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新杀虫剂啶虫脒对旱地土壤微生物生态影响及其降解研究

姚晓华  
【摘要】:本文以杭州临平灰潮土为研究材料,综合运用传统平板培养技术及现代分子生物学方 法,全面地探讨了类烟碱型新杀虫剂啶虫脒对旱地土壤微生物生态及毒性效应,并筛选、分 离和鉴定了一株啶虫脒降解菌,进行了啶虫脒降解途径的初步推测,为建立有效的杀虫剂污 染预警指标体系、环境质量评价和啶虫脒降解菌的有效利用提供了有益的参考。本研究所获 得主要结论如下: 1.采用传统平板培养方法研究了啶虫脒对旱地土壤好气性细菌、放线菌、真菌和固氮 菌生长的影响及对土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、蛋白酶活性和土壤呼吸强度的 影响。研究结果表明,四种施用浓度的啶虫脒均可以刺激细菌和真菌的生长。在使用啶虫脒 后的两周内,好气性固氮菌数量被抑制,从第三周开始固氮菌数量回升,这种刺激的趋势一 直持续到试验结束(50天)。啶虫脒对放线菌数量有抑制作用。在啶虫脒使用后第一周,各 个浓度处理的放线菌数量均显著下降,抑制率达到了80%。在整个50天的试验培养期内, 25、50mg kg~-1干土两个高浓度土样的放线菌数量始终处于被抑制状态。 啶虫脒对过氧化氢酶和脲酶的影响不大,在整个试验过程中,处理土壤的这两种酶活性 与对照土样的没有显著的差异。啶虫脒对土壤磷酸酶有明显的抑制作用。在施药的第一周, 四个处理土样的磷酸酶活性均受到显著的抑制,且与浓度成正比。在大部分试验期内,25、 50mg kg~-1干土两个高浓度的处理土样的酶活始终显著小于对照水平。由磷酸酶的浓度效应 非线性回归曲线计算出的第7天、14天、35天的EC_10和EC_50分别为28、15、31和146120、 14636和13414mg kg~-1干土。计算得出的EC_10值比正常使用浓度(0.5mg k~-1 干土)大得多, 这表明在正常的使用浓度下,对磷酸酶不构成毒理学上的威胁。但是计算得出的EC_10值小 于试验所选择的最高浓度值(50mg kg~-1 干土),所以当啶虫脒在土壤中积累或者使用量不当 时,对磷酸酶的威胁会增大。在啶虫脒处理土壤后的第一和第二周内,脱氢酶被轻微抑制, 从第三周开始,低浓度(0.5mg kg~-1、5mg kg~-1 干土)处理土样的酶活首先被激活,此后各 个处理土样脱氢酶活性继续被激活,激活的程度与施用浓度成反比。在啶虫脒处理后的三周 内,蛋白酶活性变化与使用浓度没有明显关系,从第四周开始处理土样的蛋白酶活性均受到 了不同程度的抑制,其中施用浓度为50mg kg~-1 干土土样酶活性受到了显著的抑制(p0.05)。 啶虫脒使用后第二周开始,土壤呼吸受到抑制,并且使用浓度越高,抑制效应就越明显。 在试验后期,呼吸强度才开始缓慢恢复。由剂量效应非线性回归曲线计算得出的第21天的


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