水稻白背飞虱发生程度的长期预测模型

气象条件影响白背飞虱Sogatellafurcifera发生发展 ,根据海气相互作用原理 ,海温的变化会引起大气环流系统的变化 ,同样制约各地气象条件。作者将西太平洋海温作为长期预报因子 ,根据场相关分析方法 ,找出与水稻白背飞虱发生程度各指标相关的强信号海区 ,应用最优化相关处理技术 ,大大增加了虫情发生指标和海温之间的相关度 ,建立了水稻白背飞虱始见期、迁入虫量及第五 ( 2 )代虫量可靠的长期预测模型 ,模型均通过了α=0 0 1显著性水平 ,拟合及试报结果理想 ,预报模型切实可行 ,可以投入业务使用 ,此研究对虫害防治和水稻生产具有重要指导意义     

江苏省稻纵卷叶螟迁入期虫情指标与西太平洋海温的遥相关及其长期预报模型

将西太平洋海温作为长期预报因子,根据场相关分析方法进行相关普查,用GRADS软件绘制了江苏省宜兴、盐都、靖江地区稻纵卷叶螟迁入峰期、峰期持续时间及峰期蛾量等各虫情指标与各格点逐月的月海温值间相关系数的时、空分布图,从中找出了与稻纵卷叶螟迁入期各虫情指标相关的强信号海区,并对预测因子进行最优化相关处理,建立了三地区稻纵卷叶螟迁入期各虫情指标的长期预报模型.结果表明：三地区稻纵卷叶螟迁入峰期与西太平洋海温存在共同的高相关区;稻纵卷叶螟迁入持续时间与西太平洋海温具有较好的相关关系;海温显著影响迁入峰期蛾量,二者间具有较稳定的相关关系,且其相关程度随季节变化而变化;所有预报模型均通过了α＝0.01的显著性水平检验,说明预报结果与实际值较吻合,预报模型切实可行.该预报模型将能提前1~2个月做出预测意见,对江苏省水稻虫害防治、水稻生产以及最大限度地减轻化学农药污染、改善环境质量具有重要意义.     

全国大豆食心虫发生面积与大气环流、海温的关系及其长期预测预报

对1952-2001年中国大豆食心虫发生面积与食心虫发生前一年1月至当年4月中74个环流特征量及286个网格点海温逐月及不同组合时段距平值进行相关分析,筛选出了大气环流和海温因子,通过逐步回归,分别建立了中国大豆食心虫发生面积的大气环流和海温预报模型,并对模型进行了拟合和延伸预报.结果表明:模型的拟合和延伸预报效果均较好,2002-2004年大气环流模型延伸预报平均准确率达88%,海温模型延伸预报准确率达86%.     

新疆蝗虫发生的大气环流背景及长期预测

对1952-2005年新疆蝗虫的发生面积与大气环流74项特征指标值进行相关研究.结果表明:新疆蝗虫发生与大气环流密切相关;筛选确定了北非副热带高压、北半球极涡面积指数、冷空气、亚洲纬向环流指数、印缅槽等与蝗虫发生面积相关的关键指标.其中,北非副热带高压对新疆蝗虫发生的影响主要是通过影响4-6月的降雨量,从而影响蝗卵孵化、蝗蝻的发育及蝗虫的发生.将筛选出的39个大气环流特征因子作为预报因子,通过逐步回归,得出拟合较好的4个预测模型.研究结果为蝗灾的预测预报提供理论依据.     

基于大尺度因子的小麦白粉病长期预测模型

根据1971—2008年全国小麦白粉病发生面积资料、1970—2008年大气环流特征量逐月资料及1970—2008年太平洋海温逐月资料,通过因子膨化、空间拓扑分析组合大气环流、海温因子,采用最优化处理、相关分析、相关稳定性检验、因子独立性检验等方法,筛选对小麦白粉病影响稳定、显著、独立的大气、海温因子,分别构建基于大气环流及太平洋海温的全国小麦白粉病发生面积率预报预测模型。利用2009—2010年资料对模型进行预测检验,经回代及预测检验,大气环流模型回代检验等级正确率为81.6%,2009、2010年等级预测正确率为100%,模型总体评价正确率为82.5%。太平洋海温模型回代检验等级正确率为78.95%,2009、2010年预测检验正确率为100%,模型总体评价正确率为80%。大气环流模型较太平洋海温模型总体评价准确率略高。     

滇西南稻区白背飞虱种群特征及其关键影响因子

为明确滇西南沧源县稻区白背飞虱Sogatella furcifera的种群发生特征及其影响因子,于2010-2019年通过灯诱监测和田间调查的方法,分析沧源县白背飞虱的越冬种群、灯诱种群及田间种群发生特征,并对白背飞虱种群数量的影响因素进行相关性分析.结果表明:(1)白背飞虱以成、若虫在再生稻、落粒稻上越冬,越冬虫量最高可达1600头/667 m2,越冬虫量大小与冬季极端最低温度呈显著正相关(r=0.473);(2)白背飞虱灯诱高峰主要集中在3月下旬至4月上旬、5月下旬至7月上旬以及9月,灯诱峰期和诱虫量在不同年份之间差异较大;随着白背飞虱不断迁入,田间白背飞虱种群呈增长趋势,一般于5月底至6月初田间种群数量最大,构成田间种群的危害高峰,而水稻抽穗之后,白背飞虱田间种群数量迅速下降,向外迁出,9月水稻进入成熟收割期,外地回迁的灯诱峰次虽虫量较大,但对当地水稻威胁较小;(3)沧源县白背飞虱田间最大虫量与5月累积灯诱虫量呈显著正相关(r=0.670),与越冬虫量以及3、4月累积灯诱虫量无显著关系,5月累积灯诱量又与5月降雨存在显著正相关(r=0.758),说明5月迁入虫源是影响白背飞虱种群为害的关键因素.明确滇西南稻区白背飞虱的种群发生特征及其影响因子,对当地白背飞虱的预测预报和防治工作具有重要意义.     

中国稻飞虱发生的大气环流指示指标

根据1971—2010年稻飞虱发生面积率和发生程度资料,构建综合反映稻飞虱发生为害的因子,定义为稻飞虱发生指数。基于因子膨化方法对74项大气环流特征量进行合理扩充,采用相关分析等方法研究当年2月初、4月初、6月初对全国稻飞虱发生面积率等级、发生程度等级、发生指数等级具有指示意义的大气环流因子的筛选及其相应等级指标的构建。结果表明:影响稻飞虱发生面积率等级的指示因子为西太平洋副高面积指数、南海副高脊线、北半球极涡强度指数、印缅槽,影响稻飞虱发生程度等级的指示因子为太平洋副高北界、亚洲纬向环流指数、东亚槽强度、太阳黑子数,影响稻飞虱发生指数等级的指示因子为北半球副高强度指数、北半球极涡强度指数、大西洋欧洲环流型指数、西藏高原指数。不同指示因子的量值在稻飞虱轻、偏轻、偏重和重发生时差异性显著;建立的稻飞虱发生等级的大气环流指示指标,经历史发生情况检验,对稻飞虱发生等级具有很好的指示效应,可为稻飞虱中长期预测预报提供科学依据。     

白背飞虱灯下虫量与气象要素关系的相关分析

研究白背飞虱Sogatellafurcifera(Horvath)灯下虫量与气象要素之间的关系。相关分析表明(1)白背飞虱灯下虫量与平均气温、最高气温、最低气温和相对湿度的最优曲线估计为Logistic曲线,其中与3个温度要素之间的相关达到极显著水平,与相对湿度的相关关系达到显著水平;(2)灯下诱虫量与降水量、日照时数、温雨系数和晴雨系数的最优曲线估计为幂函数曲线,除日照时数达到显著水平外,其余3个要素均达到极显著水平;(3)对白背飞虱灯下虫量变化影响较大的因子依次为温雨系数、降水量、日照时数和晴雨系数,相应的偏相关系数分别为0.3908,-0.3727,-0.2996和-0.2268;(4)虫量与相对湿度、平均气温、最低气温和最高气温的偏相关系数分别为-0.1229,0.1152,-0.0410和-0.0106,不相关概率为20.5%~91.3%,远未达到5%的显著水平;(5)通过分析,建立白背飞虱灯下虫量预报方程,为及时进行白背飞虱大田防治提供依据。     

基于BP人工神经网络方法的广西稻飞虱发生等级预测

利用广西45个农业病虫测报站1988—2012年稻飞虱发生等级及1987—2012年气象要素、大气环流特征量等资料,采用模糊聚类分析、BP人工神经网络等方法,将广西早稻稻飞虱发生等级分为桂东、桂西南和桂西北3个区域,分别对各区域稻飞虱发生等级进行预测。结果表明:各区域稻飞虱发生等级与气象要素及大气环流密切相关,冬春季气温高、雨日多、湿度大、光照少等因素均利于稻飞虱发生,副热带高压、印缅槽和西南气流等均对稻飞虱发生等级有影响;各区域稻飞虱发生等级序列从冬春季气象要素、大气环流特征量中选择初选预测因子,对初选预测因子作EOF展开构造综合预测因子,分区建立预测模型并进行交叉检验表明,3个区域的人工神经网络模型平均拟合绝对误差比逐步回归模型分别小0.07、0.1和0.02,2011、2012年独立样本预测试验表明,人工神经网络模型和逐步回归模型的实际预测绝对误差为0.42和0.5,可见稻飞虱发生等级的BP人工神经网络预测模型比传统逐步回归模型有更好的拟合和预测效果,为稻飞虱与气象要素之间的非线性关系研究开拓新的思路。     

白背飞虱产卵与水稻生育期关系的观察初报

近年来,我国南方稻区种植的水稻品种绝大多数对白背飞虱表现不抗虫,部分地区白背飞虱的虫量和危害超过了褐飞虱。以中稻受害最重,因为中稻的分蘖期至孕穗末正是白背飞虱产卵、为害的盛期。为了指导白背飞虱卵情调查和准确预报其发生量,1985年就白背飞虱产卵规律与水稻生育进程的关系,进行了初步观察,现将调查结果整理报道如下。     

安徽省广德县迁飞性水稻害虫发生的特点与影响因子

据调查 ,2 0 0 2～ 2 0 0 3年安徽省广德县的稻纵卷叶螟、白背飞虱初见期、迁入主峰日较历年平均值显著提前 ,仍以第 2代为主害代次外 ,大发生年第 1代往往即可达到防治指标 ,第 3代仍居留为害。褐飞虱首次出现第 4代危害单季稻记录。 3种迁飞性害虫在单季稻上居留时间延长 ,危害代次增多。稻纵卷叶螟、白背飞虱时空分布差异增大 ,多种影响因子则有利于害虫的发生。     

武陵山区白背飞虱大发生种群的形成:2007年个例分析

【目的】武陵山区白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)的频繁暴发,给当地的水稻生产造成了极其严重的损失,明确其大发生的机制,对于实现精细化异地预测和综合治理至关重要。【方法】用WRF模拟风温场,用HYSPLIT模拟迁飞轨迹,对武陵山区2007年白背飞虱多个灯诱高峰的虫源分布和降落机制进行不同尺度的模拟分析。【结果】(1)西南低空急流是武陵山区白背飞虱早期种群形成的首要条件,降水、低温屏障、下沉气流和地形阻隔是造成此次洪江早期种群大发生的主要原因。(2)2007年主害期,我国南方的大面积高温干旱天气刺激了白背飞虱的大量外迁,为武陵山区提供了更加充足的虫源;连续多日的降水致使迁入种群大量聚集降落,同时也使得本地外迁种群迁出受阻,从而造成了武陵山区白背飞虱种群的大发生。(3)地形引起的垂直涡旋等小气候变化是造成不同站点间迁入虫量差异的主要原因。【结论】西太平洋副热带高压所带来的西南暖湿气流与北方冷涡南下的冷气团常在武陵山区上空交汇,形成大范围长时间的强对流天气,加之该地区西南低涡的强辐合作用,从而造成了2007年武陵山区白背飞虱种群的大发生。     

滇东南地区白背飞虱早期迁入种群的虫源地与降落机制

【目的】滇东南地区位置特殊,地形复杂,是白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)迁入云南的重要通道之一,早期迁入种群虫源及其降落机制的阐述将为白背飞虱的异地预测提供理论依据。【方法】(1)用HYSPLIT对滇东南地区富宁、麻栗坡、丘北和广南4个站点2008—2012年4—5月白背飞虱迁入高峰日做轨迹分析以阐明其虫源区分布。(2)用Gr ADS分析NCEP的再分析格点数据以形成各迁入峰期的风温场,阐释迁入峰得以形成的气象背景和降落机制。【结果】(1)滇东南白背飞虱早期迁入种群虫源地主要分布在越南和老挝北部,部分来自于缅甸中北部及掸邦高原、泰国北部、滇西和滇西南。其中,4月份以缅甸和金三角为主,5月份则主要来自越南和老挝北部。(2)影响白背飞虱降落的因子中,风切变、低温屏障、降雨和下沉气流分别占75.9%、56.5%、31.8%和25.2%。【结论】滇东南白背飞虱早期迁入虫源主要来自中南半岛,风切变、低温屏障、降雨和下沉气流四者共同作用形成了白背飞虱在滇东南的频繁迁入。     

水稻品种抗虫特征次生物质及其对白背飞虱种群的抑制作用

应用高效液相色谱(HPLC)技术,对具有不同白背飞虱抗性水平的5个水稻品种25个样品中13个特征次生物质色谱峰进行了测定,并运用主成分分析和多元回归分析,建立了抗白背飞虱种群增长的预测模型:Y=152.0762+0.7749X4-13.1806X9-14.4265X10。检验结果表明,白背飞虱种群增长指数与特征峰面积之间极显著相关(r=0.9999,P=0.0058),其中峰4、峰9、峰10对应的次生化合物可能是影响水稻对白背飞虱抗性水平的主要抗原次生化合物;抗原特征峰面积总值与白背飞虱种群增长指数具有显著的相关性,拟合的线性回归方程为:Y=82.7086-2.3476X。因此,利用高效液相色谱法测定抗原特征次生物质,可以简捷、快速地测定大田白背飞虱种群在栽培品种上的发生动态,即间接估计该品种的抗虫性。此外,采用种群生命表技术与干扰作用控制指数IIPC值评价水稻品种对白背飞虱种群消长的影响,结果显示,中感品种籼小占、粤农占、小农占I总值分别为9.280、6.030、6.603,中抗虫品种粳籼89为3.689,而感虫品种双桂I为29.789,表明中抗虫品种对白背飞虱种群的抑制作用仍十分明显,而这种抑制作用主要表现在第二世代上。     

支持向量机在害虫发生量预测中的应用

害虫发生量与其影响因子之间具有复杂的非线性和时滞性关系,传统方法不能很好的分析和拟合高度非线性的害虫发生量变化规律,导致预测精度不理想。为了有效构建害虫发生量与其影响因子之间复杂的非线性关系模型,提高害虫发生量预测精度,提出一种基于支持向量机的害虫发生量预测方法。该方法首先通过F测验对害虫发生量的最佳时滞阶数进行确定,并利用最佳时滞阶数对样本进行重构;然后利用前向浮动因子筛选法对害虫发生量的影响因子进行筛选,筛选出对预测结果贡献大的影响因子;最后采用10折交叉验证得到害虫发生量的最优预测模型。采用粘虫的幼虫发生密度数据在Mat-lab7.0平台下对该方法进行测试与分析,实验结果表明,相对于其它预测方法,支持向量机提高了害虫发生量的预测精度,克服了传统方法的缺陷,更适合于非线性、小样本的害虫发生量预测。     

Molecular modeling study for the design of novel acetyl-CoA carboxylase inhibitors using 3D QSAR,molecular docking and dynamic simulations

Acetyl-CoA carboxylase (ACC) enzyme plays an important role in the regulation of biosynthesis and oxidation of fatty acids. ACC is a recognized drug target for the treatment of obesity and diabetes. Combination of ligand and structure-based in silico methods along with activity and toxicity prediction provides best lead compounds in the drug discovery process. In this study, a data-set of 100 ACC inhibitors were used for the development of comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity index matrix analysis (CoMSIA) models. The generated contour maps were used for the design of novel ACC inhibitors. CoMFA and CoMSIA models were used for the predication of activity of designed compounds. In silico toxicity risk prediction study was carried out for the designed compounds. Molecular docking and dynamic simulations studies were performed to know the binding mode of designed compounds with the ACC enzyme. The designed compounds showed interactions with key amino acid residues important for catalysis, and good correlation was observed between binding free energy and inhibition of ACC.     

我国草地螟轻发年份时空特征及其气候背景

揭示我国草地螟在长时间序列上的年度间变化规律,探明轻发年份特点和研究意义,阐释气候变化背景对草地螟发生的影响方式。分析了1949—2012年我国草地螟发生面积的时间序列和轻重年份差异,利用2006—2012年北方主发区每年各代次各虫态发生期出现时间、有效持续时间和发生县点数等数据分析了轻发年份的时空分布特征。在1951—2012年可追溯的时间序列上,研究了北方草地螟主发区(169个具有连续气象资料的发生站点)年平均气温、1月月平均气温、6—8月累计降雨量等气候背景变化趋势与草地螟年度发生动态的相关性。结果表明:(1)在62年的长时间序列上,我国草地螟轻发年份频次多于重发年份;(2)轻发年份的总体特征是发生期迟、发生盛期短、发生区域少;(3)大尺度气象条件变化是引起草地螟年度发生动态波动的重要因素,与1951—2012年年度发生面积进行相关分析发现,年平均气温和1月份月平均气温与草地螟发生面积呈显著正相关关系,6—8月累计降雨量与发生面积呈显著负相关关系。分析指出,轻发年份是草地螟种群长期消长动态中不可忽视的环节,对轻发年份的研究是揭示其年度发生变化规律的重要途径;在长时间序列的分析方法上,可采用年度发生(幼虫)面积作为判断轻重年份发生程度的主要量化指标;利用草地螟发生区多点大尺度气象数据,与年度发生面积进行相关性分析,可作为阐释气候背景影响草地螟长期发生趋势的方法之一。     

2009年徽州稻区白背飞虱种群消长及虫源性质

徽州稻区作为我国白背飞虱北迁与南迁的重要中转站之一,地理位置十分特殊,分析其中、晚稻田白背飞虱种群动态及虫源性质,对皖南稻区乃至江淮稻区白背飞虱预测预报和防治工作意义重大。通过田间系统调查和长翅雌虫卵巢解剖,研究了徽州稻区白背飞虱种群消长及虫源性质。运用GrADS和ArcGIS分析2009年白背飞虱主要迁入期的天气背景,并利用HYSPLIT轨迹模拟平台对主要迁入期进行数值模拟和虫源地分析。结果表明:2009年徽州稻区白背飞虱在中、晚稻以第3代危害为主。中稻田第2—4代白背飞虱属于基本迁出型,同时第3代前半期还存在部分滞留本地繁殖或者是外地白背飞虱迁入现象;而晚稻第3代后半期白背飞虱属于基本迁入型,第4—5代属于基本迁出型。风切变、下沉气流和强降水可作为徽州稻区预测白背飞虱迁入的气象背景。2009年徽州稻区白背飞虱虫源地主要分布在湘南、赣中及赣南。     

信息化学物质在害虫监测中的应用

种群监测是害虫种群预测与防治决策制定中十分重要的环节,而利用信息化学物质进行昆虫成虫种群监测,与其他各虫态或寄主被害率等的抽样调查方法相比,具有简便、省工、费用低、具种特异性、在低虫口密度下灵敏、监测范围广等特点。信息化学物质的应用主要包括昆虫种类和分布区检测、害虫发生期监测和发生量或为害水平监测。前两个方面的应用没有争议,而害虫发生量监测比较复杂,具有正反两方面的事例,其可靠性存在争议。本文在总结国内外研究结果的基础上,对如何提高利用信息化学物质进行监测和预测的可靠性进行了探讨。影响信息化学物质监测和预测害虫危害程度的因素很多,包括信息化学物质的成分、组成、剂量、释放速率,诱捕器种类和林间设置方法,监测对象的生物学、种群动态和发生阶段,害虫的生活环境条件(包括生物学因素如寄主种类、组成、年龄和密度等以及非生物因素如气候因子等),危害损失的估计方法,以及预测模型的类型和建模方法等。研究分析表明,正确的信息化学物质组成和比例、适当的信息化学物质用量和诱芯载体对信息化学物质的持续稳定释放是监测可靠性的基础,诱捕器的种类、设置方式、密度也需要进行测试并规范化,另外还需根据所监测对象的特性及其所处的环境研究制定特定的种群密度水平或寄主被害率统计方法及预测模型,建立系统的监测规范和程序。只要建立了符合所监测害虫特性和所处环境条件的监测方案,基于信息化学物质的害虫监测是可靠的。