蚯蚓對(duì)土壤中化學(xué)農(nóng)藥的作用

1、3試驗(yàn)結(jié)果3.1土壤中銳勁特的劑量與蚯蚓的效應(yīng)關(guān)系本次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)并不知道赤子愛蚯蚓對(duì)銳勁特的富集的劑量和銳勁特的劑量對(duì)蚯蚓的生存的影響，為了確定土壤中銳勁特的劑量與赤子愛蚯蚓的效應(yīng)關(guān)系，選用土壤中銳勁特的濃度3%，1%，0.5%，0.1%，進(jìn)行蚯蚓的急性毒性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)所做的分析曲線如下圖：圖1. 土壤中銳勁特的劑量與蚯蚓的死亡率關(guān)系3.1.1從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所做的分析圖可以計(jì)算出半數(shù)致死量LC50和以下結(jié)論:土壤中無(wú)銳勁特對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)無(wú)任何影響，蚯蚓生長(zhǎng)良好。當(dāng)土壤中的銳勁特含量為0.1%時(shí)，對(duì)赤子愛勝蚯蚓的影響很小，死亡率僅為20%。當(dāng)土壤中銳勁特含量增加到0.5%時(shí)，赤子愛勝蚯蚓的活動(dòng)

2、開始受到抑制，死亡率大大增加，有一半的蚯蚓死亡。當(dāng)土壤中的銳勁特濃度為1%，3%，赤子愛勝蚯蚓出現(xiàn)了明顯的不適應(yīng)，死亡率為100%。3.1.2 LC50的確定因?qū)嶒?yàn)中無(wú)定量的研究蚯蚓的死亡率，只能定性的給出結(jié)論，從五組實(shí)驗(yàn)中對(duì)照，當(dāng)土壤中銳勁特的濃度為0.5%時(shí)，最符合蚯蚓的半數(shù)致死量，因此本實(shí)驗(yàn)選用的半數(shù)致死量LC50也就是含銳勁特為0.5%的土壤。3.1.3實(shí)驗(yàn)所用銳勁特劑量的確定根據(jù)對(duì)赤子愛勝蚯蚓的急性毒性實(shí)驗(yàn)，為了保證蚯蚓在實(shí)驗(yàn)期間良好的存活而不出現(xiàn)死亡，肯定要選用半數(shù)致死量LC50。以下的銳勁特濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。然而，當(dāng)銳勁特的濃度太低時(shí)，赤子愛勝蚓對(duì)銳勁特的富集量會(huì)大大的減少，會(huì)影響蚯

3、蚓富集實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。因此綜合考慮后本次實(shí)驗(yàn)采用的銳勁特的濃度是(0.001%，0.005%，0.01%)，從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以驗(yàn)證，此次所取的銳勁特的濃度是完全合理的。3.2. 土壤中銳勁特對(duì)蚯蚓生長(zhǎng)的影響3.2.1 供試土壤中銳勁特的含量根據(jù)急性毒性實(shí)驗(yàn)所得到的土壤中的銳勁特濃度(0.001%，0.005%，0.01%)，在實(shí)驗(yàn)室用銳勁特乳油（5）配置各濃度的銳勁特溶液。將銳勁特與土壤充分混合后放入蚯蚓。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)，通過(guò)觀察并檢測(cè)蚯蚓的生活狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)。3.2.2 銳勁特對(duì)蚯蚓生長(zhǎng)的影響每盆加入15條蚯蚓，經(jīng)50天的養(yǎng)殖，然后每周從每盆中隨機(jī)取3條蚯蚓，洗凈表面，用洗水紙擦干其表面。稱量

4、蚯蚓的重量，用萬(wàn)分之一的分析天平測(cè)定。結(jié)果如下表: 表一. 蚯蚓的生長(zhǎng)情況處理重量/3條(g)初始值兩周后三周后四周后五周后樣本11.13191.22251.56911.38631.4260樣本21.08111.22591.17881.07031.0020樣本31.17961.40100.97230.87830.8310樣本41.16710.72650.73340.71160.7038注:該表中:樣本1: 蚯蚓+土壤(空白)；樣本2: 蚯蚓+土壤(0.001%的銳勁特)；樣本3: 蚯蚓+土壤(0.005%的銳勁特)；樣本4: 蚯蚓l+土壤(0.01%的銳勁特)；以下圖表中的數(shù)據(jù)均同此表所示。圖

5、2 每組蚯蚓的生長(zhǎng)情況由蚯蚓的體重統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)可知:培養(yǎng)50天后，樣本1的蚯蚓質(zhì)量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間體重增長(zhǎng)了25.98%。樣本2中蚯蚓的體重增長(zhǎng)率為-7.32%，樣本3中蚯蚓的增長(zhǎng)率為-29.55%，樣本4中蚯蚓的增長(zhǎng)率為-39.70%。由圖2可以看出:樣本1的蚯蚓質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)期間有所增加，并且有一定的波折，但總體的體重是增加的。另外三組含有銳勁特的土壤中的蚯蚓的總體重都有一定的減少。在第二周后蚯蚓的體重在1、2、3樣本中都有所增加，然后第三周以后1、2、3樣本中的體重在減少。第四組的蚯蚓剛開始體重減少的很快，在第三周以后開始稍微增加，然后減少。總體的趨勢(shì)為: 蚯蚓的體重先增加后減少。出現(xiàn)上述

6、現(xiàn)象的原因可能是:(l)樣本1中的蚯蚓土壤無(wú)銳勁特的影響，體重增加是正常的，在第四周后減少，可能是有由于土壤中的有機(jī)質(zhì)減少了導(dǎo)致的。第五周后增加由于蚯蚓的數(shù)量減少，使土壤的有機(jī)質(zhì)能夠提供蚯蚓的正常的生長(zhǎng)。(2)樣本2 、3的曲線相似。在第三周之前，由于時(shí)間很短，蚯蚓富集的銳勁特的量也不多，不會(huì)損害蚯蚓身體的活力。并且，蚯蚓的數(shù)量很多，平均每個(gè)蚯蚓富集的銳勁特的量會(huì)少一些，所以蚯蚓的體重增加。在第三周后，蚯蚓的數(shù)量開始減少，并且富集的銳勁特的量也有所增加，在體內(nèi)富集的銳勁特的量較高的情況下可引起蚯蚓體重下降。(3)樣本4的曲線最為特別，可能的原因是:在樣本4的土壤中，銳勁特的含量高，剛開始就對(duì)蚯

7、蚓的生長(zhǎng)造成了一定的抑制。 蚯蚓作為大型土壤動(dòng)物，是陸地生物與土壤生態(tài)傳遞的橋梁，當(dāng)土壤被各種化學(xué)品污染后，必將對(duì)蚯蚓產(chǎn)生不利影響。已有大量研究證明土壤污染對(duì)蚯蚓生態(tài)學(xué)特征、生理生化特征以及分類學(xué)等方面有著顯著得影響。土壤中化學(xué)品污染嚴(yán)重影響它們的個(gè)體數(shù)量和生長(zhǎng)繁殖。表一中所示，受銳勁特污染的土壤，蚯蚓體重都降低，說(shuō)明了銳勁特污染嚴(yán)重影響了土壤中蚯蚓生長(zhǎng)，使其受到明顯的抑制作用。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)所選用的赤子愛蚯蚓能存活于一定濃度的污染土壤中，但銳勁特的污染明顯抑制了蚯蚓的生長(zhǎng)。3.3銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)的富集行為利用高效液相色譜對(duì)蚯蚓體內(nèi)銳勁特的殘留量進(jìn)行分析。結(jié)果表明，銳勁特在蚯蚓體內(nèi)的濃

8、度逐漸增加，在第10天左右達(dá)到最大濃度，并基本保持平衡，加藥后15天內(nèi)銳勁特在蚯蚓體內(nèi)的濃度變化過(guò)程見圖3。蚯蚓體內(nèi)濃度較土壤濃度高，證明銳勁特在蚯蚓體內(nèi)有富集現(xiàn)象，生物富集因子（BCF）為1.56。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，銳勁特在赤子愛勝蚓和灰暗異唇蚓中均表現(xiàn)出富集現(xiàn)象，并且銳勁特在兩種蚯蚓體內(nèi)的濃度無(wú)明顯差別。圖3 土壤中銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)的濃度變化 圖4 銳勁特在蚯蚓體內(nèi)富集的典型色譜圖（a）銳勁特標(biāo)準(zhǔn)溶液；（b）藥劑處理后3d；（c）藥劑處理后18d3.4 銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)的降解行為當(dāng)蚯蚓體內(nèi)的銳勁特濃度達(dá)到平衡后（15d），將蚯蚓轉(zhuǎn)至沒(méi)有藥劑的空白土壤，定期取樣，觀察銳勁特對(duì)映體在蚯

9、蚓體內(nèi)的降解情況。結(jié)果顯示，在沒(méi)有藥劑處理的空白土壤中，銳勁特在蚯蚓體內(nèi)表現(xiàn)出一定的降解趨勢(shì)，降解半衰期為3.36天。時(shí)間（天）濃度（mg/kg）圖5銳勁特在蚯蚓體內(nèi)的濃度隨時(shí)間變化圖3.5銳勁特對(duì)映體在蚯蚓土和對(duì)照土中的降解行為銳勁特對(duì)映體在有蚯蚓的土壤和對(duì)照土壤中的降解結(jié)果見圖6?？梢钥闯觯球镜拇嬖诖龠M(jìn)了土壤中銳勁特的降解，但對(duì)EF值沒(méi)有顯著影響，未發(fā)現(xiàn)選擇性降解現(xiàn)象存在。圖6銳勁特對(duì)映體在蚯蚓土和對(duì)照土中的濃度隨時(shí)間變化圖4 結(jié)論本文以對(duì)銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)的富集及降解趨勢(shì)及選擇性情況進(jìn)行了研究，結(jié)果如下：4.1建立了蚯蚓體內(nèi)銳勁特對(duì)映體的提取、純化及檢測(cè)方法通過(guò)對(duì)銳勁特的提取、提純

10、以及檢測(cè)的精密度、準(zhǔn)確度和靈敏度的結(jié)果顯示，所建立方法可以滿足殘留分析和降解實(shí)驗(yàn)的要求。該方法的建立可以為銳勁特在蚯蚓體內(nèi)的殘留和代謝研究提供依據(jù)。4.2蚯蚓對(duì)銳勁特有耐受性蚯蚓對(duì)銳勁特有耐受性，但是過(guò)量的銳勁特也會(huì)對(duì)蚯蚓產(chǎn)生毒害作用。土壤中的銳勁特的毒害機(jī)理，主要是通過(guò)阻礙-氨基丁酸控制的氯化物代謝，從而產(chǎn)生毒害作用。本次實(shí)驗(yàn)中，對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)情況研究表明，蚯蚓在土壤中生活50天后，只有在空白組的蚯蚓體重有所增加，在含有銳勁特的土壤中，蚯蚓的體重都是先增加后減少。在銳勁特含量最高的土壤中發(fā)現(xiàn)有少量的蚯蚓死亡，可以得到銳勁特對(duì)赤子愛勝蚓的生長(zhǎng)有一定的抑制作用。而且，赤子愛勝蚓的急毒性實(shí)驗(yàn)研究表明

11、，土壤中銳勁特的濃度大小與蚯蚓的死亡率顯著相關(guān)且成正比關(guān)系。最后得出赤子愛勝蚓的半數(shù)致死量LC50為:0.5%的銳勁特含量。綜合得出實(shí)驗(yàn)采用的銳勁特濃度為(0.001%，0.005%，0.01%)。 4.3 蚯蚓對(duì)銳勁特的富集及降解作用利用自然土壤法進(jìn)行了銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)的富集及降解研究，結(jié)果顯示銳勁特對(duì)映體在蚯蚓體內(nèi)有一定的富集，10天左右達(dá)到最高濃度。同時(shí)，用不同品種的蚯蚓做銳勁特的富集實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明銳勁特在赤子愛勝蚓和灰暗異唇蚓中均表現(xiàn)出富集現(xiàn)象，并且銳勁特在兩種蚯蚓體內(nèi)的濃度無(wú)明顯差別?？疾炝擞序球镜耐寥篮蜔o(wú)蚯蚓的對(duì)照土壤中銳勁特對(duì)映體的降解情況，由于蚯蚓的存在促進(jìn)了土壤的新陳代

12、謝，增加了土壤有機(jī)質(zhì)，影響了土壤生物種群，因此銳勁特對(duì)映體在蚯蚓土中的降解速度快于對(duì)照土。綜上所述，在含有銳勁特的土壤中，利用赤子愛勝蚓在土壤中自身對(duì)銳勁特的富集和活化能力，可以有效的降低土壤中銳勁特的含量，修復(fù)土壤。本研究的開展可以為農(nóng)藥的合理使用提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也對(duì)發(fā)展土壤污染物修復(fù)技術(shù)具有重要意義。 5 反思與展望近年來(lái)，部分地區(qū)土壤污染越來(lái)越嚴(yán)重，污染土壤中農(nóng)藥的生態(tài)危害效應(yīng)受到了長(zhǎng)期而廣泛的關(guān)注。（1）銳勁特(Regent)是法國(guó)安萬(wàn)特公司于1987年開發(fā)研制的,1993年開始商業(yè)化的苯吡唑類新型殺蟲劑,其通用名為氟蟲腈 。可用于防治水稻、蔬菜、果樹、棉花及玉米等多種作物害蟲 。銳

13、勁特在水體中以光解和水解為主,在土壤中除了光解和水解作用,還存在氧化作用。研究表明,銳勁特及其代謝產(chǎn)物對(duì)非標(biāo)靶類動(dòng)物(蜜蜂、淡水脊椎動(dòng)物、鳥類等)具有毒性。但對(duì)人類的健康影響還有待進(jìn)一步研究。雖說(shuō)農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用,其使用量呈逐年增加的趨勢(shì)。由農(nóng)藥引起的環(huán)境污染問(wèn)題也不斷增多,農(nóng)藥的殘留和富集對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生很大的安全隱患，這也是本課題研究的目的所在。在本課題中，通過(guò)采用實(shí)驗(yàn)室蚯蚓毒性試驗(yàn)方法，以赤子愛勝蚯蚓為試驗(yàn)品種，研究了土壤中農(nóng)藥對(duì)蚯蚓的毒性效應(yīng)。通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，以期為污染土壤的生物學(xué)診斷和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。（2）目前我國(guó)在制定土壤環(huán)境質(zhì)量時(shí)，

14、很少?gòu)谋Ｗo(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的角度考慮污染物對(duì)土壤動(dòng)物、土壤微生物可能造成的影響，應(yīng)用較多的是與化學(xué)分析相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)值。指示生物監(jiān)測(cè)(如蚯蚓監(jiān)測(cè))用于監(jiān)測(cè)土壤污染變化、制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、確定優(yōu)先污染物和優(yōu)先治理修復(fù)場(chǎng)所等，將有利于我國(guó)土壤環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展。（3）環(huán)境保護(hù)問(wèn)題提出的一個(gè)最深刻和最根本的原因就是人類所賴以生存的資源和空間是有限的：我們只有一個(gè)地球。生物多樣性是地球上最寶貴的資源之一。它不僅為我們創(chuàng)造了這個(gè)豐富多彩的世界，而且從功能上來(lái)講構(gòu)成了人類生存的基礎(chǔ)：形成人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，并為人類的生存和發(fā)展提供豐富的資源。然而很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人類忘記了本身就是其中的一部分沒(méi)有節(jié)制的索取

15、已經(jīng)造成了地球上總體生物多樣性的嚴(yán)重?fù)p失。如不抓緊研究和保護(hù)工作，地球上四分之一到二分之一的物種將面臨滅絕的危險(xiǎn)。這將從根本上危急我們的生存環(huán)境。因此生物多樣性的保護(hù)是環(huán)保護(hù)工作中最基本的部分。也正因?yàn)槿绱松锒鄻有浴⒖沙掷m(xù)發(fā)展和全球環(huán)境變化這三個(gè)主題已經(jīng)成為全球最主要的環(huán)境問(wèn)題。土壤中包含有十分巨大的生物多樣性，而且土壤生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量循環(huán)過(guò)程中不可缺少的組成部分。土壤生態(tài)學(xué)功能的破壞將可能導(dǎo)致整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。因此保護(hù)包括蚯蚓在內(nèi)的土壤生物及其生存環(huán)境對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。參 考 文 獻(xiàn)1張文君.POPs公約簡(jiǎn)介J.農(nóng)藥2馮忻，劉憲華，宋文華，等.假

16、單胞菌AEBL3對(duì)土壤中吠喃丹的生物降解J.城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003，16(6):144-146.3左海根，林玉鎖.吠喃丹、殺蟲雙對(duì)蚯蚓的單一和復(fù)合毒性J.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2006，21(l):67-69.4左海根，林玉鎖，龔瑞忠.土壤中吠喃丹、殺蟲雙和DDT對(duì)蚯蚓的單一和復(fù)合毒性J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24(5):861-864.5魯明中，陳年春.農(nóng)藥生態(tài)學(xué)M，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1993:85-86.6賈秀英，李喜梅，楊亞琴，等.Cu、Cr復(fù)合污染對(duì)蚯蚓虹叫急性毒性效應(yīng)的研究J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24(l):31一34.7戴文龍，余廷康，等.ICP-AES法測(cè)定蚯蚓和蚓糞中的重金屬J，光譜實(shí)驗(yàn)室，2001,18(