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轉基因玉米種植對土壤動物的啟迪
不同轉基因玉米具有抗玉米螟、抗除草劑等性狀。下面是小編搜集整理的相關內容的論文,歡迎大家閱讀參考。摘要:隨著轉基因玉米種植的推廣,我國轉基因玉米的種植面積越來越廣,由此促使土壤中的毒蛋白含量增加。而當前商業(yè)化推廣轉基因玉米時,迫切需要研究的問題是轉基因玉米是否會危害土壤動物,破壞土壤生態(tài)系統(tǒng);诖耍到y(tǒng)地綜述轉基因玉米種植對土壤動物的影響,為科學地評價轉基因玉米種植情況下的土壤生態(tài)系統(tǒng)安全性提供依據。
關鍵詞:轉基因玉米;土壤動物;跳蟲;螨類;蚯蚓
隨著畜牧業(yè)、工業(yè)的發(fā)展以及人口數量的增加,玉米作為世界上重要的糧食作物之一,在人們生活中發(fā)揮越來越重要的作用。轉基因玉米具有抗玉米螟、玉米根系害蟲等方面的優(yōu)點,廣泛地種植在世界各地,顯著提升了玉米的產量,并降低了殺蟲劑的使用量,降低化學污染,保護環(huán)境。在轉基因玉米種植范圍不斷擴大的同時,其對土壤動物的影響越來越受到人們的重視,對此研究了轉基因玉米種植對土壤動物的影響。
一、轉基因玉米與土壤動物概述
1.1轉基因玉米
在經濟發(fā)展、社會進步、人口數量增多的過程中,玉米的需求量變得越來越大,傳統(tǒng)的玉米種植已經無法滿足大量的玉米需求,為了有效提高玉米產量,改善玉米品質,研制出了轉基因玉米。1996年,美國批準應用轉基因玉米,這是首次種植轉基因玉米,發(fā)展至2011年,已經有16個國家種植轉基因玉米,面積達5100萬hm2。至今,被批準商業(yè)化種植的轉基因玉米種類已經超過40種,在玉米害蟲的防治中,轉基因玉米種植成為重要的手段。2012年,我國獲得轉基因玉米進口安全證書,13個轉基因玉米品種準予作為原料進口,與國外相比,我國轉基因玉米商品化種植發(fā)展還比較落后,但由于我國歷來重視玉米生產,因此轉基因玉米商業(yè)化種植在我國發(fā)展比較快。
1.2土壤動物
在土壤環(huán)境中,某些動物群會暫時或經常棲息在此,并進行某些活動,比如蚯蚓、蜘蛛、多足類等,這就屬于土壤動物。土壤動物的數量非常多,生物量巨大,在土壤生態(tài)系統(tǒng)中有著非常重要的作用,對于土壤物質循環(huán)轉化、土壤形成及土壤轉化有著重要的促進作用。
二、轉基因玉米種植對土壤動物的影響
2.1轉基因玉米進入生態(tài)系統(tǒng)的途徑
在農業(yè)生產中,土壤起著基礎性的作用,農作物生長所需的養(yǎng)分全部儲存在土壤中,而且土壤中各種養(yǎng)分都會進行一系列的生物、化學和物理轉化。轉基因玉米種植過程中,會向土壤中釋放Bt蛋白,這是一種毒蛋白,會對土壤的生態(tài)系統(tǒng)產生一定的影響。Bt蛋白進入土壤的途徑主要有3種:
1)植株殘體,目前轉基因玉米相關研究表明,Bt蛋白在整個植株任何一個部位均可表達出來,玉米收割后會有一小部分植株殘體留在田間,這時殘體就會將Bt蛋白釋放到土壤中,并在土壤中不斷累積;
2)根及根系分泌物,根及根系是轉基因玉米植株的重要組成部分,通過根及根系吸收土壤中的養(yǎng)分,在根系生長的過程中會向土壤中釋放分泌物,這其中就包含Bt蛋白;
3)花粉,轉基因玉米生長過程中,花粉同樣會表達Bt蛋白。
2.2轉基因玉米種植對土壤動物的影響
2.2.1對跳蟲的影響土壤動物類群中,跳蟲是重要的組成部分,數量眾多,在植株殘體降解和循環(huán)時,跳蟲發(fā)揮一定的作用。農作物根系附近是跳蟲主要的活動場所,而根系分泌物中含有Bt毒蛋白,因此跳蟲經常暴露在Bt毒蛋白下。Clark和Coats在其研究中以白符跳為對象,分別飼喂轉基因玉米葉和普通玉米葉,結果顯示,兩組白符跳的存活率及繁殖率并未受到顯著的影響。Bakonyi等在其研究中選擇了3種類型的跳蟲,同樣飼喂轉基因玉米葉片,結果顯示,Folsomiacandida并不喜歡食用,而Heteromurusnitidus和Sinellacoeca卻未出現如此反應?傊D基因玉米葉片并未對跳蟲產生顯著的影響,但受到試驗方法和材料的影響,還需要進行進一步的研究。
2.2.2對螨類的影響在土壤動物類群中,螨類的數量非常多,而且種類比較豐富。2003年,Al-Deeb等的研究指出,轉基因玉米表達Cry3B1蛋白,螨類并未受到明顯的影響。Castro等在試驗中直接將轉基因玉米花粉喂食捕食性螨,其影響并不明顯;而在改喂食Bt蛋白時,濃度不同產生影響也不相同,Bt濃度為0.006mg/mL,捕食性螨的繁殖率并未受到顯著影響,但濃度上升為0.018mg/mL后,繁殖率明顯下降。
2.2.3蚯蚓土壤生態(tài)系統(tǒng)中,有機質分解,碳氮營養(yǎng)循環(huán),土壤形成,土壤通透性改變在蚯蚓的作用下均可得到有效的增強。通過蚯蚓的活動,可以防止土壤硬結,增強土壤肥力。Saxena在試驗中對蚯蚓受到轉基因玉米的影響進行了研究,種植40、45d抽樣調查結果顯示,轉基因玉米種植并未對蚯蚓的種類和死亡產生顯著影響。Maria等在人造土中養(yǎng)殖蚯蚓,并在不同生長階段的蚯蚓食物中添加轉基因玉米葉片,經過28d的試驗之后,與喂食普通玉米葉片的蚯蚓相比,在各個方面并未呈現顯著差異,但需要注意,蚓繭的孵化率低于喂食普通玉米葉片的蚓繭孵化率。
三、結語
在轉基因玉米種植過程中,不同品種、不同的作物生長時期、不同的土壤類型,對土壤動物所產生的影響各不相同,在土壤生態(tài)系統(tǒng)安全性評價中,應結合轉基因玉米種植的具體情況來進行,從而有效地提升評價的準確性。
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