長(zhǎng)殘留除草劑氯嘧磺隆對(duì)土壤微生物生態(tài)的影響.pdf

1、氯嘧磺隆是20世紀(jì)80年代美國(guó)杜邦公司開發(fā)的一種磺酰脲類除草劑,其具有殺草譜廣、超高活性、高選擇性等特點(diǎn),主要用于大豆田防除闊葉雜草和某些莎草科及禾本科雜草。該除草劑在土壤中殘留時(shí)間長(zhǎng),屬長(zhǎng)殘留除草劑,其長(zhǎng)期大量重復(fù)使用對(duì)后茬敏感作物產(chǎn)生藥害,嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及土壤資源的可持續(xù)利用。本文結(jié)合田間調(diào)查及室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究了長(zhǎng)殘留除草劑氯嘧磺隆對(duì)土壤微生物種群數(shù)量、微生物群落和功能多樣性及生態(tài)系統(tǒng)能流和碳流的影響,初步探討了其影響

2、土壤健康的微生物生態(tài)多樣性的變化。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.建立了土壤中氯嘧磺隆殘留量檢測(cè)的方法。土壤樣品經(jīng)0.2mol/L的磷酸緩沖液(pH=7.8)提取、加入磷酸酸化至pH=2.5,用乙腈萃取后濃縮,采用超高效液相色譜串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜儀多離子反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式下檢測(cè),以m/z414.8＞212.9、m/z414.8＞120.9定性,以m/z414.8＞185.9定量。在0.1～1mg/kg添加水平范圍內(nèi)氯嘧磺隆的平均添

3、加回收率為80.52～94.11％;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.80～7.96％。該方法對(duì)氯嘧磺隆的定量限(LOQ)為5μg/kg。該方法靈敏度高,操作簡(jiǎn)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(cè)。
　　 2.將田間調(diào)查實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,研究了長(zhǎng)殘留除草劑氯嘧磺隆對(duì)土壤微生物生態(tài)的影響。
　　 (1)采集黑龍江省牡丹江和葦河兩地不同施藥歷史的大豆田土壤,分別測(cè)定其殘留量、土壤微生物生物量碳和磷脂脂肪酸

4、含量。結(jié)果表明:兩地不同施藥歷史的土壤中均未檢測(cè)到氯嘧磺隆的殘留;牡丹江和葦河地區(qū)連續(xù)施藥多年的土壤中微生物量碳的含量和PLFA總量都顯著低于空白對(duì)照;兩地不同施藥年限的土壤微生物GN/GP比值和真菌/細(xì)菌比值顯著低于未施藥的土壤,且隨著施藥年限的增加而降低:而不同施藥年限土壤微生物的壓力指數(shù)高于對(duì)照土壤,且存在顯著差異;通過(guò)主成分分析也可以看出,兩地不同施藥年限的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與未施藥土壤明顯不同,土壤中微生物的群落結(jié)構(gòu)組成發(fā)生了

5、改變。
　　 (2)在黑龍江省哈爾濱市香坊農(nóng)場(chǎng)采集未施用過(guò)氯嘧磺隆的土壤進(jìn)行溫室實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究氯嘧磺隆影響土壤微生物的變化情況,采集的土壤在溫室中預(yù)培養(yǎng)10d后,添加一定濃度(田問(wèn)推薦高劑量的1倍、10倍、100倍和1000倍的濃度)的氯嘧磺隆。施藥后1、7、15、30、45、60、90和120d采集土樣,分別測(cè)定氯嘧磺隆殘留量、土壤微生物的基礎(chǔ)呼吸和誘導(dǎo)呼吸、微生物生物量碳、BIOLOG方法測(cè)定碳源利用率和磷脂脂肪酸(PLFA

6、)含量。結(jié)果表明:氯嘧磺隆在土壤中的消解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,在土壤中的半衰期為24.8～31.5d;在施藥初期土壤微生物的基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)了,各處理與對(duì)照有顯著差異,而整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中對(duì)誘導(dǎo)呼吸沒(méi)有顯著性影響;BIOLOG生態(tài)板測(cè)定結(jié)果顯示,各處理的微生物群落平均吸光率AWCD值在初期高于對(duì)照,到45d后明顯低于對(duì)照;Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中與對(duì)照無(wú)差異,而McIntosh指數(shù)在前60d低于對(duì)照,有顯著差

7、異,之后逐漸恢復(fù)到對(duì)照水平;在施藥后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(duì)照,到30～40d時(shí)恢復(fù)到對(duì)照水平,60d后又顯著高于對(duì)照。在培養(yǎng)初期和后期各處理的GN/GP值與對(duì)照有顯著差異,中間時(shí)期與對(duì)照變化一致。各處理的真菌與細(xì)菌的比值先高于對(duì)照后低于對(duì)照然后逐漸恢復(fù)一致。不同處理的壓力指數(shù)隨培養(yǎng)時(shí)間與對(duì)照的差異逐漸減小。主成分分析結(jié)果表明除草劑氯嘧磺隆改變了土壤微生物的群落結(jié)構(gòu),在培養(yǎng)過(guò)程的初期和末