短翅成虫数量,每7 d调查1次,至水稻蜡熟期结束,采用盘拍法调查每丛稻苗上的白背飞虱成虫、若虫数量。调查时,进入纱笼内之后及时密封笼子,避免水稻植株上的白背飞虱成虫逸出,盘拍调查记录虫量后,将盘内成虫及若虫拍击倒在水稻植株上。
  试验同期用自动温湿度记录仪(HE 173,深圳华图测控系统有限公司)记录田间温湿度。
  1.3数据分析方法
  以水稻整个生育期内种群最大值和初始接虫密度的比值作为种群增殖率。用SPSS 13.0(SPSS Inc.)软件中的Analyze菜单下的“General Linear Model”分析不同因素对种群增殖率的影响作用大小和同一因素不同水平处理间的差异性比较[11]。同时对不同水稻品种上的接虫密度、秧苗移栽后天数、田间均温和田间均湿等因素进行逐步多元回归分析,初步建立不同水稻品种的种群增殖模型。
  2结果分析
  2.1各因素影响作用方差分析
  总体而言,在水稻移栽期接虫,白背飞虱的种群增殖倍数最高,随着接虫时间的逐步后移,白背飞虱的种群增殖倍数递减,根据表1中的种群增殖倍数结果进行方差分析,结果如表2所示。
  从表3方差分析可以看出,接虫时期、接虫密度、品种这3个因素对白背飞虱的种群增殖倍数都有极显著影响。根据各因素的F值大小,可确定3个因素对种群增殖倍数的影响作用大小为接虫时期(F=23.1,P<0.001)>接虫密度(F=12.8,P<0.001)>品种(F=5.6,P=0.003)。
  2.2接虫时期影响作用分析
  在移栽期、拔节期、孕穗期和抽穗期等4个时期接虫,移栽期接虫的种群增殖倍数最高,为30.1倍,其次是拔节期16.4倍、孕穗期8.1倍、抽穗期1.3倍。对各接虫时期的配对比较结果表明,移栽期接虫的种群增殖倍数与拔节期、抽穗期、孕穗期接虫的增殖倍数存在极显著差异(P<0.01),拔节期与孕穗期接虫的种群增殖倍数存在显著差异(P<0.05)、与抽穗期存在极显著差(P<0.01),孕穗期与抽穗期接虫的种群增殖倍数差异不显著(P>0.05)(表4)。
  2.3接虫密度影响作用分析
  5、10、20和40对/丛等4个接虫密度中,5对/丛接虫密度的种群增殖倍数最高,为22.1倍,其次是10对/丛21.7倍、20对/丛7.2倍、40对/丛4.9倍。对各接虫密度的配对比较结果表明,5对/丛接虫密度种群增殖倍数与10对/丛接虫密度间差异不显著(P>0.05)、5对/丛接虫密度种群增殖倍数与20、40对/丛接虫密度处理间存在极显著差异(P<0.01);10对/丛接虫密度种群增殖倍数与20、40对/丛接虫密度处理间存在极显著差异(P<0.01);20对/丛接虫密度、40对/丛接虫密度处理间差异不显著(P>0.05)(表5)。
  2.4品种影响作用分析
  4个品种中, ‘丰优香占’上白背飞虱的种群增殖倍数最高,为21.6倍,其次是 ‘红优7号’,为15.9倍, ‘云恢290’为 10.8倍, ‘明兩优527’为7.7倍。对各品种的配对比较结果表明,‘丰优香占’品种上种群增殖倍数与‘红优7号’品种间差异不显著(P>0.05)、‘丰优香占’上种群增殖倍数与‘云恢290’、‘明两优527’品种间存在极显著差异(P<0.01);‘红优7号’与‘明两优527’品种间存在显著差异(P<0.05),与‘云恢290’品种间差异不显著(P>0.05);‘云恢290’与‘明两优527’品种间差异不显著 (P>0.05)(表6)。   2.5白背飞虱在不同水稻品种上种群增殖模型
  对接虫量、秧苗移栽后天数、田间均温和田间均湿等因素进行多元回归分析(全进入法),初步建立白背飞虱在4个水稻品种上的种群增殖模型,4个品种上白背飞虱的回归模型各参数如表7所示。在品种‘红优7号’上,种群增殖模型回归方程的回归系数为0.865,回归方程的F值检验表明增殖倍数与各变量间相关性极显著(F=0.865, P<0.01),对各自变量的回归系数显著性分析结果表明:水稻苗龄、虫量和田间平均温度对增殖倍数有极显著的线性相关性(P<0.01),回归方程为Y= -67.05 1.76 X1-1.36 X2 3.70 X3 0.03 X4(Y为增殖倍数、X1为接虫量、X2为苗龄、X3为平均气温、X4为平均湿度,下同)。
  在品种‘丰优香占’上,种群增殖模型回归方程的回归系数为0.706,回归方程的F值检验表明:增殖倍数与各变量间相关性极显著(F=9.46,P<0.01), 对各自变量的回归系数显著性分析结果表明:水稻苗龄、田间平均温度对增殖倍数有极显著的线性相关性(P<0.01),平均湿度与增殖倍数有显著的线性相关性(P<0.05);回归方程为Y =- 91.65 - 0.16X1 - 0.38 X2 3.39 X3 0.41X4。
  1) 表中各数据上标**表示0.01水平显著性,*表示0.05水平显著性。
  **indicates the significance at P=0.01 level; * indicates the significance at P=0.05 level.
  在品种‘云恢290’上,种群增殖模型回归方程的回归系数为0.805,回归方程的F值检验表明:增殖倍数与各变量间相关性极显著(F=17.43,P<0.01), 对各自变量的回归系数显著性分析结果表明:水稻苗龄、虫量和田间平均温度与增殖倍数有极显著的线性相关性(P<0.01),回归方程为Y=-59.79 0.23X1-0.12X2 2.28X3 0.10X4。
  在品種‘明两优527’上,种群增殖模型回归方程的回归系数为0.515,回归方程的F值检验表明增殖倍数与各变量间相关性极显著(F=3.43,P<0.05), 对各自变量的回归系数显著性分析结果表明:虫量和田间平均温度与增殖倍数有显著的线性相关性(P<0.05);回归方程为Y=-8.81 0.27X1-0.15X2 0.92X3 0.01X4。
  3结论与讨论
  本研究通过对接虫时期、接虫密度、品种等因素对白背飞虱种群增殖倍数的影响作用分析,明确了当水稻处于移栽期、较低的虫口密度(接虫密度5~10对/丛)时,白背飞虱的种群增殖倍数较大,在所选用的4个品种中,除‘明两优527’外,其余3个品种的种群增殖倍数均在10倍以上。在移栽期,接虫密度为5对/丛,品种为‘红优7号’时,白背飞虱的种群增殖倍数最大。白背飞虱是云南省稻区的重要害虫,在水稻的各生长阶段均有迁入虫峰。在移栽期至拔节期,较低的迁入密度往往能导致较大的种群增殖。在实际的预测预报工作中,应当注意白背飞虱在移栽-拔节期时,较低的种群密度条件下种群增殖倍数较大的现象。水稻植株韧皮部汁液中的蔗糖、氨基酸、无机盐和有机酸等是褐飞虱生长发育和生殖所需的主要营养物质[12],游离氨基酸的含量影响着稻飞虱的种群增殖能力,如感虫品种‘TN1’叶鞘内的主要游离氨基酸含量和氨基酸总量均高于抗虫品种,游离氨基酸含量与褐飞虱的产卵量呈显著正相关[13]。本研究结果表明白背飞虱在移栽期和拔节期的种群增殖能力较强,而在孕穗和抽穗期的种群增殖能力较弱,水稻植株不同生育期的氨基酸含量变化特征及其与种群增殖倍数之间的相关性还有待于研究。
  白背飞虱种群密度制约效应明显[14],本研究中,20对/丛和40对/丛的接虫密度下的种群增殖倍数均低于10倍,而5对/丛和10对/丛的种群增殖倍数均高于20倍,可见种群密度对白背飞虱的增殖有明显的密度抑制作用。在白背飞虱早期迁入的过程中,每丛稻株上的白背飞虱密度往往较低,但在实际的预测预报和防治过程中更应该注意白背飞虱在低密度条件下的高增殖率问题。本研究选用的4个水稻品种是师宗稻区当地的主栽品种,除‘明两优527’外,其余3个品种上的种群增殖倍数较大,因此可适当增加‘明两优527’品种的推广力度。
  参考文献
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  (责任编辑:田喆)
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