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

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)是亞洲地區(qū)一種遠(yuǎn)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(yán)重危害水稻生長，造成水稻產(chǎn)量大幅度降低，致使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)蒙受嚴(yán)重?fù)p失。本研究通過電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)技術(shù)檢測和分析中國南部不同地區(qū)褐飛虱體內(nèi)化學(xué)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(xué)元素的濃度變化進(jìn)行比較。同時應(yīng)用一般線性模型方差分析和相關(guān)分析方法分別

2、研究了化學(xué)元素濃度在其體系中地域特征的差異和化學(xué)元素的傳遞規(guī)律、傳導(dǎo)效應(yīng)；探究了化學(xué)元素和褐飛虱不同地理種群的相關(guān)性以及篩選關(guān)鍵性地域特征指標(biāo)；并應(yīng)用線性判別分析技術(shù)進(jìn)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(jù)。主要研究結(jié)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(shù)測定其化學(xué)元素含量。褐飛虱體內(nèi)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(yīng)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(xué)元素進(jìn)行了地區(qū)間差異的統(tǒng)計檢驗的方差分析，結(jié)果表明，化學(xué)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(xiàn)出顯著差異(p<0.05)。同樣，不同地理種群褐飛虱體內(nèi)化學(xué)元素，有24種化學(xué)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(xiàn)出顯著差異(p<0.05)。這些化學(xué)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(xué)元素含量進(jìn)行了相關(guān)分析。結(jié)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(guān)關(guān)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(guān)。除Mn和Mo元素外，其它化學(xué)元素，如Be、Fe、As、Pb、Co、Rb和Cs等，與土壤pH值表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)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(xué)元素的濃度。
　　 3.本研究還對2009年采集的褐飛虱樣品數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)建立判別函數(shù)對已知樣本進(jìn)行預(yù)測檢驗，結(jié)果顯示對整體樣品的正確判別率為96.2％。同樣，應(yīng)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(biāo)，分別為V、Mn、Fe、Se、Mo、Cd、Ce和Nd。根據(jù)這8種微量元素含量數(shù)據(jù)建立判別函數(shù)，結(jié)果表明對整體樣品的判別正確率達(dá)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(xué)元素存在顯著差異的特