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《东北农业大学》 2007年
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三种长残留性除草剂对大豆根圈环境的影响及原位生物修复的研究

赵长山  
【摘要】: 化学除草技术从产生、应用、发展到现代,在提高作物产质量的同时,也带来了一系列的环境问题。20世纪80年代后,磺酰脲类、咪唑啉酮类等超高活性除草剂的开发应用占据农药市场,咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、异噁草酮是此类超高活性除草剂中的代表品种,是中国春大豆产区广泛应用的三种长残留性除草剂。此类长残留性除草剂长期大量应用,不仅危害后茬敏感作物,也势必会造成对大豆根圈环境的破坏。因此,深入开展咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、异噁草酮对大豆根圈环境影响的研究,明确长残留性除草剂对大豆根系生长环境的影响程度,为通过人工措施调节大豆根圈环境,促进根圈环境中营养物质的转化和大豆对根圈环境中营养物质的吸收与利用奠定理论基础,从而实现大豆高产优质。本文在研究大豆田常用的三种长残留性除草剂咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆和异噁草酮对大豆根圈环境影响基础上,利用生物措施修复受该类长残留性除草剂伤害的大豆根圈环境,得出如下结论: 1.咪唑乙烟酸使细菌数量显并增加,真菌数量表现为短时间内增加,而后受到明显抑制;放线菌数量短时间增加,以后逐渐恢复至正常田间状态。 氯嘧磺隆施用后,土壤中细菌数量显著减少,但真菌数量显著增加,放线菌短时间内增加,但随时间的延长而减少。 异噁草酮对大豆根圈细菌具有较长时间的刺激作用,且随着异噁草酮用量增加刺激作用增强;土壤中异噁草酮含量较高时,短时间内土壤中真菌数量增加,但随用药后时间的延长而减少。异噁草酮止常田间用量2250g/hm~2条件下土壤中真菌的数量减少,但高用量时,放线菌增加。 2.咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆施用后大豆根瘤数明显减少,鲜重、干重下降。减少比例随用药量的增加而增加。异噁草酮施药量为2250g/hm~2对大豆根瘤没有影响,施药量为2500g/hm~2利2750g/hm~2时,大豆根瘤数明显减少,鲜重、干重下降。 3.咪唑乙烟酸对大豆根圈三种土壤酶活性影响表现为:脲酶活性严重受抑制,用药量增加抑制作用加强,但35天后,活性恢复正常:纤维素酶的活性显著提高,但随着时间的延长而逐渐恢复到正常水平;磷酸酶活性短时间内提高,更长时间表现为抑制作用。 氯嘧磺隆对大豆根圈三种土壤酶活性影响表现为:脲酶活性显著受抑制:纤维素酶活性显著增高;磷酸酶活性短时间提高,很快开始显著下降。 异噁草酮对大豆根圈三种土壤酶活性影响表现为:脲酶活性表现为先下降后提高的规律:纤维素酶活性28天内显著提高以后逐渐恢复;磷酸酶活性施药后21天内显著提高,以后恢复至正常。 4.降解菌IZP-1对咪唑乙烟酸的降解作用最初有12小时的停滞期,12小时后开始迅速降解,至72小时降解90%以上。葡萄糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、柠檬酸钠作为碳源加入培养基中,使停滞期延长至24小时,但对最终的降解作用无积极影响。25℃为最佳降解温度,pH5-7有利于降解菌降解作用。 降解菌YW-1对氯嘧磺隆的降解作用没有表现出明显的停滞期,降解速度平稳,36小时降解40%,96小时后残留率趋于0。降解菌YW-1的最适生长条件为30℃,pH5.0。外加碳源对降解作用没有影响。30℃为最佳降解温度。pH5—7有利于降解菌的降解作用。 降解异噁草酮的混合菌CZ-1+CZ-2可对异噁草酮彻底降解,而且没有明显的停滞期,36小时降解90%,48小时便完全降解。外加碳源后出现36小时的停滞期,以后降解迅速。最佳降解温度为25℃-30℃,pH8-9的碱性条件有利于降解作用。 5.降解菌IZP-1能够部分修复咪唑乙烟酸对大豆根瘤个数及鲜干重影响,用药量越低被修复的最终结果越好。 降解菌YW-1能部分修复氯嘧磺隆对大豆根瘤数量及鲜干重的影响。 降解菌CZ-1+CZ-2能完全修复中低用量的异噁草酮对大豆根瘤个数、鲜重和干重的影响,但高用量不能完全修复。 6.IZP-1施用后,能降低咪唑乙烟酸对真菌生长的刺激作用,施用后早期真菌数量明显减少,7月中旬后真菌数量开始增加。IZP-1施用后,土壤中放线菌数量持续增加并始终高于对照。IZP-1能够部分修复咪唑乙烟酸对真菌和放线菌的影响。 YW-1施用后,土壤中真菌数量有所减少,但较对照真菌数量增加。YW-1可使大豆根圈土壤中放线菌数量增多,促进了放线菌的生长和繁殖。YW-1对放线菌和真菌数量变化有部分修复作用。 CZ-1+CZ-2施用后,可使异噁草酮增加的真菌数量降低,但仍高于对照,只能起到部分修复的作用。CZ-1+CZ-2可使大豆根圈土壤中放线菌数量变化更为平稳,能够起到部分修复作用。 7.降解菌IZP-1施用后,能够完全修复咪唑乙烟酸对大豆根圈土壤脲酶、纤维素酶、磷酸酶活性的影响,而且在咪唑乙烟酸对这三种酶没有影响时,没有副作用。 降解菌YW-1施用后,能够部分修复氯嘧磺隆对大豆根圈土壤脲酶、纤维素酶、磷酸酶的活性,不能完全修复,但无副作用。 降解菌CZ-1+CZ-2降解菌施用后,能够部分修复异噁草酮对大豆根圈土壤脲酶、纤维素酶、磷酸酶的活性,不能完全修复。 咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、异噁草酮对大豆根圈土壤脲酶、纤维素酶、磷酸酶活性的影响在7月中旬以后都能够得到自然恢复,降解菌只能在此期以前发挥修复作用。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S565.1

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