农药使用下转Bt水稻种植对土壤理化性质、昆虫发生动态和水稻产量的影响

发布时间：2020-04-09 16:59

【摘要】：转基因作物的种植给人类来带来巨大的经济效益和社会效益,能够有效的防治鳞翅目害虫,减少化学杀虫剂的使用,同时提高产量,保护生态环境。但是由于外源基因的转入,转基因作物也可能带来由于转基因环境释放所造成的环境风险问题,如抗性有效性的减弱或丧失、杂草化、生态入侵、基因漂移与污染、食品安全和影响生物多样性等。多年来,人们对转基因作物对地上部分的影响研究较多,但是对于转基因作物对土壤肥效的研究较少。本文以转Bt基因水稻华恢1号及其亲本明恢63为实验材料,结合农药的使用,通过3～4年系统的大田实验研究转基因作物及农药的使用对稻田土壤养分含量和肥力指标(包括有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等)与水稻产量(亩产),以及害虫(褐飞虱、白背飞虱和二化螟)和天敌昆虫(黑肩绿盲蝽)种群发生动态的影响,为转基因水稻的可持续种植和推广提供土壤肥力指标安全评价和产量评估参考,并明确害虫灾变规律和天敌种群数量情况等。主要研究结果如下:1.转Bt水稻种植和农药的使用对土壤速效养分的影响2013-2015年每年5次(5月,7、8、9和10月)调查取样的两因子重复测量方差分析表明,仅在2015年农药处理对土壤速效N(P0.05)、P(P0.05)和K(P0.05)都造成了显著影响;在2013-2016年共计16次(2013-2015:5月,7、8、9和10月;2016:5月)调查取样的两因子重复测量方差分析表明,转基因处理、农药处理及其两者间的交互作用都未对土壤速效养分含量变化造成显著影响(P0.05)。而以每月为时间节点进行双因子方差分析得出,在个别月份转基因处理、农药处理或两者之间的交互作用显著影响了土壤速效养分含量(P0.05、0.01或0.001)。2.转Bt水稻种植和农药的使用对土壤全营养成分的影响2013-2015年每年5次调查取样的两因子重复测量方差分析表明,仅在2015年农药处理对稻田土壤全N造成显著影响(P0.05),转基因处理对稻田土壤全K造成显著影响(P0.05),而转基因与农药处理之间的相互作用未对稻田土壤全营养成分造成显著影响(P0.05),且全P和有机质未受到转基因或农药处理的显著影响(P0.05)。以2013-2016年连续16次取样调查的两因子重复测量方差分析表明,无论转基因处理、农药处理还是两者之间的交互作用都未对稻田土壤全营养成分造成显著影响(P0.05)。而对每月调查取样结果的双因子方差分析表明,在个别月份转基因处理、农药处理或两者之间的交互作用会对稻田土壤全营养成分含量造成显著影响(P0.05或 0.01)。3.系统田和化防田转Bt水稻及其亲本稻田害虫稻飞虱和二化螟及天敌昆虫黑肩绿盲蝽种群动态本文通过2014-2015两年对转Bt水稻及其对照亲本系统田和化防田稻飞虱、二化螟和黑肩绿盲蝽的调查发现,除了 2015年褐飞虱成虫和二化螟幼虫种群发生量外,农药处理显著影响了 2014和2015年白背飞虱若虫和成虫、褐飞虱若虫(P0.001),二化螟幼虫(2014:P0.05),以及黑肩绿盲蝽种群发生量(2014:P0.001;2015:P0.01),还显著影响了 2014年褐飞虱成虫种群发生量(P0.001);而转基因处理仅显著影响了 2014年二化螟幼虫种群发生量,并与农药处理之间存在显著的交互作用(P0.05),还显著影响了黑肩绿盲蝽的种群发生量(P0.05)。其中,系统田害虫和天敌种群发生量显著高于化防田;转Bt水稻田害虫和天敌种群数量显著低于其亲本田;此外,黑肩绿盲蝽的种群数量与稻飞虱的种群发生量呈现正相关关系。4.转Bt水稻种植和农药使用对水稻产量的影响2013-2015年连续三年的大田测产(水稻亩产)结果发现,产量高低呈现化防田转Bt水稻化防田亲本水稻系统田转Bt水稻系统田亲本水稻的趋势。与对照亲本水稻相比,化防田和系统田转Bt水稻平均亩产分别显著提高了 4.50%和8.92%(P0.05)·,与系统田相比,化防田转Bt水稻和对照亲本水稻平均亩产分别显著提高了 21.58%和 25.37%(P0.05)。综上可见,转基因处理结合农药处理对大田土壤速效成分和全营养成分的影响不大,且转基因处理结合农药处理能够有效压低害虫稻飞虱和二化螟的种群数量而提高水稻产量,同时对黑肩绿盲蝽等天敌昆虫的种群发生不利。
【图文】：

平面图,田间实验,平面图,亲本

．２田间试验小区设置及田间管理逡逑本试验地选在江西省南昌市南昌县莲塘镇广福试验基地。转Ｂｔ水稻（ＨＨ１）其对照亲本（ＭＨ６３）的种植共设置四个处理：转Ｂｔ水稻＋农药处理、转Ｂｔ水稻＋农药处理、对照亲本＋农药处理和对照亲本＋非农药处理。转Ｂｔ水稻ＨＨ１与其对本ＭＨ６３的播种小区间隔交替排列，每个处理各设置３个重复，共设置１２个小区。逡逑个小区面积为２０邋ｍｘ５邋ｍ，，小区间设置１．０邋ｍ沟渠用于灌溉并作为空白隔离带。逡逑本实验于２０１３年５月开始，结束于２０１６年５月，期间水稻于５月份育秧，６月逡逑移栽大田，秧苗定植尺寸行间距为１６邋ｃｍｘｌ６邋ｃｍ。水稻插秧时，按每亩１２邋ｋｇ尿１２ｋｇＮ：Ｐ：Ｋ（１６：１６：１６）复合肥的标准撒施基肥。另外，化防田农药处理的转Ｂｔ基稻和对照亲本生育期内会按正常的田间管理使用农药，而非农药处理的系统田ｔ基因水稻和对照亲本在整个生育期内不施用任何农药，确保稻田土壤营养元素不药的影响。逡逑￣逦隔逦％带一逦＿￣逡逑

水稻,亲本,田和,田土

Ｍａｙ逦Ｊｕｌｙ逦Ａｕｇ逦Ｓｅｐｔ逦Ｏｃｔ逦Ｍａｙ逦Ｊｕｌｙ逦Ａｕｇ逦Ｓｅｐｔ逦Ｏｃｔ逡逑图２－２邋２０１３－２０１５年转Ｂｔ水稻及其对照亲本系统田和化防田土壤速效Ｎ含量动态逡逑（注：Ａ和Ｂ－２０１３；邋Ｃ和Ｄ－２０１４；邋Ｅ和Ｆ－２０１５；邋Ａ，Ｃ和Ｅ为系统田，即不打药处理田；Ｂ，Ｄ逡逑和Ｆ为化防田打药处理田；＊，不同大写字母和小写字母分别表示经ｔ检验（成对Ｔ检验）系统田逡逑或化防田转Ｂｔ水稻与其对照亲本处理之间，转Ｂｔ水稻和对照亲本水稻系统田和化防田之间差异逡逑显著，Ｐ＜０．０５；下图同）逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｄｙｎａｍｉｃ邋ｃｏｎｔｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ａｖａｉｌａｂｌｅ邋Ｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｓ邋ｗｉｔｈ邋ａｎｄ邋ｗｉｔｈｏｕｓｔ邋ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ逡逑ｓｐｒａｙｉｎｇ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ邋Ｂｔ邋ｒｉｃｅ邋ａｎｄ邋ｉｔｓ邋ｐａｒｅｎｔ邋ｌｉｎｅ邋ｆｒｏｍ邋２０１３邋ｔｏ邋２０１５逡逑（Ｎｏｔｅ：邋Ａ邋ａｎｄ邋Ｂ－２０１３；邋Ｃ邋ａｎｄ邋Ｄ—２０１４；邋Ｅ邋ａｎｄ邋Ｆ—２０１５；邋ＸＩＴＯＮＧ邋ＴＩＡＮ邋－邋Ｎｏ－ｐｅｓｔｉｃｉｄｃ邋ｓｐｒａｙｉｎｇ逡逑ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｓ
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S435.112;S153

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