基于生态学原理开展的害虫综合治理主要包括源于植物自下而上的自身抗性以及来自天敌的自上而下的控制作用,植物-害虫-天敌三营养级互作关系是害虫生态调控的重要基础。农业化学氮肥的投入显著改善了植物氮素的吸收,促进农作物产量增加,但单位氮素增产量和边际效应却随着氮肥投入量增加而逐渐下降。氮作为生物体重要组成元素,直接影响植物光合作用物质积累和生长发育,并对植食性昆虫及其天敌形成级联效应,然而,农田氮肥投入对害虫诱导下作物生长与防御、及其对害虫、天敌、以及它们之间关系的影响知之甚少。本研究以“玉米Zea mays-草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda-斜纹夜蛾侧沟茧蜂Microplitis prodeniae”为模型,探索四种氮投入水平下（不施氮组CK,氮缺乏组LN,适量氮组ON,过量氮组HN）,对玉米生长与防御的影响,以及形成的Bottom-up效应对草地贪夜蛾、及其寄生性天敌斜纹夜蛾侧沟茧蜂的影响。明确植物-害虫-天敌三营养级间的相互关系可为充分发挥上下行效应实现害虫生态调控提供理论依据。本研究主要研究结果如下:1.氮投入对玉米生理生长和防御反应的上行效应不同氮投入水平显著影响玉米生长发育,其营养物质积累和氮投入正相关,并对玉米主要防御性物质丁布和相关基因表达造成影响,改变玉米植株挥发性物质的释放。与不施氮组相比,施氮组（LN组、ON组、HN组）玉米苗期叶片叶绿素含量、茎秆宽度、氮积累和干物质量显著提高。氮素投入直接影响玉米组成型防御水平。与对照不施氮组相比,施氮组防御性物质丁布DIMBOA含量显著提高,但DIMBOA合成和代谢相关基因Bx1、Bx7和Bx10的转录表达并未出现显著差异;其次,氮投入对其他防御基因表达产生了影响,其中Igl、Tps26、Aco31基因在施氮组中表达显著高于不施氮组,而Opr2、Lox3的转录表达则相反。不同氮投入丰富了玉米植株挥发性物质的释放,不同组间具有一定的差异,CK组、LN组、ON组、HN组上分别检测到80、85、95、97种挥发物。2.玉米介导的氮投入上行效应对草地贪夜蛾生长发育的影响玉米介导的氮投入上行效应对草地贪夜蛾生长发育及防御产生显著影响,幼虫取食诱导显著影响玉米DIMBOA含量和相关基因表达,并改变了其挥发性物质组成。与之相应的,草地贪夜蛾幼虫的反防御能力也因氮投入而呈现出差异。不施氮降低了草地贪夜蛾幼虫生长发育速度,其蛹重显著低于施氮组;氮投入对草地贪夜蛾幼虫取食消化能力产生影响,幼虫取食量、相对取食量与氮投入呈正相关,而食物利用率、食物转化率与氮投入呈负相关。草地贪夜蛾取食诱导后,施氮组玉米叶片DIMBOA含量显著下降,且DIMBOA合成代谢相关基因显著上调,而不施氮组DIMBOA含量及其合成代谢相关基因未出现明显变化;其次,防御基因Opr2、Opr7、Rip2、Mpi、Tps2在所有处理组中出现不同程度上调表达,而Igl、Tps26和Aco31则下调表达;不同处理组挥发物也发生变化,CK组、LN组、ON组、HN组上分别检测到78、88、85、82种挥发物。取食适量氮处理组玉米的草地贪夜蛾幼虫DIMBOA转化基因UGT33B25、UGT33F28和UGT40L8表达显著高于未施氮处理组,表现出最强的解毒能力,而取食氮过量或缺乏处理组玉米其基因表达介于两者之间;同时,取食适量氮处理组玉米的草地贪夜蛾幼虫消化酶基因Try7、Try3和Chy9表达量最高,显著高于其他处理组。3.玉米介导的氮投入上行效应对斜纹夜蛾侧沟茧蜂选择和寄生的影响玉米介导的不同氮投入未对斜纹夜蛾侧沟茧蜂的选择行为造成显著影响,草地贪夜蛾幼虫介导的氮素上行效应也未对斜纹夜蛾侧沟茧蜂后代寄生和发育产生显著影响。草地贪夜蛾幼虫未取食诱导和幼虫取食诱导后,玉米介导的氮投入上行效应均未对斜纹夜蛾侧沟茧蜂选择偏好造成影响,但面对草地贪夜蛾幼虫取食诱导后的玉米,斜纹夜蛾侧沟茧蜂搜寻寄主的时间更长。斜纹夜蛾侧沟茧蜂对不同处理组幼虫并没有产生寄生偏好,其子代发育历期和茧重未呈现显著差异。玉米介导的上行效应没有对斜纹夜蛾侧沟茧蜂产生显著效应,且经草地贪夜蛾幼虫介导的间接效应也被缓冲。本研究探讨了氮素上行效应对玉米-草地贪夜蛾-斜纹夜蛾侧沟茧蜂的影响,不同氮投入改变了玉米生长、营养积累、防御物质、防御基因表达变化,并对草地贪夜蛾生长发育、解毒代谢等反防御反应产生显著影响,但并未对斜纹夜蛾侧沟茧蜂生长发育和选择行为造成显著影响。研究结果为指导科学合理施肥,充分发挥上行和下行效应实现害虫生态调控提供了理论基础。