转b基因棉田的砂浆叶螨的生态位研究

转b基因棉田的砂浆叶螨的生态位研究

自出版以来，其他基因转移的棉花在世界上的棉花区表现出良好的控制作用，如柳叶花和其他鳞状昆虫。然而可能带来的生态风险也引起了广泛关注。据报道，转Bt基因棉田在生长中后期昆虫群落受到较大影响，红蜘蛛等害虫数量有所上升。吴孔明等认为，转Bt基因棉田红蜘蛛的发生量高于常规棉田。郦卫弟等人的研究表明，转Bt基因棉由于减少了防治棉铃虫用药量，丰富了棉田中、后期节肢动物群落的多样性，有利于生态系统的稳定和害虫的综合治理。说明转Bt基因棉能有效地促进各类天敌的繁衍，从而有助于抑制转Bt基因棉田害虫的发生。在长江中游棉区，棉田红蜘蛛的主要种类为朱砂叶螨（Tetranychuscinnabarinus），同时棉田内也存在着大量捕食朱砂叶螨的天敌。为了弄清它们之间的关系，合理地评价和利用捕食性天敌的控制作用，科学地组建朱砂叶螨综合防治措施，笔者对长江中游棉区转Bt基因棉田朱砂叶螨及其主要捕食性天敌的时间与空间生态位进行了研究。1材料和方法1.1菌株转bt基因抗虫棉本试验于2005年在湖北省农科院棉花试验地进行。试验设两个处理：(1)转Bt基因抗虫棉品种为GK19；(2)常规对照品种为泗棉3号（GK19的受体）。4月播种，5月移栽。小区面积300m2，重复3次。均按常规措施管理，全生育期不施任何农药。1.2：砂叶蛛主要食性天敌种类和数量调查调查于2005年5月底至9月进行。采用平行跳跃式取样法，5d调查1次，6月份调查100株，7月份调查50株，8月份调查25株。6月30日前全株取样，6月30日后分上、中、下3个层次记载朱砂叶螨及其主要捕食性天敌种类和数量。9月以后常规棉田鳞翅目害虫为害严重，很多植株形成垮秆，故只调查到9月初。1.3生态位宽度指数以20次调查的日期为单位构成时间资源序列，从7月5日后以上、中、下3个层次部位构成空间资源序列，采用Levins(1968)的公式进行计算。B为生态位宽度指数（1/S<B<1）;S为资源序列的等级数；Pi为物种在第i等级资源的数量占总资源数量的比例。Lij为生态位重叠指数；PinPjn为物种i和j在第n资源等级的数量占总资源数量的比值；Bi为物种的生态位宽度指数；S为资源序列等级数。2结果与分析2.1砂叶蛛的分布从表1可以看出，转Bt基因棉田朱砂叶螨的时间生态位宽度和空间生态位宽度均大于常规棉田。在常规棉田，朱砂叶螨的分布以中、下部为主，分别占其种群的33.94%和39.73%；在转Bt基因棉田，朱砂叶螨在棉株中、下部的数量较少，而上部的分布达39.16%，明显高于常规棉田。表明转Bt基因棉田朱砂叶螨已转向棉株上部危害，而且危害时间长。2.2bt基因棉田克氏原螯虾群落结构在长江中游棉区，棉田朱砂叶螨的捕食性天敌有各类蜘蛛、瓢虫、草蛉及捕食螨类等，其中草间小黑蛛（Erigonidiumgraminicola）、三突花蛛（Misumenopstricuspidatus）、八斑球腹蛛（Theridiumoctomaculatum）、龟纹瓢虫（Propylaeajaponica）、异色瓢虫（Harmoniaaxyridis）、塔六点蓟马（Scolothripstakahashii）和食卵赤螨（Abrolophussp.）占整个棉田捕食性天敌群落总量的90%左右，其他如中华草蛉（Chrysopasinica）、大眼蝉长蝽（Geocorispallidipennis）等10种天敌仅占10%。从表2可以看出，在转Bt基因棉田，以塔六点蓟马的时间生态位宽度最大，为0.6651，其次为龟纹瓢虫、异色瓢虫和草间小黑蛛；在常规棉田，以草间小黑蛛的时间生态位宽度最大，为0.7064，其次为龟纹瓢虫和塔六点蓟马。转Bt基因棉田和常规棉田天敌的空间生态位宽度分别以八斑球腹蛛和塔六点蓟马最大，分别为0.9792和0.9926，以其他天敌和异色瓢虫指数最小，分别为0.8633和0.7538。2.3棉田天敌类型的消长规律从时间生态位来看，在转Bt基因棉田，草间小黑蛛与三突花蛛、八斑球腹蛛重叠指数较高，分别为0.0423和0.0448；龟纹瓢虫与其他天敌，异色瓢虫与食卵赤螨的重叠指数较高，分别为0.0424和0.0419。在常规棉田，草间小黑蛛与异色瓢虫、三突花蛛、八斑球腹蛛、食卵赤螨的重叠指数较高，龟纹瓢虫与塔六点蓟马、其他天敌的重叠指数较高。说明两类棉田天敌的种群消长规律基本上是一致的。从空间生态位来看，在转Bt基因棉田，三突花蛛与草间小黑蛛、八斑球腹蛛的重叠指数较高，分别为0.3562和0.3260；龟纹瓢虫与异色瓢虫，塔六点蓟马与食卵赤螨的重叠指数较高，分别为0.3347和0.3316。在常规棉田，草间小黑蛛与八斑球腹蛛，三突花蛛与其他天敌、龟纹瓢虫、异色瓢虫，塔六点蓟马与食卵赤螨的重叠指数较高。说明两类棉田天敌在棉株上的分布部位亦较为一致（表3）。2.4棉田各类天敌对砂叶硫的控制作用在转Bt基因棉田，朱砂叶螨与各类天敌的时间生态位重叠指数大小依次为：食卵赤螨、八斑球腹蛛、异色瓢虫、草间小黑蛛、塔六点蓟马、三突花蛛、龟纹瓢虫、其他天敌。朱砂叶螨与各类天敌的空间生态位重叠指数大小依次为：龟纹瓢虫、异色瓢虫、食卵赤螨、塔六点蓟马、其他天敌、草间小黑蛛、八斑球腹蛛、三突花蛛。表明在转Bt基因棉田，朱砂叶螨与食卵赤螨、异色瓢虫在时间维度和空间维度上的重叠性均较高，这两种天敌有可能成为朱砂叶螨的主要捕食者。在常规棉田，朱砂叶螨与各类天敌的时间生态位重叠指数大小依次为：草间小黑蛛、塔六点蓟马、异色瓢虫、三突花蛛、食卵赤螨、八斑球腹蛛、龟纹瓢虫和其他天敌。朱砂叶螨与各类天敌空间生态位重叠指数大小依次为：八斑球腹蛛、草间小黑蛛、塔六点蓟马、三突花蛛、龟纹瓢虫和食卵赤螨、异色瓢虫、其他天敌。表明在常规棉田，朱砂叶螨与草间小黑蛛、塔六点蓟马在时空生态位上的重叠指数较高，这两种天敌有可能对朱砂叶螨起到主要的控制作用（表4）。将两类棉田朱砂叶螨与天敌的时空生态位重叠指数综合分析表明，转Bt基因棉田朱砂叶螨与所有种类天敌的时间生态位重叠指数均高于常规棉田，而空间生态位重叠指数，除了朱砂叶螨与草间小黑蛛、八斑球腹球的略低于常规棉田外，与其他天敌的重叠指数均高于常规棉田。这显示出转Bt基因棉田各类捕食性天敌对朱砂叶螨的控制作用较常规棉田更强。总的来看，无论是常规棉田还是转Bt基因棉田，各类天敌与朱砂叶螨时空生态位的重叠指数均相对不高，且无十分明显的顺序，表明朱砂叶螨受这些捕食性天敌的控制作用均较弱。3bt基因棉田对棉田砂叶蛛的影响1）在长江中游棉区，在转Bt基因棉推广以前，棉田前期主要害虫是棉蚜和朱砂叶螨，中后期为棉铃虫、红铃虫以及朱砂叶螨等害虫。棉铃虫取食棉花顶叶、边心以及嫩蕾、幼铃，棉大卷叶螟主要危害上部棉叶。由于转Bt基因棉的推广种植，有效地控制了这些害虫的危害，其空余出来的生态位必然会被其他害虫所占据。从本研究结果来看，转Bt基因棉田朱砂叶螨的时间生态位和空间生态位宽度均大于常规棉田，特别是在棉株上部，原因可能正是由于缺少了鳞翅目害虫的种间竞争，使得朱砂叶螨改变了常规棉田主要分布在棉株中下部的方式，转而为害棉株中上部，且种群趋向于均匀分布。这种在棉株上趋向均匀分布的态势表明转Bt基因棉田朱砂叶螨的为害较常规棉田更为复杂，从而也给防治带来更大的困难。2）转Bt基因棉田，草间小黑蛛的时间生态位宽度较大，表明其仍是长江中游棉区棉田内的主要蛛群。但与常规棉田相比，转Bt基因棉田的草间小黑蛛、八斑球腹蛛及三突花蛛的时间生态位宽度仍较小，且时空生态位重叠指数又大于常规棉田，说明他们的发生将更趋集中，竞争也更加激烈。此外，转Bt基因棉田所有捕食性天敌的空间生态位宽度都大于常规棉田，说明转Bt基因棉田天敌对猎物的搜寻范围更广。这种变化必然会提高天敌对害虫的控制能力，从而压低转Bt基因棉田害虫的种群数量，减小害虫发生的机率。然而，天敌之间的激烈竞争也将使得转Bt基因棉田生态系统的稳定性降低。3）转Bt基因棉田捕食性天敌与朱砂叶螨的时空生态位重叠指数均大于常规棉田，表明转Bt基因棉田捕食性天敌对朱砂叶螨的控制作用大于常规棉田。但从总体上看，转Bt基因棉田与常规棉田各类天敌与朱砂叶螨的生态位重叠指数均相对较低，而且朱砂叶螨的种群数量