水稻是我国最重要粮食作物。江苏85%以上为单季粳稻,2012年亩产达553kg,居全国最高。稻飞虱隐蔽性刺吸为害,并传播多种病毒病,是水稻首要害虫。在长江流域大规模发展高产单季粳稻及机械化、规模化、轻简化稻作模式下,灰飞虱、褐飞虱、白背飞虱的田间分布、增殖模式、抗药性等显著变化,导致生产上测不准、控不及等技术难题。亟需研究稻飞虱迁入后在高产单季粳稻区种群暴发的关键机制及区域主导因子,创新害虫的准确监测和高效安全防控技术。1区域灰飞虱暴发机制:最适寄主组合;普遍抗药性;抗性种群耐高温且冬后发育较快结合种群生命表和田间调查,发现灰飞虱的最适寄主为稗草(繁殖率高、发育快),田间稗草、粳稻和小麦组成灰飞虱种群暴发的最适周年寄主体系。灰飞虱若虫发育历期,在稗草上(23天)显著短于其他7种寄主作物上;稗草上种群趋势指数亦最高(45.6),其次为粳稻上(31.7～39.4),杂交籼稻和千金子上(10.2～20.5)显著较低。分析揭示江苏、安徽等7地田间灰飞虱种群对噻嗪酮均有218～1091倍的超高抗性,对高效氯氰菊酯产生8～109倍抗性,对毒死蜱中等抗性(5～12.6倍),而对阿维菌素、噻虫嗪、敌敌畏及顺式新烟碱类IPP152616(环氧虫啶)较敏感。灰飞虱对毒死蜱和噻嗪酮抗性品系的种群趋势指数,在适温条件下均显著低于敏感品系,但抗药性品系可耐受夏季稻田30℃高温而仍可产卵,敏感品系则不产卵;反之,筛选获得的30.5℃正常繁殖的高温品系,对毒死蜱抗性也显著升高4.2倍。在适温饲养(28℃恒温)、模拟冬季温室(25℃/18℃变温)或0℃以上暖冬处理后,2种抗药性品系的后代相对适合度(0.36～0.67)或产卵量均显著低于敏感品系;但经0℃以下自然越冬后,抗性品系的后代相对适合度达敏感品系的3.0～9.6倍。自然越冬后,抗性品系的若虫发育速率比敏感品系的显著加快,而产卵量彼此间无显著差异。首次阐明冬季大棚等0℃以上越冬条件有利十对约剂敏感的灰飞虱大量繁殖、而0℃以下自然越冬有利于抗药性个体冬后加快发育、显著提升适合度。这是自然种群中抗药性与敏感个体保持相对稳定和种群伺机暴发的重要机制。2单季粳稻区褐飞虱暴发机制:优先迁入;繁殖率较低;后期突增虫源迁自杂交籼稻;特有5代大量若虫经连续两年田间定点监测分析,系统揭示稻田各种害虫和主要天敌在不同播期的粳稻与杂交籼稻、及不同栽培方式稻田中迁入与繁殖动态。褐飞虱在杂交籼稻上后代繁殖率显著高于粳稻上,达3～5倍;与杂交籼稻上相比,在单季粳稻上,褐飞虱迁入代成虫量和2代若虫量均显著较高;但田间3代数量增长平缓,仅为杂交籼稻同期虫量的1/6～1/3;且与杂交籼稻田间褐飞虱种群数量不断上升相比,单季粳稻田间自然种群数量呈2次阶段性显著回落。这凸显单季粳稻前中期天敌更显著的自然控害效应和利用价值。随后9月单季粳稻田间褐飞虱虫量陡增,主要因为北部杂交籼稻自北向南渐次成熟,之前大量繁殖的3代基数和4代回迁成虫,不断与本地单季粳稻田间4代虫量叠加,导致高产单季粳稻特有的5代若虫数量维持高位达1月之久。由此阐明:①江苏、安徽等连片单季粳稻区是褐飞虱秋季回迁的集中蓄积区,北部杂交稻上大量繁殖的回迁虫源是其首要威胁,后期易突发成灾;②与杂交籼稻上典型的r对策不同,在粳稻上,褐飞虱繁殖率显著较低,因此,单季粳稻前中期田间虫量上升较平缓,天敌的可持续控害效应比杂交籼稻上明显更强,可重点发掘利用。3单季粳稻上白背飞虱暴发机制:繁殖率显著较高,田间发生为害期更长两年的田间调查结合种群生命表分析都发现,在高产单季粳稻上,白背飞虱的田间发生量总体上显著高于杂交籼稻上,①繁殖率显著较高,前者繁殖率是后者的1.3～1.8倍;②单季粳稻田间高温抑制作用较迟缓,田间白背飞虱种群的盛发为害期更长。如2007年8月24日,杂交籼稻田间白背飞虱降至121.9±29.0头/百穴,而单季粳稻田间仍高达576.0±67.7头。③田间天敌对白背飞虱的抑控作用明显。4稻飞虱抗药性机理及治理技术首次阐明灰飞虱对关键药剂毒死蜱和噻嗪酮的抗性机制。发现羧酸酯酶活性上升和乙酰胆碱酯酶不敏感性是灰飞虱对毒死蜱抗性的代谢机理。对毒死蜱189倍抗性品系对DDV有14倍的交互抗性,其羧酸酯酶活性是敏感品系的4倍,而乙酰胆碱酯酶的Km、Vmax和IC50分别是敏感品系的1.7倍、2.5倍和5倍;其他酶活性无显著差异。定量分析发现,羧酸酯酶活性增强源于抗性品系中LsCarE1基因转录量和酶蛋白表达量均显著增加;而乙酰胆碱酯酶不敏感性则源于抗性品系中Ls.AChE1基因靶标酰基口袋编码区的1个点突变(F439H)。灰飞虱对噻嗪酮的抗性与敏感品系间表皮合成相关基因的表达均无显著差异,在mRNA水平上这些基因不参与对噻嗪酮的抗性;但抗性品系中,多功能氧化酶活性显著提高,源于CYP6CW1基因表达量上升22.7倍。首次揭示CYP6CW1与害虫对噻嗪酮抗性密切相关。监测揭示褐飞虱对不同药剂的敏感性,对吡虫啉、噻嗪酮、氟虫腈等抗性动态以及对吡蚜酮、烯啶虫胺、环氧虫啶等新型杀虫剂的抗性风险。研发了替代吡虫啉应急防治褐飞虱,且有效降低吡蚜酮、噻嗪酮抗性风险的新型低毒增效(2.5倍)复配剂-吡蚜酮-噻嗪酮及其水基环保剂型(水分散粒剂和悬浮剂),获准农药登记并在稻飞虱防控中推广应用。分析发现灰飞虱对环氧虫啶、尤其对IPP152301的抗性发展非常缓慢。环氧虫啶筛选16代,灰飞虱的抗性水平为6倍,30代提高到35倍;IPP152301筛选16代的抗性则为3.3倍,30代为8倍左右。表明灰飞虱对顺式新烟碱类的抗性风险较低,但不同品种有明显差异。5创建于应用基于WEB的水稻害虫监测预警系统该系统基于江苏有害生物监控信息网平台,包含褐飞虱、灰飞虱等的灾变预警及发生期、发生量的预测方法等,面向基层用户,研发优化与应用同步,进行害虫的监测信息互通和远程互动预警,用于灰飞虱一代成虫和褐飞虱盛发期等实时在线互动预警。为水稻全程特别是前期灰飞虱和后期褐飞虱突发性虫情的快捷预警提供了关键技术平台。6基于单季粳稻田间稻飞虱暴发机制,创新前中期天敌保育利用技术基于高产单季粳稻田间褐飞虱和白背飞虱的发生为害期更长,而前中期褐飞虱(2代、3代)上升平缓、白背飞虱还受到高温抑制、虫量总体上低于褐飞虱,因而天敌对稻飞虱、特别是褐飞虱的自然压制潜力比杂交稻上更大的特点,为充分发掘利用田间蜘蛛等优势天敌的持久控害效应,①系统测定了稻田15种常用杀虫剂对稻飞虱与主要天敌的选择性,明确吡蚜酮、噻嗪酮、烯啶虫胺等低毒杀虫剂的选择性高,对稻飞虱防效优,且对蜘蛛等较安全;②结合集中育秧,创新内吸杀虫剂最大安全用量与杀菌剂联合浸种的安全用药模式,减少药剂喷施,保护天敌;③精选药剂,集中防治多病虫,并统一施药,进一步减少不规范用药;④开拓应用植物源杀虫剂、天敌激活增效剂等(发明专利4项)。在句容、兴化、安徽和县等不同生态区,结合主栽品种,集成示范以准确监测预警为基础、充分保护利用天敌可持续控害效应为核心、精选药剂统一防治为应急补充的稻飞虱综合防控技术体系。经各地生产性示范,进一步简化为单季粳稻区针对稻飞虱"防早、防巧,治多、治小"的实用技术规程,显著提升天敌的可持续控害作用。