寄生蜂防治二化螟对双季稻稻田生态效益及水稻产量的影响研究

发布时间：2020-06-07 23:58

【摘要】：寄生蜂是二化螟(Chilo suppressalis)的优势天敌,可以通过多种寄生因子调控二化螟生长发育,有效防治虫害的同时又不会污染环境,也不会增强二化螟抗药性。为此,本试验在2017和2018年通过大田和盆栽试验探究寄生蜂寄生二化螟对稻田生态效益和对水稻产量的影响。2017年设置3个处理,分别为:只接种二化螟、接种二化螟+螟黄赤眼蜂(Trichogramma chilonis Ishii)和不接种空白处理;2018年设置3个处理,分别为:只接种二化螟、接种二化螟+螟甲腹茧蜂(Chelonus murakatae Munakata)和不接种空白处理。主要研究结果如下:(1)寄生蜂和二化螟显著影响水稻枯鞘率和根系生长。螟黄赤眼蜂处理、螟甲腹茧蜂处理、只接种二化螟处理的枯鞘率分别为13.81-15.90%、13.14%-14.81%和20.54%-21.89%。与空白处理相比,只接种二化螟处理显著降低水稻根长14.62%-46.14%,根表面积27.24%-48.80%,根体积30.23%-53.35%和根伤流34.62%-51.72%。与只接种二化螟处理相比,螟黄赤眼蜂处理根长、根表面积、根体积、根伤流分别提高了14.59%-21.16%、8.59%-29.89%、33.33%-40.82%、28.57%-33.33%;螟甲腹茧蜂处理则分别提高了40.50%-52.05%、10.85%-35.35%、30.05%-40.82%、11.76%-57.14%。(2)寄生蜂和二化螟显著影响土壤理化性质。只接种二化螟处理较空白处理显著降低硝态氮含量26.42%-28.67%,提高铵态氮含量36.35%-42.25%,降低可溶性有机碳(DOC)含量24.37%-30.69%。与只接种二化螟处理相比,寄生蜂处理硝态氮含量并无显著性差异,螟甲腹茧蜂处理显著提高DOC含量20.53%。螟黄赤眼蜂处理和螟甲腹茧蜂处理分别降低铵态氮含量15.92%-16.13%和18.56%-20.02%。(3)寄生蜂和二化螟显著影响硝化反硝化、相关功能微生物基因丰度和N_2O排放。与空白处理相比,只接种二化螟处理降低AOA-amoA基因丰度20.00%-24.71%,降低AOB-amoA基因丰度25.36%-34.38%,提高nirS基因丰度38.47%-53.85%,提高nirK基因丰度24.81%-26.80%,提高nosZ基因丰度28.38%。硝化、反硝化微生物丰度降低导致净硝化潜势降低11.04%-18.94%,反硝化潜势提高28.12%-36.85%。最终使N_2O累计排放量降低12.50%-31.88%。与只接种二化螟处理相比,螟黄赤眼蜂处理AOA-amoA、AOB-amoA基因丰度分别提高16.84%、30.38%,nirS、nirK、nosZ基因丰度分别降低23.40%、22.40%、20.01%;螟甲腹茧蜂处理AOA-amoA、AOB-amoA基因丰度分别提高12.49%、20.87%,nirK和nirS基因丰度分别降低18.74%和12.39%。与只接种二化螟处理相比,螟黄赤眼蜂处理显著提高净硝化潜势14.34%,降低反硝化潜势15.22%;螟甲腹茧蜂处理显著降低反硝化潜势13.95%。螟黄赤眼蜂处理和螟甲腹茧蜂处理较只接种二化螟处理增加N_2O累计排放量14.29%-25.97%和7.21%-15.94%。与空白处理相比,螟黄赤眼蜂处理N_2O累计排放量并未明显降低,螟甲腹茧蜂处理降低11.86%-12.09%。(4)寄生蜂和二化螟显著影响CH_4排放和相关功能微生物基因丰度。与空白处理相比,只接种二化螟处理显著提高mcrA基因丰度21.61%,降低pmoA基因丰度25.54%,降低CH_4累计排放量19.40%-35.07%。与只接种二化螟处理相比,螟黄赤眼蜂处理并未显著影响CH_4累计排放量,螟甲腹茧蜂处理提高CH_4累计排放量19.92%-33.02%。与空白处理相比,螟黄赤眼蜂处理CH_4累计排放量降低5.56%-9.40%,螟甲腹茧蜂降低13.64%-19.17%。(5)寄生蜂和二化螟显著影响水稻产量。只接种二化螟处理较空白处理降低水稻产量18.24%-32.30%。与只接种二化螟处理相比,螟黄赤眼蜂处理提高水稻产量6.82%-23.43%,螟甲腹茧蜂处理提高5.41%-15.14%。(6)相关性分析显示,枯鞘率与根长、根体积、根表面积呈显著负相关,根长、根体积、根表面积、根伤流与硝态氮、DOC、MBC、MBN、净硝化潜势、AOA-amoA、AOB-amoA、pmoA基因丰度显著正相关,与铵态氮、反硝化潜势、nirS、nirK、nosZ、mcrA基因丰度显著负相关。结构方程模型模拟进一步表明,二化螟通过危害水稻通气组织与根系生长影响气体交换和养分运输,进而影响土壤微生物活性,最终温室气体排放。综上所述,两种寄生蜂均可以有效地防治二化螟,与只接种二化螟处理相比可以提高水稻产量,较空白处理可以降低温室气体排放,是一种高效、绿色、可持续的生物防治手段。
【图文】：

技术路线图,二化螟,水稻产量,寄生蜂

寄生蜂防治二化螟对双季稻稻田生态效益及水稻产量的影响研究1.4.研究内容通过设置螟黄赤眼蜂、螟甲腹茧蜂、只接种二化螟和空白对照等处理，测定二化螟虫卵孵化率、水稻枯鞘率、土壤理化指标、根系形态指标、功能微生物基因丰度、温室气体排放、水稻产量等，，研究寄生蜂防治二化螟对稻田生态效益和水稻产量的影响。1.5. 技术路线

硝态氮含量,早稻,晚稻,二化螟

TreatmentsRoot length(cm·穴-1)Rootsurface area(cm2·穴-1)Rootvolume(cm3·穴-1)Rootbleeding(g·穴-1)Root length(cm·穴-1)Root surfacearea(cm2·穴-1)Rootvolume(cm3·穴-1)Rootbleeding(g·穴-1)C+M 6428.8 ab 1494.1 ab 27.7 ab 1.9 ab 7562.4 b 1161.9 b 29.2 b 1.1 abC 4575.5 b 1103.9 b 21.3 b 1.7 b 4973.5 c 1048.2 c 16.7 c 0.7 bCK 7376.6 a 1764.2 a 31.3 a 2.6 a 9233.6 a 2047.1 a 35.8 a 1.4 a注释：同列不同字母表示在 5%水平上差异显著Notes: Different letters in a column mean significant differences at the 5% level.3.3. 土壤理化指标3.3.1. 土壤硝态氮（NO3--N）由图 2A 和图 2B 可知，2017 年硝态氮含量变化不大，孕穗期存在显著性差异。二化螟显著影响接种后平均硝态氮浓度，早稻季只接种二化螟处理较空白处理降低28.67%，螟黄赤眼蜂处理与只接种二化螟处理之间并无显著性差异。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.112.1;S476.3

【参考文献】