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转Bt(Bacillus thuringiensis)基因玉米(Zea mays)(Bt玉米)是全球商品化程度最快的抗虫转基因作物之一。Bt玉米释放的Bt蛋白可通过秸秆还田等方式进入土壤从而对土壤动物造成潜在风险。本文以Bt玉米(5422Bt1和5422CBCL,表达Cry1Ab)及其同源常规玉米(5422)为材料,研究了Bt玉米秸秆覆盖还田和翻压还田对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)存活、生长和生殖、土壤温室气体排放、土壤养分含量和氮(N)循环相关基因表达的影响。主要结果如下:1、Bt玉米秸秆还田对赤子爱胜蚓的存活率、相对生长率和幼蚓数无不利影响;与5422处理相比,Bt秸秆覆盖还田对蚯蚓蚓茧数有抑制作用,而Bt秸秆翻压还田则显著增加了蚓茧数。秸秆还田方式显著影响蚯蚓的存活率、相对生长率和生殖:第90d,玉米秸秆翻压还田处理中的蚯蚓存活率、相对生长率均显著高于相对应的覆盖还田处理;第45、75 d 5422CBCL、第60、75 d 5422Bt1翻压还田处理中蚯蚓蚓茧数均显著高于相对应的覆盖还田处理;第45、60、90 d,玉米秸秆翻压还田处理幼蚓数显著高于相对应的覆盖还田处理。2、无论秸秆何种还田方式,取样时间显著影响Bt玉米秸秆释放的Cry1Ab蛋白含量,表现出前期(15 d内)快速降解、中后期缓慢降解。在试验中、后期,蚯蚓活动加快了秸秆中Cry1Ab蛋白的降解;覆盖还田秸秆中Cry1Ab蛋白降解速度大于翻压还田处理。在45-75 d,覆盖还田处理蚯蚓体内Cry1Ab蛋白含量显著低于相对应的翻压还田处理。直至试验结束90 d,Bt秸秆、蚯蚓体内和土壤中依然能检测到Cry1Ab蛋白。3、无论何种还田方式,土壤温室气体排放通量随时间延长而趋于平缓;无论何种秸秆还田方式及添加蚯蚓与否,Bt玉米秸秆还田仅在试验初期土壤中N2O排放通量显著高于5422处理,从长期来看Bt玉米秸秆还田并不会增加土壤中N2O和CO2排放通量。蚯蚓活动会增加CO2和覆盖还田中N2O的排放通量。无论何种秸秆还田方式及添加蚯蚓与否,CO2累计排放通量、全球增温潜势(GWP)在三种秸秆还田处理间无显著差异。覆盖还田处理N2O累计排放通量不受秸秆种类和蚯蚓活动的影响;无论添加蚯蚓与否,Bt玉米秸秆翻压还田N2O累计排放通量显著高于5422处理;在5422Bt1翻压还田中,蚯蚓活动显著增加N2O的累计排放通量。4、与5422处理相比,Bt玉米秸秆覆盖还田显著提高了土壤中碱解N含量。翻压还田不添加蚯蚓,Bt玉米秸秆还田显著降低了土壤中全N、碱解N含量,而5422CBCL处理土壤中铵态N含量显著高于5422处理;添加蚯蚓后,5422Bt1处理土壤中有机质含量显著低于5422处理;不管何种还田方式,蚯蚓的添加会显著增加土壤中有机质、全N、磷、碱解N含量。5422Bt1还田土壤中有效磷、5422CBCL还田土壤中铵态N含量添加蚯蚓处理显著高于相对应的不添加蚯蚓处理。5、秸秆种类和还田方式单独或交互作用显著影响amo A和nir S基因拷贝数,而对nir K基因拷贝数没有影响。无论添加蚯蚓与否,第30 d,5422CBCL翻压还田处理土壤中amo A、nir S基因拷贝数显著高于5422处理。翻压还田处理土壤中nir S基因拷贝数显著高于相对应的覆盖还田处理。蚯蚓活动对土壤中三个基因的拷贝数没有显著影响。总之,Bt玉米秸秆还田中的Cry1Ab蛋白含量随时间延长而显著减少,但在试验持续90 d后仍能检测到。Bt玉米秸秆还田对赤子爱胜蚓存活率、相对生长率及幼蚓数没有不利影响。在绝大多数时间内,Bt玉米秸秆还田不会增加土壤N2O和CO2的排放通量和GWP,但Bt玉米秸秆翻压还田显著增加了N2O的累计排放通量。Bt玉米秸秆还田对土壤养分以及N循环相关基因amo A、nir K和nir S的拷贝数有一定影响,但没有规律性。相比秸秆种类,其它处理因素(还田方式、取样时间、蚯蚓活动)以及交互作用对Cry1Ab蛋白含量、温室气体排放、土壤中养分含量以及N循环相关基因amo A、nir K和nir S的拷贝数等变化具有更强的影响。