稻田生物多样性控制稻飞虱和稗草的效应

论文摘要

研究农业生物多样性控制病虫草效应,试图通过生物学的途径降低病虫草的发生和化学农药的使用,越来越受到关注。本研究主要是从物种多样性和水稻遗传多样性两个方面开展农业生物多样性控制稻田虫草效应的研究:（1）以具有1200年历史的全球重要农业文化遗产传统稻鱼系统为范例,通过野外试验和调查,研究物种多样性的作用效应和机理;（2）将品质优良但抗草能力弱的品种秀水63、春江016、中健2号,分别与具有强化感能力的品种PI312777和具有强竞争能力的国稻1号构建水稻遗传多样性群体,通过田间试验研究水稻遗传多样性对稗草发生的影响,取得以下主要研究结果:1稻田物种多样性控制虫草效应物种共存的稻鱼系统中,栽种水稻同时养殖田鱼的处理小区（以下简称“稻鱼处理”）的稻飞虱数目与水稻单独种植的处理小区（以下简称“种稻处理”）相比,虫口密度下降了24.6%-37.1%,但稻鱼处理和种稻处理稻飞虱的密度均显著高于使用农药的常规种稻处理;稻鱼处理和种稻处理的稻纵卷叶螟幼虫和蛹的数量没有显著性的差异,这两个处理稻纵卷叶螟的发生均高于常规种稻处理。2006年和2007年的结果表明,稻鱼处理杂草的的生物量和密度均显著下降,与水稻单种相比,2006年稻鱼处理杂草生物量减少了89.05%;2007年的稻鱼处理杂草密度和生物量分别减少了82.14%和88.91%。2稻田物种多样性控制害虫的机理稻鱼系统中,稻飞虱密度的降低主要是鱼和蜘蛛的共同作用。鱼的行为观察和田鱼取食稻飞虱的模拟试验表明,平均每蔸水稻被田鱼碰撞1.52次/小时,每次有3.2头稻飞虱被击落水面;田鱼直接撞击水稻基部取食掉落在水面的稻飞虱若虫,而蜘蛛主要取食稻飞虱的成虫。3稻田物种多样性的生产力效应水稻和田鱼共存的稻田系统（稻鱼处理）,2006年的水稻产量比种稻处理水稻产量增加了12.48%,2007年稻鱼处理的水稻产量与种稻处理和常规种稻处理无显著差异;2006年和2007年的试验均表明,稻鱼处理的田鱼产量明显高于不种水稻只养田鱼的处理,即养鱼处理;稻鱼处理总生产力显著提高。4稻田水稻遗传多样性控制草害的效应和机理水稻化感抗草品种（PI312777）和竞争抗草品种（国稻1号）与弱抗草水稻品种（秀水63、春江016、中健2号）进行混种时能降低稗草的发生。与单种相比,与抗草品种混种后,弱抗草水稻品种处理稗草的密度降低28.9%-54.3%,稗草的生物量减少了10.2%-40.8%,水稻的产量可以提高32%-115%。其机理主要是在混合种植后,水稻化感抗草品种抑制稗草萌发和分蘖,竞争抗草品种在后期通过强的竞争能力抑制稗草的生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 农业生物多样性内涵及其特点
• 1.2.2 农田边界在病虫草的控制的意义
• 1.2.3 农业物种多样性对病虫草的控制
• 1.2.3.1 间套混作对病虫草的控制
• 1.2.3.2 稻鱼（萍）共生对病虫草的控制
• 1.2.3.3 稻鸭共生对病虫草等有害生物的控制
• 1.2.4 农业种质遗传多样性的作用
• 1.3 需要进一步开展的研究
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究思路
• 2 研究方法
• 2.1 稻田物种多样性控制虫草效应
• 2.1.1 研究区域概况
• 2.1.2 试验材料
• 2.1.3 试验设计
• 2.1.4 测定项目
• 2.1.4.1 水稻生长动态、产量测定
• 2.1.4.2 鱼生长量测定
• 2.1.4.3 稻田稻飞虱调查
• 2.1.4.4 稻田稻纵卷叶螟调查
• 2.1.4.5 稻田蜘蛛调查
• 2.1.4.6 杂草物种数、物种个数及生物量测定
• 2.1.4.7 单蔸水稻鱼碰撞次数调查
• 2.1.4.8 鱼碰撞水稻掉落飞虱数调查
• 2.1.4.9 人为模拟鱼取食稻飞虱试验
• 2.1.5 统计分析方法
• 2.2 稻田水稻遗传多样性控制草害试验
• 2.2.1 研究区域介绍
• 2.2.2 试验材料
• 2.2.3 试验设计
• 2.2.4 测定项目
• 2.2.4.1 水稻的产量测定
• 2.2.4.2 稗草密度测定
• 2.2.4.3 稗草生物量的测定
• 2.2.5 统计分析方法
• 3 研究结果
• 3.1 稻田物种多样性试验
• 3.1.1 水稻生长动态
• 3.1.2 水稻的产量
• 3.1.3 鱼生长及产量
• 3.1.4 水稻害虫数量
• 3.1.5 天敌的数量
• 3.1.6 杂草的密度和生物量
• 3.1.7 鱼活动及其对稻飞虱的影响
• 3.2 稻田水稻遗传多样性控制草害的效应
• 3.2.1 各个水稻品种单种的表现
• 3.2.2 水稻的产量测定
• 3.2.3 稗草的生物量
• 3.2.4 稗草密度
• 4 讨论
• 4.1 稻田系统中物种多样性控草虫效应和机理
• 4.2 稻田水稻遗传多样性控制草害的效应和机理
• 4.3 农田系统物种多样性和遗传多样性综合效应
• 4.4 农田系统生物多样性与生产力稳定性的关系
• 5 小结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 研究生在读期间发表的论文