转Bt基因棉田节肢动物群落营养层及优势功能团的组成与变化

1998年在河北南皮棉区转Bt基因棉棉田和常规棉综防田的生物群落变化的研究表明,与常规棉综防田相比,转Bt基因棉棉田的节肢动物种类增加30.7%,功能团多样性增加66.9%,天敌类和中性节肢动物类的丰富度分别增加97.6%和158.0%,害虫类的丰富度减少45.7%。就功能团的种群数量来看,主要害虫棉铃虫、蚜虫和蓟马种群数量分别减少98.9%、69.0%和72.6%;而次要害虫害蝽、粉虱、叶蝉类昆虫的种群数量分别增加了2.2、3.2和14.8倍,棉花生长中期,转Bt基因棉棉田中的基位物种丰富度大于中位和顶位物种;常规棉田中的差异则更大,出现天敌控制“空缺”。综合分析表明,转Bt基因棉棉田生态系统比常规棉综防田稳定;转Bt基因棉棉田的中性节肢动物和次要害虫在害虫－天敌的营养链中起到了重要的调控作用。     

人工释放赤眼蜂对棉铃虫的防治作用及相关生态效应

1998～2000年在河北省南皮县棉区转Bt基因棉田及常规棉田中设置4种不同的组合处理,通过释放螟黄赤眼蜂控制棉铃虫的方法,减少化学农药的使用,达到提升和增强自然生物控制力的生态效应;并以不采取任何防治措施的常规棉田为常规棉对照田。研究表明：（1）转基因棉和常规棉棉田中自然寄生率随棉铃虫世代的增加而逐渐升高,2、3和4代棉铃虫卵被寄生率范围分别为13.3%～14.3%、26.7%～28.2%和60.8%～61.4%。（2）棉铃虫2代期,在常规棉综防田释放赤眼蜂2次,其寄生率为46.4%, 比未释放赤眼蜂的转基因棉棉田和常规棉对照田提高33.1%和32.1%; 3代期,转基因棉棉田释放赤眼蜂1次,其寄生率与常规棉综防田释放4次的效果相当,分别为73.7%和68.1%;但与转基因棉不放蜂田、常规棉化防田及对照田相比,分别提高45.5%、61. 8%和47.0%;4代期,无论放蜂与否,各处理棉田中的寄生率除化防田外（52.1%）均在60%以上。（3）常规棉化防田棉铃虫2代和3代期,分别使用农药2和3次,其自然寄生率分别为5.5%和11.9%,与对照田相比,分别降低8.8%和14.8%;与常规棉综防田相比,分别降低40.9%和56.2%;释放赤眼蜂的效果与施药时间有关,放蜂后1天内施药,寄生率仅为12.5%,施药后2天放蜂,寄生率达45.6%。（4）转基因棉棉田棉铃虫累计数和百株蕾铃被害数比常规棉综防田分别减少74.8%和73.8%,捕食性天敌增加63.0%;放蜂Bt棉田比不放蜂Bt棉田棉铃虫累计数、百株蕾铃被害数分别减少61.8%和33.3%;常规棉综防田棉铃虫累计数、百株蕾铃被害数、农药使用量比化防棉田分别减少29.7%、43.4%和60.0%,捕食性天敌数量增加63.0%。（5）转基因棉田和综防棉田的益害比（捕食性天敌/植食性害虫）分别为0.47∶1和0.30∶1, 而化防棉田为0.24∶1。上述结果表明释放赤眼蜂可弥补抗虫棉后期抗性减弱的不足,增加田间自然天敌的数量,提高对棉田害虫的自然控害功能。     

湖北棉区转Bt基因棉对棉铃虫的控制作用

2000-2001年通过田间系统调查,表明转Bt基因棉（品种为GK19）在湖北江汉平原棉区对棉铃虫抗性稳定。试验设3个处理：转Bt基因棉化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt基因棉自控田（依靠天敌控制害虫）及常规棉对照田（利用综合防治措施控制害虫）。从棉铃虫的第2代到第5代整个发生期内,即使在不进行化学防治的情况下,棉铃虫在Bt棉田的发生量也保持在极低的水平(最高百株虫量为12头)。室内饲养结果表明,转Bt基因棉对棉铃虫的生长发育（幼虫体重、蛹重）有较为明显的影响,使6龄幼虫体重减少25.6%,蛹重减少18.2%。棉铃虫幼虫取食转Bt基因棉组织后,发育迟缓,相对于常规棉喂养的整个发育历期延长17 d,使棉铃虫在田间的危害减少至少一个世代。另外,接虫试验表明,棉铃虫幼虫在常规棉上的取食时间是转Bt基因棉株上的6.1倍,极大地减轻了棉铃虫的危害程度。     

Bt棉田边缘杂草带对棉田内叶螨发生的影响

2003～2004年,在冀南棉区系统研究了棉田边缘杂草带对棉田内叶螨发生的影响。试验设3个处理：转Bt基因棉化防田(使用杀螨剂控制棉叶螨且保留棉田边缘杂草)、转Bt基因棉对照田(保留棉田边缘杂草)和转Bt基因棉除草田(去除棉田边缘杂草)。结果表明,2003年6月28日～8月7日,处理间的叶螨发生量和有螨株率差异明显。2003年叶螨发生高峰期(7月28日),对照田的百株平均螨量达834头,分别是化防田、除草田的9.4倍和11.5倍;对照田的有螨株率的峰值为34.7%,分别高于化防田和除草田6.4%和12%;棉叶螨的总计值,对照田分别是化防田和除草田的5.8倍和5.5倍。2004年7月10日～8月29日,对照田的百株螨量和有螨株率明显高于除草田和化防田。2004年叶螨发生高峰期（8月10日）,对照田的百株平均螨量达1 222头,分别是化防田、除草田的4.3倍和23.4倍;对照田的有螨株率的峰值达100%,分别比除草田和化防田多75%和87%;棉叶螨的总计值,对照田分别是化防田和除草田的4.9和9.7倍。两年中,除草田和化防田的百株螨量和有螨株率峰值出现日期有所不同。对照田内,棉田边缘杂草至所调查的棉株距离同螨害指数呈显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的负相关。本研究表明,去除棉田边缘杂草的棉田,叶螨发生始期较晚且发生量较少;棉田边缘杂草到取样点的距离与棉叶螨的为害程度呈直线负相关,距离越近,叶螨的发生为害越重。     

不同类型棉田棉铃虫天敌功能团的组成及时空动态

比较分析Bt基因棉棉田、常规棉综防棉田棉玲虫天敌功能团的组成、数量、时空和多样性的发生动态。主要结果为：Bt棉田比常规棉综防棉田和化防棉田天敌种类分别增加16.3%和54.1%;百株累计捕食性在敌数量分别增加52.8%和176.3%,棉铃虫幼虫寄生蜂数量分别降低42.9%和52.9%;天敌功能团多样性分别增加10.1%和24.1%。常规棉棉田二代、三代棉铃虫幼虫寄生率分别为11.1%－65.0%和4.1%-66.2%,Bt棉田为0.0%-5.0％。就不同类型天敌功能团来说,Bt棉田瓢虫和草蛉的数量比综防棉田分别减少8.4%和5.8%,比化防棉田分别增加34.1%和206.3%;Bt棉田食虫蝽和蜘蛛的数量比综防棉田分别增加180.6%和71.2%,比化防棉田分别增加329.1%和483.7%。棉铃虫捕食性天敌空间生态位发生动态在各类棉田相似。分析认为：Bt棉田有利于保护瓢虫和草蛉,有利于食虫蝽类和蜘蛛类天敌的增殖;Bt棉田棉铃虫天敌群落依次比常规棉综防棉田和化防棉田稳定。不同时期、不同类型棉田的棉铃虫天敌功能团数量和所起的作用不同。6月下旬棉铃虫捕食性天敌控制作用存在“空缺”,7月下旬化防棉田出现天敌控制“空缺”。不同时期捕食性天敌功能团恢复能力有差异。6月底－7月初天敌恢复能力最强,7月下旬,天敌恢复能力最弱。天敌功能团中,瓢虫恢复能力最强,食虫蝽类和蜘蛛类天敌次之。     

转Cry1Ac+CpTI基因棉对棉田害虫及其天敌种群动态的影响

002年在河北省南皮县对转Cry1Ac+CpTI基因棉（SGK321）棉田害虫及其天敌种群动态的研究结果表明,SGK321棉田及其亲本对照棉（石远321）棉田的害虫和捕食性天敌的种类基本相同,但数量差异较大。但在5月23日至9月16日的24次调查中,SGK321棉田的5 种主要害虫棉铃虫、棉蚜、绿盲蝽、棉粉虱、小绿叶蝉的总数量分别较其亲本石远321棉田降低89.5%、64.5%、21.8%、15.6%和33.7%。SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群总数量分别比石远321棉田增高34.0%和9.1%,但异色瓢虫、小花蝽、异须盲蝽、蚜茧蜂和蜘蛛类的种群数量分别降低28.6%、6.5%、43.1%、44.7%和14.0%。主要害虫和天敌种群动态的监测表明,棉蚜、小绿叶蝉和棉粉虱的发生高峰期分别为7月中下旬,8月下旬至9月中旬,8月下旬至9月上、中旬。在三者的高峰期内,SGK321棉田的种群数量基本上低于对照田。龟纹瓢虫的发生高峰期为7月上旬到8月上、中旬,且SGK321棉田的种群数量高于对照田。研究表明, SGK321在对棉铃虫具有很好抗性的同时,对棉蚜、棉粉虱、绿盲蝽、小绿叶蝉等非靶标害虫的发生也有一定的抑制作用;SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群数量增加,其他主要天敌的数量则有所降低,表明SGK321对某些天敌种类的种群动态存在不利影响。     

转Bt基因棉和转Bt+CpTI双价基因棉对棉田主要害虫及其天敌种群动态的 影响

2002年4～10月,在北京西北旺中国农科院实验园区系统研究了单价转基因棉GK321（CryIAc）和双价转基因棉SGK321CryIAc+CpTI）对棉田主要害虫及其天敌种群动态的影响。试验设三种处理：单价转基因棉田（单价棉田）、双价转基因棉田（双价棉田）和常规对照棉(石远321)田（常规棉田）。在棉花的整个生育期系统调查棉田主要害虫及其天敌的种群数量。结果表明,单、双价棉田棉铃虫的发生数量都显著低于常规棉田;双价棉抗虫性在棉铃虫第2代发生期和单价棉无差异,但第3代发生期双价棉田内棉铃虫幼虫百株累计量比单价棉田减少了36.6%,抗虫性明显优于单价转基因棉。两种转基因棉田内非靶标害虫的发生量明显高于对照棉田的发生量,每种非靶标害虫在双价棉田和单价棉田发生数量多少因种类而异。双价棉田和单价棉田相比,棉蚜、棉叶蝉和棉粉虱的累计发生数量分别减少了33.0%、50.6%和22.7%,前两种差异极显著,后一种差异不显著;棉蓟马和绿盲蝽分别增加了208.9%和18.4%,前者差异显著,后者差异不显著。大多数天敌（包括捕食性和寄生性）在转基因棉田内发生数量显著低于常规棉田的发生数量。双价棉田内的龟纹瓢虫、棉蚜茧蜂和卵形异绒螨比单价棉田分别减少30.4%、42.8%和46.8%,差异均显著;草蛉卵和蜘蛛比单价棉田分别减少20.0%和27.4%,但差异不显著;双价棉田内的中华草蛉和小花蝽分别比单价棉田增加了27.0%和8.9%,前者差异显著,后者差异不显著。所以,单、双价转基因棉相比,对不同天敌的影响差异较大。     

转cry1Ab基因玉米对瓢虫科天敌种群动态的影响

【背景】瓢虫科天敌昆虫是玉米田中重要的天敌类群,可捕食多种农业害虫,对害虫有很好的控制作用。为了明确转基因玉米对瓢虫科天敌的潜在效应。【方法】在田间条件下,采用系统调查结合吸虫器方法,研究了cry1Ab基因玉米对玉米田主要瓢虫科天敌种类丰富度和种群动态的影响。【结果】转cry1Ab基因玉米田与其对照田瓢虫类群和优势种群组成相同。春播时Bt玉米田与对照田以龟纹瓢虫为优势种,仅在玉米生长后期Bt玉米田中的龟纹瓢虫数量显著高于对照田,其他时期2种田间龟纹瓢虫的种群动态没有显著差异。夏播玉米田以龟纹瓢虫和异色瓢虫为主,在8月17日Bt玉米田中异色瓢虫数量显著高于对照田,在9月27日其异色瓢虫数量显著低于对照田,而其他时期Bt玉米田和对照田中异色瓢虫优势度以及田间种群动态没有显著差异。【结论与意义】转cry1Ab基因玉米对玉米田重要的瓢虫科天敌丰富度、优势度和种群数量没有不良影响。因此,该转基因玉米可用于农田生态系统的有害生物管理。     

转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田冠层节肢动物群落的影响

【背景】随着转基因抗虫棉在我国的广泛种植,一种具有抗虫和耐除草剂（草甘膦）的双价棉被培育成功。这种转双价基因棉和转单价基因抗虫棉对棉田节肢动物群落结构的影响可能不同。因此,在该类转双价基因棉花进行环境释放之前,有必要研究其对棉田节肢动物群落的影响,评价其环境安全性。【方法】试验于2010年5月9日~9月23日和2011年5月10日~9月24日在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,棉田类型有3种——转基因抗草甘膦抗虫棉田、转Bt棉田和常规棉田,每种棉田种植3个小区,每个小区面积为200 m2（8 m×25 m）。采用对角线5点取样方法,每5 d调查1次棉田的节肢动物群落,通过目测对节肢动物鉴定到属。【结果】抗草甘膦抗虫棉田、Bt棉田和常规棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成无明显差异;抗草甘膦抗虫棉田害虫种群数量低于抗虫棉田和常规棉田,而其天敌种群数量与常规棉田相当,略低于Bt棉田;3种棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数、均匀性指数均无明显差异。【结论与意义】种植转基因抗草甘膦抗虫棉花不会对棉田节肢动物群落组成造成显著影响。本研究为转基因抗草甘膦抗虫棉田的环境安全性评价提供了依据。     

新疆南部棉区杏树对棉田主要害虫和自然天敌的影响

2008—2011年在新疆莎车县调查研究了杏树对棉田主要害虫及自然天敌种群发生的影响。研究表明杏棉间作田主要害虫及天敌种类与棉单作田一致。杏树间作种植模式对棉田牧草盲蝽Lygus pratensis、棉蓟马Thripstabaci和棉长管蚜Acyrthosiphon gossyfii的种群发生有一定影响,不利于其在田间发生;对棉蚜Aphis gossyfii、棉叶螨Tetrangchus urticae影响不大。棉田瓢虫和食虫蝽天敌受间作和棉蚜发生量的双重影响。间作有利于蜘蛛数量的增加。     

Biological control of cotton pests in China

Cotton is one of the most economically important crops in China, while insect pest damage is the major restriction factor for cotton production. The strategy of integrated pest management (IPM), in which biological control plays an important role, has been widely applied. Nearly 500 species of natural enemies have been reported in cotton systems in China, but few species have been examined closely. Seventy-six species, belonging to 53 genera, of major arthropod predators and parasitoids of lepidoptera pests, and 46 species, belonging to 29 genera, of natural enemies of sucking pests have been described. In addition, microsporidia, fungi, bacteria and viruses are also important natural enemies of cotton pests. Trichogramma spp., Microplitis mediator, Amblyseius cucumeris, Bacillus thuringiensis and Helicoverpa armigera nuclear polyhedrosis virus (HaNPV) have been mass reared or commercially produced and used in China. IPM strategies for cotton pests comprising of cultural, biological, physical and chemical controls have been developed and implemented in the Yellow River Region (YRR), Changjiang River Region (CRR) and Northwestern Region (NR) of China over the past several decades. In recent years, Bt cotton has been widely planted for selectively combating cotton bollworm, H. armigera, pink bollworm, Pectinophora gossypiella, and other lepidopteran pest species. As a result of reduced insecticide sprays, increased abundance of natural enemies in Bt cotton fields efficiently prevents outbreaks of other pests such as cotton aphids. In contrast, populations of mirid plant bugs have increased dramatically due to a reduction in the number of foliar insecticide applications for control of the bollworms in Bt cotton, and now pose a key problem in cotton production. In response to this new pest issue in cotton production, control strategies including biological control measures are being developed in China.     

江苏棉区种植转基因抗虫棉GK22对棉田害虫、杂草种群的影响

2001年在江苏选择南京、盐城两地,试验观察转Bt基因抗虫棉GK22的种植,对棉田害虫及杂草种群变动的影响,结果是：咀嚼式口器害虫的棉铃虫（Helicover pa armigera),红铃虫（Pectinophora goosypiella),玉米螟（Ostrinia nubilalis),金刚钻（Earias cupreoviridis),棉不造桥虫（Anomis flava),棉大卷叶虫（Adoxophyes orana)等虫口数量,蕾铃被害均表现出较好的控制效果,处理区咀嚼式口器害虫的幼虫总 量,比对照区分别减少92．51％,78．4％,其中：棉铃虫幼虫数量分别减少88．3％,72．9％,蕾铃被害虫减少87．5％,90．7％,74．11％,55．85％,红铃虫虫花减少74．4％,51．64％,铃内活虫减少90％,100％,玉米螟虫口减少72．7％,100％,金钢钻,造桥虫,卷叶虫虫口减少93％以上,对刺吸式口器盲蝽象（Adelphocoris suturalis),棉蚜（Aphis gossyppii),棉红叶螨（Tetranychus cinnabariuns)等害虫,试验区和对照区种群消长动态趋势基本一致,差异不显,两试对杂草种类及数量调查,抗虫棉区和对照区差异亦不明显。     

麦套夏播转Bt基因棉R93-6对昆虫群落的影响

以转Bt(Bacillusthuringiensis)基因棉品系R93-6为试验材料,以中棉所16号为对照,研究了在麦套夏播条件下转基因棉对昆虫群落的影响。结果表明,转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的多样性指数和均匀度指数均低于常规棉田,而优势集中性则高于常规棉田,所以转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的稳定性不如常规棉田,某种害虫大发生的可能性较大。对季节性变化格局的研究表明,转基因棉田昆虫群落可以划分为前期(6月初至7月下旬)、中期(7月底至8月底)和后期(9月份以后)三个发展阶段,根据不同阶段害虫和天敌发生的特点, 提出了害虫综合治理的策略。即前期害虫的防治应以生物生态调控为主;中期以化学防治为主,以生物生态调控为辅,协调好生物防治和化学防治的矛盾;后期应以生物生态调控为主,并加强农业防治。     

小麦收割对新疆北部集约化棉区主要天敌昆虫种群数量的影响

于2009年6—8月小麦成熟至收割期对新疆北部奎屯垦区124团集约化棉区进行了调查,通过扫网法采集了棉区麦田和棉田的昆虫,并对其种群数量进行了统计分析。结果表明:随着小麦逐渐成熟,麦田中的天敌昆虫数量持续下降;当小麦全部收割后,麦田中只有极少数天敌昆虫生存。而与麦田相邻的棉田中的天敌昆虫数量在小麦收割后迅速上升,平均百网虫量达到59.23头,高于对照组连片棉田(平均百网虫量15.33头);小麦的收割比例与棉田天敌昆虫的种群数量存在显著正相关关系(P<0.05),4类主要天敌昆虫(草蛉科、姬蜂科、瓢虫科、食蚜蝇科)种群数量变化趋势之间没有显著差异。小麦收割会驱使失去生境的天敌昆虫转移进入相邻的棉田,姬蜂科、瓢虫科、食蚜蝇科等活动能力强的天敌昆虫类群更容易进入新的生境,而活动能力相对较弱的类群(草蛉科)则难以转移至棉田中。深入研究集约化棉区麦田与棉田中天敌昆虫的库源关系,将有助于集约化农业体系的进一步发展。     

天敌与转Bt基因抗虫植物的协同控害作用

本文概述了转Bt基因抗虫植物对天敌的影响,特别是天敌与转Bt基因抗虫植物的协同控害作用及其对寄生昆虫抗生发展的影响研究进展。已有的研究表明转Bt基因抗虫植物对天敌并无明显不利的影响,但转Bt基因抗虫植物与天敌的协同控害作用表现出拮抗性、加和性及增效性等多种形式,这种协同作用可能还将影响到害虫对转Bt基因抗虫植物的速率。