轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤肥力質(zhì)量的影響.pdf

1、自從20世紀(jì)90年代初，研究人員成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉后，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就成為全球商業(yè)化程度最快的轉(zhuǎn)基因作物之一。這些作物在大田種植過程中以及收獲后，其植物殘體、根系分泌物和飄落的花粉等不斷地進入土壤，可能造成外源基因表達蛋白在土壤中積累。另外，由于外源基因的導(dǎo)入和表達，也造成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物在農(nóng)藝性狀和化學(xué)成分等方面與親本非轉(zhuǎn)基因植物之間存在較大甚至顯著差異。這些差異可能會導(dǎo)致植物組織在土壤中的自然降解、土壤的有機質(zhì)含量等方面發(fā)生變化。到

2、目前為止，國內(nèi)外關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物對土壤肥力質(zhì)量影響的研究報道還相對較少。但隨著轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的大規(guī)模種植，其是否會對土壤肥力產(chǎn)生影響，進而影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的安全? 在2005年，全球種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉達到9.8百萬公頃，而在我們中國己達到3.3百萬公頃。所以評價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤肥力質(zhì)量影響的研究就顯得很有意義。 本研究以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所(河南，安陽)老棉花農(nóng)場為試驗地，選擇同一土壤類型一直種植傳統(tǒng)非轉(zhuǎn)基因棉、5年連續(xù)種植

3、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和10年連續(xù)種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的棉田為對象，根據(jù)棉花的不同的生長期分四次采集棉田表層土壤 (0—20cm)。所取的土樣帶回實驗室進行理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的測定，探明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤肥力質(zhì)量的影響及其變化狀況。另外，按5點取樣法來調(diào)查土壤表層 0—20cm 的小型無脊椎動物。同時，在室內(nèi)研究轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對赤子愛勝蚓生長發(fā)育和生理生殖狀況，最后探明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤小型無脊椎動物的影響以及對蚯蚓的生長影響。研究結(jié)果表明：

4、 1．與常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤粘粒含量、土壤pH、土壤有機質(zhì)、土壤氮磷鉀全量和有效量等土壤肥力質(zhì)量理化性質(zhì)沒有顯著的增高或降低的影響。 2．與常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤酶活性等土壤肥力質(zhì)量微生物學(xué)性質(zhì)增強有一定的有利影響。5年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉田的脫氫酶活性顯著高于常規(guī)棉；10 年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉田的過氧化氫酶活牲顯著高于常規(guī)棉。 3．與常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤小型無脊椎動物等土壤肥力質(zhì)量動物學(xué)性質(zhì)在數(shù)量上沒有顯

5、著差異，但棉田土壤小型無脊椎動物的優(yōu)勢種有所降低；在土壤小型無脊椎動物Simpson指數(shù)、Shannon-wiener 多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)上沒有一致的規(guī)律性。 4．在室內(nèi)研究轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對赤子愛勝蚓(Eisenia foetida)生長發(fā)育和生殖影響方面發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對赤子愛勝蚓生長生殖沒有產(chǎn)生不利影響，對蚯蚓體內(nèi)的SOD活性在絕大部分采樣時間沒有顯著差異。在蚯蚓生長的基質(zhì)養(yǎng)分含量(有機質(zhì)、氮磷

6、鉀全量和有效態(tài)含量)方面，與常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉顯著降低了基質(zhì)速效鉀含量，但對其他養(yǎng)分含量沒有顯著的提高或降低。 5.10 年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植沒有使土壤肥力質(zhì)量下降。不過，在常規(guī)棉和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的不同生長時期，它們各自棉田土壤中，除了土壤全磷含量和土壤酶活性沒有顯著變化，對其他的土壤肥力指標(biāo)有所變化。土壤全氮、全鉀在生長后期有所降低，而土壤pH、有機質(zhì)含量在生長后期有所升高；土壤水解氮和速效鉀含量在生長中期是最高的，土壤有