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草甘膦是一種廣譜性內吸滅生性除草劑，廣泛應用于防除果園、農田及休閑地雜草，是世界上應用規模最大的除草劑品種之一［1］。但是，在草甘膦的使用過程中，往往容易對棉花及其它作物造成藥害。轉基因抗草甘膦作物的應用不僅可以避免藥害的產生，還可以擴大草甘膦的使用范圍。自1997年美國率先開始種植轉基因抗草甘膦棉花以來，抗草甘膦棉花在美國的種植面積比例已從1997年的3．2％增加到2009年的70％左右［2］。盡管我國轉基因抗除草劑作物研究的總體水平與發達國家還存在較大差距，但經過多年研究和努力，目前已經分離和鑒定了多個擁有自主知識產權的草甘膦高抗基因，并已經獲得一批穩定表達的單抗草甘膦和具有抗草甘膦抗蟲復合性狀的轉基因棉花新材料［3－6］。隨著農業現代化水平的提高，農村勞動力大量城市化轉移，棉花生產對抗草甘膦品種的需求越來越強烈。轉基因抗草甘膦棉花勢必將成為我國繼抗蟲棉之后有望推廣的另一類轉基因棉花產業化品種。轉基因抗草甘膦棉花與其它轉基因作物一樣，在為人類做出巨大貢獻的同時，其環境安全問題正日益被人們關注，并成為國內外學者研究的焦點。研究轉基因抗草甘膦棉花對棉田主要害蟲和天敵的種群動態的影響是轉基因棉花環境安全性評價的重要內容，有關方面的研究國內外報道甚少。本文在隔離條件下，于田間小區系統調查研究了轉基因抗草甘膦抗蟲棉田主要害蟲和天敵的種群消長規律，比較其對害蟲、天敵種群數量的影響，以期為轉基因抗草甘膦抗蟲棉花的安全性評價積累科學的數據，并為轉基因抗草甘膦抗蟲棉田害蟲綜合防治技術體系的建立提供科學依據。

1材料與方法

1．1試驗材料

轉基因抗草甘膦抗蟲棉花品系KCM201001，轉Bt基因（Cry1Ac）棉品種為中棉所44，對照品種為常規棉品種中棉所49，均由中國農業科學院棉花研究所育種研究室提供。

1．2試驗處理

試驗于2010年在河南安陽中國農業科學院棉花研究所試驗農場進行，試驗地四周有圍墻隔離，試驗設3個處理：（1）轉基因抗草甘膦抗蟲棉田（簡稱“雙抗棉田”）；（2）轉Bt基因抗蟲棉田（簡稱“Bt棉田”）；（3）非轉基因棉田（簡稱“常規棉田”），3個處理在整個生育期均不施用任何化學農藥。每處理分別種植3個小區，共9個小區，小區間隨機排列，小區面積為200m2，棉花種植密度為5．5萬株•hm－2，播種日期為4月28日。

1．3調查方法

各處理棉田于5月11日－9月30日每5d調查1次，共調查29次。調查采用對角線五點取樣法，每小區每次調查5個樣點，每樣點20株棉花。調查取樣植株上主要昆蟲的種類和數量，并作詳細記載，中后期棉蚜、棉粉虱、棉葉螨等刺吸式害蟲僅記載統計單株棉花上、中、下部共3片展開葉上的數量。1．4統計分析用SPSS13．0統計分析軟件對調查結果進行方差分析。

2結果與分析

2．1對主要害蟲種群動態的影響

2．1．1棉鈴蟲。調查發現，3種不同類型棉田中，棉株上棉鈴蟲的落卵量呈現明顯的季節變化（圖1）。從6月上旬始見卵，于6月25日出現一高峰期，此時為2代棉鈴蟲發生期，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的百株落卵量分別為504、448、482粒，雙抗棉分別比Bt棉和常規棉增加12．5％和4．6％；Bt棉田落卵量最少，比常規棉田少7．1％；但經Duncan差異顯著性分析，三者差異并未達顯著水平。7月20日出現第二次產卵高峰，此時為3代棉鈴蟲發生期，3種類型棉田的落卵量仍然為雙抗棉田＞常規棉田＞Bt棉田，百株落卵量分別為666，402，382粒，雙抗棉田落卵量顯著多于其它2種類型田，比Bt棉和常規棉分別增加74．3％和65．7％，后兩者差異不顯著（F＝0．045，df＝8，P＝0．838）。8月下旬，4代棉鈴蟲發生期，棉田的落卵量又出現一次小高峰，3種類型棉田百株落卵量均達到100粒左右，且差異不顯著。可見，種植轉基因抗草甘膦抗蟲棉對棉鈴蟲的落卵量無顯著影響。第一次發生高峰期出現在6月下旬至7月上旬，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田平均百株幼蟲數分別為7．0，5．0，76．5頭，其中雙抗棉田和Bt棉田差異不顯著（F＝0．462，df＝6，P＝0．522），兩者的百株幼蟲數均顯著少于常規棉田，且差異達到極顯著水平。7月25日出現第二次發生高峰，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田平均百株幼蟲數分別為20．0，30．0，164．0頭。8月4日第三次發生高峰期，3種類型棉田的平均百株幼蟲數依次為2．0，4．0，74．0頭。這兩次發生高峰均表現為常規棉田＞雙抗棉田＞Bt棉田，常規棉田極顯著高于其它2種棉田（F＞14．327，df＝8，P＜0．005），而后兩者差異不顯著（F＜0．455，df＝8，P＞0．519）。從8月下旬以后，在雙抗棉田和Bt棉田均未再發現棉鈴蟲幼蟲，但常規棉田平均百株蟲量仍達到10頭左右。可見，雙抗棉和Bt棉均對棉鈴蟲幼蟲有良好的控制作用，可以有效減輕棉鈴蟲的危害；而常規棉田棉鈴蟲的發生量較大，仍需用化學農藥進行防治。

2．1．2棉盲蝽。3種類型棉田棉盲蝽的種群消長見圖3。從6月下旬開始棉田有盲蝽發生，田間種群數量逐步上升，至8月中下旬達到全年高峰，且3種類型棉田總體發生趨勢一致。在棉盲蝽整個發生期，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田平均百株棉盲蝽數量（各類棉田各次調查的平均值）分別為16．3，25．5，48．0頭，雙抗棉田比Bt棉田和常規棉田分別減少36．1％和66．0％，雙抗棉田與Bt棉田之間差異不顯著（F＝1．178，df＝38，P＝0．285），但與常規棉田差異極顯著（F＝9．184，df＝38，P＝0．004）；Bt棉田比常規棉田減少46．9％，差異不顯著（F＝3．294，df＝38，P＝0．077）。可見，雖然雙抗棉田和Bt棉田棉盲蝽的發生量少于常規棉田，但它們高峰期的百株數量仍遠遠高于防治指標，不能有效控制其危害，因此仍需加強田間蟲情監測，適時防治。

2．1．3棉蚜。由圖4可以看出，在棉花的整個生育期內，棉蚜的發生呈現明顯的季節性變化，且3種類型棉田的變化趨勢一致。2010年苗蚜發生較重，5月底發生量達頂峰，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的百株蚜蟲數量分別為16011，17307，15763頭，雙抗棉田比Bt棉田減少7．5％，但比常規棉田增加1．6％，但三者之間不存在顯著差異（F＝0．374，df＝27，P＝0．692）。2010年伏蚜發生較輕，整個8月份，3種類型棉田各次調查的平均百株蚜蟲數量均為48．3頭，未對棉田造成危害。可見，雙抗棉和Bt棉對棉蚜沒有控制作用，棉蚜的發生數量及趨勢與常規棉差異不明顯，應加強田間蟲情檢測，適時防治。

2．1．4棉葉螨。由圖5可以看出，3種類型棉田從6月中旬至8月上旬均有棉葉螨發生，在此期間，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株蟲量分別為306．5，270．2，489．2頭，雙抗棉田比Bt棉田增加13．4％，比常規棉田減少37．3％，但3種類型棉田間差異不顯著（F＝0．445，df＝36，P＝0．644）。棉葉螨在7月上旬有一個明顯的發生高峰，田間平均百株蟲量表現為常規棉田（2794頭）＞雙抗棉田（2156頭）＞Bt棉田（1016頭），但三者間差異不顯著（F＝1．730，df＝12，P＝0．219）。可見，雙抗棉和Bt棉并不能有效控制棉葉螨的發生，棉葉螨的危害與常規棉相當，應加強田間蟲情檢測，適時防治。

2．1．5棉粉虱。由圖6可以看出，3種類型棉田中棉粉虱的發生呈現相同的季節性變化，均從7月中旬開始出現棉粉虱的危害，此后發生數量逐漸增加，至9月下旬達到頂峰。整個發生期，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株棉粉虱數量分別為100．6，84．4，137．8頭，雙抗棉田比Bt棉田增加19．2％，比常規棉田減少27．0％，但3種類型棉田間不存在顯著差異（F＝0．796，df＝45，P＝0．458）。可見，和常規棉相比，雖然雙抗棉和Bt棉中棉粉虱數量有所減少，但仍需加強田間蟲情的監測，適時防治。

2．2對主要天敵種群動態的影響

2．2．1草蛉類。棉田中主要有兩種草蛉———中華草蛉（ChrysopasinicaTieder）和大草蛉（ChrysopaseptempunctataWesmael）。調查發現（圖7－a），在草蛉的整個發生期內，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株落卵量分別為53．1，49．6，63．6粒，雙抗棉田比Bt棉田增加7．1％，比常規棉田減少16．5％，但3種類型田不存在顯著差異（F＝0．269，df＝63，P＝0．765）。7月中下旬棉田草蛉的百株落卵量達到高峰，最高達到250粒左右。草蛉成蟲無明顯的發生高峰期（圖7－b），從6月底至9月底均有發生，在7月中下旬及8月中下旬發生數量均比較大。在草蛉發生期間，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株蟲量分別為12．5，15．1，20．0頭，雙抗棉田比Bt棉田和常規棉田分別減少17．2％和37．5％，但三者間不存在顯著差異（F＝1．330，df＝54，P＝0．273）。可見，與常規棉相比，雙抗棉和Bt棉田草蛉的種群數量略有減少，但影響并不顯著，表明雙抗棉對草蛉無不利影響。

2．2．2龜紋瓢蟲。龜紋瓢蟲是棉田的優勢天敵之一，3種類型田龜紋瓢蟲的種群消長見圖8。龜紋瓢蟲的整個發生期間，三類棉田龜紋瓢蟲的總體發生趨勢基本一致，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田平均百株蟲量分別為43．2，42．2，34．1頭，雙抗棉田比Bt棉田和常規棉田分別增加2．4％和26．7％，Bt棉田比常規棉田增加23．8％，但3種類型田不存在顯著差異（F＝0．442，df＝75，P＝0．645）。可見，雙抗棉田和Bt棉田中龜紋瓢蟲的種群數量有所增加，表明雙抗棉和Bt棉對龜紋瓢蟲無不利影響。

2．2．3蜘蛛類。棉田中見到的蜘蛛有三突花蟹蛛（MisumenopostricuspidataFahricius）、直伸肖峭（TetragnathaextensaLinnaeus）、草間小黑蛛（Erigonidiumgramicicolum）等，其中以草間小黑蛛為主。由圖9可以看出，在棉花的整個生育期，3種類型棉田中蜘蛛類種群發生數量及消長趨勢相似，在6月底至7月初有一次小的發生高峰，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株蟲量分別為21．3，26．0，24．7頭，差異均不顯著（F＝0．375，df＝6，P＝0．702）；從8月底開始，田間蜘蛛發生量增多，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株蟲量分別為171．8、146．5、172．3頭，雙抗棉田比Bt棉田增加17．3％，比常規棉田減少0．3％，3種類型田差異均不顯著（F＝0．825，df＝21，P＝0．452）。可見，雙抗棉對蜘蛛無不利影響。

2．2．4小花蝽。小花蝽在3種類型棉田的種群動態見圖10。整個發生期，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田平均百株小花蝽數量分別為45．0、37．4、39．4頭，雙抗棉田比Bt棉田和常規棉田分別增加20．3％和14．2％，三者差異均不顯著（F＝0．290，df＝69，P＝0．749）。可見，雙抗棉并不影響田間小花蝽的數量。2．2．5寄生蜂。棉田中常見的寄生蜂包括棉蚜繭蜂（Lysiphlebiajaponica）、齒唇姬蜂（Campoletischlorideae）、側溝繭蜂（Microplitissp．）等。由圖11可知，從5月下旬至8月中旬棉田均有寄生蜂發生，6月上旬為棉蚜繭蜂的發生高峰期，后期多為齒唇姬蜂和側溝繭蜂。在寄生蜂的整個發生期，雙抗棉田、Bt棉田和常規棉田的平均百株寄生蜂的數量分別為27．2，18．7，18．2，雙抗棉田比Bt棉田和常規棉田分別增加31．3％和33．1％，Bt棉田比常規棉田增加2．7％，三者間差異均不顯著（F＝0．359，df＝51，P＝0．700）。可見，和常規棉田相比，雙抗棉田和Bt棉田寄生蜂的數量有所增加，但增加并不顯著，說明雙抗棉和Bt棉對寄生蜂的種群數量影響不大。

3小結與討論

目前，國內外有關轉基因抗草甘膦抗蟲棉花的安全性研究方面多集中在基因的導入及人畜食用后的安全性研究方面，而有關轉基因抗草甘膦抗蟲棉對棉田害蟲和天敵種群動態影響等方面的研究較少。本研究表明，和常規棉相比，抗草甘膦抗蟲棉田棉鈴蟲的落卵量無明顯差異，但棉鈴蟲幼蟲數量明顯減少，其種群數量和發生趨勢與Bt棉田相似，可見抗草甘膦抗蟲棉對棉鈴蟲有良好的控制作用，這主要是由于該品系本身也攜帶有Bt抗蟲基因所致。而與另外兩種類型棉田相比，抗草甘膦抗蟲棉田其它主要害蟲全年發生消長規律及種群數量基本一致。試驗結果表明，雖然抗草甘膦抗蟲棉田棉盲蝽的發生量少于常規棉田，但仍不能有效控制其危害，整個棉盲蝽發生期，百株蟲量仍達20頭以上，高于防治指標，因此仍需加強田間蟲情監測，適時進行防治；同樣發現，抗草甘膦抗蟲棉對棉蚜、棉葉螨和棉粉虱也沒有控制效果，和常規棉相比，田間發生數量差異不顯著，發生消長規律與常規棉和Bt棉相似，仍需采取綜合防治措施以達到控制其為害的目的。從試驗結果還可看出，與常規棉田和Bt棉田相比，轉基因抗草甘膦抗蟲棉田主要天敵的種群消長動態和發生數量沒有明顯差異，即該類型棉對棉田主要天敵的發生無顯著影響。本研究初步明確了轉基因抗草甘膦抗蟲棉田主要害蟲和天敵的種群動態，這有助于根據各個物種的發生時期，適時地進行害蟲防治及有效地保護天敵，同時也為轉基因抗草甘膦抗蟲棉花的環境安全評價提供技術支持。但是，對于群落生態學來講，種間關系是群落賴以生存的基礎，生態系統內能量流動與物質循環是群落的主要功能，這種功能歸根到底是物種間取食與被取食的關系在起作用。因此，為了更深刻地認識群落的營養結構和整體功能，更好地預測群落動態，必須明確整個昆蟲群落的結構和組成，及群落內的種間關系［7－10］。而從群落生態學角度出發，進一步研究轉基因抗草甘膦抗蟲棉對棉田昆蟲群落的影響，是建立轉基因棉花環境安全評價技術標準的基礎。今后將加強有關方面的研究。