土壤环境中除草剂甲磺隆降解的研究I.土壤性质的影响

采用方差分析,研究了各土壤中不同形态甲磺隆残留量的差异程度;通过主因子分析,选出5个主因子,它们代表了整体信息量的90.4%;回归分析后建立了土壤性质和甲磺隆残留间的多元回归方程;经偏相关分析和通径分析得出,土壤pH值和微生物活性是甲磺隆降解的主要影响因素.     

土壤环境中除草剂甲磺隆降解的研究I.土壤性质的影响

采用方差分析,研究了各土壤中不同形态甲磺隆残留量的差异程度;通过主因子分析,选出5个主因子,它们代表了整体信息量的90.4%;回归分析后建立了土壤性质和甲磺隆残留间的多元回归方程;经偏相关分析和通径分析得出,土壤pH值和微生物活性是甲磺隆降解的主要影响因素.     

氯嘧磺隆对土壤微生物群落结构的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究了黑龙江省苇河地区不同氯嘧磺隆施药历史下土壤微生物群落结构的差异, 并测定了土壤中氯嘧磺隆的残留量.结果表明：不同施药历史下氯嘧磺隆在土壤中的残留量均很低;随着施用氯嘧磺隆年限的增加,土壤微生物的PLFA总量减少, 革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌（GN/GP）和真菌/细菌比降低,土壤微生物的压力指数增加.主成分分析表明,氯嘧磺隆显著改变了大豆田土壤微生物群落结构.     

甲磺隆对微囊藻生长和光合系统的影响

研究选取了水体常见蓝藻优势种类——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC7806)作为研究对象, 了解磺酰脲类除草剂甲磺隆(Metsulfuron-methyl)对铜绿微囊藻生长和光合系统的影响。研究表明, 当甲磺隆浓度大于80 mg/L时, 对铜绿微囊藻的生长具有显著抑制。通过回归分析和Probit分析, 甲磺隆对铜绿微囊藻生长的EC₅₀为81.998 mg/L。细胞色素研究结果显示, 实验第6天, 各浓度处理下单位细胞内Chl.a和类胡萝卜素含量均低于对照组, 且当甲磺隆浓度为80 mg/L时, 单位细胞内类胡萝卜素含量显著低于对照组。快速叶绿素荧光诱导动力学变化结果分析显示, 实验第6天甲磺隆胁迫下单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET₀/RC)及单位反应中心用于电子传递的量子产额(φE₀)受到显著抑制, 综合细胞色素变化结果显示, 甲磺隆能显著抑制光合系统反应中心电子受体侧电子性能。综上所述, 甲磺隆可能作用于光合系统反应中心电子受体侧, 从而对铜绿微囊藻光合系统造成影响。     

抗甲磺隆假单胞菌的分离及其乙酰乳酸合酶的大小亚基ilvIH基因的克隆和表达

乙酰乳酸合酶(也称乙酰羟酸合酶acetohydroxyacid synthase,AHAS)是植物、真菌和细菌细胞内支链氨基酸Val、Leu、Ile生物合成过程中关键酶,是乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂如磺酰脲类、咪唑啉酮类、嘧啶水杨酸和磺酰氨类的作用靶标.[目的]获得抗甲磺隆的乙酰乳酸合酶基因,构建其表达载体,并分析基因中的位点突变与乙酰乳酸合酶对磺酰脲类除草剂抗性产生原因.[方法]从长期使用甲磺隆的土壤中分离到l株抗甲磺隆的菌株Lm10,利用PCR技术从Lm10总DNA中克隆到乙酰乳酸合酶的大小亚基基因ilvIH,对ilvIH氨基酸序列进行比对分析.分别将ilvI和ilvH分别连接到表达载体pET29a( )多克隆位点,转化大肠杆菌(Escherichia coli)获得转化子BL21(pET-I)和BL21(pET-H),并诱导表达.[结果]菌株Lm10鉴定为假单孢菌(Pseudomonas sp.),对甲磺隆的最高耐受浓度达到14000 μmol/L,且对各种乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂具有交叉抗性.Lm10与甲磺隆敏感菌株KT2440的小亚基氨基酸序列完全相同,而大亚基有6个氨基酸位点发生变异.转化子在IPTG诱导下,乙酰乳酸合酶的大小亚基的蛋白成功表达,粗酶液酶活试验结果表明Lm10的ilvI基因表达的乙酰乳酸合酶大亚基对甲磺隆有很强的抗性.[结论]发现菌株Lm10的乙酰乳酸合酶大亚基对甲磺隆有很强的抗性,抗甲磺隆菌株Lm10与敏感菌株KT2440的ilvI有6个氨基酸位点差异,这些位点突变可能是乙酰乳酸合酶对甲磺隆抗性产生的原因.     

豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响

通过室内模拟方法, 以北方具有代表性的草甸棕壤为研究对象, 研究了除草剂豆磺隆对土壤脲酶、转化酶和三种磷酸酶活性的影响。结果显示, 在试验浓度范围内 , 豆磺隆对土壤脲酶和转化酶总体上有激活作用 , 影响幅度分别为 3.07%-20.02%和−1.73%-5.67%; 除个别浓度外, 豆磺隆对三种土壤磷酸酶均有抑制作用 , 豆磺隆浓度为 5 mg⋅kg–1时对酸性磷酸酶的抑制作用最强, 抑制率为 17.92%, 对中性磷酸酶的抑制率仅在 0.77%-1.54%之间 , 对碱性磷酸酶的抑制率为 8.95%-20.60%。豆磺隆对脲酶、转化酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响较小 , 且未表现出明显规律性, 仅与碱性磷酸酶呈显著(p < 0.05)的对数负相关关系 , 表明碱性磷酸酶在一定程度上可作为豆磺隆污染土壤的监测指标。     

几种除草剂对薇甘菊的防控效果

【背景】薇甘菊是一种外来入侵的恶性杂草,对当地农、林业造成了严重的危害。【方法】研究了草甘膦、氨氯吡啶酸、甲嘧磺隆、噻吩磺隆、苯磺隆、百草枯、五氟磺草胺、单嘧磺隆和单嘧磺脂9种除草剂对薇甘菊的化学防治,调查各药剂对薇甘菊的植株鲜重抑制率、叶片覆盖度和抑花率。【结果】氨氯吡啶酸25～100gai.hm-2、草甘膦1538～2306gai.hm-2、甲嘧磺隆100～400gai.hm-2、百草枯750、1125gai.hm-2、五氟磺草胺125gai.hm-2、噻吩磺隆11.25～33.75gai.hm-2和单嘧磺脂15～60gai.hm-2对薇甘菊营养生长控制效果较好。其中,百草枯短时间有效,草甘膦、五氟磺草胺、单嘧磺脂、单嘧磺隆、氨氯吡啶酸和甲嘧磺隆对薇甘菊的抑花率较高,苯磺隆和单嘧磺隆基本无效,且9种药剂对橡胶树均未表现出药害。【结论与意义】适当降低氨氯吡啶酸、甲嘧磺隆、草甘膦、五氟磺草胺、噻吩磺隆和单嘧磺脂的浓度可以保持薇甘菊营养生长而扼制种子蔓延。本研究首次发现五氟磺草胺、噻吩磺隆和单嘧磺脂对薇甘菊有良好的抑制效果。     

溶液pH值及模拟酸雨对两种磺酰脲类除草剂在土壤中行为的影响

采用平衡振荡法和土柱淋洗法,研究了溶液pH及模拟酸雨对土壤中苄嘧磺隆和甲磺隆行为的影响.结果表明,Freundlich方程能较好地描述苄嘧磺隆和甲磺隆的吸附等温线,水-土壤系统pH升高能明显地降低这两种除草剂在土壤中的吸附,促进其在土壤中的迁移,且吸附常数(K_f)与土壤有机质含量、粘土含量呈正相关,而与土壤pH呈负相关.pH值高的模拟酸雨对除草剂在土壤中淋溶贡献较大,且淋溶量随雨量的增大而增大.除草剂在土壤中的淋溶与土壤性质密切相关,有机质含量和粘粒含量较高的土壤对除草剂的持留能力较强.     

氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定及其降解特性

利用富集培养技术从长期施用氯嘧磺隆的土壤中分离得到1株能够降解氯嘧磺隆的细菌L-7。通过生理生化特性和16SrRNA序列分析,初步鉴定L-7为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)。并分析了氯嘧磺隆的初始浓度、接种量、温度和pH值对L-7菌株降解氯嘧磺隆效果的影响,确定了最佳降解条件。结果表明,该菌在氯嘧磺隆浓度为100mg/L、接种量为5%、pH4.0、温度30°C条件下,接种5d后对氯嘧磺隆的降解效率达到80%以上。     

氯嘧磺隆降解菌株LW-3的分离及生物学特性研究

从长期受氯嘧磺隆污染的土壤中分离到一株氯嘧磺隆高效降解菌株,命名为LW-3,菌株LW-3可以氯嘧磺隆为唯一氮源生长,接种量为2%时,50 mg/L氯嘧磺隆经过7 d,降解率达70%～80%.生理生化实验和16S rDNA序列同源性分析,将菌株LW-3归属于假单胞茵属(Pseudomonas sp.);菌株的适宜降解条件为;温度30℃～35℃,pH 6.5～7.2,pH对菌株LW-3降解氯嘧磺隆有明显地影响.     

噻吩磺隆降解菌Bacillus subtilis LXL-7的分离与应用

从土壤中分离到一株能高效降解噻吩磺隆的细菌LXL-7,经鉴定LXL-7为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在含100 mg/L噻吩磺隆的培养基中,菌株LXL-7降解噻吩磺隆的72 h降解率可达99.6%以上。菌株LXL-7的最适p H为7.5,适宜温度为30-35℃,该菌还对噻吩磺隆和盐有很好的耐受性,至少能耐受400 mg/L的噻吩磺隆和4.0%的Na Cl。另外,还通过在商品化的土壤微生物改良剂中添加菌株LXL-7开发了多功能微生物制剂,新制剂除原有功能外还增加了降解噻吩磺隆的新功能,故认为菌株LXL-7能够被用于噻吩磺隆污染的处理以及相关微生物制剂的开发。     

一株氯嘧磺隆降解菌分离鉴定及降解条件优化

为解决氯嘧磺隆残留对土壤、水体污染及后茬敏感作物药害问题,为污染土壤微生物修复提供降解菌种资源,文中采用富集培养、逐级驯化等方法,从氯嘧磺隆污染土壤中分离到1株高效氯嘧磺隆降解菌T9DB-01,经形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析,鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.。采用单因素实验探究温度、pH值、底物浓度、装液量和接种量对菌株T9DB-01降解氯嘧磺隆的影响,采用正交试验及验证,优化菌株T9DB-01对氯嘧磺隆降解条件。结果表明,在30℃,pH 8.0,底物浓度200 mg/L,装液量100 mL/250 mL,接种量4%的条件下,5 d后降解率达到93.7%。该降解菌株对氯嘧磺隆污染土壤原位生物修复具有一定的应用潜力。     

农药对土壤脲酶活性的影响

通过模拟方法,研究了豆磺隆和呋喃丹对草甸棕壤和黑土6个土样脲酶活性的影响.结果表明,在供试浓度范围内,两种农药对土壤脲酶均有不同程度的激活作用,其中豆磺隆对草甸棕壤和黑土脲酶活性的最大增幅分别为46.95％和39.36％,呋喃丹分别为21.08％和12.70％.豆磺隆和呋喃丹浓度与土壤脲酶活性之间用二元一次方程拟和效果较好,分别有5个和3个土样的方程达到了显著或极显著相关水平,且二次项系数为负,总体上表现为先增加后降低的规律性变化.从两种农药对土壤脲酶的增幅和方程系数来看,豆磺隆对土壤脲酶活性的影响比呋喃丹明显.     

氯嘧磺隆与尿素对土壤微生物生物量碳、氮及无机氮的影响

通过室内培养试验,研究了不同浓度氯嘧磺隆(20、200、2000 μg·kg-1土)单一施用及与尿素(120 mg· kg-1土)配合施用情况下,土壤微生物生物量碳、氮和土壤铵态氮、硝态氮随时间的动态变化规律.结果表明:各浓度氯嘧磺隆单独处理在整个培养期(60 d)中对微生物生物量碳、氮均有抑制作用,且浓度越高,后期抑制作用越强;各浓度氯嘧磺隆处理在培养前期对硝态氮、铵态氮没有明显影响,中期(15 d)能显著提高土壤中铵态氮的含量,后期(30 d后)显著提高了土壤中硝态氮的含量.尿素单独施用及与氯嘧磺隆配施均能在短时间内增加微生物生物量碳、氮,但随后配施处理的促进作用减弱;尿素单独和配施均能持久增加土壤中铵态氮、硝态氮含量.     

一株吡嘧磺隆降解菌S8-1的分离鉴定及生物学特性

以多年连续施用吡嘧磺隆除草剂的水稻试验田泥土为材料,采用富集培养、平板反复划线分离方法,分离到一株能以吡嘧磺隆为唯一碳源和能源生长的光合细菌(Photosynthetic Bacterium,简称PSB),命名为S8-1。通过菌落形态特征观察、菌体形态学观察、活细胞吸收光谱特征、培养特性、生理生化特性及16SrRNA同源性序列分析(GenBank登录号:GQ180069)等试验,初步鉴定该菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)。利用高效液相色谱(HPLC)测定了菌株S8-1的降解性能,得出该菌降解吡嘧磺隆的最佳条件为:pH值为7.0-7.5,温度为30°C-35°C;在30°C与pH7.0的光合细菌培养基中培养7d,对100mg/L的吡嘧磺隆降解率为52.07%;并且该菌对浓度高达800mg/L的吡嘧磺隆仍保持降解活性,外加发酵提取物能够明显提高菌体的生长及其降解效率,显示了该菌在高浓度农药废水处理及土壤农药残留生物修复方面潜在的开发价值。     

不同除草剂的田间杂草防效及对糜子生长发育的影响

筛选糜子适宜除草剂来防范农田药害,是糜子高效安全生产和改善生态环境亟待解决的关键问题。本研究以粳性糜子品种‘榆糜2号'为材料,探究22种除草剂对糜子田间杂草的防除效果及对糜子生长发育的影响。结果表明: 1)喷施土壤封闭型除草剂谷友、丁草胺、莠去津、苄嘧·丙草胺和茎叶型除草剂苯唑·二甲钠、阔世玛、藤净、陶氏·优先、阔菲后,基本无药害作用,糜子幼苗生长正常,其余除草剂均对糜子有不同程度的药害影响;2)参试的22种除草剂在糜子田中对杂草均表现出一定的防除效果,总体而言,土壤封闭型除草剂的杂草防效相对优于茎叶型除草剂,但所有参试除草剂对糜子株高、功能叶片叶绿素含量、单株穗重均造成不同程度的影响;3)与人工除草相比,参试除草剂均导致糜子产量有不同程度的下降;但与不除草对照相比,部分除草剂有明显的增产增效作用。土壤封闭型除草剂中,谷友、丁草胺、莠去津、苄嘧·丙草胺的杂草防效较好,较不除草对照增产60%以上;茎叶型除草剂中,阔世玛、苯唑·二甲钠的杂草防效较好,较不除草对照增产50%以上。因此,在糜子出苗前可用38%莠去津或44%单嘧磺隆进行土壤封闭处理,或在出苗后喷施茎叶型除草剂3.6%二磺·甲碘隆或55%苯唑·二甲钠,农田杂草防效较好,且对糜子生长发育的负面影响较小。     

不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得

应用PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应。结果表明:在氯嘧磺隆100～500mg·L-1浓度梯度下,土壤细菌群落组成有明显的更迭现象,多样性发生明显变化,驯化至10周,绝大部分细菌种群消失,样品的细菌种群结构趋于简单并呈现趋同效应;DNA测序结果表明,在驯化第10周可培养Methylophilus sp.、Beta proteobacterium、uncultured bacterium成为优势菌属,所获细菌种群出现的16个优势种群中有10个与已知的具有有机污染物降解功能和有机污染环境修复功能细菌的相似性大于97%;其中5个与嗜甲基菌16S rDNA部分序列相似性达98%以上。获得了一组对氯嘧磺隆具有降解作用的细菌菌系,可在5d内将100mg·L-1氯嘧磺隆降解67%;其主要组成为嗜甲基菌属(Methylophilus sp.)、丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)、鞘酯杆菌属(Sphingobacterium sp.)和嗜氢菌属(Hydrogenophi-lus sp.)。     

汞、豆磺隆复合污染对土壤脲酶活性及动力学特征的影响

通过室内模拟研究了重金属汞(Hg)和除草剂豆磺隆单一和复合污染条件下对草甸棕壤和黑土4个土样脲酶活性和动力学参数的影响.结果发现:汞对脲酶活性、Km、Vmax、Vmax/Km均有负效应,其影响幅度分别为39%～98%、46%～74%、90%～98%、20%～68%;HgCl2浓度与脲酶活性之间符合对数方程,与3动力学参数之间呈显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)线性负相关;豆磺隆对脲酶有激活作用,除2号土样脲酶活性对不同浓度豆磺隆影响差异不明显外,其余3土样最大增幅分别为17%、18%和15%,原因可能是豆磺隆的加入提高了脲酶酶促反应的初速度;汞、豆磺隆复合污染对脲酶活性和3特征参数均产生负效应,其影响幅度与汞单一污染情况相似,但与污染物浓度之间的相关性较差,豆磺隆的加入使汞与脲酶之间的相互作用趋于复杂.     

23种农药对松毛虫赤眼蜂的急性毒性及安全性评价

采用管测药膜法测定了23种常用杀虫剂、杀菌剂和除草剂对松毛虫赤眼蜂的急性毒性,并参考各药剂的田间推荐剂量进行了安全性评价。结果表明,在供试的7种杀虫剂中,噻唑膦、噻虫胺、虫螨腈、硫双威、啶虫脒和烯啶虫胺对松毛虫赤眼蜂成蜂均表现为极高风险性,多杀菌素为高风险性,在田间放蜂期应避免喷洒上述杀虫剂。供试的10种杀菌剂和6种除草剂对松毛虫赤眼蜂的风险普遍低于杀虫剂。其中,仅杀菌剂代森锰锌和戊唑醇对松毛虫赤眼蜂表现为高风险性;杀菌剂乙嘧酚磺酸酯、氰霜唑、百菌清和除草剂氟唑磺隆、五氟磺草胺、草甘膦异丙胺盐具有中等风险性;杀菌剂甲基硫菌灵、苯醚甲环唑、啶氧菌酯、氟啶胺、粉唑醇和除草剂氯氟吡氧乙酸异辛酯、高效氟吡甲禾灵、甲基二磺隆具有低风险性,但在生产应用中仍需谨慎操作,以减轻对天敌昆虫的杀伤作用并保护生态平衡。     

2种表面活性物质对70%嘧磺隆WP防治薇甘菊的增效作用

【背景】薇甘菊是最具危害性的世界性杂草之一,目前已入侵我国香港、广东、海南、台湾、云南等地,而嘧磺隆是防治薇甘菊的一种高效药剂。【方法】采用室内生物测定和田间喷雾法,研究了商用药剂嘧磺隆与洗衣粉或柴油混合使用,对薇甘菊根、茎、叶片的杀灭效果及对后期残留茎干萌发率和种子萌芽率的抑制作用。【结果】嘧磺隆单独处理28d后,薇甘菊叶片、茎和根的死亡率分别为86％、92％和84％;而与洗衣粉混合处理后,死亡率分别升高至98．33％、97．67％和89．67％;与柴油混合使用后,死亡率分别升高至92．33％、95．33％和98．33％。经嘧磺隆单独处理后的薇甘菊后期茎干萌发率为9．67％;与洗衣粉、柴油混合使用后,萌发率分别降低至6％、5．33％。经嘧磺隆单独处理后,薇甘菊种子的萌芽率为44．67％;而与洗衣粉、柴油混合使用后,种子萌芽率分别降至28．67％、25．33％。【结论与意义】嘧磺隆与洗衣粉或柴油混合使用,对薇甘菊组织的杀灭效果及对后期茎干萌发率和种子萌芽率的抑制作用均优于嘧磺隆单独使用。本研究可以为薇甘菊的防控技术开发提供参考。