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氮對(duì)土壤中精甲霜靈殘留量及其微生物的影響

2016-04-17 08:37楊艷梅范茂攀
關(guān)鍵詞:殘留量盆栽氮素

楊艷梅 鄭 毅 范茂攀 丁 凱

(1.云南云天化國際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司,云南昆明650051;2.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,云南昆明650224;3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,云南昆明650201)

氮對(duì)土壤中精甲霜靈殘留量及其微生物的影響

楊艷梅1,2鄭 毅2范茂攀3丁 凱3

(1.云南云天化國際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司,云南昆明650051;2.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,云南昆明650224;3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,云南昆明650201)

為了解氮素的存在對(duì)進(jìn)入紅壤中精甲霜靈殘留的影響,本研究通過室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn),設(shè)定了N0、N1/2、N、N3/2分別為0.0、37.5、75.0、112.5mg/kg 4個(gè)氮肥水平,添加8.1mg/kg的精甲霜靈溶液,并采用甲醇浸提土壤中精甲霜靈,F(xiàn)ID氣相色譜法檢測(cè),研究了土壤中殘留精甲霜靈的降解情況。結(jié)果表明:精甲霜靈在土壤中的降解存在吸附-解吸的現(xiàn)象,且消解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程;在4個(gè)不同氮水平中,75.0mg/kg水平下精甲霜靈在紅壤中的降解最快;微生物數(shù)量在施精甲霜靈后2 h~7 d都急劇減少,在第7天后開始增加。不同氮水平下土壤中微生物數(shù)量最終呈現(xiàn)出N>N3/2>N1/2>N0的趨勢(shì),N、N3/2水平與其他水平間的差異均達(dá)顯著程度,而N和N3/2水平間差異不顯著。施藥后17 d,微生物數(shù)量開始恢復(fù),氮素和殘留的精甲霜靈都成了微生物的能源物質(zhì),促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和繁殖。

氮;精甲霜靈;降解;紅壤;微生物;殘留量

Key words:nitrogen;metalaxyl-M;degradation;microorganism;residual amount

精甲霜靈又稱高效甲霜靈,是甲霜靈兩個(gè)異構(gòu)體中的一個(gè),即R-甲霜靈,化學(xué)名稱為N-(2,6-二甲苯基)-N-(甲氧基乙?;?D-丙胺酸甲酯。精甲霜靈是一種具有保護(hù)治療作用的內(nèi)吸性殺菌劑,在多種作物上通過拌種、拌土、噴施等措施,專用于防治卵菌綱引起的霜霉病、霜疫霉病、疫病和晚疫病等病害。有研究顯示,精甲霜靈對(duì)立枯絲核菌、瓜果腐霉菌和大豆疫霉菌菌絲生長(zhǎng)抑制率分別達(dá)到100%、100%和84.82%[1],因此,精甲霜靈被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。而病菌對(duì)精甲霜靈較容易產(chǎn)生抗性[2-4],也因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的精甲霜靈常與不同防病機(jī)制的農(nóng)藥進(jìn)行復(fù)配,以達(dá)到更好的殺菌效果。羅志明等[5]用28.7%精甲霜靈·咯菌腈·噻蟲嗪FS處理蔗種后發(fā)現(xiàn)甘蔗鳳梨病的防效明顯優(yōu)于對(duì)照50%多菌靈WP,劉煜財(cái)?shù)龋?]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)11%精甲霜靈·咯菌腈·嘧菌酯的種衣劑對(duì)玉米絲黑穗病有較好的防治效果,馮鐵瑛等[7]研究也發(fā)現(xiàn)選用6.25%精甲霜靈·咯菌腈FS對(duì)水稻立枯病的防治效果較好。進(jìn)入土壤中的精甲霜靈主要靠微生物作用來進(jìn)行降解[8],而進(jìn)行復(fù)配后的精甲霜靈對(duì)微生物的作用可能就更強(qiáng),如毒死蜱與百菌清復(fù)配后對(duì)微生物的抑制效果更強(qiáng)[9]。而施化肥是保證糧食穩(wěn)定生產(chǎn)的一種必不可少的農(nóng)業(yè)措施,相對(duì)有機(jī)質(zhì)而言,化肥更容易被土壤微生物利用[10],因此,化肥的施用不僅直接影響土壤化學(xué)成分變化,而且還能引起土壤微生物活性的變化,進(jìn)而引起土壤微生物群落結(jié)構(gòu)改變,同時(shí),化肥還能改變土壤的物理性狀,影響土壤上植被的生長(zhǎng),從而間接影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[11]。而氮肥不僅在維持土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性中占有重要的作用[12],還是影響微生物量碳的主導(dǎo)因素,無論是適量施用還是過量施用都會(huì)對(duì)微生物量碳有較大的影響[13];相反,土壤中若氮源不足,微生物生長(zhǎng)則會(huì)受到抑制,因此加入氮肥后,微生物生長(zhǎng)加快,活性提高,農(nóng)藥降解加快[14]。目前,施肥對(duì)農(nóng)藥降解的研究較少,McGhee等[15]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施用硝酸銨可以促進(jìn)2,4-D降解,28 d后,施氮處理比對(duì)照增加了近2.5倍;王鴻顯等[16]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),過碳酰胺的施用可以促進(jìn)Brij35的降解,且降解時(shí)間越長(zhǎng)降解率越高。但更多研究表明,施用氮肥尤其是無機(jī)氮肥,農(nóng)藥降解會(huì)受到抑制[17-19]。因此,本試驗(yàn)通過研究氮肥水平與土壤中精甲霜靈殘留的降解關(guān)系,以確定氮肥的施用是否會(huì)促進(jìn)土壤中精甲霜靈殘留的降解及適宜的施氮水平,為進(jìn)一步的田間試驗(yàn)研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1)土壤:土壤基本理化性狀為,有機(jī)質(zhì)36.25 g/kg,全氮1.28 g/kg,堿解氮153.19 mg/kg,pH 6.24;質(zhì)地為粉質(zhì)粘土,其中沙粒含量7.90%,粘粒含量45.98%,粉粒含量46.12%,TiO2含量6.01%;為山原紅壤。

2)供試農(nóng)藥:68%精甲霜·錳鋅水分散粒劑(先正達(dá)投資有限公司,中國)施用量為2 700 g/hm,精甲霜靈標(biāo)準(zhǔn)品(100μg/mL)由上海農(nóng)藥研究所提供。

3)肥料:尿素(N≥46.4%),過磷酸鈣(P2O5≥14.0%),硫酸鉀(K2O≥50.0%)。

4)供試作物:小白菜(Brassica rapa var.chinensis),金綠。

1.2 儀器與試劑

1)儀器:Agilent 7890A氣相色譜儀(FID檢測(cè)器),色譜柱為HP-INNOWax Polyethylene Glyco,30 m×320μm×0.5μm,可控溫加熱水浴鍋均產(chǎn)自美國,往復(fù)式振蕩器及實(shí)驗(yàn)室常用儀器均為國產(chǎn)儀器。

2)試劑:甲醇(色譜純)、精甲霜靈標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.0%),甲醇、二氯甲烷、無水Na2SO4,NaCl;淀粉、硝酸鉀、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、瓊脂(日本)、葡萄糖、蛋白胨、孟加拉紅、鏈霉素,以上試劑若無特別強(qiáng)調(diào),則均是分析純的。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和處理

本試驗(yàn)分室內(nèi)培養(yǎng)和大棚盆栽,都設(shè)4個(gè)處理:1)缺氮處理(N0),不施氮肥;2)低氮處理:正常供氮量的50%(N1/2);3)正常供氮處理(N);4)高氮處理:正常供氮的3/2倍(N3/2)。正常氮肥用量都為75mg/kg,氮磷鉀肥配比為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶2.5,溶于水;每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。根據(jù)NY/T 788—2004《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》中推薦高劑量和推薦高劑量的1.5倍設(shè)置施精甲霜靈濃度。

1)室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn):分別稱取20.00 g風(fēng)干土壤8份(過1mm篩孔),于口徑9 cm的培養(yǎng)皿中,分別加入10.00mL肥料溶液,于通風(fēng)櫥中待溶劑揮發(fā)后,繼續(xù)滴加10.00ml精甲霜靈溶液(濃度8.1mg/kg),待溶劑揮發(fā)后,將各組土壤充分混勻,然后分別轉(zhuǎn)入250 mL三角燒瓶中,調(diào)節(jié)土壤水分至飽和持水量的60%。用棉塞將瓶口塞緊,置于25°C培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng),當(dāng)天(施精甲霜靈后2 h)、1、5、12、19 d取樣測(cè)定土壤中精甲霜靈含量。

2)大棚盆栽試驗(yàn):稱取10.0 kg供試土壤(過1 cm篩孔)與基肥(N:60%,P2O5:100%,K2O:40%)混勻后裝盆,然后移栽,待植株成活后澆灌900mL精甲霜靈溶液(濃度8.1 mg/kg),于施精甲霜靈后2 h、3 d、7 d、11 d、17 d取樣測(cè)定土壤中精甲霜靈的含量。盆栽管理為,干旱時(shí)正常灌水,每次灌水1 L,植株進(jìn)入旺長(zhǎng)期(移栽后10 d)后進(jìn)行追肥(N:40%,K2O:60%)。

1.4 取樣與分析測(cè)定

對(duì)于室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn),施精甲霜靈后按不同的間隔時(shí)間從培養(yǎng)箱里直接取出樣品浸提。盆栽試驗(yàn)則用土鉆于施精甲霜靈后不同的間隔時(shí)間進(jìn)行采樣,每盆分3~4點(diǎn)取土,混合后剔除石頭等雜物后用四分法帶走200 g左右,裝入塑料自封袋貯藏于1~3℃的冰箱中。

1.4.1 精甲霜靈殘留量測(cè)定

1)儀器條件:進(jìn)樣口溫度為205℃,保持1min,然后以8℃/min進(jìn)行升溫至250℃,保持7min;載氣為氮?dú)猓兌取?9.999%;檢測(cè)器溫度為240℃;柱箱溫度為240℃;H2流量為40 mL/min;空氣流量為400mL/min;N2流量為26.939 mL/min;進(jìn)樣量為1.00μL;進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣。上述色譜條件下,保留時(shí)間約12.375min,外標(biāo)定量法測(cè)定。

2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:在上述檢測(cè)條件下,分別取濃度為1.00、5.00、10.00、15.00、20.00、40.00、60.00、100.00 ng/μL標(biāo)準(zhǔn)工作液,繪制精甲霜靈標(biāo)準(zhǔn)曲線,以峰面積作為定量指標(biāo),得回歸方程為y=2.877 6x-8.632 6,r2=0.994 9,這證明在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)儀器響應(yīng)信號(hào)與進(jìn)樣量成良好的線性關(guān)系。

3)測(cè)定方法步驟:準(zhǔn)確稱取土壤20.00 g置于250mL三角瓶中,加入100 mL甲醇,震蕩提取1 h,過濾,吸取濾液60 mL轉(zhuǎn)入250 mL分液漏斗中,加入5%氯化鈉溶液50 mL,用50、40、30m L二氯甲烷萃取3次,合并萃取液,過無水硫酸鈉漏斗脫水,濃縮至近干(水浴70~80℃),1 mL甲醇溶解定容,過0.45 um濾膜,待檢測(cè)[20-21]。

1.4.2 土壤微生物數(shù)量的測(cè)定 采用稀釋平板計(jì)數(shù)法,參照文獻(xiàn)[22]。

1.5 分析方法

數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,差異性分析(Tukey法)和相關(guān)性分析用Spss 19.0軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平下精甲霜靈在土壤中的殘留動(dòng)態(tài)

在室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽條件下土壤中精甲霜靈的殘留情況見圖1~2。

由圖1~2可知,無論在室內(nèi)培養(yǎng)還是在盆栽條件下,精甲霜靈進(jìn)入土壤后其降解規(guī)律都符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)消解方程CT=COe-KT,且相關(guān)系數(shù)都達(dá)顯著水平。精甲霜靈在室內(nèi)培養(yǎng)的降解過程中,第2次采樣(施精甲霜靈后1 d)時(shí)其殘留量增加至一個(gè)極值后又接著降低,而在盆栽中則未出現(xiàn)。施精甲霜靈后2 h,精甲霜靈在培養(yǎng)土壤中(圖1)的殘留量為34.05~39.46 ng/μL,在盆栽土壤中(圖2)的殘留量為12.48~15.57 ng/μL,顯著低于培養(yǎng)土壤中的殘留量;施精甲霜靈后1 d,培養(yǎng)土壤中精甲霜靈殘留量除N水平外其他水平下的殘留量增加了3.35%~27.85%,而在盆栽土壤中卻降低了9.75%~51.03%;第5次采樣時(shí),培養(yǎng)土壤中的精甲霜靈降解了81.56%~87.24%,而在盆栽中降解了80.68%~88.76%,其殘留量顯著低于培養(yǎng)試驗(yàn)中的。研究結(jié)果表明,精甲霜靈在土壤中的殘留除受植株的影響因素外,還受其他因素的影響。由圖1~2可以得到培養(yǎng)和盆栽條件下精甲霜靈在土壤中的消解方程,見表1。

表1 不同試驗(yàn)條件下土壤中精甲霜靈的消解方程Tab.1 The dissipation equation ofmetalaxyl-M in soil under different test condition

由表1可知,在培養(yǎng)條件下精甲霜靈在土壤中的消解半衰期為1.97~2.29 d,N水平下的精甲霜靈殘留降解最快,其次是N0、N1/2水平下的,N3/2水平下的降解得最慢。在盆栽試驗(yàn)中,精甲霜靈在土壤中的消解半衰期為1.55~2.06 d,在不同氮水平下,精甲霜靈降解的快慢趨勢(shì)與室內(nèi)培養(yǎng)一致。最終精甲霜靈在土壤中的殘留量所呈現(xiàn)出的高低趨勢(shì)也與消解半衰期得到的結(jié)果一致,即N3/2>N1/2>N0>N。試驗(yàn)結(jié)果表明,在N水平下,土壤中的精甲霜靈降解得較快。

2.2 不同施氮水平下土壤中微生物數(shù)量的變化

盆栽試驗(yàn)中不同氮水平下土壤中細(xì)菌、放線菌、真菌、微生物數(shù)量的變化情況見圖3~6。

由圖3可知,精甲霜靈施用后2 h,土壤中細(xì)菌的數(shù)量隨施氮量的增加而減少,除N1/2和N水平之間外,其他氮水平間均達(dá)顯著水平;精甲霜靈施用后2 h~3 d,不同氮水平下的細(xì)菌數(shù)量急劇減少,第3天后,減少速率減緩,至第11天后出現(xiàn)增加的情況;精甲霜靈施用后17 d,細(xì)菌數(shù)量N0水平顯著低于N水平,而N水平與N1/2、N3/2水平間差異性卻不顯著。

由圖4可知,施用精甲霜靈后2 h,在不同氮水平下土壤中放線菌數(shù)量呈現(xiàn)出N1/2>N0>N>N3/2的高低趨勢(shì),兩氮水平間的差異顯著。施用精甲霜靈后,N1/2、N、N3/2水平下的放線菌數(shù)量一直降低,至第11天后才出現(xiàn)增加的情況,而N0水平下的放線菌數(shù)量在減少至第7天后就開始增加,至第11天時(shí)出現(xiàn)極值后又再次降低,因此,精甲霜靈施用后17 d,放線菌數(shù)量低于其他氮水平,N0與N水平間差異顯著,而N與N1/2、N3/2水平間差異不顯著。

由圖5可知,施用精甲霜靈后2 h,N水平土壤中真菌數(shù)量顯著高于N1/2水平,而N1/2水平顯著高于N3/2水平,N0水平真菌數(shù)量最低。2 h后,N0和N水平真菌數(shù)量的變化情況如放線菌數(shù)量的變化情況一樣,但N水平真菌數(shù)量的降低程度和增加程度都比N0水平大;N1/2水平。土壤中真菌數(shù)量在施用精甲霜靈后2 h~17 d都在緩慢地減少,而N3/2水平真菌數(shù)量在施藥后卻出現(xiàn)增加情況,至第3天后才急劇降低,第7天真菌減少至最小值后急劇增加至第11天,第11天后再次減少;第17天時(shí),N和N3/2水平真菌數(shù)量顯著高于N1/2水平,而N1/2水平又顯著高于N0水平。

由圖6可知,施藥后2 h,N1/2水平土壤中的微生物數(shù)量顯著高于N0、N水平,N0、N水平又顯著高于N3/2水平,N0、N水平間微生物數(shù)量無顯著性差異;施藥后2 h~7 d,土壤微生物數(shù)量急劇下降,至第7天時(shí)下降了54.39%~61.09%,N1/2、N水平下微生物數(shù)量顯著高于N0水平,N0水平顯著高于N3/2水平;施藥7 d后,N0、N水平下的微生物數(shù)量出現(xiàn)了增加又降低的現(xiàn)象,即刺激效應(yīng);至第17天時(shí),N0水平下的微生物數(shù)量下降得更低,而N水平卻仍然出現(xiàn)了增加的趨勢(shì),N1/2、N3/2水平下的微生物數(shù)量自第7天起就開始恢復(fù),至施藥后17 d時(shí),分別增加了5.62%、32.17%,而施用過克菌丹、氯硝胺后微生物數(shù)量要在施藥后157 d才能恢復(fù)[23]。因此,氮素的存在促進(jìn)了微生物數(shù)量的恢復(fù),且在最終不同氮水平下土壤中微生物數(shù)量呈現(xiàn)出N>N3/2>N1/2>N0的趨勢(shì),N、N3/2水平與其他水平間的差異均達(dá)顯著程度,而N和N3/2水平間差異不顯著。

2.3 土壤氮素、微生物和精甲霜靈相互間的關(guān)系

土壤氮素與細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量的相關(guān)性分析結(jié)果見表2。

表2 氮含量分別與細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量的相關(guān)性Tab.2 The correlation of nitrogen levels and bacteria,actinomycetes and fungi amount amount

由表2可知,精甲霜靈施用后2 h~7 d,土壤氮素與細(xì)菌數(shù)量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明此時(shí)期氮肥的施用抑制了細(xì)菌的生長(zhǎng);至第11天時(shí),該相關(guān)性由負(fù)相關(guān)變?yōu)檎嚓P(guān),氮素促進(jìn)了細(xì)菌的生長(zhǎng)。對(duì)放線菌而言,在施用精甲霜靈后3天內(nèi),土壤氮素與其數(shù)量也呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;但在第7天時(shí)卻呈一定的正相關(guān)關(guān)系,可在第11天時(shí)又恢復(fù)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,這說明在施用精甲霜靈后2 h~11 d氮肥的施用不利于放線菌的生長(zhǎng);而在第17天時(shí)土壤氮素與放線菌數(shù)量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,說明土壤氮素明顯地促進(jìn)了放線菌的生長(zhǎng)。精甲霜靈施用后,土壤氮素與真菌數(shù)量的相關(guān)性除第7天外的其他時(shí)間點(diǎn)都是正相關(guān)關(guān)系,尤其是施藥后11~17 d正相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著水平,說明氮素的施用促進(jìn)了真菌的生長(zhǎng)繁殖。

表3 微生物數(shù)量與氮素及精甲霜靈殘留量的相關(guān)性Tab.3 The correlation of nitrogen levels and microorganism's amount and the correlation of microorganism's amount and metalaxyl-M residues

土壤氮素與微生物數(shù)量、微生物數(shù)量與精甲霜靈殘留量的相關(guān)性見表3。

由表3可知,施藥后2 h~11 d,土壤氮素與微生物數(shù)量一直呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,但負(fù)相關(guān)程度自施藥第3天后就逐漸減弱,至第17天時(shí)變成了顯著的正相關(guān)關(guān)系。微生物數(shù)量與精甲霜靈的殘留量在施藥后呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系,然而在施藥后第3天卻變成顯著的正相關(guān)關(guān)系;施藥后7~11 d,微生物數(shù)量與精甲霜靈殘留量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;在施藥后17 d時(shí)也變成正相關(guān)關(guān)系。這說明施藥后2 h~3 d,氮肥的存在抑制了微生物的生長(zhǎng),但是抗性微生物的存在可以利用土壤中精甲霜靈,從而降解精甲霜靈,而抗性微生物數(shù)量增長(zhǎng)到一定程度后就轉(zhuǎn)向土壤中較好利用的氮素,并以氮素為主要能源物質(zhì),因此在施藥后7~11 d與氮肥水平的負(fù)相關(guān)程度減弱,故與精甲霜靈殘留量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。施藥后17 d,微生物數(shù)量開始恢復(fù),氮素和殘留的精甲霜靈都成了微生物的能源物質(zhì),促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)、繁殖。

3 結(jié)論與討論

精甲霜靈在土壤中的降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)消解方程,然而在施用精甲霜靈后1天時(shí)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)培養(yǎng)條件下土壤中精甲霜靈殘留量增加,但在大棚盆栽土壤中卻未出現(xiàn)此種情況。本研究中精甲霜靈的消解半衰期較短,為1.55~2.29 d,而大多數(shù)研究表明精甲霜靈在土壤中的半衰期為2.91~12.77 d[21,24-26]。其主要原因如下:1)山原紅壤理化性狀與其他土壤明顯不同。賀小敏[27]和Fernandes等[28]研究表明甲霜靈進(jìn)入土壤后會(huì)與土壤顆粒進(jìn)行明顯的吸附-解吸過程;王化國等[29]研究顯示,14C-甲霜靈用甲醇提取后,其未提取殘留還可以釋放出來;而本研究土壤中粘粒和粉粒共占了92.1%,對(duì)精甲霜靈的吸附可以造成巨大的影響,因此當(dāng)被吸附的這一部分精甲霜靈被釋放出來后,就能增加土壤溶液中精甲霜靈的含量。2)影響精甲霜靈降解的因素頗多。在盆栽試驗(yàn)中,除了植株這個(gè)因素與室內(nèi)培養(yǎng)的條件不同外,土壤中的精甲霜靈很有可能發(fā)生了光解作用。雖然胡娟對(duì)甲霜靈在水中的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究表明,在太陽光照射的條件下,甲霜靈在純水中比較穩(wěn)定[30],但影響精甲霜靈進(jìn)行光解的因素較多;胡娟[31]研究結(jié)果也表明,甲霜靈在堿性緩沖液中較容易發(fā)生光解反應(yīng),其半衰期為6.49min,而TiO2對(duì)甲霜靈的光解也有一定的促進(jìn)作用。大棚試驗(yàn)中,溫度較高,土壤水分蒸發(fā)較快,為確保植株能正常生長(zhǎng)和精甲霜靈不被淋失,需灌水次數(shù)較多,土壤就能長(zhǎng)時(shí)間保持濕潤(rùn)狀態(tài),而光照條件成了一個(gè)不可控制的主要因素,因此在TiO2存在的情況下,土壤中的精甲霜靈必然會(huì)發(fā)生光解反應(yīng),進(jìn)而使降解加快,以致沒出現(xiàn)其殘留量增加的情況。3)精甲霜靈與無機(jī)氮肥的施用存在明顯的交互效應(yīng)。土壤微生物的作用是影響精甲霜靈降解的主要因素[9,29],而精甲霜為廣譜性殺菌劑,殺菌劑除了作用于靶真菌,對(duì)靶真菌以外的大多微生物種類也有不利的影響[32]。Atlas等[33]發(fā)現(xiàn)滅菌丹在施藥后7~14 d能使真菌數(shù)量減少,但細(xì)菌數(shù)量卻不受影響;Siegel[34]也發(fā)現(xiàn)苯菌靈的施用后,真菌數(shù)量減少了25%~35%,放線菌數(shù)量也減少,細(xì)菌數(shù)量卻不受影響;Moorman[35]和Agnihotri[36]卻發(fā)現(xiàn)克菌丹施用后,真菌數(shù)量減少而細(xì)菌數(shù)量增多。因此,精甲霜靈的施用勢(shì)必會(huì)造成土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的破壞,對(duì)農(nóng)藥的降解產(chǎn)生不利的影響。而Bailey和Coffey[37]發(fā)現(xiàn)微生物在沒有其他物質(zhì)為能源的條件下,是不能對(duì)精甲霜靈起降解作用的,但添加了蔗糖后微生物就能把精甲霜靈作為能源物質(zhì)來進(jìn)行代謝,且微生物可以對(duì)附近可利用的養(yǎng)分做出快速反應(yīng),并迅速吸收[38]。施入低濃度或適量的無機(jī)氮后就可被微生物迅速吸收利用,因此在精甲霜靈施用后2 h,N1/2水平下土壤中的微生物數(shù)量顯著高于其他氮素,也就是說,適宜的氮肥施用量促進(jìn)了土壤中精甲霜靈殘留的降解。

在本研究中,精甲霜靈的消解半衰期較短,而土壤中殘留的精甲霜靈在施藥后17 d仍能檢測(cè)到,說明精甲霜靈在土壤里出現(xiàn)了滯留的情況。而化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化及其立體選擇性對(duì)作物中殘留的影響主要是基于它們?cè)诃h(huán)境中的持久性[39],因此植株中精甲霜靈的殘留情況有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)是按NY/T 788—2004《農(nóng)殘?jiān)囼?yàn)準(zhǔn)則》設(shè)計(jì)的殘留試驗(yàn),跟大田生物試驗(yàn)的結(jié)果還是有一定的出入,因此有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究探討。

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(責(zé)任編輯 韓明躍)

Effect of Nitrogen on Metalaxyl-M Residues and Microorganism in the Soils

Yang Yanmei1,2,Zheng Yi2,F(xiàn)an Maopan3,Ding Kai3
(1.Yunnan YTH International Agricultural Means of Production Co.Ltd,Kunming Yunnan 650051,China;2.College of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China;3.College of Resource and Environmental,Yunnan Agricultural University,Kunming Yunnan 650201,China.)

In order to find out the effectof nitrogen on themetalaxyl-M residue in the krasnozem,the nitrogen fertilizer levels of N0,N1/2,N and N3/2were separately set for 0.0 mg/kg,37.5 mg/kg,75.0 mg/kg and 112.5 mg/kg and 8.1 mg/kg ofmetalaxyl-M were added in the incubation experiment and the pot experiment,and the metalaxyl-M residue were extracted by methanol,then were detected by gas chromatography with FID to research the degradation ofmetalaxyl-M in krasnozem under four differentnitrogen levels.The results showed thatmetalaxyl-M residues were degraded with a processof adsorption-desorption in soil,and the dissipation dynamics could be described by first-order rate equation.The degradation speed rate of metalaxyl-M under nitrogen fertilizer levels of 75.0 mg/kg was the fastest among four different nitrogen fertilizer levels.The amount of soilmicroorganisms also rapidly reduced after themetalaxyl-M treatment during the 2h-7d,and returned at the 7thday.Themicrobe quantity in different nitrogen levels was N>N3/2>N1/2>N0;besides,itwas significant among N,N3/2level and others,butnot significantbetween N and N3/2.Microbe quantity began to recover after17 days.It suggested thatboth nitrogen and metalaxyl-M residue were energy substance formicroorganisms,promoting their growth and propagation.

S714.8

A

2095-1914(2016)02-0035-07

10.11929/j.issn.2095-1914.2016.02.006

2015-09-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260504,31460551,31210103906)資助;國家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2011CB100405)資助;農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題項(xiàng)目(201103003)資助。

第1作者:楊艷梅(1989—),女,碩士生。研究方向:氮肥的施用對(duì)農(nóng)藥降解的影響。Email:yangyanmei_89@126.com。

鄭毅(1964—),男,教授。研究方向:土壤肥料與病害控制。Email:yzheng@ynau.edu.cn。

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