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转基因抗虫棉对土壤肥力质量的影响

冷春龙

   自从20世纪90年代初,研究人员成功培育出转基因抗虫棉后,转基因抗虫棉就成为全球商业化程度最快的转基因作物之一。这些作物在大田种植过程中以及收获后,其植物残体、根系分泌物和飘落的花粉等不断地进入土壤,可能造成外源基因表达蛋白在土壤中积累。另外,由于外源基因的导入和表达,也造成转基因抗虫植物在农艺性状和化学成分等方面与亲本非转基因植物之间存在较大甚至显著差异。这些差异可能会导致植物组织在土壤中的自然降解、土壤的有机质含量等方面发生变化。到目前为止,国内外关于转基因植物对土壤肥力质量影响的研究报道还相对较少。但随着转基因抗虫植物的大规模种植,其是否会对土壤肥力产生影响,进而影响土壤生态系统的安全?在2005年,全球种植的转基因抗虫棉达到9.8百万公顷,而在我们中国已达到3.3百万公顷。所以评价转基因抗虫棉对土壤肥力质量影响的研究就显得很有意义。 本研究以中国农业科学院棉花研究所(河南,安阳)老棉花农场为试验地,选择同一土壤类型一直种植传统非转基因棉、5年连续种植转基因抗虫棉和10年连续种植转基因抗虫棉的棉田为对象,根据棉花的不同的生长期分四次采集棉田表层土壤(0-20cm)。所取的土样带回实验室进行理化性质和生物学活性的测定,探明转基因抗虫棉对土壤肥力质量的影响及其变化状况。另外,按5点取样法来调查土壤表层0—20cm的小型无脊椎动物。同时,在室内研究转基因抗虫棉对赤子爱胜蚓生长发育和生理生殖状况,最后探明转基因抗虫棉对土壤小型无脊椎动物的影响以及对蚯蚓的生长影响。研究结果表明: 1.与常规棉相比,转基因抗虫棉对土壤粘粒含量、土壤pH、土壤有机质、土壤氮磷钾全量和有效量等土壤肥力质量理化性质没有显著的增高或降低的影响。 2.与常规棉相比,转基因抗虫棉对土壤酶活性等土壤肥力质量微生物学性质增强有一定的有利影响。5年转基因抗虫棉田的脱氢酶活性显著高于常规棉;10年转基因抗虫棉田的过氧化氢酶活性显著高于常规棉。 3.与常规棉相比,转基因抗虫棉对土壤小型无脊椎动物等土壤肥力质量动物学性质在数量上没有显著差异,但棉田土壤小型无脊椎动物的优势种有所降低;在土壤小型无脊椎动物Simpson指数、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数上没有一致的规律性。 4.在室内研究转基因抗虫棉对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)生长发育和生殖影响方面发现,与常规棉相比,转基因抗虫棉对赤子爱胜蚓生长生殖没有产生不利影响,对蚯蚓体内的SOD活性在绝大部分采样时间没有显著差异。在蚯蚓生长的基质养分含量(有机质、氮磷钾全量和有效态含量)方面,与常规棉相比,转基因抗虫棉显著降低了基质速效钾含量,但对其他养分含量没有显著的提高或降低。 5. 10年转基因抗虫棉的种植没有使土壤肥力质量下降。不过,在常规棉和转基因抗虫棉的不同生长时期,它们各自棉田土壤中,除了土壤全磷含量和土壤酶活性没有显著变化,对其他的土壤肥力指标有所变化。土壤全氮、全钾在生长后期有所降低,而土壤pH、有机质含量在生长后期有所升高;土壤水解氮和速效钾含量在生长中期是最高的,土壤有效磷含量在前期是最低的。这可以为棉花科学管理提供了一定的理论基础。……   
[关键词]:转基因抗虫植物;棉花;土壤肥力;土壤动物;蚯蚓
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京林业大学2007年