腈菌唑对土壤微生物活性、种群数量及氮转化的影响

摘要

腈菌唑是高效三唑类杀菌剂，主要用于防治子囊菌、担子菌和半知菌引起的植物病害，多用于小麦田。腈菌唑在土壤中半衰期较长，其大量施用后可能对土壤微生物及土壤氮转化存在潜在威胁。本研究采集了我国两类有代表性的小麦田土壤（河南潮土、山西褐土），通过90天的室内培养实验（7、15、30、60、90天采集样品），采用土壤环境安全评价的微生物指标体系，结合实时荧光定量PCR技术，探究了三种不同浓度腈菌唑（0.4 mg/kg, T1;1.2mg/kg, T3;4mg/kg, T10）施用后对土壤微生物活性、种群数量及土壤氮素转化的影响。主要研究结果如下：
　　1.采用QuEChERS前处理方法结合超高效液相色谱-串联质谱检测技术测定腈菌唑在土壤中的残留，结果表明，方法在0.01～0.5 mg L-1浓度范围内有良好的线性关系（r=0.999），在0.2，4 mg kg-1两个添加水平下，土壤中的回收率均在80.1～113.0％之间，相对标准偏差在4.48～7.79%之间。腈菌唑三种浓度在河南潮土和山西褐土中的降解均符合一级动力学方程，在河南潮土中半衰期在20.3~69.3天，降解特性为中等降解。在山西褐土中半衰期在99~138.6天，降解特性为较难降解。
　　2.河南潮土中，高浓度腈菌唑的施用（4mg/kg-1）显著的抑制了土壤微生物的呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌及总细菌的种群基因丰度，刺激了代谢商的增长，对土壤微生物群落构成了一定的环境压力，降低了碳源利用效率。T1及T3浓度不同程度的抑制了土壤呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌及总细菌的种群基因丰度，但影响并不稳定。不同浓度的腈菌唑对河南潮土微生物的影响基本都在一个月内消除。山西褐土中，总体而言，三种浓度腈菌唑对土壤呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌、总细菌及代谢商的影响不大，没有对山西褐土形成环境压力。依据《化学农药环境安全评价试验准则》标准，在10倍推荐剂量内，腈菌唑对两种土壤微生物活性及种群数量无长期抑制，对土壤微生物低毒。
　　3.土壤氮素转化结果表明，河南潮土中，不同浓度腈菌唑整体上对土壤微生物固持态氮（土壤微生物量 N）没有影响，但三种浓度腈菌唑均显著减少了氮转化相关功能微生物：氨氧化细菌、氨氧化古菌和固氮菌的种群基因丰度。对土壤铵态氮和硝态氮只有短期的抑制作用，综合来看，腈菌唑对氮转化的抑制作用均在一个月内消除。山西褐土中，高浓度腈菌唑（4mg/kg）短暂降低了土壤微生物固持态氮、对固氮菌群没有抑制作用，在中、高浓度下轻微刺激了两种氨氧化微生物的种群数量，对土壤铵态氮没有影响，轻微刺激了硝态氮的增长。依据《化学农药环境安全评价试验准则》标准，在10倍推荐剂量内，腈菌唑对两种土壤氮转化均没有长期抑制作用，对土壤氮转化影响不大。

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第一章 引 言

1 .1土壤微生物的特点

1 .2 土壤微生物在生态环境中的作用

1 .3 农药对土壤微生物的影响

1 .4 土壤微生物研究方法进展

1 .5 腈菌唑特性及环境行为研究现状

1 .6 本论文的研究目的、意义及研究内容

第二章 腈菌唑在土壤中的残留分析方法

2 .1 材料和方法

2 .2 结果讨论

2 .3 本章小结

第三章 腈菌唑对土壤微生物活性、种群数量的影响

3 .1 材料与方法

3 .2 结果与讨论

3 .3 本章小结

第四章 腈菌唑对土壤氮素转化的影响

4 .1 材料与方法

4 .2 结果与讨论

4 .3 本章小结

第五章 总结与展望

5 .1 全文总结

5 .2 展望

参考文献

致谢

作者简历