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控制条件下除草剂在土壤中的降解及其对土壤生物学指标的影响

姚斌  
【摘要】: 农药的大量使用,使得我国不少地区的土壤受到了一定程度的污染,并且具有量大、面广和分散的特点。阿特拉津、丁草胺和甲磺隆是目前我国广泛使用的三大类除草剂,有关研究者已对该三类除草剂在土壤中的物理、化学和生物学行为进行了深入的研究,但有关在一定控制条件下该3大类除草剂的降解特征及其对土壤中微生物学指标的影响研究相对缺乏。本文以中性的丁草胺、弱碱性的莠去津和弱酸性的甲磺隆三种不同性质的常用除草剂为研究对象,研究了一定控制条件下,除草剂在土壤中的降解动态规律及其相关的生物学指标对除草剂污染的响应,试图通过表征土壤质量的生物学指标来揭示污染土壤修复过程中环境友好演变的过程和机理,为采用调节环境条件、依靠土壤自然微生物活性的提高而快速原位修复污染土壤的技术提供理论依据。取得的主要研究结果如下: 1.控制条件下阿特拉津在土壤中的降解研究 不同温度和不同含水量控制条件下,研究了除草剂阿特拉津在黄筋泥田、青紫泥田和淡涂泥田三种土壤中的消长动态规律。研究结果表明: (1)当土壤含水量为40%田间最大持水量时,在不同温度(15℃、25℃、35℃)恒温培养条件下,土壤中阿特拉津残留总量随时间的变化均满足一级反应动力学方程C=Coe~(-kt)。随温度的提高,土壤中阿特拉津的降解速度加快,降解半衰期缩短。15℃、25℃和35℃阿特拉津在黄筋泥田、青紫泥田和淡涂泥田中的降解半衰期分别为31.2~59.2d、15.0~25.6d和10.5~32.7d。从试验结果看,较高温度土壤环境中间特拉津残留物的降解速率要比低温环境中快。 (2)35℃恒温培养条件下,土壤含水量从40%田间最大持水量增加到60%田间最大持水量,提高了阿特拉津除草剂在土壤中的降解速率。在生产实践中可以通过调节土壤温度和土壤水分条件来提高土壤微生物的活性及促进除草剂的降解。 2.控制条件下丁草胺在土壤中的降解研究 不同温度和不同含水量控制条件下,研究了除草剂丁草胺在黄筋泥田、青紫泥田和淡涂泥田三土壤中的消长动态规律。研究结果表明: (1)温度对丁草胺在土壤中的降解影响明显,相同土壤含水量(40%田间最大持水量) 三个温度(15C、25’C、35C)恒温培养条件下,丁草胺除草剂的消长动态规律表现为:温 度越高,土壤中丁草胺降解越快,降解半衰期缩短;15’C、25C和35’C温度条件一卜厂草胺 在黄筋泥田、青紫泥田和淡涂泥田中的降解半衰期分别为13.l~105d、11.7~21.Zd和 10.5~26d:土壤中丁草胺残留总量随时间的变化满足一级反应动力学方程C=C;;e-‘’。从试验 结果看,较高温度土壤环境中丁草胺残留物的降解速率要比低温环境中快。 (2)土壤含水量对丁草胺在土壤中的降解具有明显影响,测定结果显示35C恒温培养 条件下,随土壤含水量的增加,丁草胺在土壤中的降解速度加快。40%田间最大持水量条件 下了草胺在黄筋泥田、青紫泥田和淡涂泥田中的DI。分别为:16.Zd、m.sd、32.7d;60%田 间最大持水量条件下了草胺在相应三种土壤中的DT;。。分别为:15.id、9.gd、13.sd。 3.除草剂污染对土壤环境质量生物学指标的影响 阿特拉津、丁草胺和甲磺隆三种除草剂以10mg.kg-’浓度施入土壤后对土壤环境生物学 指标有一定程度的影响,测定结果表明,除草剂对土壤环境生物学指标的影响效应是随时间 变化的。 *)土壤受除草剂污染后土壤微生物生物量碳明显降低,尤其是在培养初期,除草剂对 士壤微生物生物量的影响较大。当除草剂在土壤中被降解后,其对生物量碳的影响随之降低。 相同除草剂在不同土壤中对土壤微生物生物量碳的影响程度是不同的。阿特拉津除草剂对供 试土壤微生物生物量碳的影响顺序为:淡涂泥田>青紫泥田>黄筋泥田;丁草胺为:淡涂泥 田>黄筋泥田>青紫泥田;甲磺隆为:青紫泥田>淡涂泥田>黄筋泥田。同一土壤,不同除 草剂对微生物生物量碳的影响亦不相同,黄筋泥田中除草剂对土壤微生物生物量碳的影响顺 序为:甲磺隆>丁草胺>阿特拉津;青紫泥田为:甲磺隆>阿特拉津>丁草胺;淡涂泥田为: 丁草胺>甲磷隆>阿特拉津; (2)土壤受除草剂污染后土壤微生物生物量氮明显降低,尤其是在培养初期,除草剂对 土壤微生物生物量氮的影响较大。当除草剂在土壤中被降解后,其对生物量氮的影响随之降 低。相同除草剂在不同土壤中对土壤微生物生物量氮的影响程度是不同的。阿特拉洋对供试 土壤微生物生物量氮的影响顺序为:青紫泥田>淡涂泥田>黄筋泥田:丁草胺为:淡涂泥田 >青紫泥田>黄筋泥田;甲磷隆为:淡涂泥田>青紫泥田>黄筋泥田。研究表明,不同除草 剂施入同一土壤对微生物生物量碳的影响亦不相同,阿特拉津、丁草胺和甲磷隆三种除草剂 施入黄筋泥田对土壤微生物生物量碳的影响顺序为:甲磺隆>丁草胺>阿特拉津。三种供试 除草剂施入青紫泥田对土壤微生物生物量氮的影响顺序为:甲磺隆>丁草胺>阿特拉津。三 n 种供试除草剂施入淡涂泥田对土壤微生物生物?


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