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杀菌剂氟吡菌酰胺对土壤微生物群落多样性的影响

张盈  
【摘要】:氟吡菌酰胺(fluopyram),吡啶基乙基苯甲酰胺类杀菌剂,是由拜耳作物公司研制而成并商品化,能应用于防治70多种农作物上的多种病害。但是,氟吡菌酰胺的使用可能会给环境造成风险。本文通过测得室内培养条件下氟吡菌酰胺在土壤中残留量、土壤微生物基础呼吸和诱导呼吸释放二氧化碳的量、土壤中微生物碳的含量;并采用Biolog法测定土壤微生物对碳源的利用情况;采用PLFA法测定群落结构情况,探讨了氟吡菌酰胺对土壤健康影响的微生物学机制。 1.土壤样品用乙腈提取后,N.丙基乙二胺(PSA)净化,超高效液相色谱串联四级杆质谱仪(UPLC-MS/MS)多离子反应监测(MRM)模式检测氟吡菌酰胺残留量,以m/z397.3173、m/z397.3208定性,以m/z397.3173定量。在0.01~5mg/kg添加水平范围内氟吡菌酰胺的平均添加回收率是80.2-84.0%,相对标准偏差在2.45-7.78%之间。该方法对氟吡菌酰胺在土壤中的最低检测限(LOD)为0.13μg/kg,定量限(LOQ)为0.44μg/kg。 2.在室内培养条件下,研究了杀菌剂氟吡菌酰胺对土壤微生物群落多样性的影响。在北京上庄实验基地采集2年内未施用过农药的土壤进行室内培养实验。采集的土壤在温度为25℃、湿度为60%的条件下预培养10天后,添加氟吡菌酰胺标准品后使浓度分别为空白对照(0mg/kg,CK)、1倍田间最高推荐剂量(75g ai/ha,0.5mg/kg,T1)、3倍田间最高推荐剂量(1.5mg/kg, T3)和10倍田间最高推荐剂量(5mg/kg, T10)。在药后7、15、30、45、60和90天采集土壤样品,分别测定氟吡菌酰胺在土壤中的残留量、土壤微生物呼吸和微生物量碳释放二氧化碳的量、土壤中微生物碳的含量、用Biolog法测定土壤微生物群落代谢功能多样性和用磷脂脂肪酸(PFLA法)测定土壤微生物群落结构多样性的变化。 氟吡菌酰胺在土壤中降解的情况符合一级动力学方程,三个浓度(0.5、1.5、5mg/kg)氟吡菌酰胺在土壤中的半衰期为64.2~93.6天,残留期较长。施药后土壤微生物的基础呼吸和诱导呼吸的强度都增强了,微生物量碳含量降低了,呼吸商值提高了,各处理与对照之间存在明显差异。Biolog生态板测定结果显示,低浓度处理(0.5mg/kg)土壤的AWCD值在实验前45天显著高于对照,后与对照无明显差异,高浓度处理(1.5mg/kg和5mg/kg)土壤的AWCD值在整个实验期间都明显低于对照水平;三个处理的Shannon指数在实验培养初期明显低于对照处理,30天后与对照无明显差异;Simpson指数的变化与AWCD值一致;低浓度处理(0.5mg/kg)的McIntosh指数与对照无明显差异,而高浓度处理的McIntosh指数在实验期间明显低于对照处理。施药后微生物受到抑制,三个浓度氟吡菌酰胺处理土壤的总PLFA总显著低于空白处理,GN/GP和真菌/细菌的值也都明显低于空白处理。Biolog和PLFA的主成分分析结果说明杀菌剂氟毗菌酰胺明显改变了土壤微生物的群落结构。


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