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转Bt基因棉从上世纪90年代中后期开始在我国种植,经历了一个快速增长阶段,到2004年面积达到4,500万亩,占总面积的60﹪以上,也成为棉铃虫综合治理的重要措施之一.以往国内外大量的室内和田间试验关注于转Bt基因棉对靶标害虫的抗虫性及其特点,转Bt基因棉株次生代谢物与外源抗虫基因导入的相互作用以及对棉田非靶标害虫的种群影响,对棉田主要天敌种群和生境的影响及其作用机理.我国棉区的作物种植结构形成了天然了"庇护所",从理论上讲,减缓了棉铃虫对转Bt基因的抗性的产生.针对田间自然种植模式与室内和室外罩笼试验在样本、生态因子等方面具有差异以及以往的田间观察和试验多为短期(1～2个生长季)研究,并没有长期跟踪自然状态下的转基因棉田害虫和天敌种群的发展,本文着重以黄河流域棉区为研究对象,从2002年开始至2006年进行5年的中长期研究,旨在探讨我国现行的作物种植制度和棉花栽培方式下,转Bt基因棉田靶标害虫、非靶标害虫和主要天敌种群的动态变化,以及棉田主要病害的发生特点. 通过2002-2006年对黄河流域棉区转Bt基因棉的研究,本文认为,综防田和农民自防田棉铃虫田间落卵量在年度问没有差异,转Bt基因棉的种植对棉田棉铃虫落卵量没有影响.棉铃虫幼虫残留量在年度间有一定的差异,但未表现出代次间和年度间的显著变化,说明自然种植状态下,转Bt基因棉田棉铃虫田间幼虫量未出现明显的增加或减少.在黄河流域棉区现行的种植制度下,棉田与玉米、大豆、花生、蔬菜等棉铃虫其他寄主作物混作,其他寄主田的棉铃虫种群可以作为棉田的补充虫源,转Bt基因棉田棉铃虫的种群量不会出现急剧的下降趋势.
转Bt基因棉田非靶标害虫棉蚜发生期与常规棉田没有明显的变化.烟粉虱的发生期从6月中旬至8月下旬,其中7月下旬达到发生高峰,发生持续1-2个月,2002年达到大发生程度,极显著高于其他年份,认为与当年该地区蔬菜等寄主作物田烟粉虱大发生有密切关系,不单单在转基因棉田大发生,也并非转Bt基因棉种植带来的问题.2003-2006年转基因棉田烟粉虱发生量在年度间无显著差异,由于烟粉虱危害高峰主要在棉花中后期,中等发生时,对产量难以造成严重的影响.地下害虫地老虎未表现出年度间的增减趋势.棉叶螨发生量多年维持在较低水平,未表现出危害高峰期和年度间的差异.棉盲蝽在转Bt基因棉田2002-2006年间均有发生,若虫发生期从6月上旬至9月上旬,发生期长,种群量维持在较高水平,但未表现出明显的加重或减轻趋势.从田间管理档案可以看出,棉盲蝽已经成为转Bt基因棉田主要害虫,常年需要多次用药防治才可控制其危害.
黄河流域棉区常年常发的病害有棉病(立枯病、猝倒病、炭疽病)、铃病、枯黄萎病等.2003年和12004年枯、黄萎病在转Bt基因棉田发病严重,发病早、发生期长,发病率高,但2006年发病呈下降趋势.枯、黄萎病在转Bt基因棉田严重发病的主要原因是常年连作土壤带菌量高和气候因素所致.细菌性病害角斑病是转Bt基因棉大面积种植后发生比较普遍的一个病害, 2002-2006年角斑病发病从8月下旬开始,至9月上旬出现发病高峰.年度间未表现显著的差异.棉花铃病除个别年份发病较重外,各年度间没有显著差异,发病较平稳.转Bt基因棉田红粉病和炭疽病的发病未表现出年度间的加重和减轻趋势,个别年份发生较严重,主要是由于棉花铃期气候因素造成,需要今后进一步进行田间观察和发病机理的研究.本文研究通过2002-2006年5年的调查,未发现转基因棉田主要天敌瓢虫(龟纹、七星、异色瓢虫)、草蛉优势种群(卵和幼虫)、捕食蝽(小花蝽、猎蝽)、蜘蛛优势种群有明显的增加或减少,各别年份的某一生育期出现天敌发生量增加的现象,但并未表现出转Bt基因棉对主要捕食性天敌种群产生影响.
各年度的综防田天敌种群量均高于同期的农民自防田,化学农药的施用是影响田间天敌种群量的一个重要因素,综防田对主要天敌种群起到了较好的保护作用.转Bt基因棉对于有效控制棉田棉铃虫的危害具有一定的积极作用,但单纯应用转Bt基因棉,还不能解决棉田所有的病虫害问题,因此,综合防治配套技术与种植转基因棉相结合,才可以有效控制棉田病虫危害,充分体现转Bt基因棉的生态效能.转Bt基因棉对于有效控制棉田棉铃虫的危害具有一定的积极作用,但由于棉盲蝽、烟粉虱等非靶标害虫的频繁发生,化学农药使用水平并为因为转基因棉的种植而显著降低.