Bt棉和Bt稻秸稈降解特性及對幾種土壤和水體生物的影響研究.pdf

1、轉(zhuǎn)基因作物對土壤和水體生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)是近年來關(guān)注的一個焦點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因棉在我國已經(jīng)商業(yè)化種植多年，而對棉花秸稈的降解特性和土壤原生動物影響評價(jià)還較少;以往的轉(zhuǎn)基因水稻環(huán)境安全評價(jià)研究多數(shù)只限于考查對稻田節(jié)肢動物和土壤微生物的影響，而很少關(guān)注稻田淡水生態(tài)系統(tǒng)中的浮游動物。為深入評價(jià)Bt棉和Bt稻對自然生態(tài)環(huán)境安全性，本文通過田間埋藏試驗(yàn)研究了Bt棉和Bt稻秸稈的降解特性;對比了Bt棉和非Bt棉土壤彈尾蟲和單細(xì)胞原生動物的多樣性和豐度;在常

2、規(guī)管理模式下（即達(dá)到防治指標(biāo)時(shí)施用化學(xué)農(nóng)藥）調(diào)查了Bt稻田和非Bt稻田水層中浮游動物的多樣性和豐度。得到結(jié)果如下:
　　1、Bt棉和Bt稻秸稈降解特性
　　棉根和棉莖的礦化速度呈現(xiàn)前期較快后期較慢的變化趨勢，6個月之后殘?bào)w干重基本保持穩(wěn)定，說明已經(jīng)基本礦化完畢;Bt棉根在干重?fù)p失上與非Bt棉根差異顯著，棉莖、棉葉、棉殼等在干重?fù)p失上差異不顯著;棉花秸稈殘?bào)w含C量在Bt和非Bt秸稈之間無明顯的穩(wěn)定差異;前期含N量在Bt和非Bt

3、秸稈之間無顯著差異，但在后期出現(xiàn)明顯差異，可能意味著微生物在2種秸稈中的活動存在差異。水稻秸稈的降解速度明顯快于棉花秸稈，非Bt稻秸稈礦化速率與Bt稻秸稈相當(dāng)，含N和含C量變化在Bt稻和非Bt稻秸稈之間無明顯差異。Bt棉、Bt稻秸稈中Bt蛋白初期降解迅速，第一個月Bt蛋白的降解速率分別達(dá)到了80％和70％，第4個月Bt蛋白含量基本檢測不到。
　　2.Bt棉對土壤彈尾蟲和纖毛蟲（一類土壤原生動物）數(shù)量影響評價(jià)
　　2011年結(jié)

4、果顯示，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉田調(diào)查中，除7月24日之外Bt棉田和非Bt棉田中彈尾蟲的種群數(shù)量差異均不顯著;2012年的調(diào)查結(jié)果顯示，不同的調(diào)查地點(diǎn)彈尾蟲的種群數(shù)量變化較大，現(xiàn)蕾期湖北農(nóng)科院棉田彈尾蟲的密度顯著高于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉田，分別為4000頭/誘集點(diǎn)和1500頭/誘集點(diǎn);其中優(yōu)勢種長角跳蟲在吐絮期同樣表現(xiàn)為農(nóng)科院的種群密度顯著高于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，分別為1200頭/誘集點(diǎn)和400頭/誘集點(diǎn)，但在同一調(diào)查地，彈尾蟲的種群密度在Bt棉田和非Bt棉

5、田差異不顯著;2013年的調(diào)查結(jié)果顯示華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉田的優(yōu)勢種群為等節(jié)口屬，各個種屬的種群密度及彈尾蟲總量在Bt棉田和非Bt棉田間差異不顯著。
　　對棉田土壤中纖毛蟲的種群密度進(jìn)行調(diào)查顯示，纖毛蟲密度隨季節(jié)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，湖北省農(nóng)科院棉田和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉田纖毛蟲最大密度均出現(xiàn)在8月15日，前者數(shù)量顯著高于后者，分別為2200個/g土樣和1400個/g土樣，說明其種群密度受土壤理化性質(zhì)和肥力影響較大;環(huán)境檢測所（天津）棉田密

6、度范圍為2000-3500個/g土樣，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)（武漢）棉田密度范圍為2500-6000個/g土樣，種群平均密度差異顯著，說明纖毛蟲種群密度受地點(diǎn)影響較大。在兩次的調(diào)查中，纖毛蟲的種群密度在Bt棉田和非Bt棉田間差異不顯著。
　　3.Bt稻對水生浮游動物的安全性
　　以轉(zhuǎn)cry1Ab/1Ac和cry2A基因的2個明恢63水稻為材料，在常規(guī)田間管理模式（以產(chǎn)量不受損失為目標(biāo)，當(dāng)病蟲害超過防治指標(biāo)時(shí)施用農(nóng)藥）下評價(jià)了Bt稻對水

7、生浮游動物的安全性。對Bt和非Bt稻田水層中的輪蟲、枝角和橈足3類浮游動物進(jìn)行了2次多樣性和豐度調(diào)查，第一次調(diào)查顯示Bt田中發(fā)現(xiàn)21個浮游動物物種，而在非Bt田中僅鑒定了4種，第二次在Bt田中鑒定到24個浮游動物物種，而非Bt田中鑒定了16種;在兩次調(diào)查中浮游動物豐度在Bt田和非Bt田之間均出現(xiàn)了極顯著差異，非Bt田中的豐度分別比Bt田中的豐度少95％和80％。采集Bt和非Bt田水作為飼養(yǎng)大型溞（Daphniamagna）和草履蟲(Pa

8、rameciumcaudatum)的介質(zhì)，結(jié)果顯示大型溞在非Bt田水中的成活率在為期13天的飼養(yǎng)中逐漸降低到0，而在Bt田水中成活率最終保持在60％左右，兩者之間差異極顯著;大型溞在第7天時(shí)開始產(chǎn)生幼體，Bt田水中的產(chǎn)幼數(shù)約為非Bt田水中產(chǎn)幼數(shù)的20倍，兩者之間差異極顯著;非Bt田水中草履蟲前三天種群密度受到抑制，后期增長緩慢，試驗(yàn)期間其種群密度顯著低于Bt田水中草履蟲密度。
　　綜合結(jié)論:Bt棉和Bt稻秸稈在土壤中的降解速率較常