Effects of Bt soybean on biodiversity are limited to target species and host-specific parasitoids in La Pampa province, Argentina

Abstract

Bt crops were incorporated in South America more than 20 years ago and their use has increased sharply since then. However, the potential negative environmental effects are still a concern, specifically, the impacts on nontarget arthropod species. The objective of this work was to determine if the effects of Bt soybean are limited to the removal of the larvae of target Lepidoptera species or if they also indirectly affect the arthropod community. Bt soybean expressing Cry1Ac toxin and non-Bt soybean were planted under the same environmental and agricultural conditions at two planting dates (early and late planting dates). None of the cultivars received insecticide applications. The abundance of phytophagous insects and predatory arthropods was recorded in each treatment (cultivar × planting date). Moreover, the larvae Lepidopteran, stink bugs and eggs of both groups were collected and maintained under controlled rearing conditions to record parasitoids. The diversity of the arthropod assemblage, as well as that of the phytophagous and entomophagous subassemblages of each treatment, and the similarities between them were estimated with and without the presence of target species and their parasitoids. The range-abundance curves were plotted following the same criteria. The diversity was higher in the non-Bt cultivar than in the Bt one. No clear effects of planting date were detected. A high similarity was found among treatments. Our results show that the removal of the target species larvae and their specific parasitoids is sufficient to explain the effect of the Bt soybean on the richness and diversity of the arthropod assemblage as well as those of the phytophagous and entomophagous subassemblages, with no evidence of additional indirect effects on biodiversity.

Los cultivos Bt se incorporaron ampliamente en los sistemas productivos de América del Sur siguiendo una pronunciada curva de adopción iniciada hace más de 20 años. Sin embargo, los posibles efectos ambientales negativos siguen siendo una preocupación, específicamente, los impactos sobre las especies de artrópodos no blanco. El objetivo de este trabajo fue determinar si los efectos de la soja Bt se limitan a la remoción de larvas de las especies lepidópteras blanco de la toxina o presentan efectos indirectos sobre la comunidad de artrópodos. Se sembraron sojas Bt (que expresan la toxina Cry1Ac) y no Bt bajo las mismas condiciones ambientales y agrícolas en dos fechas de siembra (fecha de siembra temprana y fecha de siembra tardía). El ensayo se mantuvo sin aplicaciones de insecticidas. Se registró la abundancia de insectos fitófagos y de artrópodos predadores en cada tratamiento (variedad × fecha de siembra). Además, se colectaron larvas de lepidópteros, chinches fitófagas y huevos de ambos grupos. Los individuos y huevos recolectados se mantuvieron bajo condiciones controladas con el fin de obtener y registrar parasitoides. Se estimó la diversidad y similitud y se trazaron las curvas rango-abundancia para el ensamble de artrópodos y los subensambles de insectos fitófagos y artrópodos entomófagos con y sin presencia de especies blanco y sus parasitoides. La diversidad resultó alta en la variedad no Bt. No se detectaron efectos claros de la fecha de siembra. Se encontró una similitud elevada entre los tratamientos para los ensambles y subensambles. Nuestros resultados muestran que los efectos de la variedad Bt sobre la comunidad de artrópodos de soja se debe a la eliminación de las larvas de especies blanco de la toxina y sus parasitoides específicos, sin evidencias de efectos indirectos adicionales sobre la biodiversidad.