氯嘧磺隆对土壤微生态的影响及其高效降解真菌的研究

论文摘要

氯嘧磺隆（也称豆磺隆）是80年代初期美国杜邦公司开发的磺酰脲类除草剂,自90年代大面积使用以来,由于其杀草谱广、超高活性、高选择性、可混性强等特点,一直是大豆田化学除草的主要品种,但由于残留期比较长,其土壤残留不仅对后茬敏感作物造成严重药害,导致作物减产甚至绝产,而且可能对土壤环境造成污染,因此明确氯嘧磺隆对土壤微生态的影响,解决其残留药害问题,具有十分重要的理论和现实意义。农药在农田施用后对土壤微生态的影响已成为评价其对生态环境安全性的一个重要指标,也是农药生态毒理学研究的热点之一。本文针对氯嘧磺隆残留对土壤微生态的影响及对后茬敏感作物的药害问题,以氯嘧磺隆为研究对象,采用室内培养的方法,系统研究了氯嘧磺隆对土壤微生物种群、土壤呼吸和酶活性的影响。同时采用高压富集培养的方法筛选出了两株氯嘧磺隆高效降解真菌,利用生物化学和分子生物学的方法对两株真菌进行了鉴定,系统研究了两株降解真菌的最佳培养条件,纯培养条件下的降解特性以及菌株的土壤适应性,对土壤中氯嘧磺隆的降解动态,采用盆栽试验的方法,研究了降解真菌对氯嘧磺隆残留土壤中敏感作物生长发育的影响,并探讨了降解真菌菌剂的加工工艺,旨在评价氯嘧磺隆的生态环境安全性和解决其残留药害问题,以便为经济合理的施用该药,减少环境污染提供科学依据,为解决大豆田氯嘧磺隆的残留药害问题提供了一条切实可行的途径。主要研究结果如下:1.采用室内培养的方法,首次研究了氯嘧磺隆对土壤微生物种群的影响。结果表明,氯嘧磺隆对土壤微生物种群影响很大。氯嘧磺隆处理后前10天抑制普通细菌和耐受细菌的生长,10天后促进细菌生长,但促进作用逐渐减小,45天后,除100μg·kg-1处理显著促进普通细菌生长外,其它处理与对照无显著差异,60天后除20、100μg·kg-1处理显著促进耐受细菌生长外,其它处理和对照无显著差异。氯嘧磺隆处理后前10天抑制普通真菌和耐受真菌的的生长,10天后促进真菌的生长,但促进作用逐渐减小,45天后除20、100μg·kg-1处理仍然促进真菌生长外,其它处理与对照无显著差异。氯嘧磺隆对土壤放线菌的影响比细菌和真菌更大。氯嘧磺隆5、10μg·kg-1处理前30天显著促进普通放线菌的生长,但试验期间（60天）可恢复。20、100μg·kg-1在整个试验期间显著抑制普通放线菌的生长。氯嘧磺隆对耐受放线菌的影响比普通放线菌更大,处理后前18天,5、10μg·kg-1处理促进耐受放线菌的生长,随后产生抑制作用,30天后基本检测不到耐受放线菌的存在,20、100μg·kg-1处理显著抑制放线菌生长,21天后已检测不到耐受放线菌的存在。2.采用直接吸收法,首次研究了氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响。结果表明,氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响很大。氯嘧磺隆处理后前9天,低浓度（0.01、0.1μg·g-1）处理的土壤呼吸受到不同程度的抑制,但9-12天可恢复。中浓度1μg?g-1第1周,土壤呼吸被促进,1周后被抑制,然后又回升,18-23天可恢复到对照水平。10μg·g-1处理,前2天对土壤呼吸有促进作用,2天后产生抑制作用,试验期间（30天）不能恢复到对照水平。100μg·g-1处理,第1周,促进土壤呼吸,第1周到第2周,抑制土壤呼吸,2周后,促进土壤呼吸,试验期间不能恢

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1 前言

1.1 研究的目的、意义

1.2 文献综述

1.2.1 超高活性长残留除草剂的应用及存在问题

1.2.2 农药对土壤微生态的影响

1.2.3 长残留除草剂在土壤中的降解

1.2.4 农药污染土壤的生物修复

1.2.5 磺酰脲类除草剂的微生物降解

1.2.6 氯嘧磺隆的特性及其环境行为研究进展

2 材料与方法

2.1 供试材料、试剂与仪器设备

2.1.1 供试土壤

2.1.2 供试植物材料（作物）

2.1.3 供试除草剂

2.1.4 供试化学与生化试剂

2.1.5 供试仪器设备

2.1.6 供试培养基配方

2.2 氯嘧磺隆对土壤微生物种群的影响

2.3 氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响

2.4 氯嘧磺隆对土壤酶活性的影响

2.4.1 氯嘧磺隆对土壤过氧化物酶活性的影响

2.4.2 氯嘧磺隆对土壤多酚氧化酶活性的影响

2.4.3 氯嘧磺隆对土壤脲酶活性的影响

2.4.4 氯嘧磺隆对土壤蛋白酶活性的影响

2.5 氯嘧磺隆降解菌的富集与筛选

2.5.1 降解菌的富集

2.5.2 降解菌的分离纯化

2.5.3 降解试验方法

2.5.4 氯嘧磺隆测定方法

2.6 氯嘧磺隆高效降解真菌的鉴定

2.6.1 氯嘧磺隆高效降解真菌的形态鉴定

2.6.2 氯嘧磺隆高效降解真菌的生理生化鉴定

2.6.3 氯嘧磺隆高效降解真菌的1851RNA 序列测定

2.7 氯嘧磺隆高效降解真菌的最佳培养条件

2.7.1 菌株培养

2.7.2 菌株生长量测定

2.7.3 培养基对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

2.7.4 麦芽汁波美度对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

2.7.5 pH 值对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

2.7.6 温度对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

2.7.7 通气量对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

2.7.8 最佳培养条件下氯嘧磺隆高效降解真菌的生长曲线

2.8 氯嘧磺隆高效降解真菌的降解特性

2.8.1 pH 值对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.8.2 温度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.8.3 接种量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.8.4 通气量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.8.5 氯嘧磺隆浓度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.8.6 最优条件下高效降解真菌对氯嘧磺隆的降解动力学

2.9 氯嘧磺隆高效降解真菌的土壤适应性

2.9.1 土壤pH 值对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.9.2 温度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.9.3 土壤含水量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.9.4 接种量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.9.5 氯嘧磺隆浓度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

2.9.6 高效降解真菌对土壤中氯嘧磺隆的降解效果及降解动态

2.10 高效降解真菌的修复作用对敏感作物生长发育的影响

2.10.1 高效降解真菌的修复作用对黄瓜生长发育的影响

2.10.2 高效降解真菌的修复作用对南瓜生长发育的影响

2.10.3 高效降解真菌的修复作用对水稻生长发育的影响

2.11 数据处理分析方法

2.12 氯嘧磺隆高效降解菌剂制备

2.13 氯嘧磺隆高效降解菌剂专利

3 结果与分析

3.1 氯嘧磺隆对土壤微生物种群的影响

3.1.1 氯嘧磺隆对土壤细菌数量的影响

3.1.2 氯嘧磺隆对土壤真菌数量的影响

3.1.3 氯嘧磺隆对土壤放线菌数量的影响

3.2 氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响

3.3 氯嘧磺隆对土壤酶活性的影响

3.3.1 氯嘧磺隆对土壤过氧化物酶活性的影响

3.3.2 氯嘧磺隆对土壤多酚氧化酶活性的影响

3.3.3 氯嘧磺隆对土壤脲酶活性的影响

3.3.4 氯嘧磺隆对土壤蛋白酶活性的影响

3.3.5 氯嘧磺隆对土壤酶活性影响试验小结

3.4 氯嘧磺隆高效降解真菌的富集与筛选

3.4.1 氯嘧磺隆高效降解真菌的确定

3.4.2 氯嘧磺隆测定方法

3.5 氯嘧磺隆高效降解真菌的鉴定

3.5.1 氯嘧磺隆高效降解真菌的形态鉴定

3.5.2 氯嘧磺隆高效降解真菌的生理生化鉴定

3.5.3 氯嘧磺隆高效降解真菌的1851RNA 序列测定

3.6 氯嘧磺隆高效降解真菌的最佳培养条件

3.6.1 氯嘧磺隆高效降解真菌菌株培养

3.6.2 培养基对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

3.6.3 麦芽汁波美度对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

3.6.4 pH 值对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

3.6.5 温度对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

3.6.6 通气量对氯嘧磺隆高效降解真菌生长的影响

3.6.7 氯嘧磺隆高效降解真菌最佳培养条件试验小结

3.6.8 最优培养条件下降解真菌的生长曲线

3.7 氯嘧磺隆高效降解真菌的降解特性

3.7.1 pH 值对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.7.2 温度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.7.3 接种量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.7.4 通气量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.7.5 氯嘧磺隆初始浓度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.7.6 高效降解真菌降解氯嘧磺隆最优试验条件小结

3.7.7 最优条件下降解真菌对氯嘧磺隆的降解曲线

3.8 氯嘧磺隆高效降解真菌的土壤适应性

3.8.1 土壤pH 值对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.8.2 温度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.8.3 土壤含水量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.8.4 接种量对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.8.5 氯嘧磺隆浓度对高效降解真菌降解氯嘧磺隆的影响

3.8.6 高效降解真菌的土壤适应性小结

3.8.7 高效降解真菌对土壤中氯嘧磺隆的降解效果及降解动态

3.9 高效降解真菌的修复作用对敏感作物生长发育的影响

3.9.1 高效降解真菌的修复作用对黄瓜生长发育的影响

3.9.2 高效降解真菌的修复作用对南瓜生长发育的影响

3.9.3 高效降解真菌的修复作用对水稻生长发育的影响

3.9.4 高效降解真菌的修复作用对敏感作物生长发育的影响小结

3.10 氯嘧磺隆高效降解菌剂制备

3.11 氯嘧磺隆高效降解菌剂专利

4 讨论

4.1 长残留除草剂的残留问题及解决途径

4.2 除草剂对土壤微生态的影响

4.3 长残留除草剂污染土壤的微生物修复

4.4 氯嘧磺隆高效降解菌的选育问题

4.5 高效降解真菌的土壤适应性及降解效果

4.6 高效降解真菌在农田中的应用技术

4.7 高效降解菌剂的储存应用及成本分析

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读博士学位期间发表的学术论文

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