水稻是世界上最重要的粮食作物之一，中国水稻产量约占粮食总产量的40%（杨翠红等，2022），为保障我国以及世界粮食安全作出了重大贡献（钟钰等，2024）。然而仅因稻飞虱危害，从2010年至2020年我国水稻五大产区年均产量损失就达1.0×10⁶ t，造成重大经济损失（车琳等，2022）。

湖南省是我国主要产粮区之一，中国农业信息网数据显示，2013年至2022年湖南省水稻播种面积连续10年居全国首位，稻谷产量居全国前列。然而，湖南省水稻害虫发生情况不容乐观，其中稻飞虱是发生面积最广、防治面积最广、损失最大的虫害。白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)和褐飞虱Nilaparvatalugens (Stål)是危害湖南水稻生产的主要飞虱类型。随着耕作方式变革、全球气候变暖、农药诱导等原因，稻飞虱危害日益猖獗（李海生等，2022）。中国农业信息网数据显示，湖南省2011年至2019年稻飞虱防治面积从1.167×10⁸ hm²次下降到了0.751×10⁸ hm²次，虽然降幅较大，但是农药施用量仍然不少（杨巧云和方梦荧，2021）。稻飞虱等昆虫能适应不利的环境条件，提高对杀虫剂的耐受性，并产生持久的抗药性（Sharma et al.，2018）。不规范使用杀虫剂已经使我国多个省份的白背飞虱对常用的农药品种，如吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺、噻嗪酮、毒死蜱等产生了中等甚至高抗性（张帅，2021；曾庆会等，2022）。长期使用杀虫剂防治稻飞虱不符合可持续发展要求，不仅增加防治成本，而且还破坏生态环境，不符合绿色防治的理念（栾红旭和王丹丹，2024）。因此，合理应用稻飞虱抗性品种，从栽培与耕作角度开展稻飞虱防治应成为水稻稻飞虱防治的重要方法。

有研究显示，利用农艺措施可以对稻飞虱危害进行有效防治。适当控制氮肥用量可在不影响水稻生长发育的同时，减轻稻飞虱的危害（王国荣等，2015；吴天琦等，2020）。适当的间歇灌溉管理方式也可以在一定程度上对稻飞虱的防治起到正反馈作用（李瑞民等，2017）。水稻移栽密度影响稻田小气候，湿热条件容易诱发稻飞虱，因此，调控田间水稻移栽密度、采用宽窄行等措施可以有效调节田间小气候，进而抑制稻飞虱的发生（高福强和张绍权，2018；易军等，2023）。合理施肥、灌溉与密度调控可以调控稻飞虱的发生与危害，但具有人工成本高、难以大面积推广等缺点，同时还存在一个较难改变农户生产习惯的问题，因此，合理应用稻飞虱抗性品种才是防治稻飞虱发生的首选方法（蒯鹏和娄永根，2022）。

稻飞虱的取食一般可分为4个过程，即对寄主植物的定向、下唇的探索、口针刺探和口针刺吸。植物释放出的挥发性次生物质大多具有较高的化学活性，在昆虫对寄主植物的识别、定位、取食等行为中有着重要的调节和控制作用（杜家纬，2001）。植物自然释放的挥发物在植食性昆虫成虫的寄主选择和产卵行为中起着重要作用（Pettersson et al.，1998）。有研究表明，新鲜的水稻植株及其乙醚提取物对褐飞虱具有强烈的吸引力，说明稻株中含有某些挥发性的化学活性物质在褐飞虱定位过程中发挥重要的作用，褐飞虱通过触角的嗅觉来感受这些化学物质的刺激从而引起定位反应（林华峰等，2015）。水稻挥发性物质决定了褐飞虱对寄主植物的初步选择，而最终决定褐飞虱取食行为的是水稻的非挥发性物质（丁识伯等，2012；李毅等，2018）。有研究指出，水稻品种合理布局可以在一定程度减轻三化螟Tryporyza incertulas的危害（唐盛明和曾花生，1995），另外不同抗性茶树品种布局不同受到茶蚜Toxoptera aurantii的危害也不同（汪艳霞，2024）。因此，通过类比猜想，在抗性级别较低的水稻品种周围种植抗性级别较高的水稻品种，可能会扰乱稻飞虱取食定位过程中对抗性较低水稻品种的嗅觉识别，给稻飞虱造成“环境欺骗”现象，降低对水稻的危害。

为了优化抗稻飞虱水稻种质资源利用方式，有效降低农户生产植保投入成本，本研究以衡阳地区中稻为对象，创造性地探究不同抗性级别水稻品种搭配栽培方法对稻飞虱危害的影响，明确最优穿插布局栽培方法，以期减轻水稻大田稻飞虱的发生与危害，为水稻绿色生产与高产栽培提供理论和技术支撑。

1.   材料与方法

1.1   供试材料

供试水稻品种：2023年在市场上收集了常见的不同稻飞虱抗性级别的4个中稻品种，即‘玮两优7713（3级）’、‘华两优10（5级）’、‘F优498（9级）’、‘徽两优粤农丝苗（9级）’。国家水稻数据中心显示，2022年玮两优7713推广面积超过2.67万hm²，在推广中均反映该品种无稻飞虱暴发，抗稻飞虱；华两优10适宜在湖南省作一季稻种植，中抗稻飞虱，F优498与徽两优粤农丝苗均为高感稻飞虱，推广面积均在百万亩以上。供试虫源：自然感虫。供试肥料：奥特尔高氮高钾型复合肥（N∶P₂O₅∶K₂O=25∶10∶16）。供试农药：6%阿维·氯苯酰、30%茚虫威、10%三氟苯嘧啶、60%吡蚜·呋虫胺、39%敌稗·异噁松、20%噁唑·氰氟、18.5%异丙·苄。

1.2   试验设计

于2023年4月-2023年8月在湖南省衡阳市衡阳县西渡镇梅花村富农合作社开展中稻大田试验，生理生化实验在湖南农业大学作物生理与分子生物学教育部重点实验室进行。中稻大田试验采用肥力水平一致的相邻4块大田，每块大田面积均为1 120 m²（20 m × 56 m），共设置8个20 m × 28 m的大区，其中包括4个“回”形大区，“回”形大区内的小矩形区域面积为280 m²（14 m × 20 m），小矩形外面积也为280 m²。试验田四周设保护行。“回”形大区的水稻品种安排为：小矩形区域种植抗性较差品种（高感品种F优498和徽两优粤农丝苗），小矩形外种植抗性较高的水稻品种（抗虫品种玮两优7713、中抗品种华两优10）。大田试验布局设计如图 1所示，具体品种安排见表 2。

图  1  大田试验布局示意图

Fig.  1  Layout of field experiment

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2023年4月20日播种，秧苗由工厂集中育秧，移栽方式为机插秧株行距16 cm × 23 cm。2023年5月14日移栽，在移栽前两天将基肥均匀撒入大田，基肥、分蘖肥、穗肥均使用奥特尔高氮高钾型复合肥（其中N∶P₂O₅∶K₂O=25∶10∶16），按照整个生育时期施用全氮180 kg/hm²的要求，基肥占比50%，分蘖肥占比20%，穗肥占比30%。田间水分管理以满足水稻正常生长为宜，自然感虫。

各区稻飞虱防治方法：A1 ~ A4大区施用防治稻飞虱的农药（三氟苯嘧啶，于移栽后第25天第1次施用，第60天施用第2次），N1 ~ N4大区不施用三氟苯嘧啶，C1 ~ C4为单一品种成片种植，全生育期不施用三氟苯嘧啶；各区其他病虫害防治方法一致，移栽后第7天和第40天进行防治，使用6%阿维·氯苯酰SC 50 mL/667 m²、30%茚虫威WG 10 g/667 m²防治二化螟Chilo suppressalis、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis，使用39%敌稗·异噁松、20%噁唑·氰氟和18.5%异丙·苄防治稻田杂草。

1.3   测定项目与方法

稻飞虱发生数量：观察到田间有飞虱活动即开始记录，釆用盘拍法，选用33 cm × 45 cm的白瓷盘每隔7 d调査一次稻飞虱种群数量。采用平行跳跃法调查A、N、C区稻飞虱数量，各区内每品种调查15点，每点3蔸，各区共计调查180蔸。调査时，将白瓷盘底部轻轻靠在稻丛基部，上端与稻株呈45°左右夹角，快速拍打稻株基部2~3下，统计白瓷盘内稻飞虱数量，最后统计各区稻飞虱总数。各调查数据换算成百丛虫量。

实际产量：各区每个品种避开边3行取3个点共240蔸水稻（每个点视为1次重复），脱粒后晒干称重，使用TDS-1G谷物水分仪测定含水率，按标准含水率13.5%换算实际产量。

减产率与增产率：计算穿插“回”形布局不打药处理相对于穿插“回”形布局打药处理的减产率，减产率（%）=[（A区实际产量-N区实际产量）/A区实际产量]×100，计算穿插“回”形布局不打药处理相对于单一品种成片种植不打药处理的增产率，增产率（%）=[（N区实际产量-C区实际产量）/N区实际产量]×100。

1.4   数据处理

试验数据采用Excel 2010软件进行整理，使用Origin 2023软件进行图形绘制，使用SPSS 25.0软件进行单变量方差分析，采用最小显著差异法(Least significant difference method，LSD)进行显著性检验(P＜0.05)。

2.   结果与分析

2.1   穿插“回”形布局对各品种产量的影响

由穿插“回”形布局与单一品种成片种植产量对比（表 3）可见，穿插“回”形布局未施药处理的各个品种的产量均低于穿插“回”形布局施药处理，但水稻品种抗性级别越高，其减产率越低，其中‘玮两优7713’的减产率为2.31%，而其他品种减产率在3.51%~6.11%，差异显著。‘F优498’与‘徽两优粤农丝苗’均是9级高感品种，通过穿插“回”形布局处理后，减产率在5.56%~6.11%之间。

穿插“回”形布局不打药处理的各个品种的产量都高于单一品种成片种植未施药处理，且水稻品种抗性级别越低，其增产率越高，其中，‘玮两优7713’增产率为2.10%，‘F优498’与‘徽两优粤农丝苗’增产率分别为3.87%和4.28%。综合分析发现，穿插“回”形布局模式可在一定程度上控制稻飞虱危害，但其相对单一品种连片种植的增产率与中心区域和外围区域的品种的抗性级别有关，本试验中，‘玮两优7713’与‘徽两优粤农丝苗’搭配种植，‘华两优10’与‘F优498’搭配种植，‘徽两优粤农丝苗’的增产率为4.28%，高于‘F优498’的增产率（3.87%），表明穿插“回”形布局模式下的外围品种的抗性级别越高、中心品种的抗性级别越低，就越能够体现穿插“回”形布局模式的优势。

2.2   穿插“回”形布局对各区稻飞虱数量的影响

由各处理不同时期稻飞虱百丛虫数可见（图 2），各品种整个生育期稻飞虱数量均不低，其中在6月下旬和7月下旬达到两个最高峰。7月14日相比7月7日，田间的百丛虫数骤升，其原因是此时正值早稻收割时期，早稻稻飞虱大量迁飞到本试验田块的中稻上所致，并在随后的时间里表现逐渐增长趋势，导致本试验的中稻灌浆中期出现了稻飞虱数量最大值。同时可见，中稻成熟期稻飞虱数量大幅度减少，原因可能是成熟期水稻茎秆营养物质大量向籽粒转运，而附近的晚稻进入分蘖盛期，由此引起稻飞虱再次迁飞。结合不同处理区域稻飞虱发生总数（表 4）可见，从6月4日到8月20日，各处理区域稻飞虱百丛虫总数均是穿插“回”形布局打药处理最低，单一品种成片种植未施药处理最高，穿插“回”形布局未施药处理的虫量低于单一品种成片种植未施药处理，但高于穿插“回”形布局施药处理。各处理下不同抗性级别水稻品种稻飞虱发生数量也有较大差异，其中以徽两优粤农丝苗上稻飞虱数量最多，玮两优7713上稻飞虱数量最少，全生育期稻飞虱数量基本表现为：徽两优粤农丝苗＞F优498＞华两优10＞玮两优7713。

图  2  各处理不同时期稻飞虱发生情况

Fig.  2  Occurrence of rice planthopper in different periods of each treatment

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3.   结论与讨论

3.1   讨论

不同抗性水稻品种的次生物质对稻飞虱吸引力不同，水稻次生物质的种类决定水稻抗感与否（肖英方，2001；卢伟等，2007），且褐飞虱若虫能够通过侵染水稻植株影响其次生物质的产生进而影响水稻抗性（Li et al.，2023）。植食性昆虫的取食性取决于对植物次生物质的适应性，次生物质是植物长期进化过程中适应生态环境的结果（刘玉坤等，2011）。张文辉等（2001）发现感性品种TN1和抗性品种RH上的褐飞虱数量存在差异，感性品种TN1上褐飞虱数量多，而抗性品种上褐飞虱少，表明了感性品种合成的挥发性物质能吸引褐飞虱取食水稻，但抗性品种合成的挥发性物质会抵御褐飞虱，进而保护水稻。从中稻全生育期稻飞虱监测情况来看，本试验“回”形布局外围水稻品种抗性级别较高，其稻飞虱数量少于内部危害水稻的稻飞虱数量，且在一定程度上对内部品种产量提高产生了促进作用，这与前人的稻飞虱取食定位研究结果相符（杨朗等，2007；杨朗等，2011）。

植物光谱、挥发物质、形态结构、空间分布、距离远近等会对昆虫定向行为产生影响（张凯，2016）。本试验中穿插“回”形布局未施药区域稻飞虱发生总数与单一成片种植未施药区域稻飞虱发生总数并没有相差太大，而“回”形布局外围种植抗性级别较高水稻品种的区域宽度在3~4 m之间，小于内部抗性级别较低的水稻品种，因此可能会导致外围水稻挥发性物质的“环境欺骗”作用相对减弱，致于穿插“回”形布局未施药区域稻飞虱发生相对较多，但有关外围抗性级别较高水稻品种的宽度对“回”形布局控制稻飞虱危害的效果的影响及其影响机制还有待进一步研究。

根据本试验中稻全生育期稻飞虱监测情况和中稻产量情况，穿插“回”形布局不打药处理稻飞虱总数量为6 239~61 594头，相对于单一品种成片种植未施药处理发生率为93.34%~97.18%，而“回”形布局施药处理稻飞虱总数量为4 685~46 452头，其相对发生率仅为70.09%~74.48%。在未施药情况下，“回”形布局栽培模式可以明显降低水稻减产率，而且“回”形布局栽培模式与药剂（三氟苯嘧啶）防治配合处理（A区）的稻飞虱发生数量最少，水稻增产率最高，可见综合防治措施对稻飞虱具有更好的防效，即稻飞虱综合绿色防治有更好的增产防虫效果。

3.2   结论

综合分析发现，不同稻飞虱抗性水稻品种的穿插“回”形布局模式（即将抗性较差品种包围在抗性级别较高的水稻品种中间）可在一定程度上控制稻飞虱危害，降低产量损失，但具体效果与品种的抗性级别有关，外围品种的抗性级别越高、中心品种的抗性级别越低，就越能够体现穿插“回”形布局栽培模式的优势。同时，穿插“回”形布局配合适当的药剂防治的防治效果更好。