哌蟲啶在土壤中的環(huán)境行為及其對(duì)土壤微生物多樣性和土壤酶活的影響研究.pdf

1、哌蟲啶（IPP）是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種新型高效手性殺蟲劑。本研究以 IPP為研究對(duì)象，對(duì)其在4種不同性質(zhì)的土壤中的行為、降解中間產(chǎn)物鑒定及其代謝途徑、IPP四個(gè)異構(gòu)體的降解特性、IPP對(duì)土壤微生物多樣性、微生物數(shù)量和土壤酶活性的影響等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，旨在闡明 IPP在土壤中的環(huán)境行為，為 IPP科學(xué)、安全合理的使用提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.在淡涂泥田、黃壤土、黃泥田、黃石土4種土壤中接種IPP

2、降解菌Sphingobacterium sp. P1-3，降解菌對(duì)IPP對(duì)映體RS-IPP、SR-IPP降解效果較好，對(duì)映體RR-IPP、SS-IPP的降解效果不明顯。培養(yǎng)100天，RS-IPP、SR-IPP在4種加降解菌P1-3土壤中的降解率分別達(dá)到67.27％、67.28％（淡涂泥田）；71.25％、71.26％（黃壤土）；55.62％、55.66％（黃泥田）；46.52％、46.53％（黃石土）。菌株P(guān)1-3在4種滅菌土壤中對(duì)IP

3、P的4個(gè)異構(gòu)體降解效果不明顯。結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)土壤中，菌株P(guān)1-3與多種微生物聯(lián)合作用下對(duì)IPP的降解效果優(yōu)于單一降解菌。
　　2.通過研究IPP的4個(gè)異構(gòu)體在4種土壤中的降解得出：在同一條件下 IPP互為手性的一對(duì)異構(gòu)體降解情況相似，且 RS-IPP、SR-IPP比RR-IPP、SS-IPP更容易降解。IPP在不同土壤中的降解差異可能與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)，如土壤有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度以及陽離子交換量等。IPP在淡涂泥田和黃壤土中降解率

4、較高，在黃泥田和黃石土中降解率較低，培養(yǎng)100天后，RS-IPP、SR-IPP在4種土壤中的降解率分別達(dá)到61.44％、61.56％（淡涂泥田），70.09％、70.08％（黃壤土），43.05％、43.07％（黃泥田），37.52％、37.49％（黃石土）。
　　3.對(duì)IPP在土壤中的中間代謝產(chǎn)物進(jìn)行HPLC檢測(cè)并進(jìn)行LC-MS/MS分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì) IPP的中間代謝產(chǎn)物進(jìn)行推斷。由產(chǎn)物一級(jí)和二級(jí)質(zhì)譜圖，確定三種中間產(chǎn)物分別

5、為：1-((6-氯吡啶-3-基)甲基)-7-甲基-8-硝基-1,2,3,5,6,7-六氫咪唑并[1,2-a]吡啶-5-羥基（C）、1-((6-氯吡啶-3-基)甲基)-8-硝基-八氫咪唑并[1,2-a]吡啶-5-羥基(D)、8-氨基-1-(6-氯吡啶-3-基)-八氫咪唑并[1,2-a]吡啶-5,7-二羥基(E)。推斷哌蟲啶在土壤中的降解途徑可能為：IPP丙氧基水解成羥基，形成C，C經(jīng)亞硝基化和去甲基生成中間產(chǎn)物D，D經(jīng)過氨基化和羥基化反應(yīng)

6、形成E，C也可以直接氨基化和加羥基后生成E。
　　4.IPP對(duì)土壤酶活有一定的影響。其中，IPP對(duì)土壤過氧化氫酶和蛋白酶的影響較小，對(duì)土壤脲酶的影響最大。在淡涂泥田和黃泥田中脫氫酶活性受到一定影響，在黃壤土和黃石土中脫氫酶酶活較小，未檢測(cè)到。在培養(yǎng)的100天內(nèi)，IPP對(duì)土壤中微生物的數(shù)量產(chǎn)生一定的影響。微生物數(shù)量所受影響大小順序?yàn)椋狐S壤土>淡涂泥田>黃石土>黃泥田。
　　5.采用454焦磷酸測(cè)序技術(shù)研究IPP對(duì)土壤微生物多樣

7、性的影響。結(jié)果表明，添加 IPP初期土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)變化顯著，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，細(xì)菌菌群恢復(fù)正常，真菌菌群受到影響較大且在整個(gè)培養(yǎng)過程中差異持續(xù)存在。培養(yǎng)初期，淡涂泥田、黃泥田、黃石土中Bacteroidetes豐度與對(duì)照組差異顯著；黃壤土、黃泥田中Firmicutes豐度與對(duì)照組差異顯著，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，各組細(xì)菌菌群逐漸恢復(fù)正常。淡涂泥田中真菌群落組成豐度受到的影響較小，黃壤土、黃泥田、黃石土3種土壤真菌群落組成豐度受到的