近50年来，江苏的空气温湿度变化对稻纵卷叶螟生长发育的可能影响开题报告

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

课题意义：

稻纵卷叶螟属鳞翅目螟蛾总科草螟科，是东南亚和东北亚为害水稻的一种迁飞性害虫；在我国除新疆和宁夏分布情况不明外，其他各稻区均有发生。自20世纪60年代以来，虫害情况逐步严重，发生面积和为害程度逐年增加；自70年代来，全国主要稻区大发生的频率明显增加，尤其是2003-2004年，在江苏、安徽、浙江、上海、湖北、重庆等地连续大发生，数量之大、为害周期之长、波及范围之广，乃历史罕见，严重威胁水稻生产。因此研究稻纵卷叶螟的生长发育及其影响因素十分必要。

国内外研究情况：

稻纵卷叶螟生长发育基本特性研究 稻纵卷叶螟作为一种重要的农业害虫，学者们对它已有长时间的大量研究，对于它的习性、发育阶段及所需条件已有清晰的认识。稻纵卷叶螟每个世代基本可分为幼虫、蛹、成虫三个状态，据潜江县病虫测报站^[1]研究，稻纵卷叶螟成虫有趋光、趋嫩绿茂密和群集等习性，喜湿度较大的环境，晚上活动性较强。幼虫以咬食叶肉为害，可在嫩叶尖或叶边缘上吐丝卷叶，结成小苞，至3龄时可转移为害，进入暴食期，4龄时大量转株为害，5龄时食量最大，为害最严重。稻纵卷叶螟的生长发育受温度和湿度条件的影响，空气相对湿度小于80%时，稻纵卷叶螟难以存活。稻纵卷叶螟发育不仅有最低温度限制，还需有效积温达到一定界限才能生长。张俊平^[2]运用计算机模拟，将稻纵卷叶螟一个世代分为卵、1龄、2龄、3龄、4龄、5龄、蛹、产卵前期、产卵期9个发育阶段，统计其发育起点温度分别为14.06℃、16.23、16.23℃、16.23℃、16.23℃、16.23℃、14.28℃、19.00℃、19.00℃，有效积温为54.43、32.19、42.92、32.19、32.19、32.19、53.65、86.30、21.72、22.00日度，发育上限温度为34℃，可见，稻纵卷叶螟在我国绝大部分地区不能越冬，各稻区虫源均由中南半岛迁飞带入海南岛，再迁飞至其他稻区。

为了更好的预测和防范稻纵卷叶螟大发生，目前的研究集中在稻纵卷叶螟迁飞行为以及迁飞轨迹的观测和预测上。在我国东部地区稻纵卷叶螟迁飞方向与季风盛行方向相同，春夏季随着高空西南气流逐代逐区向北移，秋季再随着高空盛行的西北风大幅度南移，从而完成周年的迁飞循环。据包云轩^[3]等对稻纵卷叶螟迁飞轨迹的分析，我国稻纵卷叶螟的迁入大多在3月初见，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底至11月为终见期。蒋春先等^[4]在华南地区运用雷达对稻纵卷叶螟的迁飞行为做了一次观测，结果表明稻纵卷叶螟在日落后起飞，20：00左右达到起飞高峰，起飞可持续1h左右；稻纵卷叶螟迁飞高度主要在1000m以下，具有聚集成层现象。稻纵卷叶螟的迁飞依靠水平气流提供动力，下沉气流和强降水时稻纵卷叶螟的降落信号。

稻纵卷叶螟迁飞至一个稻区后，视当地水稻发育状况及气候条件，可能再迁飞或定居繁殖下一代。每个稻区都有其主害代，且主害代基本与水稻孕穗抽穗期相吻合，而由于我国南北方种植制度不同，南方稻区基本种植双季稻而北方稻区种植单季稻，从而形成了稻纵卷叶螟在南方稻区的双峰为害型和北方稻区的单峰危害型。

空气温湿度对稻纵卷叶螟发生情况的影响研究 光照、温度、湿度是自然界中影响昆虫生长发育的三个主要因素之一，其中湿度对昆虫生长发育、繁殖、行为、种群数量

的影响较弱。稻纵卷叶螟在生长发育时期所要求的空气湿度在80%左右，过高或过低都会延缓其发育甚至致死，昆虫卵的发育和孵化对湿度变化比较敏感，据方源松^[5]等研究，在相同温度下，湿度越高，卵的孵化率越高，在相对湿度低于50%时，只有温度低于20℃才能孵化。此外环境湿度变化会导致昆虫寄主植物组织水分含量变化，进而也能影响其取食行为^[6]。除特殊干旱时期，对稻纵卷叶螟为害期影响最大的是降水，据扈霍治国^[7]等的研究，一定区域、时段的降水、雨日增多，有利于稻纵卷叶螟迁入，易爆发危害，例如湖南耒阳市1998-2007年5月11日至7月10日观测期间，每降一次雨就会有一次稻纵卷叶螟迁入，降雨量越多，迁入虫源密度也越大。同时阶段性暴雨也会使田间幼虫数量锐减。梁章桉等^[8]通过通径分析研究了影响广东省化州市第三代稻纵卷叶螟发生情况的因素，结果表明发生前3~4个月降雨量及发生期间温雨系数为主要因子。

温度是影响昆虫生长发育最重要的因素，在田间自然状态下，温度是时刻发生变化的，变温对昆虫也有着重要影响，潘飞等^[9]综述了国内外关于变温对昆虫影响研究，目前国内外共形成了两种观点，一种认为，变温对昆虫生长发育有刺激作用，在该条件下，昆虫各虫态发育历期更短，发育速率更快，同时能提高昆虫存活率、延长昆虫寿命；另一种观点认为，在适温条件下，恒温与变温对昆虫各方面没有影响或差异不显著，但在低温条件下的变温能加快各虫态发育速率、提高存活率、增加成虫生殖力，高温条件下的变温能延缓各虫态发育速率、降低存活率、减少成虫生殖力。为了更好的探明温度变化对昆虫生长发育的影响，Jacques Régnière等^[10]分析了过去几十年的所提出的多个模型，为最终控制预防虫害提供了一定依据。

温度变化对昆虫的影响主要表现为影响昆虫生长发育、繁殖、行为特性以及种群动态等。昆虫的发育起点温度与有效积温决定了昆虫生长与否，而一些状况下，温度也影响着昆虫滞育状态的发生。在一定范围内，昆虫的生长发育速率随着温度的升高而加快，但昆虫同样有着发育上限温度，温度过高会延缓发育甚至致死。温度也影响着昆虫繁殖力，异常温度^[11]会影响昆虫性腺发育和能量代谢，从而导致昆虫生殖异常，具体表现为产卵数低、性比偏移、产卵前期变化、孵化率降低等。

在稻纵卷叶螟发育起点温度内，异常低温也会影响成虫繁殖能力，孙贝贝等^[12]通过低温处理不同日龄成虫，研究了温度对稻纵卷叶螟成虫生殖和寿命的影响，结果表明，羽化后1日龄15℃处理对雌蛾生殖有显著刺激作用，表现为产卵显著提前、产卵率及交配次数等均显著增加，而其他日龄处理仅导致首次产卵历期显著缩短，对其他生殖指标无显著影响，同时1日龄10℃处理对生殖力无明显影响，但显著缩短成虫寿命。异常高温对稻纵卷叶螟也有多方面的影响^[13]，一方面使稻纵卷叶螟发育进程加快，另一方面也会减少稻区补充迁入量，降低虫繁殖能力和总存活率。在虫害发生期若出现持续高温会对稻纵卷叶螟生长发育造成不利影响，梅爱中等^[14]以2013年东台市7月下旬至8月中旬稻纵卷叶螟发生状况分析发现，持续高温并少雨不仅影响卵孵化率和幼虫存活率，对稻纵卷叶螟的防治也会造成明显干扰。

在自然界中，湿温度通常是联合作用于昆虫生长发育的。方源松等^[5]设立了不同梯度湿温度结合，以孵化率为指标，研究了湿温度结合对卵孵化有联合作用，温度越低所需相对湿度越大，但温度大于37℃时，卵不能孵化；温度在22~31℃和相对湿度在77%~100%范围内为稻纵卷叶螟卵的适宜湿温度范围。

由于稻纵卷叶螟为迁飞害虫，因此各稻区虫害状况与每年成虫迁飞时期和迁飞轨迹有着密切关系，而气象条件几乎决定着昆虫的迁飞行为。温度会影响稻纵卷叶螟迁飞日期，白先达等^[15]综合分析了桂林地区稻纵卷叶螟观测数据以及天气资料，发现稻纵卷叶螟的迁飞早与迟与温度的变化直接相关，春季来得早，温度高，虫量多，向北迁入期就早；秋季北方冷空气活动早，向南回迁也就早。温度对稻纵卷叶螟再迁飞能力也有影响，杨帆等^[16]设立了20-29℃之间的不同梯度温度环境，对稻纵卷叶螟的再迁飞进行了观测和计算机模拟，结果发现温度对成虫的再迁飞次数和迁飞行为均有影响，在26℃时成虫再迁飞行为表现最好；低温显著降低了成虫的飞行速度；而高温下成虫飞行后的死亡率大大增加。在迁飞过程中，稻纵卷叶螟种群多降落在相对湿度大的地区，降虫区的相对湿度均在75%以上，空气湿度可以影响昆虫体内水分丧失的速度以及存活时间的长短，从而间接影响个体的飞行能力，高湿有利于飞行时间的延长，但限制飞行速度；而低湿对个体存活及飞行速度的提高均有不利影响^[17]

江苏省稻纵卷叶螟发生情况及影响因素研究 江苏地处太湖之滨，水稻种植制度为单季稻，稻纵卷叶螟为害呈单峰模式，但由于迁入期间，其温度和降水十分适宜稻纵卷叶螟的生长发育，因此通常对水稻造成严重损害。由江苏省植物保护站^[18]的观测记录显示，稻纵卷叶螟在江苏一般发生三代，即四(2)代、五(3)代和六(4)代，四(2)代、五(3)代前期是外地迁入虫源，六月中旬为始见期，至六月下旬即出现明显迁入峰。五(3)代成虫高峰一般于七月中旬自南向北出现，峰期持续至7月底8月初，长达15天左右；六(4)代羽化高峰一般在8月中下旬出现，苏南、沿江及沿海稻区持续到8月底至9月上旬，延淮及淮北持续到9月上、中旬，峰期长达20d左右。汤露萍等^[19]研究了近几年江苏省宜兴市稻纵卷叶螟发生特点，发现3代发生盛期推迟，4代发生盛期提前，且水稻受损加重，分析可能是由于水稻播栽期提前、易感品种种植面积扩大、防治次数减少等引起的。

江苏省稻纵卷叶螟发生面积大，重发频率高；迁入早、峰期长、虫卵量高；发生时间长，自然危害重。许多学者^[20-21]研究了影响江苏省稻纵卷叶螟发生情况的因素：（1）异地虫源基数、迁入虫量越大，则可能造成四(2)代、五(3)代为害严重；（2）迁入期若提前或迁入峰次较多，而前期疏于防治，则会增大五(3)代虫口基数或造成世代重叠，增加防治难度，高苹等研究发现江苏省成虫迁入峰期、峰期持续时间及峰期蛾量与西太平洋海温具有相关关系；（3）迁入定居期间气象条件对稻纵卷叶螟的发生影响极大，6月下旬至8月上旬江苏降雨多，雨量大，有利于成虫多频次、不间断迁入，8月下旬至9月上旬若为高温高湿天气，则会极大加重发生程度；（4）水稻品种及栽培方式多样化也可能导致各区水稻生育期不一样，从而有利于稻纵卷叶螟迁移和辗转危害；（5）各区的防治方式和防治意识也会影响稻纵卷叶螟为害程度。

结论：研究稻纵卷叶螟发生特点有利于防范其发生，提高水稻产量，目前国内对稻纵卷叶螟生活习性及生长发育的研究已经十分详细，对于稻纵卷叶螟的迁飞也有了大量研究，但仍缺少能结合各地区实际情况预测稻纵卷叶螟迁飞情况的模型。因此，研究江苏近50年来空气温湿度变化对稻纵卷叶螟生长发育的可能影响，有利于进一步发现江苏省稻纵卷叶螟发生特点，为建立稻纵卷叶螟预警模型提供一些依据。

应用前景：

研究江苏省近50年来空气温湿度变化对稻纵卷叶螟发生的可能影响有助于建立模型，预测和防范稻纵卷叶螟的发生，指导水稻栽种施肥和虫害预防。

参考文献：

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研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方法：

1、统计稻纵卷叶螟不同发育阶段所需的界限温度、有效积温、湿度界限、降水量和降水日数。

2、统计近50年来，江苏四地在稻纵卷叶螟为害期间，不同发育阶段的界限温度、有效积温、湿度界限、降水量和降水日数。

3、利用趋势分析法，分析近50年来，江苏四地在稻纵卷叶螟为害期间，不同发育阶段的界限温度、有效积温、湿度界限、降水量和降水日数的变化趋势。

4、利用相关显著性检验法，对上述各气象要素在不同生育阶段的趋势显著性进行检验，以确定该趋势的显著性。

技术路线：