转双价基因cpi棉田主要害虫及其天敌种群动态

转双价基因cpi棉田主要害虫及其天敌种群动态

棉花是世界上的一种重要农业害虫，对中国棉花的可持续、稳定和发展具有重大的威胁。转双价基因(Cry1Ac+CpTI)棉不仅可以有效地控制棉铃虫的为害,也可以有效地延缓棉铃虫抗性产生。至2003年我国先后审定了3个转双价基因抗虫棉品种中棉所41、中棉所45和sGK321,种植面积达到27万hm2,占我国转基因抗虫棉总面积的8.8%。转基因棉花在为人类做出巨大贡献的同时,其环境安全问题正日益被人们关注,并成为国内外学者研究的焦点。转双价基因棉对靶标害虫、非靶标害虫及天敌种群动态的影响是转基因棉花环境安全性评价的重要内容,有关方面的研究国内外报道甚少。本文在田间小区系统研究了转双价基因棉田主要害虫和天敌的种群消长规律,以期为研究转双价基因棉田害虫的综合治理,组建综合治理技术体系和转基因棉花的安全性评价提供科学依据。1材料和方法1.1转bt基因棉中棉所32、对照品种转双价基因(Cry1Ac+CpTI)棉品种中棉所41、转Bt基因(Cry1Ac)棉中棉所32、对照品种为常规棉品种中棉所23(转双价基因棉中41的受体),均由中国农业科学院棉花研究所育种研究室提供。播种日期为4月28日。1.2不用药转bt基因棉田试验在本所试验农场进行,设以下4个处理:(1)不施药转双价基因棉田(全生育期不施用任何农药防治害虫,简称双价棉);(2)不施药转Bt基因棉田(全生育期不施用任何农药防治害虫,简称Bt棉);(3)不施药常规棉田(全生育期不施用任何农药防治害虫,简称常规棉);(4)常规施药常规棉田(按当地棉农的施药习惯,对棉田害虫进行化学防治,简称常规施药田)。每个处理4个小区,共16个小区,小区间随机排列,小区面积为300m2。1.3调查方法和样点2002—2003年,从5月10日至10月10日每5天调查1次,每次每小区调查3个样点,每个样点8株棉花。详细调查取样范围地面和植株上主要害虫和天敌的种类和数量,并做详细记载。伏蚜只调查顶部倒数第3片展开叶上的数量。1.4统计分析本文数据均为两年平均值。用DPSWIN和Excel软件进行统计分析和方差分析。2结果与分析2.1影响目标昆虫群的动态变化2.1.1棉、bt棉和常规用药田百株落卵量4种不同类型棉田棉铃虫百株落卵量消长见图1。由图1可见,4种棉田6月25日为产卵最高峰,产卵量依次为双价棉田>常规棉田>Bt棉田>常规用药田。第2代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株落卵量分别为608、571、632、558粒,双价棉分别比Bt棉和常规用药田增加6.5%和9.0%,比常规棉减少3.8%;Bt棉比常规棉减少9.7%,比常规用药田增加2.3%,但差异均未达显著水平。第3代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株落卵量分别为129、120、131、117粒,双价棉分别比Bt棉和常规用药田增加7.5%和10.3%,比常规棉减少1.5%;Bt棉比常规棉减少8.4%,比常规用药田增加2.6%,但差异均未达显著水平。第4代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株落卵量分别为29、34、26、34粒,双价棉比常规棉田增加11.5%,比Bt棉和常规用药田均减少14.7%;Bt棉比常规棉增加30.8%,和常规用药田相同,经方差分析,差异均未达显著水平。可见种植双价棉对棉铃虫落卵量没有影响,Bt棉由于叶片小而厚、叶色深等形态原因造成棉铃虫落卵量下降。2.1.2全棉、两组用药田百株幼虫数量4种类型棉田棉铃虫幼虫的种群动态见图2。第2代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株幼虫数量分别为8、9、43、10头,双价棉分别比Bt棉、常规棉和常规用药田减少11.1%、81.4%和20.0%,其中双价棉和常规棉相比差异极显著(t=4.7251>t0.01=4.032);Bt棉分别比常规棉和常规用药田减少79.1%和10.0%,前者差异极显著(t=4.3813>t0.01=4.032),后者差异不显著(t=2.4914<t0.05=2.7764)。第3代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株幼虫数量分别为4、6、31、12头,双价棉分别比Bt棉、常规棉和常规用药田减少33.3%、87.1%和66.7%,其中双价棉和常规棉相比差异极显著(t=3.4762>t0.01=3.3649),和常规用药田相比差异显著(t=12.7279>t0.05=3.1824);Bt棉分别比常规棉和常规用药田减少了80.6%和50.0%,前者差异极显著(t=3.5799>t0.01=3.4994),后者差异显著(t=5.6569>t0.05=3.1824)。第4代棉铃虫发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株幼虫数量分别为3、7、23、5头,双价棉分别比Bt棉、常规棉和常规用药田减少57.1%、87.0%和40.0%,其中双价棉和常规棉相比差异极显著(t=4.5052>t0.01=3.4995),和常规用药田相比差异显著(t=2.9552>t0.05=2.5706);Bt棉比常规棉减少了69.6%,比常规用药田增加了40.0%,前者差异极显著(t=3.2404>t0.01=2.9979),后者差异显著(t=4.4721>t0.05=2.5706)。可见,双价棉和Bt棉均对棉铃虫幼虫有良好的控制作用,可以有效地减轻棉铃虫的为害,而常规用药田由于化学农药的施用,大量杀伤天敌,致使天敌的控害作用下降,同时由于棉铃虫对化学农药的抗性增强,防治效果不理想。2.2非目标检测昆虫群动态影响2.2.1棉、两组用药对伏嗪控制的影响4种类型棉田棉蚜发生消长见图3。棉苗蚜发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株蚜虫数量分别为2069、2155、1702、815头,双价棉比Bt棉田减少4.0%,差异不显著(t=1.7106<t0.05=2.3646),但分别比常规棉和常规用药田增加21.6%和153.9%,前者差异显著(t=2.4575>t0.05=2.3646),后者差异达极显著水平(t=4.5118>t0.01=3.2498)。伏蚜发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株蚜虫数量分别为414、438、540、256头,双价棉分别比Bt棉田和常规棉田减少5.5%和23.3%,差异均不显著(t1=0.8942<t0.05=2.2281,t2=1.2684<t0.05=2.2281),但比常规用药田增加61.7%,差异极显著(t=3.86854>t0.01=3.1693)。可见,双价棉和Bt棉对棉蚜没有控制作用,苗蚜的为害重于常规棉,应加强田间虫情监测,适时防治。常规用药田由于施用化学农药,棉蚜种群数量得到有效的控制。双价棉和Bt棉伏蚜的发生数量和常规棉无明显差异。2.2.2规棉和两组用药田情况4种处理棉田棉叶螨的种群消长见图4。整个棉叶螨发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株棉叶螨数量分别为62、94、24和16头,双价棉比Bt棉减少34.0%,但分别比常规棉和常规用药田增加158.3%和287.5%,与Bt棉间差异显著(t=2.3792>t0.05=2.0687),与常规棉和常规用药田差异极显著(t1=3.5409>t0.01=2.7970,t2=4.5889>t0.01=2.7970)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增加291.7%和487.5%,差异达极显著水平(t1=3.8132>t0.01=2.7970,t2=3.4156>t0.01=2.7970)。可见,双价棉和Bt棉田棉叶螨种群数量上升,为害加重,应加强田间虫情监测,适时防治,但双价棉田棉叶螨发生为害轻于Bt棉。2.2.3bt棉比常规棉和常规用药田增加2.5.54种处理棉田棉盲蝽的种群消长见图5。整个棉盲蝽发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株棉盲蝽数量分别为2.9、4.8、2.4和1.9头,双价棉比Bt棉减少39.58%,差异显著(t=2.4068>t0.05=2.0687);但分别比常规棉和常规用药田增加20.8%和52.6%,前者差异不显著,后者差异显著(t1=0.5983<t0.05=2.0687,t2=2.2196>t0.05=2.0687)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增加100.0%和152.6%,差异均达显著水平(t1=2.4955>t005=2.0687,t2=2.4792>t005=2.0687)。说明双价棉田棉盲蝽种群数量增加,为害加重,应加强田间虫情监测,适时防治,但双价棉田棉盲蝽的发生为害轻于Bt棉。2.2.4常规棉和常规用药田用药情况4种处理棉田棉蓟马的种群消长见图6。整个棉蓟马发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株平均棉蓟马数量分别为16、17、13和10头,双价棉比Bt棉减少5.9%,差异不显著(t=0.2497<t0.05=2.0484);但分别比常规棉和常规用药田增加23.1%和60.0%,差异均达显著水平(t1=2.5813>t0.05=2.0484,t2=2.7011>t0.05=2.0484)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增30.8%和70.0%,前者差异显著,后者差异极显著(t1=2.7233>t0.05=2.0484,t2=3.1407>t0.01=2.7633)。和常规棉相比,双价棉和Bt棉田棉蓟马种群数量增加,为害加重,应加强田间虫情监测,适时防治,但双价棉田棉蓟马的发生为害轻于Bt棉。2.2.5规棉和bt棉4种处理棉田棉粉虱的种群消长见图7。整个棉粉虱发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田百株平均棉棉粉虱数量分别为20、24、23和15头,双价棉分别比Bt棉和常规棉减少16.7%和13.0%,比常规用药田增加33.3%,差异均达显著水平(t1=2.1329>t0.05=2.0518,t2=2.0931>t0.05=2.0518)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增加4.3%和60.0%,前者差异不显著,后者差异极显著(t1=2.4068>t0.05=2.0518,t2=2.9974>t0.01=2.7633)。可见,和常规棉相比,双价棉田棉粉虱种群数量下降,但Bt棉田棉粉虱种群数量增加,发生危害有加重的趋势,应加强田间虫情监测,适时防治。2.3影响捕食性天敌的动态2.3.1棉和常规用药田4种处理棉田草间小黑蛛的种群消长见图8。双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株草间小黑蛛数量分别为23、22、21和15头,双价棉比Bt棉增加4.5%,差异不显著(t=0.4053<t0.05=2.0518)。分别比常规棉和常规用药田增加9.5%和53.3%,差异均达显著水平(t1=2.2551>t0.05=2.0518,t2=2.4624>t0.05=2.0518)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增加4.8%和46.7%,前者差异不显著(t=0.2278<t0.05=2.0518),后者差异极显著(t=2.4993>t0.01=2.4671)。可见,双价棉和Bt棉田草间小黑蛛的种群数量有所增加,说明双价棉和Bt棉对草间小黑蛛没有影响,而常规用药田由于化学农药的施用对棉田天敌的杀伤严重,种群数量明显下降。2.3.2棉和常规用药田25%,2.5%;4种处理棉田龟纹瓢虫的种群消长见图9。整个龟纹瓢虫发生期间,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株龟纹瓢虫数量分别为49、53、45和11头,双价棉比Bt棉减少7.5%,差异不显著(t=0.8128<t0.05=2.0518)。分别比常规棉和常规用药田增加8.9%和345.5%,差异达显著水平(t1=2.2551>t0.05=2.0518,t2=2.9326>t0.05=2.0518)。Bt棉分别比常规棉和常规用药田增加17.8%和381.8%,前者差异不显著(t=0.5254<t0.05=2.0518),后者差异极显著(t=2.7234>t0.01=2.4671)。可见双价棉和Bt棉田龟纹瓢虫的种群数量有所增加,表明双价棉和Bt棉对龟纹瓢虫无不利影响。2.3.3bt棉比常规棉减少2.1%,比常规用药田增加2.3%;整个小花蝽发生期,双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田平均百株小花蝽数量分别为10、9、11和5头,双价棉比Bt棉增加11.1%,差异不显著(t=1.2672<t0.05=2.0518);比常规棉减少9.1%,比常规用药田增加100.0%,差异达显著水平(t1=2.1294>t0.05=2.0518,t2=2.5137>t0.05=2.0518)。Bt棉比常规棉田减少18.2%,但比常规用药田增加80.0%,前者差异不显著(t=0.4857<t0.05=2.0518),后者差异极显著(t=2.6460>t0.01=2.4671)。和常规棉相比,双价棉和Bt棉田小花蝽的种群数量有所减少,但显著高于常规用药田,说明双价棉和Bt棉对小花蝽的影响较小,而常规用药田由于化学农药的施用对棉田天敌的杀伤严重,种群数量明显下降。2.4寄生虫对繁殖特性的影响2.4.1bt棉比常规棉田添加2.5.5双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田全生育期平均百株棉蚜茧蜂数量分别为1.5、1.4、2.1和1.1头,双价棉比Bt棉增加7.1%,差异不显著(t=0.3721<t0.05=2.0518);但比常规棉减少28.6%,比常规用药田增加36.4%,前者差异不显著(t=1.3135<t0.05=2.0518),后者差异显著(t=2.2633>t0.05=2.0518)。Bt棉比常规棉田减少33.3%,但比常规用药田增加27.3%,前者差异极显著(t=2.7248>t0.01=2.4671),后者差异显著(t=2.1373>t0.05=2.0518)。可见,和常规棉相比,双价棉和Bt棉田棉蚜茧蜂的种群数量有所减少,但显著高于常规用药田,说明双价棉和Bt棉对棉蚜茧蜂有一定的影响。2.4.2不同棉田侧沟蝶蜂种群数量双价棉、Bt棉、常规棉和常规用药田全生育期平均百株侧沟茧蜂数量分别为0.1、0.1、0.6和0.1头,双价棉与Bt棉和常规用药田相同,但比常规棉田减少83.3%,差异达极显著水平(t=2.8628>t0.01=2.4671)。Bt棉比常规棉田减少83.3%,和常规用药田相同,前者差异极显著(t=2.8628>t0.01=2.4671),后者差异不显著(t=0.0000<t0