转基因作物对土壤生态系统影响的研究概况

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,研究转基因作物对土壤生态系统的影响是其安全性评价的重要组成部分。本文分析了转基因作物外源基因在土壤中的残留,概述了转基因作物对土壤酶活性的影响,综述了土壤动物对转基因作物的响应,并进一步分析了基因作物对土壤微生物的影响。本文的研究有助于客观评价转基因作物对土壤生态系统潜在的环境风险及生物安全问题,为我国转基因作物的生态风险性评估和农业可持续发展提供良好的科学依据。     

转基因作物对土壤微生物多样性影响

土壤微生物的多样性及其活性是保持农业生态系统稳定的基础,而作物的改变对土壤微生物的多样性结构和活性具有显著的影响。转基因作物被引入到农田后所带来的微生物群落的变化及对农业生态系统所带来的不确定因素,已成为研究热点。本文综述了近年来转基因作物对土壤微生物群落影响的研究进展,并且着重介绍了转基因抗虫棉对根际微生物多样性影响的研究进展。     

转基因抗草甘膦大豆叶片降解对土壤微环境的影响

转基因作物具有良好的商业价值和优良的性状品质,为世界带来了巨大经济效益与社会效益,但转基因产品存在未知的环境风险使其安全性颇具争议,对其进行相关研究必不可少。以转入G2-EPSPS和GAT双价基因抗草甘膦大豆GE-J12、受体Jack、常规主栽品种ZH37为研究对象,利用生物试验的方法,于2018―2020连续3年跟踪调查分别埋有3种大豆叶片的土壤中可培养微生物数量及土壤酶活性变化,旨在明确转基因抗草甘膦大豆叶片在土壤降解过程的土壤环境安全性。结果表明：（1）以2019年测定结果为例,从整个90 d的调查期来看,同一年份3种大豆叶片在土壤中降解过程中真菌、放线菌和细菌数量变化趋势相似,无显著性差异;3个处理对土壤脱氢酶、土壤脲酶、土壤蔗糖酶影响也相似,仅在处理后10 d,GE-J12的土壤蔗糖酶活性显著低于ZH37,但与受体Jack相比无显著性差异,且该差异并不会在整个调查期持续出现。（2）不同年份转基因大豆叶片在土壤中降解过程中土壤真菌、放线菌和细菌数量,土壤脱氢酶、土壤脲酶和土壤蔗糖酶活性变化趋势相似,并没有发生数量或活性值突然骤增或骤降的现象。从整体上看,2018年的微生物数量高于2019年和2020年;土壤酶活性方面,不同年份间活性变化趋势相似,变化较小。研究显示,在自然条件下转基因抗草甘膦大豆GE-J12叶片在土壤中的降解过程并不会引起土壤可培养微生物数量和土壤酶活性的显著变化,与其受体Jack、常规主栽品种ZH37具有相同的环境安全性。     

转G2-EPSPS和GAT基因抗草甘膦大豆对土壤微环境的影响

转基因大豆的环境安全性评价对我国转基因大豆产业发展具有重要的理论和实践生产意义。本研究以转入G2-EPSPS和GAT双价基因抗草甘膦大豆ZH10-6及其非转基因大豆中黄10为研究试材，利用生物测定方法，连续3年跟踪调查各生育期土壤微生物数量及土壤酶活性变化，旨在明确转基因和非转基因大豆的土壤微环境安全性。试验结果表明，ZH10-6与中黄10通过连续三年比较，不同年份和不同生育期的土壤细菌、真菌、放线菌数量变化势态相似，对微生物数量影响一致且二者之间差异不显著（P>0.05）；虽然土壤脲酶、蔗糖转化酶和脱氢酶活性随生长期不同而发生变化，但二者对3种酶活性的影响不存在差异（P>0.05）。这说明转外源基因G2-EPSPS和GAT的抗草甘膦ZH10-6与非转基因不抗草甘膦中黄10拥有相似的土壤微环境，具有相同的环境安全性。     

改良剂对熏蒸处理后土壤环境改善和促进作物生长的研究进展

土壤熏蒸是目前防治土传病、虫、草害有效且快速的方法,但随着作物的种植,一些病原物可能会再次繁殖,导致病害持续发展,并且土壤经熏蒸处理后,会导致土壤微环境处于一种失衡状态,而土壤改良剂可以有效改善土壤环境、减少作物根部疾病、减少土壤养分流失并可提高农产品的品质。将熏蒸剂与改良剂联合使用在一定程度上可以修复或改良土壤,使受熏蒸剂影响的微生物群落得到恢复或有益微生物的相对丰度增加,防止土壤病原菌再次侵染,更有利于作物的生长。本文简单概述了常用熏蒸剂和土壤改良剂的分类信息,重点综述了土壤改良剂与熏蒸剂联合使用,对熏蒸后土壤的理化性质、酶活性、微生物群落及作物生长方面的影响,可为土传病害的防治、熏蒸剂与土壤改良剂的联合使用及相关机制研究提供参考。     

转Bt基因水稻对土壤理化性质的影响研究

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,转基因作物外源基因在土壤环境中的累积已经引起人们的广泛关注。本文以农业部批准发放安全证书的转Bt基因抗虫水稻"华恢1号"为实验材料,研究转Bt基因水稻对土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量的影响。实验结果表明,水稻品种对土壤理化性质均无显著影响(P>0.05);不同取样时间田间土壤有机质(P<0.05)和全氮含量(P<0.0001)存在显著差异;不同水稻品种和不同取样时间的交互作用对土壤理化性质均无显著影响(P>0.05)。研究转基因水稻不同生育期对土壤理化性质的影响,可构建转基因水稻对土壤肥力的安全性评价,为转Bt基因水稻未来的商业化生产提供的理论依据。     

加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响

水、肥、气、热、光是保障作物生长发育的五大要素,传统的灌溉方式不但用水量大,还会导致土壤通气性不足、团粒结构破坏,五要素之间的平衡被打破,造成土壤板结、盐碱化等土壤退化现象,从而土壤肥力质量下降,对作物生长发育造成不利影响。综述了加气灌溉研究背景、加气灌溉条件下土壤肥力质量评价指标、加气灌溉对土壤和土壤肥力质量的影响、加气灌溉对作物生长的影响,总结了加气灌溉对土壤微环境、酶环境、营养环境和作物根系的影响规律以及加气灌溉对土壤微环境和作物根系的调节机理。大量研究表明,加气灌溉能够有效改善根区土壤结构和水力学特性,增强作物根区土壤通透性,明显增加作物根区土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,提高土壤中过氧化氢酶与脲酶活性,改善作物根区土壤微环境;加气灌溉可以增加土壤中速效氮和速效磷的含量,提高土壤肥力质量,促进根系对营养物质的吸收和作物的生长发育,提高灌溉水利用效率,作物增产高达10%以上。最后总结了现阶段加气灌溉还存在加气设备研发、加气时间与频次问题以及加气灌溉对土壤、微生物、作物根系、生态环境等的影响机制问题,提出了目前加气灌溉处于定量研究的探索阶段,还需要对加气灌溉中水-土-气-作物的耦合机制进一步开展研究。     

砂龄对砂田土壤微生物区系及理化性状的影响

以不同砂龄(砂田覆盖年限分别为1、6、12、19 a和25 a)的砂田为研究对象,对砂田土壤混合层、根系密集层、淋溶层和钙积层的土壤微生物区系及影响土壤微生物的因素进行研究。结果表明:(1)砂田土壤微生物组成中,以细菌为主,放线菌次之,真菌最少;随土壤剖面深度的增加,土壤微生物总数迅速减少,这主要是由于细菌数量迅速减少所致;受根系分布的影响,根系密集层的微生物数量高于只有少量根系分布的混合层。(2)细菌和放线菌的数量在作物生长期高于作物非生长期,而真菌的数量则相反。(3)细菌和真菌在砂龄约为6~12 a的砂田中最多,随砂田覆盖时间的增加,砂田逐渐老化,数量逐渐减少;而放线菌的数量反之,在砂龄约为6~12 a的砂田中最少,随砂田覆盖时间的增加而增加。(4)砂田土壤微生物数量与土壤水分含量、pH值和覆盖时间有很好的相关性,土壤养分中的全C含量是限制砂田土壤微生物数量的重要因子。     

转Bt基因水稻对土壤跳虫、线虫和螨类种群数量的影响

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,转基因作物外源基因对土壤地下生物的影响已经引起人们的广泛关注。本文以农业部批准发放的转Bt基因抗虫水稻＂华恢1号＂为实验材料,研究转Bt基因水稻对土壤跳虫、线虫和螨类种群数量的影响。实验结果表明,转Bt基因水稻可显著降低长角跳科长角跳属跳虫、中杆属线虫和尖棱甲螨科尖棱甲螨属螨类种群数量,而显著增加等节跳科原等属跳虫、钩唇属线虫种群数量,但转Bt基因水稻对其它属的跳虫、线虫和螨类种群数量无显著影响。研究转基因水稻不同生育期对土壤动物种群数量的影响,可构建转基因水稻对土壤动物的安全性评价,为转Bt基因水稻未来的商业化生产提供的理论依据。     

臭氧防治植物病害的研究进展

对臭氧在植物病害防治上的研究与应用进行了综述.包括臭氧用于营养液杀菌、土壤熏蒸和温室作物病害防治的效果,臭氧对植物生长、土壤化学性质和微生物群落结构的影响,以及臭氧用于植物病害防治的争议.