两种长残留除草剂土壤降解动态及对土壤酶的影响

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咪唑乙烟酸和氟磺胺草醚是大豆和花生田常用的除草剂,本文建立了土壤中咪唑乙烟酸和氟磺胺草醚残留的分析方法;研究了土壤含水量、有机质含量、pH值、温度、微生物的变化对两种除草剂降解速率的影响;以及两种除草剂对4种土壤酶的影响。具体结果如下:(1)土壤中咪唑乙烟酸用碱性甲醇提取,提取液经酸化后直接用高效色谱检测。土壤中氟磺胺草醚用酸化乙腈提取,PSA净化后用高效液相色谱检测。咪唑乙烟酸和氟磺胺草醚在0.05~10.0mg/L质量浓度范围内线性响应良好。咪唑乙烟酸在土壤中的平均添加回收率为93.9%~104.3%,相对标准偏差为2.9%~7.4%。氟磺胺草醚在土壤中的平均添加回收率为85%~99.7%,相对标准偏差为2.3%~6.9%。土壤中咪唑乙烟酸和氟磺胺草醚的检出限分别为0.029mg/kg、0.021mg/kg。所建立分析方法的准确度、精密度及灵敏度均满足农药残留分析检测的要求。(2)氟磺胺草醚的降解速率随土壤含水量的增加而加快,其在40%、60%、80%土壤含水量条件下的降解半衰期分别为177.7d、100.5d、91.2d;咪唑乙烟酸的降解速率没有随土壤含水量的变化而变化,其在40%、60%、80%土壤含水量条件下的降解半衰期分别为28.7d、32.3d、30.5d。氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸的降解速率均随温度的升高而加快,它们在15℃、25℃、35℃的半衰期分别为169.1d、75.3d、73.7d和239.0d、121.6d、108.3d。氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸的降解速率均随土壤pH值的增大而加快,它们在酸性、中性和碱性土壤中的降解半衰期分别为144.4d、82.5d、75.3d和92.4d、74.5d、32.3d。氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸在有机质较丰富的土壤中降解半衰期分别为75.3d和32.3d,而在较贫瘠的土壤中降解半衰期分别为100.5d和121.6d。同时,氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸在灭菌土壤中的降解速率明显减慢,氟磺胺草醚在未灭菌土中的半衰期为100.5d,在灭菌土中的半衰期为315.1d;咪唑乙烟酸在未灭菌土中的半衰期为32.3d,在灭菌土中的半衰期为161.2d;说明微生物对两种除草剂的降解起重要作用。2012年将氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸在4种不同类型土壤中的降解动态进行了田间初步研究。氟磺胺草醚在潮土、黄褐土、砂姜黑土、褐土田的降解半衰期分别为30.4d、28.8d、50.6d、55.0d;咪唑乙烟酸在潮土、黄褐土、砂姜黑土、褐土田的降解半衰期分别为26.3d、39.2d、33.5d、41.2d。(3)在90d的处理时间内,添加1.0mg/kg和1.5mg/kg氟磺胺草醚对土壤中脲酶活性均无影响,对土壤碱性磷酸酶呈“抑制-激活-抑制”作用,对土壤蔗糖酶活性呈现显著“激活-抑制”作用,对土壤蛋白酶活性呈现抑制作用;土壤氟磺胺草醚残留量与土壤蔗糖酶活性呈显著负相关(p<0.05),与土壤蛋白酶、磷酸酶、脲酶相关性很弱。在45d的处理时间内,高剂量(1.5mg/kg)咪唑乙烟酸对土壤脲酶活性呈现“激活-抑制”作用,低剂量(1.0mg/kg)咪唑乙烟酸在前期(1d~7d)对土壤脲酶没有影响,在后期(7d~45d)严重抑制土壤脲酶活性,土壤脲酶活性与对照相比,逐渐降低;低剂量(1.0mg/kg)咪唑乙烟酸对土壤蔗糖酶活性均呈现抑制作用;高剂量(1.5mg/kg)咪唑乙烟酸在第1d~21d对土壤蔗糖酶活性呈现显著抑制作用,第30d~45d呈现显著激活作用;无论低剂量还是高剂量咪唑乙烟酸,对碱性磷酸酶均呈现“激活-抑制”作用;同时,1d~14d内对土壤蛋白酶活性表现为显著抑制作用,第21d后处理土壤中蛋白酶活性恢复对照水平。土壤咪唑乙烟酸残留量与土壤脲酶呈极显著正相关(p<0.01),与土壤蛋白酶和蔗糖酶呈弱负相关,与土壤磷酸酶呈弱正相关,均未达到显著水平。
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