灌溉方式對優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱及黑肩綠盲蝽遷入及遷出的影響*
——湖南省益陽市個例分析

李 超,劉 洋,陳愷林,何 洋,3,楊 堅,3,湯文光,周學其,張玉燭**

(1.湖南省土壤肥料研究所 長沙 410125;2.湖南省水稻研究所 長沙 410125;3.湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院 長沙 410128;4.益陽市赫山區(qū)農(nóng)業(yè)局 益陽 413002)

灌溉方式對優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱及黑肩綠盲蝽遷入及遷出的影響*
——湖南省益陽市個例分析

李 超1,2,3,劉 洋2,陳愷林2,何 洋2,3,楊 堅2,3,湯文光1,周學其4,張玉燭2**

(1.湖南省土壤肥料研究所 長沙 410125;2.湖南省水稻研究所 長沙 410125;3.湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院 長沙 410128;4.益陽市赫山區(qū)農(nóng)業(yè)局 益陽 413002)

黑肩綠盲蝽是褐飛虱的重要天敵之一,且具有明顯伴遷現(xiàn)象。研究灌溉方式對優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱及黑肩綠盲蝽的遷入及遷出,可為優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱的綜合防治提供理論與技術(shù)支撐。本試驗設(shè)置半隔離與全隔離兩種隔離方式,研究長期灌溉、濕潤灌溉、間歇灌溉及非充分灌溉對優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱及黑肩綠盲蝽遷入及遷出的影響。結(jié)果表明:不同年份,優(yōu)質(zhì)晚稻田褐飛虱及黑肩綠盲蝽的遷入及遷出差異較大,2015年,由于晚稻生育中后期氣溫低及降雨頻繁,各灌溉處理下的褐飛虱及黑肩綠盲蝽均未發(fā)生遷入。2014年,晚稻生育中后期溫度較高,褐飛虱及黑肩綠盲蝽發(fā)生遷飛。從遷入情況來看,非充分灌溉下褐飛虱發(fā)生早、基數(shù)大導致遷入量最低;間歇灌溉的遷入比(遷入量/遷入時段種群增加量)最大;非充分灌溉及濕潤灌溉下黑肩綠盲蝽的遷入時期早于其他灌溉方式 8 d左右。從遷出情況看,長期灌溉下褐飛虱發(fā)生外遷的時期早于其他灌溉方式11 d左右;間歇灌溉的褐飛虱遷出量最大,濕潤灌溉的遷出比(遷出量/遷出時段種群消減量)最大;非充分灌溉下黑肩綠盲蝽的遷出量及遷出比均最大。表明非充分灌溉雖然減少了褐飛虱的遷入,但遷入前褐飛虱的種群增加量要遠大于其他灌溉方式的遷入量,且會促進天敵黑肩綠盲蝽的外遷,增加了褐飛虱大發(fā)生的風險,不利于褐飛虱的綜合防治;長期灌溉能有效降低褐飛虱的遷入及天敵黑肩綠盲蝽的外遷;濕潤灌溉及間歇灌溉會促進褐飛虱的外遷,同時,間歇灌溉會顯著(P<0.05)減少天敵黑肩綠盲蝽的外遷。

灌溉方式;晚稻;褐飛虱;黑肩綠盲蝽;遷入;遷出

黑肩綠盲蝽[Cyrtorrhinus livdipennis(Reute)]是東南亞水稻(Oryza sativaL.)主要害蟲褐飛虱[Nilaparvata lugens(St?l)]的重要捕食性天敵[1],黑肩綠盲蝽與褐飛虱有明顯的伴遷現(xiàn)象[2]。前人從氣候變暖[3-4]、臺風[5]、大氣環(huán)流[6]、溫濕度[7-9]等方面對稻飛虱及黑肩綠盲蝽遷飛開展了大量研究。齊會會等[10-11]通過燈捕法發(fā)現(xiàn)黑肩綠盲蝽在燈下的始見期遲于褐飛虱,始見期后,其在燈下的種群動態(tài)基本同步于褐飛虱,通過毫米波掃描昆蟲雷達發(fā)現(xiàn)褐飛虱在華南稻區(qū)具有晨昏雙峰的遷飛規(guī)律,黎明的起飛數(shù)量低于黃昏的起飛數(shù)量;夏季遷飛高度主要在400～1 800 m,有時達2 000 m,秋季的遷飛高度主要在300～1100 m,有時達1 700 m;褐飛虱具有聚集成層的現(xiàn)象,成層現(xiàn)象與風速有極大關(guān)系;夏季遷飛時褐飛虱雌蟲多于雄蟲,秋季遷飛時雄蟲多于雌蟲。秦小娃等[12]綜述了以降低稻田生態(tài)系統(tǒng)脆弱性為主旨的褐飛虱綜防措施,包括豐產(chǎn)控害栽培防治、高效低毒的化學藥劑防治、物理防治、生物防治以及飽和生態(tài)位調(diào)控防治。肥水管理是豐產(chǎn)控害栽培防治的重要內(nèi)容,高氮肥會顯著增加褐飛虱的致害力,提高褐飛虱對逆境條件的生態(tài)適應性[13-14];栽培密度主要影響褐飛虱遷入蟲量的再分配[15]。而水分管理對稻田褐飛虱遷飛影響的研究較少。灌溉方式作為優(yōu)質(zhì)晚稻生產(chǎn)中的重要栽培措施之一,其對褐飛虱及黑肩綠盲蝽遷飛的影響研究尚鮮見報道。本研究從不同灌溉方式入手,以湖南省益陽市為例設(shè)置半隔離與全隔離兩種隔離方式,在“兩減行動”(減化肥、減農(nóng)藥)的大背景下,研究生物防治下灌溉方式對優(yōu)質(zhì)晚稻褐飛虱及黑肩綠盲蝽遷飛的影響,從而為不同灌溉方式下優(yōu)質(zhì)晚稻褐飛虱的綜合防控提供一定理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

田間試驗于2013—2015年在湖南省益陽市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)中塘試驗基地(28°29′N,112°30′E)進行,該地屬亞熱帶大陸性季風濕潤氣候,年平均氣溫16.5 ,℃ 年平均光照1 560 h;年平均降雨量1 465 mm,試驗期間2014年和2015年降雨分布見圖1。試驗田前茬作物為早稻,當茬作物為晚稻,晚稻品種為‘湘晚秈12號’。土壤肥力均勻,生防區(qū)土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質(zhì)及pH分別為165.2mg·kg-1、6.57mg·kg-1、66.2mg·kg-1、33.7 g·kg-1和5.63,化防區(qū)分別為174.3mg·kg-1、7.03mg·kg-1、62.1mg·kg-1、35.8 g·kg-1和5.42。

圖1 試驗區(qū)2014年(a)和2015年(b)晚稻生長季降雨量分布Fig.1 Rainfall distribution during later rice growth season in the study area in 2014 (a) and 2015 (b)

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2013—2015年的7—11月進行,2013年為預備試驗。

1)半隔離試驗:設(shè)置長期灌溉、濕潤灌溉、間歇灌溉、非充分灌溉 4種灌溉方式。長期灌溉:全期田間保持3～5cm水層,收割前1周斷水;濕潤灌溉:移栽和抽穗期保持3～5cm水層,其余時期土壤持水量維持在 60%以上;間歇灌溉:移栽和抽穗期保持3～5cm水層,抽穗期后干濕交替,收割前1周斷水;非充分灌溉:除移栽期外,全生育期不人工灌水,靠自然降雨。試驗區(qū)及周圍區(qū)域均采取生物防治。小區(qū)面積為100 m2,全生育期不打農(nóng)藥,通過人工釋放赤眼蜂及稻田天敵進行防治,各小區(qū)之間用尼龍紗窗網(wǎng)進行隔離,小區(qū)上部不隔離。

2)全隔離試驗:小區(qū)上部用尼龍紗窗網(wǎng)(30目×30目)進行全隔離以防止天敵及害蟲的遷入及遷出,其余設(shè)計同半隔離試驗。

1.3 試驗管理

2013年、2014年和2015年分別于6月16日、6月15日和6月17日播種,水稻種子用200倍強氯精液浸種消毒,催芽后用旱育保姆拌種,每千克旱育保姆拌稻種3.5kg;用規(guī)格為308孔的育秧盆進行育秧,每盤播種量為35 g左右。2013年于7月17日拋秧,菜餅600.0kg·hm-2及復合肥800.0kg·hm-2(N ∶P2O5∶ K2O=15 ∶ 10 ∶ 15)作基肥施用,7月26日用尿素60.0kg·hm-2和KCl140.0kg·hm-2作追肥施用,8月19日用尿素20.0kg·hm-2作穗肥施用;2014年由于早稻持續(xù)降雨,導致早稻貪青晚熟,拋秧推遲至7月26日進行,追肥、穗肥分別于8月4日、8月26日施加;2015年于7月17日拋秧,追肥、穗肥分別與 8月3日、8月23日施加,2014—2015年各時期的施肥種類及用量同2013年。2014年和2015年分別于8月13日、8月15日對小區(qū)進行隔離。生物防治區(qū)2013年于8月11日、9月7日和9月20日,2014年于8月19日、9月11日和9月28日,2015年于8月13日、9月5日和9月22日均勻釋放赤眼蜂,釋放數(shù)量為15萬·hm-2,用于防治卷葉螟及二化螟,除用井岡霉素防治紋枯病外,水稻全生育期不使用任何農(nóng)藥。

1.4 調(diào)查方法

1.4.1 種群數(shù)量

拋秧26 d后,為最大程度保證小區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不被干擾與破壞,采用無損直接目測法,每8～10 d調(diào)查一次,直至水稻收獲為止。每個小區(qū)按五點取樣法選擇代表性5點,每點調(diào)查10叢水稻,然后統(tǒng)計百叢黑肩綠盲蝽及褐飛虱數(shù)量。

1.4.2 褐飛虱遷入量及遷出量

通過比較半隔離與全隔離的褐飛虱種群動態(tài),找出褐飛虱的遷入及遷出時間段,全隔離試驗區(qū)在遷入時段的褐飛虱增長量(X1)即為褐飛虱通過自身繁殖所增加的種群數(shù)量,半隔離試驗區(qū)在遷入時間段的褐飛虱增長量(X2)為褐飛虱通過自身繁殖所增加的種群數(shù)量及遷入量之和;全隔離試驗區(qū)在遷出時間段的褐飛虱消減量(X3)即為褐飛虱自然死亡量、被捕食量及繁殖量的數(shù)量總和,半隔離試驗區(qū)在遷出時間段的褐飛虱消減量(X4)為褐飛虱自然死亡量、被捕食量、繁殖量及遷出量的數(shù)量總和。假設(shè)在遷入與遷出時間段內(nèi),半隔離與全隔離條件下的褐飛虱自然死亡量、被捕食量及繁殖量相等,在遷出時間段內(nèi),半隔離與全隔離條件下的褐飛虱自然死亡量、被捕食量及繁殖量也相等,則可計算出遷入量(Y1)=X2-X1,遷出量(Y2)=X4-X3。遷入比(K1)=Y1/X2,遷出比(K2)=Y2/X4。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用DPS14.50及Microsoft Excel 2007實用數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫濕度對褐飛虱遷入及遷出的影響

結(jié)合圖2、圖3和圖4可知,2014年試驗區(qū)的褐飛虱在9月15日至10月4日遷入,而在10月4日至27日遷出。從圖3可知10月4日(乳熟期)至14日(臘熟期)間,褐飛虱種群數(shù)量急劇下降,下降速率明顯快于其他時期,而黑肩綠盲蝽種群表現(xiàn)出增加趨勢,10月14日至27日褐飛虱、黑肩綠盲蝽種群急劇下降。表明褐飛虱、黑肩綠盲蝽的遷出時期分別主要集中在水稻的乳熟期至臘熟期、臘熟期至成熟期。10月4日至12日的氣溫均在20℃以上,平均溫度為22.6 ,10℃ 月12日的溫度為22.6 ,℃ 而10月13日、14日的溫度分別降至18.6℃、18.8 ,℃ 取平均值為18.7 ,℃ 且未有降雨發(fā)生,表明湖南益陽的褐飛虱遷出溫度在18.7℃左右(圖2)。2014年褐飛虱遷入時期(9月15日至10月4日)的平均相對濕度為85.3%,且均在 80.0%以上,遷出時期(10月 4日至 27日)為77.3%,處于67%～80%,特別是10月4日(乳熟期)至14日(臘熟期)間的平均相對濕度僅為75.2%,10月12日至14日的空氣相對濕度波動不大,表明溫度突然降低會迫使褐飛虱外遷,是稻飛虱外遷的主要因子。2015年兩種隔離方式下各灌溉處理的褐飛虱種群均顯著低于 2014年,且在整個水稻生育期未發(fā)生大的變化,其幾乎不存在遷入及遷出,表明晚稻褐飛虱的遷入及遷出在不同年份間存在顯著(P<0.05)差異,結(jié)合2014年及2015年兩年的溫度及降雨量數(shù)據(jù)可知,2015年晚稻生育中后期的持續(xù)降雨及氣溫偏低導致褐飛虱未發(fā)生遷入,證明持續(xù)降雨會影響稻飛虱的遷入,并再次證明溫度是影響褐飛虱遷入的主要因子。

圖2 2014年(a)和2015年(b)試驗期間試驗區(qū)的溫濕度Fig.2 Temperature and humidity during the experiment periods in the study area in 2014 (a) and 2015 (b)

2.2 不同灌溉方式下褐飛虱遷入及遷出期

圖3表明半隔離條件下,除長期灌溉外,間歇灌溉、非充分灌溉、濕潤灌溉的褐飛虱數(shù)量最大值均高于全隔離褐飛虱數(shù)量最大值,且半隔離試驗區(qū)在9月15日至10月4日種群數(shù)量呈爆發(fā)式增加,并顯著(P<0.05)多于全隔離試驗區(qū),表明間歇灌溉、非充分灌溉、濕潤灌溉在該時期是褐飛虱遷入的主要時期;而長期灌溉下,9月23日,褐飛虱種群達到最大,且增長過程較緩慢,表明長期灌溉不利于晚稻褐飛虱的遷入。半隔離條件下的間歇灌溉、非充分灌溉、濕潤灌溉在10月4日之后褐飛虱種群數(shù)量急劇下降,長期灌溉在9月23日后緩慢下降,而全隔離條件下在10月3日至14日各灌溉方式褐飛虱種群均表現(xiàn)出增加趨勢,表明半隔離條件下長期灌溉褐飛虱發(fā)生外遷的時期要早于其他3種灌溉方式11 d左右,但遷出量低于其他3種灌溉方式。

2.3 不同灌溉方式黑肩綠盲蝽遷入及遷出期

黑肩綠盲蝽是一種重要的水稻遠距離遷徙型天敵,且不能在湖南越冬[16],因此,湖南早稻田黑肩綠盲蝽初始種群的構(gòu)建均來源于外遷,晚稻田黑肩綠盲蝽初始種群的構(gòu)建則來源于早稻收獲后稻田周邊生境的遷入及遠距離遷入。由于2015年的黑肩綠盲蝽種群數(shù)量極少,故只對2014年黑肩綠盲蝽的遷入及遷出進行分析。圖4表明半隔離試驗區(qū)8月28日前田間未見到黑肩綠盲蝽,9月7日非充分灌溉及濕潤灌溉處理開始有少量遷入,間歇灌溉及長期灌溉9月15日開始有少量遷入,之后隨著晚稻生育進程的推移而表現(xiàn)為先增后降的趨勢,4種灌溉方式下的黑肩綠盲蝽種群數(shù)量均于10月14日(晚稻臘熟期)達最大,全隔離與半隔離試驗區(qū)基本一致。10月14日之后,非充分灌溉、間歇灌溉及濕潤灌溉的種群數(shù)量急劇下降,長期灌溉則下降相對較緩,而全隔離條件下,10月14日之后各灌溉方式種群下降均較緩,表明10月14日之后黑肩綠盲蝽各灌溉方式間均發(fā)生了外遷,長期灌溉的遷出量顯著(P<0.05)低于其他灌溉方式。

2.4 灌溉方式對褐飛虱遷入及遷出比的影響

由于 2015年的褐飛虱發(fā)生情況極輕(圖3),故只對2014年的褐飛虱遷入及遷出進行分析。表1表明:各灌溉方式間的遷入量(Y1)表現(xiàn)為間歇灌溉>濕潤灌溉>長期灌溉>非充分灌溉,間歇灌溉分別是非充分灌溉、濕潤灌溉及長期灌溉的31.8倍、2.1倍和16.5倍,其中間歇灌溉、濕潤灌溉與非充分灌溉、長期灌溉間差異達顯著水平,非充分灌溉與長期灌溉差異不顯著;遷出量(Y2)表現(xiàn)為間歇灌溉>濕潤灌溉>非充分灌溉>長期灌溉,間歇灌溉分別是非充分灌溉、濕潤灌溉及長期灌溉的1.4倍、1.1倍和 5.8倍;遷入比(K1)在各處理間差異顯著,表現(xiàn)為間歇灌溉>濕潤灌溉>長期灌溉>非充分灌溉;間歇灌溉分別是非充分灌溉、濕潤灌溉及長期灌溉的19.4倍、1.4倍和3.4倍;遷出比(K2)在各處理間差異顯著,表現(xiàn)為濕潤灌溉>間歇灌溉>非充分灌溉>長期灌溉;濕潤灌溉分別是非充分灌溉、間歇灌溉及長期灌溉的1.3倍、1.1倍和1.8倍。結(jié)果表明:灌溉方式對褐飛虱的遷入及遷出均產(chǎn)生顯著影響。非充分灌溉遷入量及遷入比例最低;長期灌溉的遷入量顯著低于濕潤灌溉及間歇灌溉;間歇灌溉及濕潤灌溉的遷入量、遷入比及遷出量均較高;長期灌溉的遷出量及遷出比均最低。

圖3 半隔離(a)和全隔離(b)條件下灌溉方式對褐飛虱種群動態(tài)的影響Fig.3 Effects of irrigation methods onNilaparvata lugens(St?l) population dynamics under semi-isolated (a) and fully isolated (b) conditions

圖4 半隔離(a)和全隔離(b)條件下灌溉方式對黑肩綠盲蝽種群動態(tài)的影響Fig.4 Effects of irrigation methods onCyrtorrhinus livdipennis(Reute) population dynamics under semi-isolated (a) and fully isolated (b) conditions

表1 灌溉方式對褐飛虱遷入及遷出比的影響(2014年)Table1 Effects of irrigation methods on the rate of immigration and emigration of riceNilaparvata lugens(St?l) number·(100 holes)-1

2.5 灌溉方式對黑肩綠盲蝽遷入及遷出比的影響

表 2表明,半隔離條件下,各灌溉方式間黑肩綠盲蝽的遷入量(Y1)無顯著差異,且小區(qū)內(nèi)未發(fā)生黑肩綠盲蝽遠距離遷飛沉降,田間黑肩綠盲蝽種群的構(gòu)建可能主要依靠田間周邊生境中的遷入。遷出量(Y2)以非充分灌溉最大,濕潤灌溉、間歇灌溉次之,長期灌溉最少,非充分灌溉較濕潤灌溉、間歇灌溉、長期灌溉分別增加102.9%、127.2%和1709.1%;遷出比(K2)以非充分灌溉最大,濕潤灌溉、長期灌溉次之,間歇灌溉最少,非充分灌溉較濕潤灌溉、間歇灌溉、長期灌溉分別增加7.0%、83.4%和49.7%。

表2 灌溉方式對黑肩綠盲蝽遷入及遷出比的影響(2014年)Table 2 Effects of irrigation methods on the rate of immigration and emigration ofCyrtorrhinus livdipennis(Reute) number·(100 holes)-1

3 結(jié)論與討論

3.1 灌溉方式對褐飛虱遷徙的影響

稻飛虱是水稻主要的兩遷害蟲之一,居水稻三大害蟲之首,溫濕度及降雨量是影響稻飛虱遷飛的重要因子[17]。本研究表明:湖南省益陽市的褐飛虱遷入平均溫度為25.0 ,℃ 且不低于23.0℃;遷入的平均相對濕度為85.3%,且不低于80.0%。而遷出溫度平均為21.6 ,℃ 且不低于18.5 ,℃ 最適遷出溫度為18.7 ,℃ 表現(xiàn)出低溫促使褐飛虱外遷的趨勢;遷出的平均相對濕度為77.3%,濕度范圍為67%～80%。這與已報道的稻飛虱遷入桂林地區(qū)的地面溫度為19～30 ,℃ 最適遷入溫度為24～29℃[8-9],遷出的最低溫度為18℃且遷入及遷出的平均相對濕度均在70%以上[7]基本一致。因此,不同年份間,由于溫濕度及降雨等氣候條件的差異,會導致稻飛虱的遷入存在差異。江守林等[18]研究認為年均溫和年降雨量與褐飛虱的發(fā)生危害面積和水稻產(chǎn)量損失之間相關(guān)不顯著。而本研究發(fā)現(xiàn)不同年份間的褐飛虱發(fā)生情況差異較大,其可能主要是因為氣溫偏低及頻繁降雨影響了褐飛虱的遷入,而本地繁殖的褐飛虱在稻田天敵的防控下得以完全控制。因此生產(chǎn)中化學農(nóng)藥的使用應根據(jù)當年的氣候條件而定,并結(jié)合田間調(diào)查,盡量減少農(nóng)藥用量,避免農(nóng)藥浪費,減少環(huán)境污染,這將有利于我國“兩減”行動的進一步推進。

褐飛虱遷入后的防治是水稻蟲害生態(tài)防控的一大難點。目前主要是通過物理防控、生物防控及轉(zhuǎn)基因等措施進行防治[19-22]。同時前人從栽培角度也開展了較多研究,但以科學施肥[23]、合理密植[15]居多。要將水稻褐飛虱控制在經(jīng)濟損失允許水平以下,僅僅依靠某一種生態(tài)防控模式還難以實現(xiàn),而應集抗蟲品種、栽培技術(shù)、生物防控及生態(tài)防控等方面進行技術(shù)集成,才能對褐飛虱進行有效控制。灌溉方式作為水稻綠色防控中的重要栽培措施之一,其對褐飛虱遷入及遷出的影響尚不清楚。本研究表明:半隔離條件下長期灌溉的褐飛虱發(fā)生外遷時期要早于其他3種灌溉方式,但遷出量低于其他3種灌溉方式。灌溉方式對褐飛虱的遷入及遷出均達顯著影響,非充分灌溉遷入量及遷入比例最低;長期灌溉的遷入量顯著低于濕潤灌溉及間歇灌溉;間歇灌溉及濕潤灌溉的遷入量、遷入比及遷出量均較高;長期灌溉的遷出量及遷出比均最低。非充分灌溉遷入量及遷入比例最低,其主要是因為非充分灌溉的褐飛虱發(fā)生早,基數(shù)大,促進了褐飛虱種群的發(fā)展,使稻株在褐飛虱遷入前已經(jīng)出現(xiàn)了營養(yǎng)不良而導致葉片變老變黃的癥狀,而稻飛虱具有明顯的趨綠性、卵趨嫩性及棲息趨蔭蔽性等特點[7],從而導致非充分灌溉的褐飛虱遷入量最低。長期灌溉褐飛虱的遷入量顯著低于濕潤灌溉及間歇灌溉,其可能是因為長期灌溉條件下水稻冠層的生態(tài)環(huán)境不利于褐飛虱的降落,而長期灌溉的遷出量及遷出比均最低,其可能主要是因為長期淹水條件下水稻生育前期的褐飛虱發(fā)生輕,基數(shù)少,稻株生理特性幾乎未受影響,保證了中后期稻株營養(yǎng)充足,為褐飛虱提供了較好生長繁殖條件;同時,可能是因為長期灌溉條件下的冠層濕度大而不利于褐飛虱的遷出,從而使得其遷出量及遷出比例均最低。同時,通過兩年觀測數(shù)據(jù)對比,發(fā)現(xiàn)2014年各灌溉處理間的褐飛虱遷入及遷出差異顯著,而 2015年無顯著差異,因此,各灌溉方式下不同年份間的褐飛虱遷入及遷出差異較大,特別是干旱年份會加大褐飛虱的發(fā)生。本文只對各灌溉方式下褐飛虱遷飛差異進行了初步探討,更深層次的原因還有待進一步研究。

3.2 灌溉方式對黑肩綠盲蝽遷徙的影響

黑肩綠盲蝽以成蟲在熱帶和南亞熱帶稻區(qū)越冬,在湖南不能安全越冬[16,24]。黑肩綠盲蝽是褐飛虱的重要捕食性天敵,也是典型的兩遷型稻田天敵之一,主要以刺吸褐飛虱的卵為主[25-26]。天敵種群的大規(guī)模伴遷現(xiàn)象表現(xiàn)出“天敵-寄主-植物”不同營養(yǎng)層之間的相互作用,具有重要的生態(tài)學和行為學意義[27],黑肩綠盲蝽作為褐飛虱一種重要的伴遷天敵,對其伴遷現(xiàn)象一直缺乏系統(tǒng)研究。前人通過稻田系統(tǒng)調(diào)查、燈誘和及高山網(wǎng)捕等方法,發(fā)現(xiàn)黑肩綠盲蝽存在遠距離遷飛的習性,其始見期稍遲于褐飛虱[11],隨后的遷飛期基本與褐飛虱同步[16,24],通過空中網(wǎng)捕[28-29]、飛機網(wǎng)捕[2,30]以及海捕[31]等方法,再次證實了黑肩綠盲蝽的遠距離遷飛習性。灌溉方式作為水稻綠色防控中的重要栽培措施之一,其對黑肩綠盲蝽遷入及遷出的影響尚不清楚。本研究表明:黑肩綠盲蝽的始見期要遲于褐飛虱,這與齊會會等[11]的研究結(jié)果一致。各灌溉方式下黑肩綠盲蝽的遷入量無顯著差異,遷出量達顯著差異,表現(xiàn)為非充分灌溉>濕潤灌溉>間歇灌溉>長期灌溉,非充分灌溉的遷出量最大主要可能是因為非充分灌溉的褐飛虱發(fā)生早,為黑肩綠盲蝽遷入后提供了充分的食物來源,黑肩綠盲蝽種群得以較快構(gòu)建,而水稻生育后期田間水分的虧缺及褐飛虱的大量外遷,促使黑肩綠盲蝽的外遷,這與胡國文等[32]發(fā)現(xiàn)黑肩綠盲蝽與褐飛虱共同存在可促進彼此的遷出基本一致。遷出比表現(xiàn)出非充分灌溉>濕潤灌溉>長期灌溉>間歇灌溉,這與遷出量的表現(xiàn)趨勢基本一致,長期灌溉的遷出比大于間歇灌溉主要是因為長期灌溉的褐飛虱發(fā)生輕,使得黑肩綠盲蝽種群數(shù)量較其他灌溉方式少,其遷出量雖然少于間歇灌溉,但由于黑肩綠盲蝽種群數(shù)量顯著低于間歇灌溉,從而導致遷出比大于間歇灌溉。朱明華[24]認為黑肩綠盲蝽的繁殖速度較快,在遷入早、遷入量偏大的年份,對褐飛虱的控制作用非常明顯。王召等[33]認為田間黑肩綠盲蝽與褐飛虱的種群發(fā)生存在同步性,水稻生長后期發(fā)生量較大。因此,在褐飛虱輕發(fā)生時,盡量減少化學農(nóng)藥的使用,使黑肩綠盲蝽能夠順利遷入稻田,充分發(fā)揮黑肩綠盲蝽對田間褐飛虱基數(shù)的控制作用;褐飛虱大發(fā)生時,需選擇使用高效低毒農(nóng)藥或生物農(nóng)藥,盡可能減少用藥次數(shù)和禁止使用高毒農(nóng)藥。這樣既能有效控制褐飛虱的大發(fā)生,又能有效保護天敵,從而促進稻田生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

綜上所述,褐飛虱及黑肩綠盲蝽的遷飛受氣候影響較大,主要與溫度及降雨有關(guān),2015年,由于晚稻生育中后期氣溫低及降雨頻繁,褐飛虱及黑肩綠盲蝽未發(fā)生遷入。2014年,晚稻生育中后期溫度較高,褐飛虱及黑肩綠盲蝽發(fā)生遷飛。從遷入情況來看,非充分灌溉下褐飛虱發(fā)生早、基數(shù)大導致遷入量最低,僅為遷入量最大的間歇灌溉的 0.6%;間歇灌溉的遷入比(遷入量/遷入時段種群增加量)最大,分別是非充分灌溉、濕潤灌溉及長期灌溉的19.4倍、1.4倍和3.4倍;非充分灌溉及濕潤灌溉下黑肩綠盲蝽的遷入時期要早于其他灌溉方式8 d左右。從遷出情況來看,長期灌溉下褐飛虱發(fā)生外遷的時期要早于其他灌溉方式11 d左右;間歇灌溉的遷出量最大,分別是非充分灌溉、濕潤灌溉及長期灌溉的1.4倍、1.1倍和5.8倍,濕潤灌溉的遷出比(遷出量/遷出時段種群消減量)最大,分別是非充分灌溉、間歇灌溉及長期灌溉的1.3倍、1.1倍和1.8倍;非充分灌溉下黑肩綠盲蝽的遷出量及遷出比均最大,較濕潤灌溉、間歇灌溉和長期灌溉分別增加102.9%、127.2%和1 709.1%,遷出比分別增加7.0%、83.4%和49.7%。表明非充分灌溉雖然減少了褐飛虱的遷入,但遷入前褐飛虱的種群增加量要遠大于其他灌溉方式的遷入量,且會促進天敵黑肩綠盲蝽的外遷,增加了褐飛虱大發(fā)生的風險,不利于褐飛虱的綜合防治;長期灌溉能有效降低褐飛虱的遷入及天敵黑肩綠盲蝽的外遷;濕潤灌溉及間歇灌溉會促進褐飛虱的外遷,同時,間歇灌溉會顯著(P<0.05)減少天敵黑肩綠盲蝽的外遷。因此,在優(yōu)質(zhì)晚稻的生育中前期采用長期灌溉,而生育中后期采用間歇或濕潤灌溉,預期可達到既減少褐飛虱的遷入,又促進褐飛虱的遷出,同時,又能減少黑肩綠盲蝽的外遷,從而使褐飛虱與天敵黑肩綠盲蝽種群維持在一個相對安全的范圍內(nèi),有效發(fā)揮黑肩綠盲蝽的控稻虱作用,其具體影響機制還有待進一步研究。

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Effect of irrigation method on in-out migration ofNilaparvata lugens(St?l) andCyrtorrhinus livdipennis(Reute) of high-quality late rice field:A case study of Yiyang,Hunan Province*

LI Chao1,2,3,LIU Yang2,CHEN Kailin2,HE Yang2,3,YANG Jian2,3,TANG Wenguang1,ZHOU Xueqi4,ZHANG Yuzhu2**

(1.Hunan Soil and Fertilizer Research Institute,Changsha 410125,China;2.Hunan Rice Research Institute,Changsha 410125,China;3.College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;4.Heshan District Farm Bureau,Yiyang City,Yiyang 413002,China)

Abstract:Cyrtorrhinus livdipennis(Reute) is one of natural enemies ofNilaparvata lugens(St?l),which more importantly has a clear accompanying migration pattern.The study of the effects of irrigation method on the in-and-out migration ofN.lugensandC.livdipennisof high-quality late rice field could provide theoretical and technical support for an integrated control ofN.lugensand reduce the use of chemical pesticides in cultivation.This experiment designed two isolation (semi-isolation and fully-isolation) modes to study the effects of deficit irrigation,wet irrigation,intermittent irrigation and long-term irrigation on immigration ofN.lugensandC.livdipennisin high-quality late rice fields in 2014–2015.The results showed a significant difference on immigration and emigration ofN.lugensandC.livdipennisin high-quality late rice fields between two years.There was noN.lugensandC.livdipennisimmigration under all irrigation treatments in 2015 due to low temperatures and frequent rainfalls during mid to late growth stages of late rice.However,with higher temperatures in 2014,there was a significant migration.Based on the state of immigration,N.lugensimmigration was lowest under deficit irrigation,which occurred early with a large base number,and was only 0.6% of that of intermittent irrigation.The intermittent irrigation had the largest number of immigration.Immigration rate (immigration number divided by increase in immigration number) ofN.lugensunder intermittent irrigation was19.4,1.4 and3.4 times that of deficit,wet and long-term irrigation,respectively.The time ofC.livdipennisimmigration under deficit irrigation and wet irrigation was 8 days earlier than that under the other methods of irrigation.Based on the state of emigration,the time ofN.lugensemigration under long-term irrigation was11 days earlier than the other modes of irrigation.The largest number ofN.lugensemigration under intermittent irrigation was1.4,1.1 and 5.8 times that of deficit,wet and long-term irrigation,respectively.The emigration rate (emigration number divided by decrease in emigration number) under wet irrigation was1.3,1.1 and1.8 times that of deficit,intermittent and long-term irrigation,respectively.The number ofC.livdipennisemigration in deficit irrigation increased by102.9%,127.2% and1709.1% compared with wet,intermittent and long-term irrigation whereas emigration rate increased by 7.0%,83.4% and 49.7%,respectively.Therefore,deficit irrigation reduced immigration ofN.lugens,but increased the population ofN.lugensbefore immigration compared with other irrigation methods.It simultaneously promoted emigration of enemyC.livdipennis,which increased the risk ofN.lugensoutbreak and control difficulty ofN.lugens.Long-term irrigation effectively preventedN.lugensfrom immigration and enemyC.livdipennisfrom emigration.Wet and intermittent irrigation simultaneously promotedN.lugensemigration,while intermittent irrigation significantly reduced emigration of enemyC.livdipennis(P<0.05).

Irrigation method;Late rice;Nilaparvata lugens(St?l);Cyrtorrhinus livdipennis(Reute);Immigration;Emigration

S181

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** 通訊作者:張玉燭,主要從事水稻高產(chǎn)、高效和綠色栽培研究。E-mail:yuzhuzhang@hotmail.com李超,主要從事水稻綠色栽培及高產(chǎn)高效栽培研究。E-mail:hnchaoli0419@163.com

2016-06-19接受日期:2016-09-07

* Founded by the Important Project of National Key Technology R&D Program of China (2013BAD07B11) and the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest of China (201503118)

** Corresponding author,E-mail:yuzhuzhang@hotmail.com

Received Jun.19,2016;accepted Sep.7,2016