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本论文围绕实验室研发的新型控失性缓释化肥的损失途径和环境生物安全性开展研究。采用土柱淋溶、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、斜面径流等方法，研究新型缓释化肥使用中淋溶、挥发和径流损失途径情况。分析了控失剂的成分以及生产加工中有毒有害重金属和可能的降解产物含量，利用模式生物（拟南芥、秀丽隐杆线虫和AL哺乳细胞系）研究控失剂对环境生物的遗传毒理，系统评价控失剂的生物安全性。论文主要研究结果如下: 1.控失性缓释化肥减少化肥养分损失的作用 通过对控失性缓释化肥和普通化肥养分损失途径的比较，研究控失性缓释化肥如何在淋溶、挥发和径流三个损失途径上削减化肥对环境污染的作用。主要结果如下: (1)在土柱淋溶实验中，与对照组（普通化肥尿素和NH4Cl）相比，在普通肥中添加10控失材料的处理组减少向地下水淋溶的N素分别为51.91％和51.92％，而土柱残留的N素分别从占施肥量的66.20％（尿素）和64.52％(NH4Cl)提高到92.54％和91.26％;田间淋溶实验结果证明控失剂处理能减少复合肥中的氮素淋失40.76％，并且作用效果主要体现在施肥的0-20 cm土壤深度范围内。 (2)傅里叶变换红外光谱检测土壤挥发实验显示，相比对照组（普通化肥尿素和NH4Cl），处理组在21d内的挥发通量由占施肥比例的6.57％（尿素）和3.34％(NH4Cl)减少到4.47％和2.80％;研究表明，NH3的挥发与时间存在明显的效应关系，在施肥后挥发浓度迅速升高并达到峰值，然后逐渐降低，肥料中氮素的NH3挥发损失主要集中在施肥后的1周之内。 (3)通过斜面径流实验证明添加控失材料的尿素处理比普通尿素对照要减少总氮(TN)径流损失28.09％，而施用控失剂处理的土壤氮径流损失比空白对照减少8.94％。 2.控失性缓释化肥对生物安全性影响的评价 控失剂是控失性化肥的核心产品，研究控失剂在化肥生产中可能降解有毒有害产物、重金属含量以及模拟连续施用50年控失性化肥的控失剂含量对模式生物的遗传毒理，其结果如下: (1)对控释肥料和添加剂材料中含有的有毒有害物质进行检测，运用高效液相色谱(HPLC)分析方法对控失剂高分子材料中可能降解产生的单体产物丙烯酰胺的含量进行分析，发现其含量很低，约为5-40 ng/g左右，甚至小于部分油炸食品中的含量(100-200ng/g)，因此可以视为对环境和健康没有实质威胁;而对5种有毒有害重金属砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和汞(Hg)的含量分析结果也显示其均在国家安全标准规定范围内，不会对环境造成较大影响。 (2)模式植物拟南芥同源重组转基因系R3L66的遗传毒理评价:以拟南芥的发芽与存活率以及染色体同源重组频率(HRF)作为遗传毒理的生物学终点，经研究发现:不同环境累积量所对应的控失剂处理浓度对拟南芥的发芽率和存活率均未造成明显影响(p＞0.05);在DNA损伤方面，各浓度处理呈现一定的处理浓度线性关系，但与对照比较也未表现出明显差异(p＞0.05)。研究表明新型缓释化肥的添加剂材料对模式植物拟南芥的生长和遗传均没有明显的毒性作用。 (3)模式动物线虫遗传毒理评价:以线虫的生殖腺细胞凋亡数目以及4天内后代个体数目统计作为研究终点，研究结果表明:经过0.1、1、10和100μg/ml的控失剂处理，生殖腺细胞凋亡数目由对照组的2.81提高到3.29、3.22、3.23和3.12，未表现出浓度依赖效应，统计结果也显示各浓度处理均无明显影响(p＞0.05);各浓度处理的线虫后代个体数目也与对照相比无明显变化(p＞0.05)。对不同浓度肥料水溶物的处理研究发现:肥料本身对线虫的生殖毒性呈现浓度梯度相关性，高浓度处理(1000μg/ml)下，普通肥料和控失肥料处理的生殖腺细胞凋亡数目分别提高到4.38和4.35;而后代个体数目则降低到对照的51.62％和46.84％，统计分析均呈现显著差异(p＜0.05)，说明高浓度的肥料处理对线虫的生殖毒性有一定影响。 (4)人鼠杂交瘤(AL)细胞遗传毒理评价:用MTT法对控失剂处理的AL细胞存活率研究结果发现，控失剂成分中的凹凸棒土处理对AL细存活胞存活存在一定影响，1000μg/ml的凹土处理使细胞存活率降到对照的57.60％，统计分析呈现显著差异(p＜0.05)，进一步研究发现，含有同样浓度凹土的肥料水溶物处理本身则使细胞存活率降到对照的18.16％(普通肥料)和13.42％(控失肥料)，说明控失剂处理对于AL细胞的毒性作用要远低于肥料本身。