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小麦间作豌豆及品种多样性对麦长管蚜的生态调控作用与机制探讨

作　者: 周海波
导　师: 刘勇
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 小麦豌豆生物多样性麦长管蚜天敌功能团地理信息系统空间分布挥发性物质气相色谱-质谱联用仪抗蚜性
分类号: S435.122
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)是我国黄淮海麦区麦蚜的优势种,可直接刺吸小麦叶片和麦穗汁液,还可传播病毒病,造成小麦严重减产并影响品质。面对重大虫害的为害,单纯的化学防治常常带来生物多样性被破坏、环境污染加重等突出问题。为了解决这一矛盾,丁岩钦提出了“生态调控”害虫的理念,利用生物多样性控制害虫也就引起人们广泛的关注。本文主要研究了小麦与豌豆间作及不同抗性小麦品种(系)间作对麦田重大害虫——麦长管蚜及其优势天敌的生态调控效应。主要研究结果如下:1.小麦间作豌豆对麦长管蚜及其天敌功能团的影响为探索麦田物种多样性对麦长管蚜生态调控的效果,本文研究了豌豆与小麦分别以2:2、2:4、2:6、2:8比例行间作种植模式对麦长管蚜种群数量的时序动态和小麦产量的影响,以及对麦田主要天敌种群数量的时序动态、丰富度、多样性指数及均匀度的变化。结果表明,在麦长管蚜发生高峰期,小麦与豌豆间作麦长管蚜无翅蚜的种群密度极显著低于单作田(P<0.01);尽管不同种植模式下,麦长管蚜天敌功能团的动态变化趋势基本一致,但其优势天敌瓢虫类和蚜茧蜂类有较高的种群密度;间作处理,天敌群落的丰富度明显提高,Shannon-Wiener多样性指数增加,但均匀度下降;小麦和豌豆间作能够明显提高土地利用率,不同间作模式下土地当量比(Land Equivalent Ratio, LER)提高的幅度在11%~21%之间,且在一定程度上LER随着小麦组分比例的增加而变大。并提出了小麦和豌豆间作最佳配置模式。2.小麦品种多样性对麦长管蚜的生态调控作用为探索不同小麦品种间作对麦长管蚜生态调控的效果,利用增加麦田遗传多样性来控制麦长管蚜、保护天敌,于2007年10月至2008年7月在河北省廊坊进行田间试验,调查麦长管蚜及其天敌的种群时序变化情况。结果表明:所有间作处理麦田中高峰期麦长管蚜无翅蚜的种群密度均显著低于单作麦田,其顺序为:小麦单作北京837>与郑州831间作>与KOK间作>与红芒红间作>与JP2间作>与中四无芒间作,且麦蚜由聚集分布趋于均匀分布;蚜茧蜂发生的高峰期,各间作处理麦田中蚜茧蜂的平均数量高于小麦单作田,差异达极显著水平(P<0.01);对小麦千粒重的影响显著,理论产量增加,与小麦单作处理差异显著(P<0.05)。表明大田小麦品种间作抗蚜品种对麦长管蚜有显著的调控作用。3.基于GIS的小麦-豌豆间作对麦长管蚜种群空间格局的影响通过系统调查小麦-豌豆不同间作模式下麦长管蚜的种群密度,研究麦田生物多样性对麦长管蚜空间分布格局的影响。利用地理信息系统方法,结合传统空间分布分析方法:分析了Kriging-空间插值图、聚集度指标、Iwao的M*- m回归模型和泰勒指数回归模型。两种分析方法均表明:在麦田不同间作模式下,麦长管蚜的空间分布主要为聚集分布;但不同模式下聚集度有所差异:22模式>26模式>24模式>小麦单作>28模式;由基于GIS的Kriging插值种群变化模拟图得知:起初麦长管蚜主要分布在麦田的周围,逐步向麦田中部扩散;在麦长管蚜发生的高峰期,形成了许多聚集中心,主要集中在小麦单作和22模式小区中,且小麦单作的蚜量极显著高于其他间作模式(P<0.01)。麦田合理生物多样性可以有效控制麦长管蚜种群的增长,但并不能改变其种群格局的变化趋势。4.田间条件下不同抗蚜性品种小麦植株挥发性气体化学成分分析对田间不同抗蚜小麦品种灌浆期采用动态顶空套袋采集法以及GC-MS等措施,成功地采集和分析了小麦在自然状态下挥发性化学物质的成分。共确定出59种化合物,包括32种烷烃类、5中酯类、4种醇类、3种醛类、2种萜烯类、2种烯烃类、1种醚类及1种酮类等;其中有保护植株不被侵扰的α?蒎烯,且长叶烯的含量随抗性的提高而减少。

全文目录

中文摘要  8-10
Abstract  10-13
第一部分文献综述和本研究的目的意义  13-25
  一植食性昆虫的生态调控与生化机理  13-24
    1 引言  13-14
    2 农田生物多样性与植物挥发性次生物质  14-17
    3 植物挥发性次生物质在害虫生态调控中的作用  17-22
      3.1 植物挥发性次生物质对植食性昆虫的引诱和寄主定位作用  17-18
      3.2 植物挥发性次生物质对植食性昆虫的驱避作用  18-19
      3.3 植物挥发性次生物质对昆虫取食、生长发育及产卵的调控作用  19-20
      3.4 植物挥发性次生物质对昆虫外激素的增效作用  20
      3.5 植物挥发性次生物质对天敌的吸引作用  20-22
    4 植物挥发性次生物质在农业中的应用  22-24
      4.1 植物挥发物的直接应用  22-23
      4.2 植物挥发物的间接应用  23-24
  二本研究的立题依据  24-25
第二部分试验研究  25-69
  第一章小麦间作豌豆对麦长管蚜及其天敌功能团的影响  25-37
    1 材料与方法  26-28
      1.1 供试作物品种  26
      1.2 试验小区设置  26
      1.3 田间调查方法  26-27
      1.4 麦蚜优势天敌群落多样性参数的分析  27
      1.5 产量及其优势度测定  27
      1.6 数据转换和统计分析  27-28
    2 结果与分析  28-34
      2.1 不同种植方式对麦长管蚜种群动态的影响  28-30
      2.2 不同种植方式对麦长管蚜天敌功能团动态的影响  30-32
      2.3 不同种植方式对天敌物种丰富度的影响  32
      2.4 不同种植方式对天敌群落多样性指数和均匀度指数的影响  32-34
      2.5 不同种植方式对作物产量及LER 的影响  34
    3 讨论  34-37
  第二章小麦品种多样性对麦长管蚜的生态调控作用  37-48
    1 材料与方法  37-39
      1.1 供试小麦品种  37-38
      1.2 试验小区设置  38
      1.3 田间调查方法  38
      1.4 空间分布型的聚集度指标测定  38
      1.5 小麦产量测定  38-39
      1.6 数据处理  39
    2 结果与分析  39-46
      2.1 不同种植方式对麦长管蚜种群动态的影响  39-41
      2.2 不同种植方式对麦长管蚜天敌种群动态的影响  41-43
      2.3 不同种植方式对麦长管蚜空间分布型的影响  43-45
      2.4 不同种植方式对小麦产量的影响  45-46
    3 讨论  46-48
  第三章基于GIS 的小麦-豌豆间作对麦长管蚜种群空间格局的影响  48-62
    1 材料与方法  49-51
      1.1 供试作物品种  49
      1.2 试验小区设置  49-50
      1.3 田间调查方法  50
      1.4 分析方法  50-51
      1.5 数据处理  51
    2 结果与分析  51-60
      2.1 不同种植模式下麦长管蚜的种群动态  51-53
      2.2 传统空间分布格局的分析结果  53-55
      2.3 地理信息系统分析结果  55-60
    3 讨论  60-62
  第四章田间条件下不同抗蚜性品种小麦植株挥发性气体化学成分分析  62-69
    1 材料与方法  62-64
      1.1 供试小麦品种  62-63
      1.2 气味物质的收集方法  63
      1.3 小麦挥发物的组分及其相对含量确定  63-64
    2 结果与分析  64-68
      2.1 小麦挥发性物质的化学成分  64-67
      2.2 不同抗蚜小麦品种挥发性物质化学成分的比较  67-68
    3 讨论  68-69
第三部分总讨论  69-71
  1.1 小麦间作豌豆对麦长管蚜及其天敌功能团的影响  69
  1.2 小麦品种多样性对麦长管蚜的生态调控作用  69-70
  1.3 基于GIS 的小麦-豌豆间作对麦长管蚜种群空间格局的影响  70
  1.4 田间条件下不同抗蚜性品种小麦植株挥发性气体化学成分分析  70-71
参考文献  71-83
硕士期间发表的论文  83-84
致谢  84-85

小麦间作豌豆及品种多样性对麦长管蚜的生态调控作用与机制探讨

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