转Bt基因棉田节肢动物群落结构、动态及美洲斑潜蝇的生态学研究

论文摘要

棉田是一个由作物-害虫-天敌以及其他有机体组成的复杂生态系统。以作物为中心的有害生物生态管理,是以群落生态学为基础。转基因植物对其靶标性害虫表现出几乎免疫的杀虫效果,可能直接或间接影响到生态系统中各个亚群落非靶标物种。本研究从棉田节肢动物群落相互作用关系的整体出发,采用田间、室内、室外的实验与调查相结合的方法,研究了转基因棉田生态系统中节肢动物群落的结构与功能,探讨害虫与天敌群落重建与种群动态变化的规律,分析害虫与天敌的空间分布格局及其空间关系,探讨和分析了转基因棉田与常规棉田之间节肢动物群落重建与种群动态变化的关系,比较了不同环境条件对生态系统的影响。应用群落丰富度、群落多度、相对丰富度等指标,对不同农业防治措施下,转基因棉田生态系统中节肢动物群落,及其各类群的结构与动态进行了研究。结果表明:（1）病虫害管理措施不同、种植模式不同,棉田节肢动物群落结构显著不同;不同的管理模式对转基因棉田生态系统中节肢动物群落及其各类群的结构有明显影响。综防田天敌与中性昆虫的种群数量明显高于化防田,而害虫的种群数量要低于化防田。（2）不同类型棉田节肢动物群落结构调查分析结果表明,转基因抗虫棉田节肢动物群落物种丰富度明显高于非抗虫棉田。而两种棉田害虫与天敌优势度与优势种分析表明,转基因抗虫棉田中棉蚜及棉叶螨等刺吸式害虫危害较为严重。两类棉田节肢动物总群落、害虫亚群落和天敌亚群落多样性指数在时间序列上受外界环境条件影响较大。（3）转Bt基因棉多样性指数和均匀度指数均大于常规不防治,表明转Bt基因棉田节肢动物群落的结构优于常规不防治棉田,显示其结构的合理性。优势集中性指数比较结果则表明:转Bt基因棉田的节肢动物群落物种均匀性有一定变化,就2006而言,转Bt基因棉田节肢动物群落的优势集中性指数较高,存在某一害虫大发生的可能,因此转Bt基因棉田适宜采取IPM策略和方法。在整个生长期,转Bt基因棉田棉铃虫小幼虫量显著低于常规棉花品种。转Bt基因棉对非目标昆虫的影响表现在:优势种类变化较大,棉铃虫不再是主要害虫,棉蚜、红蜘蛛、棉蓟马等刺吸性害虫上升为主要害虫;捕食性天敌优势种则无明显变化,仍为瓢甲类,蜘蛛类,草岭类和捕食性蝽类;而寄生性天敌如棉铃虫侧沟茧蜂（Micoplitis sp ）和棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis lorideae）的数量明显减少,优势种变化较大,转Bt基因棉田寄生性天敌优势种为棉蚜茧蜂（Lysiplebia japonica AsHmead）和金小蜂科（Pteromalidae）;中性节肢动物类群数量、种类均无明显变化,表明转Bt荃因棉对中性节肢动物类群无明显影响。转Bt基因棉田节肢动物群落的整体结构一致,与常规防治相比,相似系数有所降低,表明常规防治棉田中人为控制因素对节肢动物有一定影响。（4）由于美洲斑潜蝇在转基因棉田上升为重要害虫,本研究系统调查了美洲斑潜蝇在棉花上发生危害情况及种群动态,结果表明:该虫从6月初入侵危害棉花,至9月底仍可见少数危害,种群密度以6月下旬-7月上旬最大;棉花蕾期为其危害始盛期。不同色板诱虫实验表明,黄板效果最为明显;药剂实验表明,毒死稗和阿维菌素效果达70%以上,灭幼脲为46%。（5）用聚集度指标法分析了美洲斑潜蝇在棉田的空间分布型及垂直分布、水平分布情况,结果表明棉田内美洲斑潜蝇的空间分布格局为随机分布,垂直分布表现为下部大于中部、中部大于上部,水平分布表现为田边与田中间危害程度差别不显著。转Bt基因棉田对节肢动物影响的研究近些年成为研究的热点,用于评价转基因产品的安全性。本文对转基因棉田节肢动物群落结构与动态以及新出现的重要害虫——美洲斑潜蝇的生态学进行了研究,为转基因棉田新害虫的生态治理提供了一定的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.1.1 选题的依据、目的和意义
• 1.1.2 国内外研究进展
• 1.2 群落的概念及意义
• 1.3 棉田生态系统
• 1.4 群落结构形成的机理
• 1.5 群落内的生物种间关系
• 1.6 转基因作物对非靶标害虫的影响
• 第二章 材料与方法
• 2.1 转基因棉田节肢动物群落研究
• 2.1.1 调查时间、地点
• 2.1.2 试验田种植模式与实验设计
• 2.2 调查方法
• 2.3 转基因棉田害虫美洲斑潜蝇的研究
• 2.3.1 美洲斑潜蝇幼虫、蛹及成虫发生期及发生数量调查
• 2.3.2 美洲斑潜蝇潜道田间分布情况调查
• 2.3.3 美洲斑潜蝇潜道在棉株上不同部位分布规律
• 2.3.4 美洲斑潜蝇危害在田间的水平分布
• 2.3.5 美洲斑潜蝇田间危害情况调查及田间分布情况调查
• 2.3.6 不同色板对美洲斑潜蝇成虫的引诱实验
• 2.3.7 防治美洲斑潜蝇不同的药剂实
• 2.4 数据处理
• 2.5 分析方法
• 第三章 结果分析
• 3.1 棉田生态系统节肢动物群落结构
• 3.1.1 不同棉田节肢动物群落物种组成
• 3.1.2 不同棉田节肢动物群落各类群相对多度分析
• 3.1.3 物种丰富度
• 3.1.4 转Bt 基因抗虫棉田对个体总数的影响
• 3.1.5 害虫与天敌优势指数及优势种分析
• 3.1.6 对害虫相对丰盛度的影响
• 3.2 棉田生态系统主要害虫与天敌的种群动态
• 3.2.1 棉田棉铃虫种群动态
• 3.2.2 棉铃虫2-4 代种群动态
• 3.2.3 蚜虫的种群动态
• 3.2.4 红蜘蛛的种群动态
• 3.2.5 白粉虱的种群动态
• 3.2.6 蓟马的种群动态
• 3.2.7 叶蝉的种群动态
• 3.2.8 食虫蜘蛛的种群动态
• 3.2.9 转基因棉田瓢虫的种群动态
• 3.2.10 食虫蝽类的种群动态
• 3.2.11 草蛉类的种群动态
• 3.2.12 寄生蜂的种群动态
• 3.2.13 转基因棉田美洲斑潜蝇种群空间分布及治理研究
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 棉田节肢动物群落多样性分析
• 4.1.2 不同处理对转基因棉田节肢动物群落优势种和优势度的影响
• 4.1.3 不同处理对转基因棉田节肢动物群落相似性的影响
• 4.1.4 转Bt 基因棉田节肢动物群落的稳定性
• 4.1.5 不同处理对转基因棉田节肢动物群落复杂度的影响
• 4.1.6 转Bt基因棉田害虫综合防治策略
• 4.1.7 美洲斑潜蝇的发生与防治
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介