新型土壤熏蒸剂二甲基二硫降解行为研究

摘要

二甲基二硫是一种新型土壤熏蒸剂，由于能有效控制毁灭性土传病害且对臭氧层无破坏，成为替代甲基溴的推荐药剂。二甲基二硫以气体形式在土壤中扩散杀灭有害生物，土壤环境条件和添加土壤改良剂能影响其在土壤中的扩散分布和降解行为，进而影响其药效的发挥。因此，明确二甲基二硫在不同条件下的降解动态是科学应用防治土传病害的基础。本论文研究了土壤含水量对土壤微生物基础呼吸作用的影响，为明确二甲基二硫剂量对其生物降解影响原理，利用16SrRNA开展了不同二甲基二硫剂量对土壤微生物种群多样性的研究。研究结果如下:
　　1.建立了二甲基二硫在土壤中的残留检测分析方法。用乙酸乙酯作为提取试剂，涡旋1 min（2500 rpm），静置60 min，采用GC-MS分析检测，二甲基二硫在5、10、100、1000和5000 ug/kg五个添加水平下，三种不同类型土壤中的添加回收率为70.2％～98.8％，变异系数为3.2％～19.1％。二甲基二硫在0.05～5 mg/L的浓度范围内有良好的线性关系，线性方程为Y=171920 x-13137(r=0.9992)。该方法简单、易操作，准确度和精密度均符合残留分析的要求。
　　2.二甲基二硫在土壤中的降解行为与土壤理化性质、微生物、温度、含水量关系密切。二甲基二硫在供试的十种土壤中降解半衰期在0.75天到7.88天之间，在中性偏碱性的土壤中降解速率高于酸性土壤，在有机质含量低的土壤中降解速率高于有机质含量高的土壤。二甲基二硫在灭菌土壤中的降解速率相对未灭菌土壤显著变慢，在哈尔滨土、集宁土、房山土、邵阳土以及曲靖土中二甲基二硫的生物降解量占总降解量的75.00％、77.00％、94.24％、36.92％以及59.62％，由此可说明生物降解是二甲基二硫在土壤中主要降解途径之一。在一定范围内，二甲基二硫在土壤中的降解随着土壤温度以及含水量的升高而加快，但是当温度超过35C，降解速率呈现下降趋势，当土壤含水量超过10％后，二甲基二硫的降解速率增加不明显。二甲基二硫在土壤中降解的速率随着添加剂量的增加而变慢。
　　3.二甲基二硫降解行为受有机肥料、化学肥料及生物炭影响较大。二甲基二硫在添加有机肥料的土壤中降解速率变缓，变缓程度随有机肥添加量的增加而增加。氮肥和钾肥抑制二甲基二硫在土壤中的降解，抑制程度随氮肥和钾肥添加比例的增加而增加;磷肥和硫肥加速二甲基二硫在土壤中的降解，加速程度随添加比例增加而增加;添加化学肥料后显著改变了土壤中微生物的种群数量，从而影响了二甲基二硫的生物降解。供试的8种生物炭，除BC-1外均能不同程度的抑制二甲基二硫在土壤中的降解，二甲基二硫在添加BC-2到BC-7生物炭的房山土中的降解半衰期由1.05天延长到了1.16天到5.87天。
　　4.二甲基二硫在不同缓冲液中的水解速率随溶液pH值的增大和温度的升高而表现出加快。推动二甲基二硫在水溶液中的水化学降解主要是由于反应的活化熵所致。二甲基二硫在实际水样中的水解速率表现为:水稻田水＞运河水＞自来水，在三种水样中的生物降解量分别占21.52％、8.82％和4.08％，由此可说明在水体环境中二甲基二硫的降解主要以非生物降解为主。
　　上述研究结果将为二甲基二硫的科学应用及环境安全性评价提供理论依据。对控制土传病害及保证高附加值作物可持续发展具有重要意义。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 土壤消毒对农业生产的意义

1．2 土壤熏蒸剂的研究现状

1．3 二甲基二硫降解行为研究进展

1．4 研究的内容、目的及意义

第二章 二甲基二硫土壤中残留提取方法研究

2．1 材料和方法

2．1．1 试剂与仪器

2．1．2 仪器分析条件

2．1．3 标准溶液的配置

2．1．4 添加回收方法

2．1．5 数据公式

2．2 试验结果

2．2．1 GC-MS分析方法线性关系的验证

2．2．2 提取方法、提取试剂以及提取时间的优化

2．2．3 分析方法的验证

2．3 结论

第三章 土壤及环境条件对二甲基二硫在土壤中降解的影响

3．1 材料和方法

3．1．1 试剂与材料

3．1．2 仪器与设备

3．1．3 供试土样

3．1．4 试验方法

3．1．5 数据公式

3．2 结果与讨论

3．2．1 不同土壤类型对二甲基二硫降解的影响

3．2．2 土壤微生物对二甲基二硫降解的影响

3．2．3 土壤温度对二甲基二硫降解的影响

3．2．4 土壤含水量对二甲基二硫降解的影响

3．2．5 二甲基二硫剂量对其降解的影响

3．3 结论

第四章 土壤改良剂对二甲基二硫在土壤中降解的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验设计

4．2 结果与讨论

4．2．1 添加有机肥对二甲基二硫降解的影响

4．2．2 添加化学肥料对二甲基二硫降解的影响

4．2．3 添加生物炭对二甲基二硫降解的影响

4．3 结论

第五章 二甲基二硫水解动力学的研究

5．1 材料和方法

5．1．1 试剂与材料

5．1．2 试验设计

5．1．3 数据处理

5．2 结果与讨论

5．2．1 pH对二甲基二硫水解速率的影响

5．2．2 温度对二甲基二硫水解速率的影响

5．2．4 二甲基二硫在天然实际水样中的降解

5．3 结论

第六章 全文结论、研究展望及使用技术推荐

6．1 主要结论

6．2．1 创新点

6．2．2 未来工作设想

6．3 使用技术推荐

参考文献

致谢

作者简历