咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物和蚯蚓的毒性及其环境行为

摘要

咪唑啉酮除草剂具有超高效，广谱性好，选择性强和毒性低等优点，主要应用于防治豆科作物中一年生禾本科与阔叶杂草，也能同时防除多年生杂草。但该类除草剂具有长残留的特性，长期大量使用后容易污染环境，容易对后茬作物产生药害、可能对土壤中非靶标生物造成危害。为了解该类除草剂对土壤中非靶标生物的毒性效应及其在土壤中的归趋，为其科学合理使用提供有益参考，本文进行了咪唑啉酮类除草剂对土壤中微生物和蚯蚓毒性测定;探讨了土壤中甲基咪草烟的降解规律和土壤中吸附特性。主要研究结果如下:
　　 1、测定了咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物和蚯蚓的毒性。实验结果表明:在三种供试除草剂中，甲基咪草烟对土壤呼吸作用抑制作用最强，随着浓度升高，其抑制作用也随之增大;甲基咪草烟对土壤微生物的数量影响，在施药60 d后就与ck无差异性;甲基咪草烟对蚯蚓的急性毒性同样最大，其LC50为0.3775mg/cm2;联合毒性试验结果表明，甲基咪草烟和毒死蜱(1∶1)对蚯蚓的联合毒性远大于单一的药剂对蚯蚓的毒性，其中甲基咪草烟的毒性增大1187.2倍。
　　 2、建立一种以SAX固相小柱和高效液相色谱法同时检测土壤中咪唑烟酸、甲基咪草烟、咪草酯和咪唑乙烟酸四种咪唑啉酮类除草剂的方法。考察了不同萃取剂、pH值、SPE小柱的选择和淋洗液的体积等因素对添加回收率的影响。结果表明，最佳条件是采用乙腈-水(5∶3，V/V)混合溶液提取，用磷酸调节pH，使混合液pH=3左右，用SAX固相萃取小柱对提取液中的目标分析物进行净化处理，甲醇做淋洗液，收集，浓缩，甲醇定容，进液相分析。在3个不同浓度的空白添加土壤中，四种除草剂的回收率可以稳定在86.0～108.8％之间，RSD≤3.3％(n=5)，以3倍信噪比计，检出限咪唑烟酸、甲基咪草烟和咪唑乙烟酸为0.02 mg/L，咪草酯为0.04 mg/L。
　　 3、在室内的条件下研究甲基咪草烟在3种不同土壤性质中降解动力学，考察了土壤性质、土壤微生物、土壤含水量和温度等因素对甲基咪草烟降解速率的影响。实验结果表明在广西南宁A、山东青岛和吉林长春土壤中，其降解半衰期分别为133.3、121.6和101.9 d，土壤微生物在其降解过程中占主导地位;在一定范围内，温度越高，土壤含水量越高，其降解越快。
　　 4、在室内条件下研究了甲基咪草烟在不同土壤中吸附-解吸特性，实验结果表明，甲基咪草烟在不同土壤中的吸附强弱顺序为湖南长沙＞广西南宁A＞贵州贵阳＞广西南宁C＞黑龙江哈尔滨＞吉林长春＞山东青岛＞广西南宁B＞河南新乡，甲基咪草烟吸附等温线均属于L-型;土壤有机质含量越高，pH值越低，土壤对甲基咪草烟的吸附常数也就越大，吸附能力越强。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 概述

1．2 咪唑啉酮类除草剂的应用

1．3 咪唑啉酮类除草剂环境行为

1．3．1 咪唑啉酮类除草剂残留检测进展

1．3．2 咪唑啉酮类除草剂在环境中的水解和光解

1．3．3 咪唑啉酮类除草剂在环境中的微生物降解

1．3．4 咪唑啉酮类除草剂在环境中的迁移

1．4 选题的意义以及主要研究内容

1．4．1 选题意义

1．4．2 研究主要内容

2 材料与方法

2．1 材料

2．1．1 农药和蚯蚓

2．1．2 实验材料

2．2 实验主要仪器

2．3 实验方法

2．3．1 咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物呼吸作用影响

2．3．2 甲基咪草烟对土壤微生物数量的影响

2．3．3 咪唑啉酮类除草剂对蚯蚓的毒性研究

2．3．4 咪唑啉酮类除草剂土壤残留方法

2．3．5 甲基咪草烟在不同土壤中降解动力学

2．3．6 甲基咪草烟在不同土壤中吸附特性研究

3 结果与分析

3．1 咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物和蚯蚓毒性测定

3．1．1 咪唑啉酮类除草剂对土壤呼吸作用的影响

3．1．2 咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物数量的影响

3．1．3 咪唑啉酮类除草剂对蚯蚓的毒性测定

3．2 咪唑啉酮类除草剂在土壤中残留方法建立和优化

3．2．1 标准曲线的绘制

3．2．2 添加回收实验以及实验可行性分析

3．2．3 萃取条件的优化

3．2．4 净化条件的优化

3．2．5 检测波长的选择

3．2．6 流动相酸度的确定

3．2．7 方法的应用

3．3 甲基咪草烟降解动力学研究

3．3．1 甲基咪草烟在室内条件下降解研究

3．3．2 甲基咪草烟在室外大田中降解研究

3．4 土壤对甲基咪草烟中吸附和解吸特性研究

3．4．1 不同土壤对甲基咪草烟的吸附和脱附的能力

3．4．2 机械振动时间对甲基咪草烟吸附和脱附的影响

3．4．3 土壤pH值对甲基咪草烟吸附的影响

4 全文结论与讨论

4．1 结论

4．1．1 探讨了咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物和蚯蚓的毒性

4．1．2 建立同时检测四种咪唑啉酮类除草剂在土壤中的残留检测方法

4．1．3 探讨了甲基咪草烟在土壤中降解动力学

4．1．4 探讨了甲基眯草烟在土壤中的吸附特性

4．2 讨论

4．2．1 咪唑啉酮类除草剂对土壤微生物和蚯蚓的毒性

4．2．2 四种咪唑啉酮类除草剂在土壤中的残留检测

4．2．3 甲基咪草烟在三种不同性质土壤中降解动力学

4．2．4 甲基咪草烟在土壤中吸附特性研究

4．3 本论文的新颖之处

4．4 问题与展望

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间科研和发表论文情况