虫害诱导植物信息化合物介导的植物间交流及机制

当遭受植食性昆虫取食时, 植物会释放复杂和多样的挥发性有机化合物。虫害诱导的挥发物在调控植物与不同营养层昆虫群落相互关系中发挥重要作用。同时, 邻近植物也能感知这种虫害诱导挥发物, 对可能即将到来的虫害威胁做出防御准备。获得防御准备的植物在受到虫害损伤时, 会立即启动相应的防御反应。为了应对植物的这种害虫防御策略, 某些昆虫可通过调控植物挥发物信号来传递“假信息”, 从而抑制相邻植物的防御反应。这种信息交流既可发生在同种植物之间, 也可发生在不同科属的植物之间。近年, 植物间的信息交流现象已得到广泛研究, 但相关的生化和分子机制及生态学意义尚不清楚。本文主要探讨了虫害诱导信息化合物介导的植物间交流类型、机制和生态学意义, 以及影响植物间交流的生物或非生物因子, 分析了利用植物间信息交流开展害虫绿色防控的前景。     

麦蚜对小麦冠层光谱特性的影响研究

通过对田间不同程度麦蚜危害的小麦冠层反射光谱测量,研究了各波段反射光谱的变异特征,并对光谱反射曲线进行微分分析。结果表明:在麦蚜危害的初期,近红外反射率明显降低,即陡坡效应受到明显的削弱,随着麦蚜危害程度加重,小麦冠层的反射率在不同波段有明显下降,尤其在近红外区下降更为显著。利用光谱微分技术,对受麦蚜不同程度危害的小麦冠层反射率求一阶导数,得到红边斜率。结果表明,麦蚜危害后小麦冠层的红边斜率在近红外波段发生剧烈的变化,且随着危害程度的加重其值逐步下降。将归一化植被指数(NDVI)分别和百株蚜量进行相关及回归分析,并对监测蚜虫敏感波段的选择做了初步的探讨。     

冬小麦特征光谱对其全氮和硝态氮的响应

通过田间试验,测定了不同施氮水平下冬小麦冠层在6个典型生育期地上部分全氮和硝态氮含量以及冠层光谱,系统分析了单波段反射率、可见光和近红外波段组合而成的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)等8种常见植被指数与相应时期地上部分全氮和硝态氮含量的相关性。结果表明,施氮量增加,全氮、硝态氮含量、冠层近红外波段反射率都随之增加,但当施氮量增加到300 kg/hm2(一次性施入)时,上述各项指标均降低;整个生长期中孕穗期在近红外区域反射率最高,与可见光波段反射率相差最大;6个生育期单波段510~1 100 nm反射率、NDVI、RVI等8种植被指数与全氮和硝态氮含量呈显著或极显著相关,植被指数的相关性较单波段高,且与全氮的相关性明显大于与硝态氮的相关性。选择NDVI(560 nm,760 nm)和NDVI(660 nm,760 nm)可以准确拟合冬小麦地上部分全氮和硝态氮含量,对前者的拟合度0.80,对后者的拟合度0.53。     

关中地区不同营养状况冬小麦光谱特性初探

通过田间试验、室内分析测试,系统研究不同N、P水平冬小麦叶片的反射率、叶绿素含量,及其相互关系。结果表明:①施氮增加冬小麦叶片叶绿素作用明显,磷肥对叶绿素含量的影响不明显;②在可见光波段,随施氮量增加反射率下降,在近红外波段则相反。不同施磷水平下反射率差异不明显;③N4营养条件下可见光波段反射率拔节期<灌浆期<抽穗期,P2营养条件下可见光波段反射率灌浆期<拔节期<抽穗期;④叶绿素含量与反射率之间在施用氮肥时显著相关,在施用磷肥时其相关不显著。     

白粉菌侵染后田间小麦叶绿素含量与冠层光谱反射率的关系

 本文对白粉菌侵染后田间小麦叶片叶绿素含量与光谱反射率的关系进行了研究。用不同浓度的药液控制田间病害的发生梯度,于灌浆期对不同严重度小麦冠层的光谱反射率进行了测量,同时测定小麦叶绿素含量并调查病情指数,分析叶绿素含量与病情指数、冠层光谱反射率的关系。结果表明,药剂对叶绿素含量无显著影响;受白粉病危害后,小麦叶片叶绿素含量明显降低,抗性不同的品种之间下降速度存在差异,与病情指数之间也有极显著的相关性。绿光波段与叶绿素含量之间的相关性达到了显著水平;基于多波段建立的模型要优于单波段,可以利用绿光、红光波段的反射率估计叶绿素含量。红边参数与叶绿素含量之间也有较好的相关性,其中以红边面积的相关系数最大。     

基于HJ-1A高光谱影像的土壤盐碱化遥感研究

探讨了使用HSI影像研究大面积土壤盐渍化状况的可行性。方法是:使用HSI影像作为数据源,将大气校正以后的地表反射率进行多种数学变换,然后与采样土壤含盐量的化验数据进行回归分析,建立土壤含盐量的反演模型,最后将采样点土壤含盐量的反演值与实测值进行比较,评价模型的预测能力。结果表明:HSI影像经过大气校正后可以消除水汽对反射率的影响,有利于土壤含盐量的反演;影像中的反射率经过一阶微分(R')、倒数的一阶微分(1/R)'等数学变换后可以显著提高与土壤含盐量的相关系数,判定系数R2达到0.547和0.556;利用回归分析方法所建立的反演模型能够较好的反演松辽平原盐碱土的含盐量。     

石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析

选取石羊河流域下游民勤10种典型荒漠植物进行地面反射光谱测定,通过分析荒漠植物光谱特征、红边参数及对比荒漠植物与农作物光谱数据,提取荒漠植物识别的波段和所需波段光谱分辨率。结果表明:1)10种荒漠植物具有相似的光谱曲线形状,但是不同荒漠植物种由于叶子的组织结构、色素含量和含水量不同,使得反射率大小又具有各自的特点;5个波段区间光谱曲线差异显著,用于识别荒漠植物。2)荒漠植物红边位置都靠近长波方向;沙蒿的红边幅值最大,锦鸡儿最小;沙拐枣的红边面积最大,泡泡刺最小。3)荒漠植物光谱反射特征在680nm、970nm、1450nm和2190nm附近与农作物有较大差异,光谱分辨率在可见光和近红外波段需要30nm或更窄,在中红外波段需要50nm或更窄。     

灰色系统理论在植物病虫害预测中的应用

植物病虫害的综合管理是一个多因素的复杂系统，针对这一特点，本文全面阐述了灰色系统模型的建立与预测方泫，建立了植物病虫害测报中的GM(1，1)模型，测报准确性较高，模型模拟检验精度达到Ⅰ级水平，发展系数小于0．3，可用于该地区植物病虫害作中长期预测。     

我国研培出植物细胞免疫因子

人们在防治植物病虫害的过程中，习惯大量使用化学农药，严重破坏了植物的天然免疫功能。研究发现，植物本身具有免疫系统和抗性因子，抵制自然敌害。使用人工技术给植物的免疫系统“注入”植物细胞免疫因子，引发免疫反应，提升植物生长正能量，抵御和防控病虫害，是当前全世界植物病虫害防治研究中的一个重大科研课题。     

基于Landsat8吉林中北部地区土壤有机质定量反演研究

以Landsat 8 OLI遥感影像为数据源,以吉林省中北部黑土过渡区为研究对象,对研究区进行土壤实地采样并化验土壤有机质含量,采用多元回归分析的方法,建立土壤有机质含量的反演模型,反演研究区土壤有机质含量。结果表明:研究区土壤反射率与有机质含量呈负相关,其中,第5波段达到最大值,为-0.827;将反射率进行倒数、对数等变换后可以显著提高与有机质含量的相关性;以第4、第5、第6波段反射率倒数为自变量,利用多元回归分析方法建立起来的反演模型,模型判定系数R2=0.860,总均方根误差RMSE=0.229,反演研究区土壤有机质含量获得了良好的效果。本研究成果实现土壤有机质含量监测的准确性与时效性,为我国黑土区土壤光谱分析提供借鉴,为区域土壤生态环境监测提供数据支持。     

Proximal remote sensing to differentiate nonviruliferous and viruliferous insect vectors – proof of concept and importance of input data robustness

Proximal remote sensing is being widely studied as a noninvasive method to partially automate diagnostics of plants and insects. The hypothesis that proximal remote sensing can be used to differentiate specimens of adult beet leafhoppers (Circulifer tenellus) that were nonviruliferous or viruliferous for beet curly top virus (BCTV) was tested. A key aspect of applications of proximal remote sensing is the ‘robustness’ or repeatability of input reflectance data. Many factors may contribute to low input reflectance data robustness; these include: (i) issues related to the consistency of proximal remote sensing conditions (light intensity and spectral composition, ambient temperature), (ii) insect specimen preparation (projection angle, storage and handling), and (iii) insect specimen characteristics (age, growing conditions, variety/biotype, host plant). This study demonstrates that nonviruliferous and viruliferous specimens of adult beet leafhoppers possess unique body reflectance features and, therefore, can be differentiated. However, insect specimen preparation (removal of wings and placement) markedly affected the classification accuracy. Addition of experimental noise to input reflectance data was conducted to simulate varying degrees of input reflectance data robustness. The potential of developing reflectance-based diagnostic tools for detection of plant pathogenic viruses in insects is discussed, with an emphasis on input data robustness.     

气候变暖对农业害虫及其天敌的影响

全球气候的持续变暖引起了人类的高度关注。农业害虫是关系到农业生产顺利进行的一个特殊的昆虫类群,已经受到温度升高的影响。本文从气候变暖对农业害虫的发生、为害以及与天敌间关系的影响等三方面进行了综述。温度升高导致农业害虫的发生区域扩张,发生期提前和延长,高温适生种群发生量增大;农业害虫的为害时期改变,为害程度加重,为害物种之间产生新的竞争关系;农业害虫与寄主植物、天敌之间的同步性发生改变,继而影响到农业害虫的生物防治。本文最后对当前的研究工作进行了评述,就气候变暖形势下农业害虫的防治提出建议。     

昆虫内共生菌-昆虫-植物互作关系研究进展

在长期的协同进化过程中,昆虫与其体内的共生菌建立了密切的互利共生关系。昆虫内共生菌不仅能调控宿主昆虫的营养代谢和生殖代谢,还能协助昆虫抵御生物、非生物胁迫,提高昆虫对化学农药的抗性及对寄主植物的适应性等。因此,内共生菌是宿主昆虫生长发育及适应性的重要调控因子。目前,随着组学技术的不断发展,内共生菌在宿主昆虫和寄主植物中的原位功能不断被挖掘,通过对内共生菌-昆虫-植物互作模型的研究,将进一步揭示昆虫内共生菌与昆虫、植物的互作机理,加深对昆虫适应性机制的理解并推进新型害虫防控和靶标技术的研发。本文就昆虫内共生菌的起源、特点、分布和传递,昆虫内共生菌在昆虫-植物-环境互作中的作用,以及昆虫内共生菌研究的方法和新技术等方面进行了综述,并对未来昆虫内共生菌介导的防御效应及昆虫适应性机理等热点问题进行了展望。     

实蝇科昆虫对寄主植物的选择和响应研究进展

实蝇科昆虫种类繁多, 全球广泛分布, 其中诸多种类可直接为害果蔬, 造成巨大经济损失, 是国际检疫性或入侵性害虫。实蝇主要通过成虫产卵和幼虫取食来为害寄主植物, 实蝇与寄主植物之间的相互作用包括实蝇对寄主的选择以及实蝇对寄主的响应。本文综述了实蝇科昆虫对寄主植物的选择, 包括对不同寄主植物种类、寄主植物不同部位和寄主植物不同品种的选择; 以及对寄主植物的响应包括对寄主植物的生长发育响应, 对寄主植物的行为响应。同时总结了实蝇的化学感受器官、化学感受基因及抗性相关基因在实蝇对寄主植物选择和响应中的作用, 以期为深入了解实蝇科昆虫对寄主植物的选择和响应机制以及研发实蝇类害虫防治技术提供参考。     

烟粉虱大发生对其不同寄主作物上其他主要害虫的影响研究

在对海门地区烟粉虱大发生状态下茄果类、瓜类及棉花等寄主作物上其他主要害虫发生情况进行系统监测的基础上,阐述了不同寄主作物上烟粉虱大发生对其他害虫产生的影响,比较了对其他各类不同为害习性害虫的影响大小,深入剖析了出现的干扰效应,明确了烟粉虱对寄主空间生态位的占有及对寄主刺吸为害造成寄主作物汁液口味变化等是引起其他害虫逐渐减少的根本原因。     

太阳能光陷阱捕虫器对花生田昆虫的诱捕效果

为建立绿色高效的花生田害虫灯光诱控技术,于2019年在湖北省孝感市大悟县河口镇群建村进行试验,测定光源A（波长365 nm）和光源B（波长390 nm）太阳能光陷阱捕虫器诱捕到的花生田地下害虫、天敌昆虫和中性昆虫的类群和数量,并分析不同光源和天气对太阳能光陷阱捕虫器诱捕效果的影响。结果表明,2种光源太阳能光陷阱捕虫器共诱捕昆虫106 899头,其中地下害虫以丽金龟科和鳃金龟科昆虫居多,分别为53 338头和22 993头;诱捕的天敌昆虫和中性昆虫中分别以步甲科昆虫和水龟虫科昆虫居多,分别为1 495头和4 866头。光源A诱捕的金龟甲总科害虫、叩甲科害虫、天敌昆虫和中性昆虫数量与光源B的诱捕量均差异不显著,但光源A诱捕的蝼蛄科害虫数量显著高于光源B;晴天诱捕的金龟甲总科害虫、叩甲科害虫、天敌昆虫和中性昆虫数量与在阴天的诱捕量差异不显著,但晴天诱捕的蝼蛄科害虫数量显著高于阴天的诱捕量。表明太阳能光陷阱捕虫器对花生田害虫的诱捕效果好,对天敌昆虫和中性昆虫杀伤力小,可作为一种绿色防控手段防治花生田害虫。     

五种出口农产品仓储昆虫群落结构的数量特征

利用群落物种的丰富度、生态优势度、多样性、均匀度等群落特征指数，研究了临沂市5种出口农产品仓储昆虫群落结构的数量特征，并分析了它们的相似性。通过系统聚类分析将5种群落分为4类，脱水蔬菜和中药材仓储昆虫群落同属于一类，其它3种农产品仓储昆虫群落各属一类。除大蒜群落结构合理外，其它群落结构都不合理，粮谷群落结构尤其不合理。结合仓储昆虫群落结构特征指数、害虫及天敌的发生情况，分析了4大类群落的特点，并提出了对应的仓储管理意见。利用群落特征指数，对粮谷昆虫群落时间格局的结构特点进行了研究，根据不同时间害虫及天敌的发生情况，提出了相应的害虫管理措施。     

昆虫视觉在寄主寻找及定位过程中的作用

昆虫与寄主植物相互作用的研究一直是生态学研究的重要问题,在过去的几十年中一直以化学生态学为主导,昆虫视觉在寄主寻找与定位过程中的功能研究很少。随着试验技术与观测手段的不断提高,尤其是昆虫视网膜电位测定技术的发展,为昆虫视觉功能研究提供了新手段和新技术。本文阐述了昆虫视觉的概念与内涵,分析了昆虫视觉的研究现状及目前对昆虫视觉功能的认识误区,总结了昆虫视觉在寄主植物寻找过程中的作用:包括昆虫视觉的光谱学响应,对寄主植物形态刺激、寄主分布及农业景观的反应,并介绍了视网膜电位技术在昆虫视觉功能研究中的应用。本文认为将来的昆虫与植物关系的研究应综合考虑视觉和嗅觉的作用,昆虫视觉功能的研究应与化学信息通讯研究同样受到重视。昆虫视觉在寄主寻找、定位过程中的作用和功能将会成为昆虫-植物关系研究中一个非常具有前景的领域。     

Tentative analysis of the interceptions of non‐indigenous organisms in Europe during 1995–20041

We analysed the notifications of non‐compliance reported by EPPO for 29 European countries for the period 1995–2004. Although gaps probably existed for some of these countries, a total of 8889 interceptions of non‐indigenous pests were reported, among which insects were largely dominant (75.9%) followed by nematodes (11.7%). Pests came predominantly from Asia (38.2%) but intra‐European exchanges contributed roughly the same proportion of pests (33.2%). The predominant commodities on which pests arrived were cut flowers (22.3%), plants for planting and potted plants (19.1%) and vegetables (18.7%) but bonsais (8.6%) appeared to contribute more than wood/bark (3.7%) and wood derivates (2.3%). Among the intercepted insects, two orders were quite equally dominant, Diptera (30.7% of which 66.7% of agromyzids) and Homoptera (30.0% among which 82.7% of aleyrodids), far above Coleoptera (17.8% of which 28.1% of cerambycids) and Lepidoptera (9.3% of which 72.6% of noctuids). The intercepted insect species reported as identified with certainty constituted a list of 302 entities, Bemisia tabaci (Aleyrodidae) and Liriomyza huidobrensis (Agromyzidae) showing the largest number of individuals. The discrepancies observed for some species between a limited number of interceptions and their effective establishment in Europe (e.g. only 1 interception for the western corn rootworm, Diabrotica virgifera) could be useful for identifying the invasion pathways.     

我国农作物病虫害智能监测预警技术新进展

近年来, 随着计算机、互联网、物联网、人工智能、传感器、遥感等技术的快速发展, 智能虫情测报灯、智能性诱捕器、昆虫雷达、无人机遥感、卫星遥感、智能识别App等现代智能农作物病虫监测装备及重大病虫害实时智能监测预警系统建设方面取得了比较明显的进步。本文综述了我国近5年在利用光谱遥感、昆虫雷达、图像识别等技术进行农作物病虫害监测预警研究和应用方面取得的重要进展, 分析了各类技术存在的不足与难点, 提出了未来发展的方向, 以期为充分利用空天地多源数据实现农作物病虫害精准预报提供指导。