褐飛虱體內具地理特征多元素分析及與環(huán)境中化學元素關系研究.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)是亞洲地區(qū)一種遠距離遷飛性水稻害蟲、也是我國長江流域及華南、西南廣大稻區(qū)水稻上的最重要害蟲。褐飛虱的暴發(fā)嚴重危害水稻生長，造成水稻產量大幅度降低，致使農業(yè)經濟蒙受嚴重損失。本研究通過電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)技術檢測和分析中國南部不同地區(qū)褐飛虱體內化學元素組分及特征，并且對褐飛虱、寄主水稻及土壤體系中化學元素的濃度變化進行比較。同時應用一般線性模型方差分析和相關分析方法分別

2、研究了化學元素濃度在其體系中地域特征的差異和化學元素的傳遞規(guī)律、傳導效應；探究了化學元素和褐飛虱不同地理種群的相關性以及篩選關鍵性地域特征指標；并應用線性判別分析技術進行了不同地理種群褐飛虱蟲源地識別研究，以期在將來的研究中為褐飛虱長距離遷飛路徑的確定提供依據。主要研究結果如下：
　　 1.本實驗將各個地區(qū)采集的褐飛虱、水稻植株及土壤樣本通過ICP-MS定量分析技術測定其化學元素含量。褐飛虱體內元素含量檢測范圍為0.15 ug/

3、kg-2.21g/kg，Mg元素含量最高。應用一般線性模型方差分析對褐飛虱、水稻植株及土壤樣品中化學元素進行了地區(qū)間差異的統(tǒng)計檢驗的方差分析，結果表明，化學元素Sr、Hg、As、Mg、Ca、Zn、Ni、Sb、Co、W、Cs、Pb、Fe、Ba、Rb和Mn在水稻植株樣品中存在地區(qū)間差異(p<0.05)。而土壤樣品中除元素Zr外，其它31種元素均表現出顯著差異(p<0.05)。同樣，不同地理種群褐飛虱體內化學元素，有24種化學元素，即Cd、A

4、s、Rb、Be、Mn、Gd、Sr、Cu、Ag、Mg、Sm、Ti、Cs、Pr、Nd、Mo、Zr、La、Al、Ga、Ba、Pb、Th和Ce，在不同地區(qū)間表現出顯著差異(p<0.05)。這些化學元素可作為具地域性指紋特征。
　　 2.對來自不同地區(qū)的褐飛虱、水稻植株及土壤中29種化學元素含量進行了相關分析。結果表明：Pb、As、Be、Cd、Rb、Cs、Ti、Co、Ba和Zr元素含量在土壤-水稻、水稻-褐飛虱間呈正相關關系，其中Pb、A

5、s、Cd、Rb和Cs元素在土壤-水稻-褐飛虱間均呈顯著正相關。除Mn和Mo元素外，其它化學元素，如Be、Fe、As、Pb、Co、Rb和Cs等，與土壤pH值表現出負相關趨勢。土壤pH值可能在不同程度上影響水稻植株中某些化學元素的濃度。
　　 3.本研究還對2009年采集的褐飛虱樣品數據進行逐步判別分析篩選出識別不同地區(qū)褐飛虱樣品的15種重要的元素。各元素判別能力大小依次為Cd、Rb、Mg、Mn、Mo、Ag、Cu、Be、Cs、As、

6、Ba、Ti、Ga、Zr和La。然后通過這些元素含量數據建立判別函數對已知樣本進行預測檢驗，結果顯示對整體樣品的正確判別率為96.2％。同樣，應用線性判別分析研究了2008年褐飛虱樣品中具地理特征的溯源元素指標，分別為V、Mn、Fe、Se、Mo、Cd、Ce和Nd。根據這8種微量元素含量數據建立判別函數，結果表明對整體樣品的判別正確率達96.2％。
　　 該研究揭示了不同地理來源的褐飛虱、寄主水稻及土壤中某些化學元素存在顯著差異的特