准双周大气低频振荡对江岭稻区褐飞虱迁入的影响

探明准双周大气低频振荡对中国褐飞虱迁入的影响,可为褐飞虱的延伸期预报提供重要的参考依据。根据1979-2015年中国105个植物保护站的逐日褐飞虱灯诱资料、同期NCEP/NCAR全球逐日气象再分析资料,筛选出具有典型褐飞虱偏重以上发生特征的年份(2010年),分析江岭稻区褐飞虱迁入量与准双周低频大气振荡之间的关系;利用HYSPLIT轨迹计算模型对迁入典型站点的褐飞虱种群作后向轨迹分析,探讨大气低频流场对褐飞虱迁飞路径和虫源地的影响。结果表明:(1)2010年8-9月江岭稻区褐飞虱迁入量存在显著的10~20d振荡周期;(2)同期850h Pa和925h Pa两个高度的风场、位势高度场及垂直速度场均存在10~20d的显著低频周期,且褐飞虱迁入量的低频振荡与这些大气物理量的低频振荡呈显著相关;(3)前期江岭稻区主要受低频西南风的影响,褐飞虱种群随西南风由西南稻区向江岭稻区输送,后期部分褐飞虱种群随东北风由江淮稻区向江岭稻区输送;(4)褐飞虱种群的后向轨迹模拟计算结果,进一步验证了迁入江岭稻区的褐飞虱的轨迹和虫源地与低频风场的盛行基本一致。     

利用850hPa气流资料分析稻飞虱迁飞路径

为了分析我国稻飞虱(褐飞虱Nilaparvata lugens，白背飞虱Sogatella fercifera)迁飞的路径，以确定我国各稻区稻飞虱迁人种群的虫源地，本文在综合各种轨迹分析模型的基础上，提出一种计算稻飞虱迁飞轨迹的实用方法。通过实际虫情与气象资料的验证表明该方法可用于稻飞虱及与稻飞虱迁飞行为相似的中小型迁飞昆虫的轨迹分析及异地预测。     

灌溉方式对优质晚稻褐飞虱及其主要天敌种群动态的影响

优质晚稻米以其良好的口感而备受消费者欢迎,灌溉方式作为优质晚稻的重要栽培措施之一,研究其对褐飞虱及其主要天敌种群动态的影响,找出一种能够有效降低褐飞虱发生的灌溉方式,从而减少化学农药用量,提高优质晚稻稻米品质,对实现提质增效意义重大。本研究设置长期灌溉、间歇灌溉、湿润灌溉及非充分灌溉4种灌溉方式,研究不同灌溉方式在两种害虫防治方式(生物防治和化学防治)及防虫网全隔离和半隔离方式下对优质晚稻褐飞虱及其主要天敌(拟环纹豹蛛和黑肩绿盲蝽)种群动态的影响,以期为优质晚稻绿色栽培提供理论支撑。结果表明:生物防治下,黑肩绿盲蝽的始见期迟于褐飞虱,与褐飞虱间主要表现为跟随效应,只利用黑肩绿盲蝽不能有效控制褐飞虱的发生。在晚稻褐飞虱快速增长的主要时期(孕穗—乳熟期),长期灌溉的褐飞虱种群数量显著低于非充分灌溉,非充分灌溉的拟环纹豹蛛种群数显著低于其他灌溉方式;黑肩绿盲蝽、拟环纹豹蛛的种群变化与褐飞虱种群变化相关性显著(P0.05),当田间褐飞虱种群数量低于1 891.1只×百丛-1,蛛虱比(拟环纹豹蛛︰褐飞虱)大于1︰9.67时,拟环纹豹蛛能够完全控制褐飞虱的发生。化学防治下,化学农药对各灌溉方式下的黑肩绿盲蝽均具有严重的致死效应,而长期灌溉能够有效降低化学农药对拟环纹豹蛛的毒害。综上所述,长期灌溉有利于保护稻田主要天敌,对褐飞虱的防控效果最好,生产中结合节水理念,可在晚稻全生育期内探索采用分段长期灌溉,从而达到既节约水资源又有效减少化学农药用量的效果。     

基于大气环流特征量的白背飞虱发生程度短期预报模型

利用1979-2011年NCEP逐日气象再分析资料及长江中下游稻区白背飞虱逐候灯诱数据,通过对白背飞虱迁入量与主要大气环流特征量进行相关分析,建立了长江中下游稻区13个植保站的白背飞虱迁入始见期、北迁高峰期、南迁高峰期和终见期4个时段白背飞虱候发生程度的BP神经网络短期预报模型。结果表明:(1)白背飞虱候迁入量与上一候500hPa高度的西太平洋副高面积指数(IA)、副高西伸指数(IW)、东亚大槽指数(H500)呈极显著正相关,与西风指数(IEARW)呈极显著负相关,与IW的相关系数较低,为0.397,与IA、IEARW、H500的相关系数均高达0.78以上。(2)白背飞虱候迁入量与上一候850hPa位势高度(hgt)、垂直速度(omega)、纬向风速(uwnd)、经向风速(vwnd)呈极显著正相关,其中与hgt的相关系数较低,为0.354,与omega、uwnd、vwnd的相关系数均达0.8以上。(3)选取与白背飞虱迁入量相关显著的大气环流特征量为预报因子,按5级发生程度对白背飞虱迁入量进行分级处理,建立了迁入始见期、北迁高峰期、南迁高峰期和终见期白背飞虱候发生程度共4个BP神经网络预报模型,模型的预检准确率稳定在80%以上,可应用于该区白背飞虱短期预测预报。研究结果对揭示气象因子对白背飞虱迁入和发生的影响规律,作好其发生程度的预测预报,适时、有效防控白背飞虱为害具有积极意义。     

广西褐飞虱发生特点及其迁飞路径分析

利用1991-2012年广西龙州、玉林、来宾、永福、兴安植保站褐飞虱灯诱虫情资料,对近22a广西褐飞虱发生特点进行分析,并利用HYSPLIT平台模拟褐飞虱迁入高峰日后向轨迹,研究广西褐飞虱的主要迁入路径。结果表明：（1）近22a来,广西5个代表站褐飞虱的迁入始见期、首次迁入高峰期均呈偏早趋势,提前率分别为1.1d·10a-1和1.8d·10a-1;而迁入终见期呈推迟趋势,5站平均推迟率为2.6d·10a-1。（2）偏南路径（包括西南、正南、东南）是广西各稻区褐飞虱春、夏季迁入的主要路径,占春夏季总迁入过程数的94%以上;偏北路径只发生在桂北地区,不到总数的6%;中南半岛、海南岛和广东省是广西褐飞虱春、夏季迁入的主要虫源地。（3）秋季褐飞虱回迁以东北路径为主,兴安站褐飞虱回迁路径中,东北路径占89%,从广东迁入的路径占11%;而龙州站东北和偏东路径共占83%,偏南路径占17%;玉林、来宾、永福3站秋季迁入峰期不明显;江西、湖南、广东等地的稻区是广西褐飞虱秋季迁入的主要虫源地。（4）当7月850hPa高空以偏南气流为主时,会引发广西褐飞虱的灾变性迁入;当7月850hPa高空以偏北气流为主时,褐飞虱发生偏轻。当9月925hPa高空以偏北气流为主时,利于褐飞虱从湖南、江西等地南迁至广西,广西褐飞虱发生偏重,而以偏南气流为主时,发生则偏轻。     

基于改进CornerNet的水稻灯诱飞虱自动检测方法构建与验证

针对水稻灯诱昆虫图像中稻飞虱自动检测存在严重误检和漏检问题,提出一种基于改进CornerNet的水稻灯诱飞虱自动检测方法。由于稻飞虱个体在灯诱昆虫图像中所占区域比例极小,利用重叠滑动窗方法提高飞虱在图像检测区域中所占比例,提高2种稻飞虱(白背飞虱和褐飞虱)的检测率和避免滑动窗边界造成的目标漏检。针对CornerNet存在角点匹配不准确导致检测框冗余问题,利用检测框抑制方法去除冗余检测框。对灯诱昆虫图像进行稻飞虱检测,结果表明,该研究提出的基于改进CornerNet的水稻灯诱飞虱自动检测方法对2种稻飞虱检测的平均精确率和召回率分别为95.53%和95.50%,有效地提高了灯诱昆虫图像中稻飞虱的检测效果,可用于智能虫情测报灯的灯诱昆虫图像中白背飞虱和褐飞虱的智能测报。     

广西地区褐稻虱迁飞规律的气象条件初步分析

一、褐稻虱虫源问题我国南方稻区近几年来对飞虱迁飞规律的研究认为该虫在北纬25°以北稻区不能越冬。在广西根据1974—1978年在南宁进行该虫越冬调查来看,仅1975—1978年春见到谒稻虱的越冬虫态(卵、若虫),     

2006年褐飞虱重大迁入过程的大气动力背景模拟——个例研究

为了探明褐飞虱灾变性迁入的大气动力学机制,根据2006年全国逐日褐飞虱灯诱资料和逐日北半球气象再分析资料,在Arc-GIS9.0中对2006年8月26-28日发生在中国东部稻区的一次褐飞虱重大迁入过程进行了空间分析。在此基础上,利用高时空分辨率的中尺度天气预报模式（WRF）对这次迁飞过程的大气背景进行了数值模拟,从模拟输出的大气背景中选取最能反映大气动力特征的4个物理量场：水平流场、K指数场、A指数场和涡度场进行分析。结果发现：（1）850hPa高度的水平流场能够准确地反映褐飞虱空中种群的主要迁飞方向。（2）在主要降虫时段内,K指数、A指数在表征大气不稳定程度的同时,也可以定性地反映出褐飞虱降虫的主要区域。当K≥35℃或A≥10℃,或者两个指标同时满足时,有利于区内大气垂直运动的发展,对褐飞虱的升降十分有利。（3）褐飞虱种群大量迁入前,降虫区850hPa等压面上或强或弱地表现为一致的负涡度区,表明有一定强度的下沉气流存在,这对降虫比较有利。     

稻田节肢动物群落对3 种土壤改良剂的响应

试验研究了竹炭、凹凸棒石、木炭3 种土壤改良剂在吸附土壤污染物质、改善土壤物理性状时, 对稻田节肢动物群落的影响。结果表明: 3 种土壤改良剂均显著提高了蜘蛛类个体数量, 特别是优势种八斑球腹蛛(Coleosoma octomaculatum)的个体数量, 竹炭、凹凸棒石处理田八斑球腹蛛的个体数量为对照田的5 倍多,木炭处理田为对照田的4 倍多; 3 种土壤改良剂均显著降低了植食类昆虫的个体数量, 竹炭、凹凸棒石和木炭处理田的目标害虫稻褐飞虱(Nilaparvata lugens)数量分别为对照田的15%、10%和20%; 3 种土壤改良剂均显著提高了蜘蛛类的优势度, 显著降低了植食昆虫类的优势度; 竹炭和凹凸棒石处理的第1 年可显著提高节肢动物群落多样性, 第2 年对节肢动物群落多样性无显著影响, 木炭处理的每年都显著提高了稻田节肢动物群落多样性与复杂度, 增加了稻田生态系统的稳定性。     

褐稻虱生育气候条件研究

褐稻虱(Nilaparvata lugens Stal)是我国水稻的重要害虫,近十多年来,大发生频率增高,发生为害区域扩大,为害程度加重,对水稻生产威胁甚大。褐稻虱的发生与为害受虫源、气候、天敌、水稻生育期、栽培制度及防治情况等多种因素的影响,而虫源、天敌、水稻生育期和栽培制度又与气候条件有关。近年来,我们在全国褐稻虱科研协作组统一计划下,对褐稻虱在我国的发生与为害区域分布和季节性迁飞的气候     

基于改进灰度共生矩阵和粒子群算法的稻飞虱分类

针对稻飞虱远程实时识别采集图像质量不高而无法使用颜色特征的问题,应用灰度共生矩阵提取的纹理特征值对稻飞虱分类进行了研究。采用自行设计的拍摄装置采集稻飞虱图像,经过一系列预处理后得到去掉背景的稻飞虱灰度图像;对灰度图像采用改进的灰度共生矩阵提取纹理特征值,再用反向传播BP(back propagation)神经网络和参数改进粒子群算法优化BP神经网络分别进行训练和测试,以此检验纹理特征值的识别效果和粒子群算法的优化效果。试验用Matlab验证算法,对白背飞虱、灰飞虱和褐飞虱共300个样本进行了训练和测试,结果表明基于参数选择改进粒子群算法优化BP神经网络的识别率总体达到了95%,比直接用BP神经网络的识别率高,而且经过Matlab测试,训练时间只用了0.5683s,说明粒子群算法更满足实时性要求。     

基于4种不变矩和BP神经网络的稻飞虱分类

针对稻飞虱远程实时识别采集图像质量不高的问题,研究了基于不变矩提取形状特征值对稻飞虱进行分类。采用自行设计的拍摄装置采集稻飞虱图像,进行灰度化后用大津法二值化,再用数学形态学滤波;对二值图像采用Hu矩、改进Hu矩、Zernike矩和Krawtchouk矩4种不变矩分别提取特征值,再用BP神经网络进行训练和测试,以此检测4种矩的提取效果。试验用Matlab2008验证算法,对白背飞虱、褐飞虱和灰飞虱共300个样本进行了训练和测试,结果表明Krawtchouk矩提取稻飞虱图像形状特征值的识别率最高,总体达到了91.7%。该文可为大田中现场识别稻飞虱提供参考。     

地上和地下植食者互作对水稻氮分配及土壤活性氮的影响

植物茎叶和根系植食者虽然在空间上隔离,但二者的相互作用被认为是联系地上和地下部生态系统的基础。土壤氮素有效性通过植物影响植食者已得到大量研究的证实,但有关地上和地下部植食者互作对土壤氮素影响的研究却鲜有报道。以水稻褐飞虱和潜根线虫分别作为地上和地下的植食者,采用两因素交互试验设计,两个褐飞虱水平(未接种褐飞虱、接种褐飞虱),两个潜根线虫水平(未接种潜根线虫、接种潜根线虫),探讨二者的交互作用对水稻氮吸收和土壤活性氮(微生物生物量氮、可溶性有机氮以及铵态氮和硝态氮)的影响。结果表明,褐飞虱和潜根线虫相互抑制,二者的共存加剧了对水稻茎叶和根系生长的危害。褐飞虱未影响水稻茎叶和根系含氮量,而潜根线虫显著降低了水稻根系含氮量(p0.05)。褐飞虱和潜根线虫对土壤活性氮的影响表现出强烈的交互作用,在未接潜根线虫的处理中,褐飞虱显著提高了微生物生物量氮含量(p0.05),显著降低了硝态氮含量(p0.05);潜根线虫显著影响了微生物生物量氮含量和土壤活性氮总量。总之,褐飞虱和潜根线虫的相互抑制关系对土壤活性氮的影响格局较为复杂,相比褐飞虱,潜根线虫趋向于提高土壤活性氮水平,这可能影响与氮转化有关的土壤生态功能。     

蔗田蜘蛛群落结构及其动态研究

本文报道了蔗田蜘蛛群落有11科37属58种。主要种是幼豹蛛(Pardosapusiola)、八斑鞘腹蛛(Coleosoma octomaculatum)和脉络豹蛛(Pardosauenatrix)。群落的季节结构组成,前、中期以幼豹蛛和脉络豹蛛为主,后期则以八斑鞘腹蛛为主。种群数量高峰出现在中、后期。田间分布格局呈聚集型,地面分布的聚集度大于植株上分布的聚集度。聚集的原因多数是由环境引起的。蔗田蜘蛛群落多样性中期最高,与均匀度、丰富度呈显著正相关,与优势集中性是显著负相关。中期群落相对稳定,应注意保护。     

LED多光谱交替发光太阳能杀虫灯对稻田害虫诱杀效果

南方水稻种植期间害虫轮流发生,以稻飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟的危害性最大,为了降低水稻害虫的发生率,防止农药的滥用,最好是采用物理防治。试验根据害虫的趋光性的波段范围以及夜晚活动旺盛时间（扑灯节律）的差异,研制了一种 LED（light emitting diodes）多光谱循环式太阳能杀虫灯,实现诱捕害虫的最大化。试验结果发现该灯对水稻害虫有较大的诱杀力,期间诱杀稻纵卷叶螟32.5%、二化螟25.6%、三化螟25.15%,各类稻飞虱占9.35%,其它害虫类别6.90%,灯区较对照区减少药剂防治2次;该灯对益虫的影响较小,诱捕的益害比为0.0089∶1,有利于保护生态平衡。该灯能有效地杀灭水稻害虫,减少水稻种植过程中农药使用量并提高经济效益。     

全程机械化生产对双季稻病虫草发生及产量的影响

为探索不同翻耕栽植方式对双季稻病虫草发生和产量的影响,对旋耕-机插、旋耕+牛耕-机插、牛耕-机插、旋耕-手插等4种翻耕栽植方式进行了比较试验。结果表明,未施药区4种翻耕栽植方式早稻主要病虫草为纹枯病（Rhizoctonia solani）、稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）、鸭舌草（Monochoria vaginalis）和稗草（Echinochloa crusgalli）,晚稻主要病虫草为纹枯病、稻纵卷叶螟、稻飞虱（Sogatella furcifera,Nilaparvata lugens）、鸭舌草和稗草。在肥水管理相同的条件下,早、晚稻纹枯病病情指数孕穗期分别为8.25～13.31和17.60～23.10,乳熟期分别达13.75～20.90和20.02～23.76,其中旋耕-手插方式重于旋耕-机插方式,牛耕-机插方式重于旋耕-机插方式。早稻二代稻纵卷叶螟发生较重,卷叶率为15.03%～16.67%;晚稻四代和五代稻纵卷叶螟发生较重,卷叶率分别为29.67%～33.48%和60.09%～65.45%,4种翻耕栽植方式早、晚稻稻纵卷叶螟发生量差异不显著。晚稻稻飞虱前期虫口密度偏低,齐穗期为425～550头/百丛,至乳熟期达1 200～1 600头/百丛,其中以旋耕-手插处理虫口密度最高,旋耕-机插虫口密度最低。早稻稻田杂草有鸭舌草、稗草、矮慈姑、千金子、水竹叶等,均以鸭舌草和稗草为优势种群,分别占总草的68.00%和29.70%;晚稻稻田杂草有鸭舌草、稗草、节节菜、千金子、香附子、空心莲子草等,均以鸭舌草和稗草为优势种群,分别占总草的69.60%和17.40%。早、晚稻以牛耕-机插处理杂草发生量最大,其次分别为旋耕+牛耕-机插和旋耕-机插处理,旋耕-手插处理杂草发生量最小。测产对比方差分析表明,4个种翻耕栽植方式产量差异不显著。在病虫草发生初期,选用适当的农药可有效控制不同翻耕栽植方式病虫草发生,早、晚稻平均增产10.00%和7.88%。该研究为双季稻区水稻全程机械化生产病虫草防治技术的推广提供参考。     

“卡努”（0515）台风在褐飞虱突增中的作用探析

“卡努”台风在2005年9月11日夜间至13日早晨穿越浙江、江苏进入东海期间，嘉兴及相邻的杭州余杭稻区出现褐飞虱突增现象，分析表明11日和12日傍晚虫源地（江淮地区）的气象条件有利于褐飞虱的起飞，11日夜间台风中心附近强烈的辐合气流和12日夜间台风后部的偏北气流有利于褐飞虱在空中向江南稻区输送运行，11日夜间嘉卷等地的台风暴雨和12日夜间850hPa切变线的存在有利于褐飞虱在该地区降落，说明褐飞虱突增现象与“卡努”台风影响过程关系密切，故对9月中旬前后台风中心经过稻区的褐飞虱防治应增加重视度。