除草劑氟磺胺草醚對土壤酶、微生物與蚯蚓的生態(tài)毒理研究.pdf

1、氟磺胺草醚是一種二苯醚類除草劑，廣泛應(yīng)用于大豆、花生等作物田用來防除闊葉性雜草。該除草劑是長殘留除草劑，使用不當(dāng)或長期大量重復(fù)使用可以對后茬作物產(chǎn)生藥害，并且可能會對土壤生態(tài)環(huán)境造成不利影響。因此本文利用室內(nèi)培養(yǎng)實驗，采用常規(guī)生理生化方法結(jié)合變性梯度凝膠電泳(DGGE)和限制性片段長度多態(tài)性(T-RFLP)等分子生物學(xué)技術(shù)評價了氟磺胺草醚對土壤酶和土壤微生物的生態(tài)效應(yīng)。同時還研究了氟磺胺草醚對土壤中生物標(biāo)志物蚯蚓的氧化脅迫和DNA損傷，

2、為合理評價氟磺胺草醚的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)提供了科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.利用HPLC法測定了氟磺胺草醚在土壤中的殘留動態(tài)，結(jié)果表明氟磺胺草醚在受試土壤中的消解動態(tài)符合一級動力學(xué)方程，降解半衰期為38.9d。采用平板計數(shù)法測定了不同濃度氟磺胺草醚對土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的影響，結(jié)果表明培養(yǎng)40d內(nèi)氟磺胺草醚在土壤中濃度為10、100和500μg/kg時對土壤中細(xì)菌和放線菌表現(xiàn)出明顯的刺激作用，對真菌表現(xiàn)出輕微的抑制作用，培養(yǎng)

3、60d后，細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量均回到對照水平，整體來說實驗濃度下的氟磺胺草醚對土壤微生物毒性較小。
　　 2.本文測定了低劑量氟磺胺草醚對土壤磷酸酶、脲酶、脫氫酶和β-葡糖苷酶的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氟磺胺草醚對土壤中酸性磷酸酶、堿性磷酸酶和β-葡糖苷酶在染毒前30d有刺激作用，對土壤脲酶呈現(xiàn)出先抑制再刺激逐漸恢復(fù)至對照水平的作用，而土壤脫氫酶在60d的實驗周期內(nèi)均呈現(xiàn)出刺激作用，且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系。實驗結(jié)果表明土壤脲酶和脫氫酶對低劑

4、量氟磺胺草醚較為敏感，可以作為評價氟磺胺草醚對土壤生態(tài)效應(yīng)影響的指標(biāo)之一。
　　 3.采用PCR-DGGE分子指紋技術(shù)研究了低劑量(≤500μg/kg)氟磺胺草醚在不同培養(yǎng)時間對土壤中細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在整個試驗周期(60d)氟磺胺草醚對土壤中細(xì)菌生長起到一定的刺激作用，特別是對Emticicia、Luteibacter、Bacillus和Pontibacter菌屬代表的細(xì)菌生長刺激作用較強(qiáng)，且在某個實驗階段呈現(xiàn)

5、出一定的劑量效應(yīng)關(guān)系，說明低劑量(≤500μg/kg)氟磺胺草醚不會對土壤中細(xì)菌有毒性作用，但從相似度指數(shù)上可以看到隨土壤染毒濃度的提高相似度指數(shù)與對照相比相似性逐漸變小，這說明氟磺胺草醚可以在一定程度上改變土壤中細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)；氟磺胺草醚對真菌群落結(jié)構(gòu)也有一定程度的影響，在氟磺胺草醚處理20d以內(nèi)，10μg/kg的氟磺胺草醚對土壤中真菌生長有刺激作用，而100和500μg/kg氟磺胺草醚對土壤真菌有輕微的抑制作用，表現(xiàn)出輕微的毒性效應(yīng)

6、，當(dāng)培養(yǎng)30d以后，各濃度氟磺胺草醚和對照相比均對土壤中Trichosporon、Ascobolus和一些未培養(yǎng)的真菌生長起到刺激作用，且呈現(xiàn)一定的劑量效應(yīng)關(guān)系。
　　 4.采用PCR-RFLP技術(shù)研究了低劑量(≤500μg/kg)氟磺胺草醚對土壤中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氟磺胺草醚施用后10d對土壤細(xì)菌影響較大，對土壤中不同細(xì)菌種群既有刺激作用也有抑制作用，但是從整體上刺激作用大于抑制作用；10d后對土壤細(xì)菌抑制作用基本消

7、失，但在培養(yǎng)30天以內(nèi)對土壤細(xì)菌的刺激作用仍然較為明顯，該研究結(jié)果與平板計數(shù)和PCR-DGGE實驗研究結(jié)果基本一致。在細(xì)菌種群多樣性方面，氟磺胺草醚培養(yǎng)30d以內(nèi)可以使土壤細(xì)菌多樣性降低，但是可以使某些細(xì)菌種群的優(yōu)勢度增加，30d以后氟磺胺草醚對土壤細(xì)菌種群多樣性的影響基本消失。在整個實驗周期內(nèi)TRF138菌群相對含量和對照相比均較高，這可能說明TRF138片段代表的細(xì)菌種群能夠充分利用低劑量氟磺胺草醚作為能源，為篩選氟磺胺草醚降解菌株

8、奠定了基礎(chǔ)。
　　 5.利用OECD人工土壤研究了低劑量(≤500μg/kg)氟磺胺草醚對蚯蚓的氧化脅迫和DNA損傷，發(fā)現(xiàn)蚯蚓在氟磺胺草醚暴露前14d，體內(nèi)抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性、ROS水平變化較為明顯，除第14d在100和500μg/kg氟磺胺草醚影響下蚯蚓體內(nèi)SOD活性下降外，其余時間SOD、CAT和POD活性以及ROS水平均比對照水平高；低劑量氟磺胺草醚不能引起蚯蚓體內(nèi)明顯的脂質(zhì)過氧化；彗星實驗表明低劑量氟