除草劑氯嘧磺隆長期重復(fù)投入對土壤微生物的影響.pdf

1、氯嘧磺隆是美國杜邦公司80年代開發(fā)的一種磺酰脲類除草劑，自90年代大面積使用以來，一直作為大豆田化學(xué)除草劑的主要品種來之一，主要用于大豆田防除闊葉雜草和某些莎草科雜草及少數(shù)禾本科雜草，具有殺草譜廣、超高活性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn)。但氯嘧磺隆在土壤中殘留時(shí)間長，因此長期大量的重復(fù)使用會(huì)對后茬作物產(chǎn)生藥害并嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及土壤資源的合理及可持續(xù)利用。本文通過溫室培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了氯嘧磺隆長期重復(fù)施用對土壤微生物種群數(shù)量、微生物呼吸

2、、微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的影響，探討了其影響土壤生物學(xué)質(zhì)量的微生物學(xué)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.建立了土壤中氯嘧磺隆的殘留分析方法。土壤樣品經(jīng)含體積分?jǐn)?shù)為1％甲酸的乙腈提取液提取、30 mg PSA和150 mg無水硫酸鎂凈化，采用超高效液相色譜串聯(lián)四級桿質(zhì)譜儀多離子反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式下檢測，以m/z414.8>212.9定性，以m/z414.8>185.9定量。在0.01～1 mg/kg添加水平范圍內(nèi)氯嘧磺隆的

3、平均添加回收率在78.73～101.91%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.83～7.43%之間。該方法對氯嘧磺隆的定量限(LOQ)為3.3μg/kg。該方法靈敏度高，操作簡單，定量準(zhǔn)確，可用于土壤中氯嘧磺隆的殘留分析及大量樣品的快速檢測。
　　 2.在黑龍江省哈爾濱市香坊農(nóng)場采集未施用過氯嘧磺隆的土壤進(jìn)行溫室培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，采集的土壤在溫室中預(yù)培養(yǎng)10天后，添加不同濃度的氯嘧磺隆(1倍、10倍和100倍的田間推薦高劑量)，按照一年一次、一年兩次、

4、兩年兩次和兩年四次的施藥方案施藥，每次施藥后采集1、7、15、30、45、60、90和120天的土樣，分別測定氯嘧磺隆殘留量、土壤微生物基礎(chǔ)呼吸、微生物生物量碳，微生物群落平均吸光率AWCD(BIOLOG法測定)、磷脂脂肪酸(PLFA)含量。通過連續(xù)兩年，每年兩次不同濃度的重復(fù)施藥，研究氯嘧磺隆長期重復(fù)施用對土壤微生物的影響。長期重復(fù)施藥培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氯嘧磺隆在土壤中的消解動(dòng)態(tài)符合一級動(dòng)力學(xué)方程，在土壤中的半衰期為24.7～51.0

5、天，長期重復(fù)施藥會(huì)延長氯嘧磺隆的半衰期。微生物呼吸測定結(jié)果表明：一年兩次、兩年兩次、兩年四次施藥后，氯嘧磺隆施藥初期對土壤微生物基礎(chǔ)呼吸產(chǎn)生顯著影響，各處理與對照有顯著差異，分別在60天、30天、45天后恢復(fù)至對照水平。BIOLOG生態(tài)板測定結(jié)果表明：一年兩次施藥后，氯嘧磺隆第不同劑量處理初期對微生物代謝活性產(chǎn)生顯著影響，且活性高低與氯嘧磺隆濃度呈正相關(guān)，60天后與對照差異逐漸減少；兩年兩次施藥后1-45天，在不同劑量處理下，土壤微生物

6、AWCD值均高于對照處理，不同濃度恢復(fù)時(shí)間不一致；兩年四次施藥后在不同劑量處理下，1-60天土壤微生物AWCD值均高于對照處理，90天后，處理恢復(fù)至對照。磷脂脂肪酸測定結(jié)果表明：一年兩次施藥后氯嘧磺隆10倍處理在1-15天PLFA總量顯著高于對照，30天恢復(fù)后，又顯著低于對照，1倍處理中土壤微生物PLFA總量與對照相比無顯著變化；兩年兩次施藥后不同處理，其PLFA總量低于對照，且抑制作用與濃度正相關(guān)，各處理均在60天后恢復(fù)；兩年四次施藥

7、后10倍處理前15天顯著低于對照，30天后恢復(fù)，1倍處理與對照無明顯差異。Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)在整個(gè)培養(yǎng)過程有所變化但均會(huì)恢復(fù)到對照無差異，而McIntosh指數(shù)在100倍處理和10倍重復(fù)處理后顯著升高。在施藥初期微生物受到抑制，不同處理的土壤微生物量碳的含量和PLFA總量顯著低于對照，而后又顯著高于對照。在培養(yǎng)初期和后期各處理的GN/GP值與對照有顯著差異，中間時(shí)期與對照變化一致。各處理的真菌與細(xì)菌的比值先高于對照后