毒死蜱微胶囊剂在土壤中的环境行为及对土壤微生物的影响

摘要

毒死蜱仍是目前应用最广泛和使用量最大的有机磷杀虫剂之一，为提高其环境安全性和利用率，微胶囊剂已成为替代乳油等传统剂型的重要选择。为全面评价毒死蜱微胶囊剂的环境安全性，本文研究了其在土壤中的环境行为和对土壤微生物的影响，并考察了微胶囊剂毒死蜱处理下土壤降解功能形成的风险。
　　1、毒死蜱微胶囊剂在土壤中的环境行为
　　微胶囊剂毒死蜱在土壤中的消解不符合一级动力学模型，总残留量在60 d前缓慢下降，在5 mg/kg和20 mg/kg浓度处理下，残留期均可达到120 d;微胶囊剂处理土壤中，囊外毒死蜱的量可在15～60 d内保持相对稳定。乳油剂型毒死蜱在土壤中的降解符合一级动力学模型，两种浓度处理时，半衰期分别为6.19和5.92d。
　　微胶囊剂和乳油毒死蜱在土壤和砂土中的吸附等温线可用Freundlich模型描述，其中土壤对两种剂型的吸附常数Kf值分别为355.505和359.065，而砂对两种剂型的Kf值分别为225.198和94.117;乳油剂型毒死蜱在两种土壤中的4循环解吸量呈逐次下降趋势，而微胶囊剂的4循环解吸量则并不稳定;在相同淋溶条件下，两种剂型毒死蜱在砂土中均易发生纵向移动，乳油剂型可以在土壤中移动，但微胶囊剂在土壤不易移动。
　　2、毒死蜱微胶囊剂对土壤微生物群落的影响
　　在5和20 mg/kg微胶囊剂毒死蜱处理后，土壤中的细菌具有良好的适应性，其群落结构在0～240 d内变化并不明显;乳油剂型处理对土壤细菌影响较大，两种浓度处理土壤中群落结构在120 d前与对照均存在明显差异，至240 d基本恢复至对照水平。
　　微胶囊剂毒死蜱对土壤真菌群落结构有一定的影响，两种浓度处理后7d，真菌群落结构与对照存在明显差异，低浓度处理可在15 d后恢复，高浓度处理则在90 d后恢复;乳油剂型毒死蜱对土壤真菌群落结构存在明显影响，低、高两种浓度处理分别在30和90 d后可逐渐恢复至对照水平。
　　3、毒死蜱微胶囊剂对土壤呼吸作用和相关酶活性的影响
　　两种剂型毒死蜱对土壤呼吸作用和主要酶活性的影响存在明显差异。低浓度微胶囊剂毒死蜱对土壤呼吸作用和过氧化氢酶、脲酶、酸性及碱性磷酸酯酶的活性均有一定的刺激作用，且对过氧化氢酶和酸性、碱性磷酸酯酶的影响期长达90～120 d;高浓度微胶囊剂处理土壤中脲酶和蔗糖酶被抑制，但土壤呼吸作用、过氧化氢酶和两种磷酸酯酶活性也有一定程度的增强。乳油剂型毒死蜱处理前期对土壤呼吸作用、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、酸性和碱性磷酸酯酶均有抑制作用，且浓度越高抑制作用越明显。乳油剂型对土壤呼吸作用和主要酶活性影响时间较短，基本可在30d后恢复至对照水平。
　　4、毒死蜱徼胶囊剂处理后土壤降解功能的形成
　　在乳油和微胶囊剂毒死蜱处理土壤中分别可分离9株（2株细菌和7株真菌）和16株（4株细菌和12株真菌）具有较强毒死蜱降解能力的菌株;分离到的25个菌株可以分成16个不同的ERIC型，微胶囊剂处理组可分为14个ERIC型，而乳油处理组可分为8个ERIC型，其中，6个ERIC型属于微胶囊剂组和乳油组共有，8个ERIC型只发现于微胶囊剂组，而有2个ERIC型只发现于乳油处理组中。经BLAST分析，16个ERIC型菌株与目前已知的9种菌具有较高的相似性，其中Alternaria tenuissima，Enterobacter cloacae和Bacillus thuringiensis等属首次发现具有毒死蜱降解能力。
　　将毒死蜱接入至乳油和微胶囊剂毒死蜱处理过(处理后240 d)的土壤中，并测定其在两种土壤中的半衰期。结果表明，毒死蜱在乳油处理过的土壤中半衰期为5.9 d，与对照没有差异(P＞0.05);在微胶囊剂处理过的土壤中半衰期为5.3 d，与对照差异显著(P＜0.05)。