中国稻纵卷叶螟发生特点及北迁的大气背景

稻纵卷叶螟因其发生面积大、暴发频率高、致害程度重而成为我国水稻生产上的重要害虫。为了阐明大气背景对其北迁重大过程的影响,利用2000—2012年中国稻纵卷叶螟灯诱数据分析了我国水稻主产区稻纵卷叶螟迁入的主要特征;选取2007年7月下旬的一次重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析资料,模拟了这一过程的大气背景,推算了稻纵卷叶螟的迁飞轨迹,并分析了大气背景对稻纵卷叶螟灾变性迁入的影响。研究表明:(1)这13年中,我国稻纵卷叶螟的迁入大多在3月初始见,3—8月为北迁期,从南到北先后在华南、西南、江岭、江淮稻区出现迁入峰;9—11月为南迁期,从北到南先后迁入江淮、江岭、华南稻区并出现相应的迁入峰,10月底至11月初为终见期。(2)北迁个例中各站逆推轨迹分析显示:包括再迁飞在内的不同时段虫源地基本上位于降虫区的西南方,迁飞高度都变化于550—850 m之间,但在沿海地区降落的稻纵卷叶螟迁飞轨迹是复杂的。(3)水平气流是稻纵卷叶螟远距离北迁的主要运载动力,925 h Pa上南方稻区一致的偏南气流对稻纵卷叶螟北迁极为有利;三维流场的起伏、特别是垂直气流的强弱变化对迁飞高度的变化起重要的作用。(4)下沉气流和降水是稻纵卷叶螟降落的关键动力因素,两者都对降虫有明显影响。(5)在这一北迁过程中,稻纵卷叶螟种群多降落在相对湿度大的区域,降虫区的相对湿度均在75%以上。     

基于植保大数据的病虫害移动智能采集新设备

为提高农作物重大病虫害发生信息自动化、智能化采集能力,全面提升监测预警水平,笔者基于大数据、人工智能和深度学习技术,研发了一款农作物病虫害移动智能采集设备——智宝,主要实现了3个方面的功能:一是病虫害发生信息自动采集上报.通过该产品进行人工拍照,可实现对田间农作物重大病虫害发生图像、发生位置、发生数量、微环境因子等数据的实时采集和上报.二是自动识别计数.基于植保大数据与人工智能技术,通过构建病虫害自动识别系统,可实现重大病虫害精准识别与分析,只要拍摄照片,即可快速、精确地识别病虫害种类,并自动计数、上报到指定的测报系统.三是自动分析判别分级.针对拍摄采集上报的重大病虫害发生信息,系统可在自动识别和计数的基础上,进一步对病虫害发生严重程度进行智能判别分级,甚至根据相关预测模型,对病虫害的发生趋势进行辅助分析预测,提出预测建议.通过2016—2019年组织多地植保机构进行试验改进,该技术产品日趋成熟,有望在未来的农作物病虫害发生信息采集和预测预报工作中推广使用.     

褐飞虱持续暴发成因——以江西泰和县为例

为了明确泰和县近年来晚稻田褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)连年暴发的规律。通过分析泰和县2008—2013年褐飞虱的田间调查及灯诱数据,并结合气象条件,研究了泰和县晚稻田褐飞虱暴发的主要影响因素。结果表明:(1)危害早稻田的褐飞虱以2、3代为主,其田间种群数量的多少主要受春季迁入虫量的限制,本地早稻收割后的滞留虫源对晚稻种群数量的影响很小。(2)危害晚稻田的褐飞虱以5、6代为主,后期迁入虫量、秋季温度以及晚稻田初期外来迁入虫量是影响晚稻田后期暴发的关键因子。(3)不同年份间晚稻田褐飞虱暴发类型不同。2008和2009年属后期迁入虫量与"暖秋"共同影响类型;2010年是"暖秋"影响类型;2011和2012年是后期迁入虫量影响类型;2013年是晚稻田早期迁入虫量积累影响类型。后期迁入虫量、秋季温度以及晚稻田早期迁入虫量是导致泰和县晚稻田褐飞虱连年暴发的主要原因。这些结果为褐飞虱暴发规律的阐明及可持续治理提供了理论依据和参考价值。     

基于两种轨迹模型的褐飞虱迁飞轨迹比较研究

异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了比较选择一些准确性好、分辨率高、易于推广应用的害虫迁飞轨迹模型,选取2006年7月初发生在湖南省洪江市的一次褐飞虱重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析数据,利用HYSPLIT和FLEXPART两种轨迹计算模式对褐飞虱迁飞轨迹进行模拟,并验证模型模拟和计算的准确度和精确度。研究结果表明:(1)WRF-HYSPLIT和WRF-FLEXPART两种轨迹计算模式在虫源地、迁飞路径(迁飞方位角和走向)、迁飞高度、迁飞速率和迁飞距离计算上总体趋势一致,但存在一定的差异,后者的起伏变化大于前者。(2)尽管两种耦合模式在调用WRF模式输出的预报场物理变量方面有很多相同之处,但WRF-FLEXPART耦合模式在运行计算过程中比WRF-HYSPLIT耦合模式多考虑了对流参数、地表胁迫和各种地形参数,因而能更全面地反映中尺度天气过程(特别是对流性天气过程)对昆虫起飞、空中飞行和降落的动力作用,也能更真实地反映地表物理过程、大气湍流结构和地形起伏对褐飞虱种群迁飞的影响。(3)从褐飞虱种群对生境和取食条件选择上看,两种模式模拟的各高度迁入种群的虫源区、迁飞路径和降落地都是合理的、准确的。但从褐飞虱迁出、空中飞行和降落所处的三维流场来看,WRF-FLEXPART模式轨迹走向与盛行气流方向的吻合度要明显高于WRF-HYSPLIT模式。(4)两种模式均可作为业务工具在迁飞性害虫测报中推广应用。     

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。     

季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响

利用近30年NCEP/NCAR 逐日气象再分析资料及中国褐飞虱逐候灯诱数据,分析季风指数与褐飞虱迁入量的时空关系,以探明季风进退和转换对我国褐飞虱迁入的影响。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我国偏北季风转换为西南季风的时期,西南季风开始后的4月上旬是褐飞虱第1次大规模北迁的时期,第1次大规模北迁的主降区为华南稻区和西南稻区,随后迁向其北的其他稻区。(2)6月中旬-8月中旬是偏南季风指数达最大值的时期,也是各稻区褐飞虱北迁峰次最多、迁入量最集中的时期。(3)8月下旬至9月中旬为偏南季风向偏北季风的转换时期,也是褐飞虱北迁的终见期、南迁的始见期,第1次大规模南迁发生在这一时期内,主降区为江淮稻区和江岭稻区。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季风的快速增强期、偏南季风的快速衰退期,也是褐飞虱南迁的高峰期。(5)10月下旬开始偏南季风撤出我国大陆,而偏北季风控制我国大陆,由北到南各稻区依次开始出现褐飞虱迁入的终见期。(6)褐飞虱异常发生年份中西南季风北上的早迟决定了褐飞虱在我国迁入始见期的早晚,而偏北季风南下的早迟则决定了我国褐飞虱迁入终见期的早晚。(7)迁入始见期滞后于西南季风的变化,迁入终见期滞后于偏北季风的变化,它们滞后的时间都为1-3候(即5-15d)。     

稻飞虱种群发生的调查与取样技术

稻飞虱是中国和许多国家水稻生产上的主要害虫,属r对策暴发危害类型。其中,褐飞虱和白背飞虱是典型的远距离迁飞性害虫,具有大区域同期"突增"和"突减"的灾变特性;灰飞虱则主要以本地越冬为主,远距离迁飞对种群结构的影响较小,但其传播的病毒病对水稻生产的影响更甚。针对3种稻飞虱的生物学特性,本文发展了稻飞虱田间种群发生与危害等的调查与取样技术,为其种群发生及其监测预警提供技术支撑。     

二斑叶螨两种群中Wolbachia诱导的胞质不亲和作用的影响因子比较研究

Wolbachia诱导胞质不亲和(cytoplasmic incompatibility,CI)是对寄主的生殖调控中最常见的一种方式,在不同种群中CI表达的差异较大.以二斑叶螨Tetranychus urticae辽宁兴城(LN)和江苏徐州(JS)两个地理种群为实验材料,经筛选获得100%感染Wolbachia和不感染...     

二化螟的多次交配及其对雌蛾产卵量的影响

【目的】利用性诱防控和监测水稻二化螟Chilo suppressalis的有效性在田间已经得到认可。但雄蛾具有多次交配能力,致使性诱防治二化螟的应用策略一直存在争论。本研究的目的是探索二化螟雄蛾的多次交配及其对雌蛾繁殖力的影响,认识性诱防控害虫的机理。【方法】利用行为学方法调查了雌雄蛾以不同比例配对(1∶1, 4∶1和10∶10)时雄蛾的交配次数和交配持续时间,并结合解剖学方法,观察分析了二化螟雄蛾的交配次数对精巢、交配囊和精包大小以及雌蛾产卵量的影响。【结果】二化螟雌雄蛾按1∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为74.0%和36.0%,平均交配1.7次,首次交配主要发生在0-1日龄,绝大部分具有多次交配能力的雄蛾的首次交配发生在0-1日龄。雌雄蛾按4∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为69.4%和51.3%,平均交配2.1次,显著高于按1∶1配对。雌雄蛾按10∶10配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为65.5%和37.8%,平均交配1.9次。雄蛾第3次交配的持续时间显著长于第1和2次交配,但是交配1-3次雄蛾的精巢体积无显著差异。与不同交配次数雄蛾进行交配的雌蛾交配囊和精包体积无显著差异,雌蛾产卵量也无显著差异。【结论】二化螟中仅有部分雄蛾能够多次交配,多次交配雄蛾的首次交配主要发生在0-1日龄,部分雄蛾一生都不会交配。研究结果为二化螟的性诱防治提供了理论依据。     

湖南白背飞虱前期迁入种群中小尺度虫源地及降落机制

湖南是白背飞虱(Sogatella furcifera(Horváth))南北往返的必经之路和主害区。明确白背飞虱前期(至5月20日)迁入种群的中小尺度虫源地和降落机制,对实现精细化异地预测至关重要。择出2012年湖南稻区白背飞虱前期迁入种群的上灯峰日,用新一代中尺度数值预报模式WRF(Weather Rsearch and Forecast)做三维轨迹分析,明确虫源地分布,并对其迁飞过程进行多因素的时空动态分析。结果表明:(1)2012年湘西白背飞虱迁入虫源主要来自越南北部、广西西南部,少量来自广西东南部与广东南部。湘东南、湘中迁入虫源主要来自广东南部、广西东南部,少部分来自海南。此外,每年4月下旬与5月上旬我国南部盛行西南气流,湘东南位置偏东,加之南岭山脉的阻挡,该区迁入峰次与迁入量较湘西较少。(2)低空急流为白背飞虱的北迁提供了运载气流,锋面气旋与切变线等天气尺度系统以及强烈上升气流带来的降水、低温屏障与下沉气流是湖南稻区白背飞虱集中迫降的3个直接因素;(3)白背飞虱前期迁入种群在湖南的主要落点基本沿湘西武陵山区至湘南雪峰山区一带以及"湘桂走廊"东端分布,地形是导致湘西降虫发生频率高、迁入量大的主要因素。由于山体阻塞与地面摩擦形成的小型垂直环流、夜间山风的作用及山谷间的峡谷风可导致白背飞虱的集中降落,较大的灯诱峰次主要位于谷地或者是山体的迎风坡。