土壤施用生物质炭对取食水稻的灰飞虱生活史特征的影响

【目的】为评价土壤施用生物质炭在防治农作物害虫中的潜力,观察了土壤施用生物质炭对取食水稻的灰飞虱(Laodelphax striatellus)发育和生殖的影响。【方法】开展室内盆栽试验,采用生物质炭种类(玉米、水稻和小麦秸秆)与添加量(0、30和50 g/kg)的2因素×3水平组合处理土壤,种植水稻苗、接种灰飞虱,观察灰飞虱的发育和生殖表现。【结果】1)生物质炭种类与添加量互作影响灰飞虱若虫历期,当施用玉米或水稻生物质炭时,不同添加量之间的若虫历期无显著差异;当施用小麦生物质炭时,添加30 g/kg生物质炭处理下的若虫历期比对照(18.70±0.30 d)延长1.54 d。2)生物质炭种类与添加量没有显著互作影响雌成虫寿命。添加量不影响,但生物质炭种类具有显著影响,施用玉米或小麦生物质炭处理雌成虫寿命比水稻生物质炭处理雌成虫寿命(23.70±0.48 d)分别延长2.13 d或3.10 d。3)生物质炭种类与添加量互作影响灰飞虱雌虫终身产卵量,施用生物质炭使生殖力下降,但下降幅度随生物质炭处理不同而异,当添加30 g/kg生物质炭时,施用玉米生物质炭处理下的雌虫终身产卵量(176.40±6.84粒)比施用水稻或小麦生物质炭处理分别多22.80粒或18.95粒;当添加50 g/kg生物质炭时,施用玉米生物质炭处理的雌虫终身产卵量(140.30±3.26粒)比施用水稻或小麦生物质炭处理分别少16.90粒或21.60粒。【结论】施用生物质炭可减弱灰飞虱的生殖力,减幅随生物质炭种类与添加量的不同而异。     

土壤添加生物质炭对黏虫生长发育和生殖的影响

为探究土壤添加生物质炭对植食性咀嚼式口器害虫的影响,选用黏虫为研究对象,设0、15、30和50g·kg~(-1)四个土壤添加生物质炭处理,对盆栽种植的麦苗接初孵黏虫幼虫,观察和分析幼虫生长发育和成虫生殖力的变化。结果表明,随生物质炭施用量的增大,黏虫幼虫发育历期呈线性缩短趋势,50g·kg~(-1)生物质炭处理下幼虫发育历期为19.0d,较不添加生物质炭处理下降6.5%。黏虫蛹鲜重随生物质炭添加量增大呈线性减小趋势,其中50g·kg~(-1)生物质炭处理下雌虫蛹鲜重为0.28g,较不添加生物质炭处理下降12.5%。施加生物质炭对黏虫的化蛹率(平均69.89%)和羽化率(92.08%)无显著影响。但随生物质炭施用量的增大,黏虫产卵量呈线性增大的趋势,50g·kg~(-1)生物质炭处理产卵量为605粒,较不添加生物质炭处理下增加近3.3倍。以上结果说明,施用生物质炭有提高黏虫生殖潜力的作用。     

施氮对白背飞虱在水稻上适应性的影响

 以杂交稻组合汕优63、常规粳稻品种秀水63和常规籼稻品种浙733为材料,采用室内继代饲养的方法,研究了不同类型水稻品种上施用氮肥对白背飞虱生长发育、存活率和繁殖等的影响。结果表明,施用氮肥可以显著提高白背飞虱种群生态适应性。同一水稻品种,在施用氮肥的植株上白背飞虱若虫历期缩短,随着取食代数的增加,在不施氮稻株上的若虫历期明显延长,而在施氮稻株上的若虫历期则明显缩短。白背飞虱若虫存活率随着施氮而显著提高,品种和饲养代数对其存活率也均有着极显著的影响。在施氮水稻植株上的白背飞虱雌成虫体质量和产卵量均显著高于不施氮肥上的。随着饲养代数的增加,同一品种的施氮稻株上雌成虫体质量、产卵量及卵孵化率均增加,而在不施氮稻株上则相反。水稻品种、饲养代数和氮肥水平对白背飞虱雌成虫体质量和产卵量均有着极显著的影响。     

补充营养对茶银尺蠖成虫寿命和产卵量的影响

茶银尺蠖[Scopula subpunctaria (Herrich-Schaeffer)]是危害茶树的常见害虫之一。为了更好地在实验室内饲养此害虫,获得大量供试虫源,研究了补充不同营养对茶银尺蠖成虫寿命和产卵量的影响。结果表明,成虫补充10%蜂蜜水和10%糖水时,雌成虫平均单雌产卵量显著提高,分别为(152.5±16.83)粒和(177.5±19.01)粒;产卵期显著延长,分别为(17.8±1.08) d和(21.4±1.27) d。补充不同营养对雌成虫产卵期和产卵后期有显著影响,但对产卵前期影响不显著。补充10%糖水时,雌成虫的寿命最长,为(29.1±1.41) d,显著高于其他处理;而在10%蜂蜜水、水和对照处理下,雌成虫寿命分别为(23.8±1.15)、(14.4±0.48)、(6.3±0.37) d。补充10%糖水和10%蜂蜜水时,雄成虫的寿命分别为(21.3±0.93) d和(19.5±1.20) d,显著高于水和空白对照处理。在每个处理下,雌成虫的寿命均高于雄成虫。综上所述,10%糖水可作为成虫补充营养的最佳选择。     

利用PEG6000模拟研究干旱胁迫对褐飞虱取食和产卵的影响

 在实验室条件下,以感虫品种TN1、抗虫品种IR36和抗旱品种旱优3号为材料,采用聚乙二醇6000（PEG6000）模拟干旱处理水稻植株,研究干旱胁迫对褐飞虱取食和产卵的影响。结果表明,在同一水稻品种上,褐飞虱雌成虫在稻株上数量随着PEG6000浓度的上升而显著减少（P<0.001）,而褐飞虱若虫在不同PEG6000浓度处理的水稻植株上数量无显著差异（P=0.093）。褐飞虱雌成虫在48 h内的蜜露分泌量和在稻株上72 h内的产卵量均与PEG6000浓度呈显著负相关。在感虫品种TN1上,褐飞虱若虫在不同浓度PEG6000处理稻株上的分布无显著差异;而在抗旱品种旱优3号和抗虫品种IR36上,随着PEG6000浓度的上升,水稻基部的褐飞虱若虫数量明显增多。在TN1和旱优3号上,褐飞虱雌成虫蜜露分泌量随PEG6000浓度上升而显著减少;而在IR36上,褐飞虱雌成虫在不同浓度PEG6000处理水稻植株上的蜜露分泌量均很少且无显著差异。     

不同氮肥水平下转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响

在目前氮肥施用量依然偏多的大背景下,氮肥与转 Bt 基因水稻的相互作用是否会对稻田中非靶标节肢动物产生影响是转基因水稻安全评价的重要内容。本研究在室内条件下用0 kg/hm²、100 kg/hm²和250 kg/hm²3个氮肥水平处理的转 Bt 基因水稻T1C-19和T2A-1以及非转基因亲本水稻明恢63,连续饲养褐飞虱和白背飞虱4代,研究在不同氮肥条件下,转 Bt 基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响。结果显示,在同一水稻品种上,氮肥的过量施用,显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,并且随着代数的增加具有一定的累加效果。同一氮肥水平条件下,转 Bt 基因水稻和对照相比对同代褐飞虱和白背飞虱的若虫发育历期、雌虫体质量、成虫寿命、褐飞虱若虫孵化率、存活率均无显著影响。而在100 kg/hm²和250 kg/hm²施氮水平下取食转基因水稻T1C-19的褐飞虱在第1代至第3代的每雌产卵量均显著低于另一转基因品种T2A-1以及对照品种明恢63,但第4代褐飞虱在各品种上的产卵量无显著差异。本研究结果表明,氮肥的施用显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,供试两种转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱的生态适应性无显著影响。这为转基因水稻的安全评价提供了一定的理论依据。     

不同植物上灰飞虱适合度的研究

 通过室内笼罩饲养法观察了水稻、玉米、高粱、稗草等57种植物上灰飞虱Laodelphax striatellus（Fallén）的生长发育繁殖情况。不同供试植物上灰飞虱羽化率、若虫历期、初羽化成虫体质量、成虫寿命和产卵量等参数均存在不同程度的差异。结合主成分分析和种群趋势指数分析,发现57种供试植物中,适宜灰飞虱生存的寄主植物有稗草等5种,这些植物上灰飞虱羽化率介于59.4%~86.9%,种群趋势指数在27.8以上;较适宜灰飞虱生存的寄主植物有黑麦草等9种,灰飞虱羽化率在27.0%~64.5%,种群趋势指数多在10以上;较不适宜灰飞虱生存的寄主植物有牛筋草等5种,羽化率介于130%~35.6%,种群趋势指数为1~10;不适宜灰飞虱生存的植物有无芒雀麦等13种,羽化率在10%以下,种群趋势指数在1以下;玉米等25种植物上灰飞虱若虫不能羽化为成虫。其中,黑麦草、棒头草、菵草、白顶早熟禾、野燕麦和荠菜等为新证实的寄主植物。     

水稻黑条矮缩病毒对非介体稻飞虱——白背飞虱适应性的影响

 为明确水稻感染病毒病后对非介体稻飞虱的影响,在室内研究了水稻感染黑条矮缩病病毒后对白背飞虱的生态适应性及其体内相关的保护酶和解毒酶活性的影响。结果表明, 在感染病毒水稻植株上取食对白背飞虱若虫存活率、发育历期、成虫性比、雌成虫体质量、产卵量和卵孵化率等影响不显著,但雌成虫寿命和卵历期显著缩短。取食感病稻株的成虫体内保护酶(CAT、SOD和POD)和解毒酶(AchE、 GST和CAE)的活性均显著增强。结果证明水稻感染黑条矮缩病病毒后非介体白背飞虱的适应性提高。     

灰飞虱LHSC70基因表达特性及功能

灰飞虱是我国主要水稻害虫之一,在各水稻种植区均有分布,对环境具有较强的适应性。HSP70作为分子伴侣在生物生长发育和外界刺激应激中发挥重要作用。HSC70是HSP70家族重要成员之一,具有组成型表达特性。为探讨灰飞虱对环境适应的分子机理,本研究采用qPCR、RNA干涉等技术研究了灰飞虱HSC70的表达特性和功能。结果表明,灰飞虱HSC70基因长1971bp,命名为LHSC70,编码656个氨基酸,推测分子量为71.6kD,等电点为5.46,含HSP70家族3个标签序列,具有HSP70典型结构特征。系统进化分析表明LHSC70与褐飞虱HSC70同源性最高,达到99%。LHSC70基因的表达与龄期有关,1~5龄若虫的表达量无显著差异,但雌成虫的表达量明显高于若虫和雄成虫;10、16、22、26、30、34、38、42℃下,雌成虫LHSC70基因表达量变化不显著。RNA干涉抑制雌成虫LHSC70基因表达,导致其耐热性下降,而产卵量变化不大。这些结果说明灰飞虱LHSC70为组成型热激蛋白70,与组成抗性有关,与繁殖关系不大,且不受热激诱导。     

褐飞虱小分子量热激蛋白基因表达特性和功能

【目的】研究褐飞虱小分子量热激蛋白的表达特性和功能,明确其在褐飞虱温度胁迫适应中的作用。【方法】采用BLAST从转录组数据库中筛选褐飞虱小分子量热激蛋白基因序列;利用Bioedit、Mega等分子生物学软件进行序列分析;利用qPCR技术分析目的基因在不同处理下的表达特性;利用原核表达技术研究其功能。【结果】筛选到6个含有α-晶体结构的小分子量热激蛋白基因NlHsp20.9、NlHsp21.6、NlHsp21.9、NlHsp22.4、NlHsp23.1、NlHsp28.7,其ORF长度依次为561、531、570、570、588和735 bp,理论等电点为5.96、5.77、6.32、5.01、5.74和7.74。NlHsp28.7在3龄若虫中的表达量最高,而NlHsp21.9和NlHsp23.1在雌成虫中的表达量最高。雌虫在低温胁迫后所有小分量热激蛋白基因的表达量均下降,高温胁迫后除NlHsp22.4外的其他5个基因表达量不同程度上调;3龄若虫在低温胁迫后一半sHsps表达量下降,另一半上升,高温胁迫后全部上调。转化褐飞虱sHsps的重组大肠杆菌热激存活率显著上升。【结论】褐飞虱小分子量热激蛋白具有龄期和诱导表达特性及热胁迫保护功能,可能在其高温胁迫应激中具有重要作用,在低温胁迫应激中的作用与虫态有关。     

生物炭与氮肥施用对双季稻田温室气体排放的影响

以我国南方双季稻田为研究对象,旨在探究生物炭与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响。试验共设置5个处理,分别为不施氮肥不施生物炭（N0B0）、单施40 t/hm²生物炭（N0B2）、单施氮肥（N1B0）、氮肥配施20 t/hm²生物炭（N1B1）、氮肥配施40 t/hm²生物炭（N1B2）。采用静态暗箱-气象色谱法连续监测稻田CH₄与N₂O排放情况,分析生物炭施用对稻田CH₄与N₂O累积排放量、综合温室效应（GWP）、周年水稻产量、温室气体排放强度（GHGI）的影响。结果表明,在施氮或不施氮条件下,施用生物炭均显著降低稻田CH₄排放量,显著增加N₂O累积排放量。与N1B0处理相比,N1B1与N1B2处理CH₄累积排放量分别下降32.43%和41.0%,N₂O累积排放量分别增加109.93%和106.54%。各处理综合温室效应由大到小依次为N1B0> N0B0> N0B2> N1B1> N1B2。晚稻收获后,土壤pH值、总炭与C/N随生物炭施用量增加呈递增趋势,且N1B2处理较N1B0处理显著增加。综上所述,与单施氮肥和单施生物炭相比,生物炭与氮肥配施更有利于南方双季稻田固碳减排,其中,氮肥配施40 t/hm²生物炭处理效果最佳。本研究为生物炭运用于缓解稻田温室效应提供了参考。     

水稻矮缩病毒对介体昆虫黑尾叶蝉生物学参数及种群增长的影响

【目的】 水稻矮缩病毒(RDV)是水稻普通矮缩病的病原。该病害主要依赖于黑尾叶蝉经卵以持久增殖方式传播,危害水稻。本研究旨在明确RDV对黑尾叶蝉存活、发育、繁殖和种群增长的影响,分析病毒对介体昆虫的间接影响。【方法】 采用室内实验比较了黑尾叶蝉在健康水稻及感病水稻上的发育繁殖情况,组建了实验种群生命表,并调查了RDV对种群增长的影响。【结果】 与健康水稻相比,感病水稻上叶蝉若虫期存活率更高,雌若虫发育历期显著缩短,雄成虫寿命显著延长,产卵量显著增加,其他生物学参数无显著差异。五个生命表参数仅净生殖率(R₀)存在显著差异,感病水稻上叶蝉R₀显著高于健康水稻。饲喂感病水稻的养虫笼内叶蝉种群增长更快,总成虫数量更多,在接虫后的第4、5和6月显著高于健康水稻上的数量。【结论】 水稻矮缩病毒可以提高黑尾叶蝉的存活率和产卵量,并促进种群的增长。     

基于无人机数码影像的水稻叶面积指数监测

[目的]为探究无人机数码影像监测水稻叶面积指数(Leaf area index,LAI)的可行性,明确利用无人机数码影像监测水稻LAI的最佳时期,构建基于无人机数码影像的水稻LAI监测模型.[方法]本研究基于不同品种和施氮量的水稻田间试验,于分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期测定水稻LAI,同步使用无人机搭载数码相...     

生物炭对双季水稻产量、养分吸收和土壤性状的残留效应

生物炭对改良酸性土壤质量和提高作物产量具有重要作用。本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为供试品种,于2015年开始设置不施生物炭(C0)和一次性施用生物炭20 t/hm^2(C20)处理,以阐明施用生物炭3年后对双季稻产量、养分吸收和土壤性状的残留效应。结果表明,与C0处理相比,C20处理显著提高双季早稻产量,但对晚稻产量无显著影响;C20处理显著提高早、晚稻钾素吸收,对早稻氮素和磷素吸收有增加的趋势,但未达显著水平。试验进行4年后,C20处理显著提高土壤有机质含量和pH值。因此,在本试验中的酸性红壤上一次性施用生物炭后的第4年,生物炭仍然对双季水稻产量和土壤肥力具有提升效应。     

生物炭添加对潮棕壤土壤性状及玉米生长的影响

采用田间微区试验方法,研究不同生物炭添加量[0(CK)、22.5 t/hm2(C1)、67.5 t/hm2(C2)和112.5 t/hm2(C3)]对玉米不同生长期土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、玉米生长和产量的影响。结果表明,生物炭添加提高了土壤MBC和SOC含量,处理组C1、C2和C3的SOC含量较对照组CK增加20.9%、57.25%和93.23%,并且MBC占SOC比例的变化表明生物炭的添加促进了土壤MBC对土壤有机质(SOM)的贡献。另外,在生物炭添加处理下,土壤含水量和土壤MBC呈显著的正相关。生物炭的添加增加了开花期玉米的株高、茎粗、叶面积指数以及成熟期玉米的百粒重和产量。相比于对照组CK,处理组C2和C3株高增加15.99%、21.55%,茎粗增加13.77%、9.64%,产量增加23.23%、23.12%;处理组C1、C2和C3叶面积指数高于CK 13.89%、44.52%和47.26%。     

水杨酸通过一氧化氮途径调控水稻缓解低磷胁迫

【目的】深入剖析水杨酸调控水稻低磷胁迫响应的生理与分子机制具有重要意义。【方法】选取常规水稻品种日本晴,外源添加水杨酸后测定水稻体内总磷含量、酸性磷酸酶活性、木质部汁液磷含量、水稻根系特征参数、磷转运子基因表达水平和一氧化氮含量等指标解析水杨酸缓解水稻缺磷胁迫的生理和分子机制。【结果】1）水杨酸对水稻磷吸收的调控存在剂量效应,1 μmol/L水杨酸显著提高低磷条件下水稻体内总磷含量,5 μmol/L水杨酸则降低水稻体内总磷含量。2）低磷条件下,1 μmol/L水杨酸使酸性磷酸酶活性提高了11.35%,根系总长增加了20.90%,根系表面积增加11.86%,根系体积增加了15.38%,总根数增加了23.55%,木质部汁液中的磷含量提高了22.67%。同时,1 μmol/L水杨酸提高了水稻根系磷转运子基因的表达,从而提高水稻对外界磷的吸收和体内磷的转运。3）水杨酸通过提高硝酸还原酶的活性增加水稻根系的一氧化氮含量,从而通过调控磷转运子基因的表达提高低磷条件下水稻对外界磷的吸收。【结论】水杨酸与信号分子一氧化氮互作缓解低磷胁迫。     

干湿交替灌溉下施氮模式对水稻光合产物和氮转运的影响

[目的]采用大田小区试验,研究不同灌溉模式下氮肥施用模式对水稻产量、光合生理特性、非结构性碳水化合物和氮素利用效率的影响,以期为当地稻田灌溉和施氮模式优化管理提供理论依据.[方法]以中浙优1号为供试材料,设常规淹灌和干湿交替2种灌溉模式,以及不施氮(N0)、常规施氮(PUN100)、减氮20％(PUN80)、缓控释复合...     

长江下游不同生态区双季优质晚稻生长特性和温光利用差异

【目的】研究在机插条件下长江下游不同生态区各类型优质晚稻产量、生长特性和温光利用的差异,为选择适宜在该地区作为双季种植的优质晚稻品种提供参考依据。【方法】以2016年和2017年筛选适合长江下游机插的双季优质晚稻为材料(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻和常优杂粳共20个品种),比较在机插条件下浙江富阳(30.05°N, 119.95°E,海拔17.9 m)与安徽庐江(31.15ºN, 117.16ºE,海拔14 m)两个生态区在产量、生育期、干物质积累以及温光利用方面的差异。【结果】各类型晚稻产量高纬度试点均高于低纬度试验点。与浙江富阳点相比,安徽庐江点种植的常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、常优杂粳稻产量分别高11.1%、12.9%、6.6%和12.4%。同一试点种植时,常优杂粳产量最高,常规籼稻最低。高纬度点种植时,生育期延长,干物质积累量增加。高纬度点生育期延长杂交籼稻最长(10.4 d),干物质积累量高纬度点增幅常规粳稻最大(齐穗期和成熟期分别增加11.93%和9.44%)。同一试点种植时,干物质积累量杂交稻大于常规稻。籼稻灌浆期和全生育期累积的有效积温两个纬度点差异不明显,但日照时数和太阳辐射及其利用率均是高纬度点显著高;粳稻灌浆期和全生育期累积的有效积温高纬度点明显较低,累积日照时数高纬度点变化不明显,而累积太阳辐射则显著增加;温光资源利用率的变化趋势与此一致;同一试点种植时,生育期、干物质积累量以及温光资源利用率均是粳稻大于籼稻。【结论】晚籼稻在安徽庐江点种植时能充分利用温光资源从而提高产量,晚粳稻对温光资源利用率差异不明显,安徽庐江点产量增加的原因是生育期延长和干物质增加。