丁草胺污染對高產(chǎn)水稻土微生物區(qū)系的影響

1、丁草胺污染對高產(chǎn)水稻土微生物區(qū)系的影響作者：張仕穎 單位：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院期刊: 生態(tài)環(huán)境學(xué)報 2014,23（4）：679-684目錄1. 介紹2. 材料和方法3. 結(jié)果和分析4. 結(jié)論介 紹 1. 丁草胺的概況： 丁草胺是亞洲生產(chǎn)和應(yīng)用最廣泛的除草劑，與乙草胺和草甘膦并稱我國三大除草劑，每年用量超過8000 t，且呈持續(xù)增加的趨勢。丁草胺主要應(yīng)用于水稻田，對禾本科雜草有較好的防除效果，但由于使用量大，且直接毒土，不可避免地會在土壤和環(huán)境中殘留，破壞土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，影響水稻產(chǎn)量。 丁草胺在環(huán)境中的殘留污染主要有三種情況：一是丁草胺隨生產(chǎn)廢水、排灌水及降水的縱向淋溶和橫向擴散會造

2、成地表水和地下水的污染；二是丁草胺會對生態(tài)系統(tǒng)中的植物、動物和微生物產(chǎn)生不利影響，從而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)；三是丁草胺具有致突變性和遺傳毒性，能通過食物鏈和生物富集將毒性逐級傳遞并不斷擴大，最終影響到人類健康。因此，丁草胺在生態(tài)環(huán)境中的安全性問題已經(jīng)逐漸引起人們的關(guān)注，深入了解丁草胺的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)顯得極為重要。2. 高產(chǎn)水稻區(qū)概況 ： 云南永勝濤源鄉(xiāng)是保持我國水稻小面積超高產(chǎn)紀(jì)錄的特殊生態(tài)區(qū)，1983年常規(guī)稻“桂朝2號”在濤源創(chuàng)下畝產(chǎn)1075.4 kg的全國高產(chǎn)紀(jì)錄，使我國首次實現(xiàn)單季水稻畝產(chǎn)超噸糧的突破；2001雜交稻“特優(yōu)175”驗收畝產(chǎn)達1185.5 kg，超級稻“優(yōu)明86”驗收

3、畝產(chǎn)達1196.5 kg，雙雙打破印度畝產(chǎn)1184.8 kg的世界水稻紀(jì)錄；從2004年到2006年，濤源連續(xù)三年創(chuàng)造1畝以上面積水稻單產(chǎn)突破1200 kg大關(guān)的歷史性突破，“協(xié)優(yōu)107”畝產(chǎn)達1287 kg。光照、溫度和當(dāng)?shù)貎?yōu)越的土壤微環(huán)境是造成濤源水稻頻頻高產(chǎn)的重要生態(tài)因素。 濤源特殊生態(tài)區(qū)常年使用丁草胺作為水稻選擇性芽前除草劑，大量施用的除草劑究竟會對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)造成多大影響成為研究者關(guān)注的焦點。 本研究采用平板菌落計數(shù)法，對不同丁草胺濃度處理的高產(chǎn)水稻土和對照土進行分析，確定處理土樣和對照土樣中好氧細菌（Bacteria）、放線菌（Actinobacteria）和真菌（Fungi

4、）的數(shù)量以及功能微生物自生固氮菌（Nitrogen fixing bacteria）、磷酸鹽溶解菌（Phosphate solubilizing bacteria）和硅酸鹽細菌（Silicate dissolving bacteria）的數(shù)量，通過二者的深入比較，探討模擬條件下丁草胺對高產(chǎn)水稻土微生物區(qū)系的影響。 平板菌落計數(shù)法是將待測樣品經(jīng)過適當(dāng)稀釋之后，取一定量的稀釋樣品接種到平板上，經(jīng)過培養(yǎng)，由每個單細胞生長繁殖形成肉眼可見的菌落，然后統(tǒng)計菌落數(shù)，再根據(jù)其稀釋倍數(shù)和取樣接種量來換算樣品含菌數(shù)的一種傳統(tǒng)方法，也是土壤微生物區(qū)系研究中一種重要而不可替代的經(jīng)典方法。 3. 研究思路：材料和方法

5、1. 供試藥品 丁草胺，上海升聯(lián)化工有限公司生產(chǎn)，農(nóng)藥登記號：D20091403，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號：HG3292-2001，施用方法：藥土法。2. 土壤含水量測定 稱取30-40 g（精確到0.01 g）新鮮土樣置于培養(yǎng)皿中，放入110烘箱烘烤6 h，取出稱重；之后重新放回烘箱繼續(xù)烘烤，每隔30 min重復(fù)稱重一次，直至恒重，設(shè)置三個重復(fù)。土壤含水量計算公式為：其中，m0表示烘干前樣品重，g；m1表示烘干后樣品重，g。3. 丁草胺處理試驗設(shè)計 丁草胺的合理施用標(biāo)準(zhǔn)為有效成分濃度747-1278 g/hm2（GB/T 8321.1-2000），折算合0.216-0.370 mg/kg干土，本研究取中間

6、濃度0.30 mg/kg干土作為100%推薦劑量。稱取相當(dāng)于500 g干重的新鮮土樣，加入超純水使其含水量為田間最大持水量的60%，在室內(nèi)模擬條件下，添加以超純水稀釋的丁草胺，使其在土樣中的有效成分濃度分別為50%推薦劑量(0.15 mg/kg，簡稱B15)、100%推薦劑量（0.30 mg/kg，簡稱B30）和500%推薦劑量（1.5 mg/kg，簡稱B150），攪拌均勻，另設(shè)不加丁草胺的處理為對照（0 mg/kg，簡稱CK），每個處理3個重復(fù)。所有處理密封，置于恒溫培養(yǎng)箱（251）中避光培養(yǎng)，于藥劑處理后的7、15、30、45 d 取樣測定，每隔2-3 d用差減法補充水分以調(diào)節(jié)含水量。4.

7、 樣品測定方法 分離好氧細菌使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、真菌使用馬丁氏培養(yǎng)基、放線菌使用高氏一號培養(yǎng)基，分離自生固氮菌使用Ashby無氮培養(yǎng)基、磷酸鹽溶解菌使用無機磷細菌培養(yǎng)基、硅酸鹽細菌使用硅酸鹽細菌培養(yǎng)基。所有培養(yǎng)基均調(diào)節(jié)至pH7.5-8.0。5. 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0軟件處理，采用單因素（one way ANOVA）方差分析和LSD法進行多重比較（0.05）。結(jié)果和分析1. 丁草胺對好氧細菌數(shù)量的影響圖1 不同濃度丁草胺對好氧細菌數(shù)量的影響 縱觀整個丁草胺處理時期不難發(fā)現(xiàn)，中高濃度丁草胺對土壤好氧細菌的生長和增殖表現(xiàn)出先促進后抑制的作用，低劑量丁草胺對好氧細菌生長則沒有太

8、大影響。2. 丁草胺對放線菌數(shù)量的影響圖2 不同濃度丁草胺對放線菌數(shù)量的影響 縱觀整個丁草胺處理時期可以發(fā)現(xiàn)，中高濃度丁草胺對放線菌的生長有明顯的刺激作用，丁草胺濃度越高，刺激作用表現(xiàn)得越快越明顯，之后隨著丁草胺的自然降解，刺激作用逐漸轉(zhuǎn)化為抑制作用，低濃度丁草胺對放線菌生長則主要表現(xiàn)為抑制作用。3. 丁草胺對真菌數(shù)量的影響圖3 不同濃度丁草胺對真菌數(shù)量的影響 縱觀整個丁草胺處理時期可以發(fā)現(xiàn)，低濃度丁草胺B15對土壤真菌的生長和增殖基本沒有影響，中等濃度B30則表現(xiàn)為先抑制后刺激的作用，隨著丁草胺的自然降解，抑制和刺激作用都會消失，其真菌數(shù)量可恢復(fù)到CK水平；高濃度丁草胺B150則始終表現(xiàn)為抑

9、制作用，其真菌數(shù)量與CK之間存在明顯差異。4. 丁草胺對自生固氮菌數(shù)量的影響圖4 不同濃度丁草胺對自生固氮菌數(shù)量的影響不同劑量丁草胺對自生固氮菌均變現(xiàn)為先刺激、后抑制的作用。5. 丁草胺對磷酸鹽溶解菌數(shù)量的影響圖5 不同濃度丁草胺對磷酸鹽溶解菌數(shù)量的影響 縱觀整個丁草胺處理時期，不同濃度丁草胺會對磷酸鹽溶解菌表現(xiàn)出不同程度的抑制作用，且丁草胺濃度越高，抑制作用越明顯。6. 丁草胺對硅酸鹽細菌數(shù)量的影響 縱觀整個丁草胺處理時期，低濃度對硅酸鹽細菌影響不明顯，中高濃度對硅酸鹽細菌有抑制作用，且在丁草胺達到半衰期之前，濃度越高，抑制作用越明顯。圖6 不同濃度丁草胺對硅酸鹽細菌數(shù)量的影響結(jié)論1）中高濃度丁草胺對好氧細菌具有先刺激生長、后抑制活性的作用，低濃度丁草胺對好氧細菌的生長和增殖影響不明顯。2）中高濃度丁草胺對放線菌有刺激作用，且濃度越高，刺激作用表現(xiàn)得越快越明顯，低濃度丁草胺對放線菌則主要表現(xiàn)為抑制作用。 3）低濃度丁草胺對真菌的生長和增殖基本沒有影響，中等濃度有先抑制后刺激的作用，高濃度丁草胺則始終表現(xiàn)為對真菌的抑制作用。