腈菌唑对土壤微生物活性、种群数量及氮转化的影响

发布时间：2020-10-24 02:27

　　 腈菌唑是高效三唑类杀菌剂,主要用于防治子囊菌、担子菌和半知菌引起的植物病害,多用于小麦田。腈菌唑在土壤中半衰期较长,其大量施用后可能对土壤微生物及土壤氮转化存在潜在威胁。本研究采集了我国两类有代表性的小麦田土壤(河南潮土、山西褐土),通过90天的室内培养实验(7、15、30、60、90天采集样品),采用土壤环境安全评价的微生物指标体系,结合实时荧光定量PCR技术,探究了三种不同浓度腈菌唑(0.4 mg/kg,T1;1.2mg/kg,T3;4mg/kg,T10)施用后对土壤微生物活性、种群数量及土壤氮素转化的影响。主要研究结果如下:1.采用Qu ECh ERS前处理方法结合超高效液相色谱-串联质谱检测技术测定腈菌唑在土壤中的残留,结果表明,方法在0.01~0.5 mg L-1浓度范围内有良好的线性关系(r=0.999),在0.2,4 mg kg-1两个添加水平下,土壤中的回收率均在80.1~113.0%之间,相对标准偏差在4.48~7.79%之间。腈菌唑三种浓度在河南潮土和山西褐土中的降解均符合一级动力学方程,在河南潮土中半衰期在20.3~69.3天,降解特性为中等降解。在山西褐土中半衰期在99~138.6天,降解特性为较难降解。2.河南潮土中,高浓度腈菌唑的施用(4mg/kg-1)显著的抑制了土壤微生物的呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌及总细菌的种群基因丰度,刺激了代谢商的增长,对土壤微生物群落构成了一定的环境压力,降低了碳源利用效率。T1及T3浓度不同程度的抑制了土壤呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌及总细菌的种群基因丰度,但影响并不稳定。不同浓度的腈菌唑对河南潮土微生物的影响基本都在一个月内消除。山西褐土中,总体而言,三种浓度腈菌唑对土壤呼吸活性、土壤微生物量碳、总真菌、总细菌及代谢商的影响不大,没有对山西褐土形成环境压力。依据《化学农药环境安全评价试验准则》标准,在10倍推荐剂量内,腈菌唑对两种土壤微生物活性及种群数量无长期抑制,对土壤微生物低毒。3.土壤氮素转化结果表明,河南潮土中,不同浓度腈菌唑整体上对土壤微生物固持态氮(土壤微生物量N)没有影响,但三种浓度腈菌唑均显著减少了氮转化相关功能微生物:氨氧化细菌、氨氧化古菌和固氮菌的种群基因丰度。对土壤铵态氮和硝态氮只有短期的抑制作用,综合来看,腈菌唑对氮转化的抑制作用均在一个月内消除。山西褐土中,高浓度腈菌唑(4mg/kg)短暂降低了土壤微生物固持态氮、对固氮菌群没有抑制作用,在中、高浓度下轻微刺激了两种氨氧化微生物的种群数量,对土壤铵态氮没有影响,轻微刺激了硝态氮的增长。依据《化学农药环境安全评价试验准则》标准,在10倍推荐剂量内,腈菌唑对两种土壤氮转化均没有长期抑制作用,对土壤氮转化影响不大。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S154.3;S482.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 土壤微生物的特点
    1.2 土壤微生物在生态环境中的作用
        1.2.1 促进土壤的形成发育
        1.2.2 有助于调控生物地球化学循环
        1.2.3 污染治理、生物农药，环境监测
    1.3 农药对土壤微生物的影响
        1.3.1 农药对微生物种群数量的影响
        1.3.2 农药对微生物活性的影响
        1.3.3 农药对微生物氮素转化的影响
        1.3.4 农药对微生物群落结构的影响
    1.4 土壤微生物研究方法进展
        1.4.1 传统技术方法
        1.4.2 新兴技术方法
        1.4.3 现代分子生物学技术
    1.5 腈菌唑特性及环境行为研究现状
        1.5.1 腈菌唑基本信息
        1.5.2 腈菌唑环境行为研究现状
    1.6 本论文的研究目的、意义及研究内容
        1.6.1 研究目的及意义
        1.6.2 主要研究内容
第二章 腈菌唑在土壤中的残留分析方法
    2.1 材料和方法
        2.1.1 试剂和仪器
        2.1.2 液相色谱和质谱条件
        2.1.3 标样配制
        2.1.4 样品前处理
    2.2 结果讨论
        2.2.1 检测条件的验证
        2.2.2 分析方法线性关系的验证
        2.2.3 方法回收率验证
    2.3 本章小结
第三章 腈菌唑对土壤微生物活性、种群数量的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 土壤样品采集
        3.1.2 土壤室内培养
        3.1.3 土壤腈菌唑残留量的测定
        3.1.4 土壤微生物呼吸测定
        3.1.5 土壤微生物量碳的测定
        3.1.6 土壤总细菌、总真菌基因丰度的测定
        3.1.7 数据处理
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 腈菌唑在2种土壤中的降解动态
        3.2.2 腈菌唑对土壤微生物基础呼吸的影响
        3.2.3 腈菌唑对土壤微生物量碳的影响
        3.2.4 腈菌唑对土壤微生物代谢商的影响
        3.2.5 腈菌唑对土壤微生物总细菌、总真菌基因丰度的影响
    3.3 本章小结
第四章 腈菌唑对土壤氮素转化的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 土壤微生物量氮的测定
        4.1.2 土壤无机氮的测定
        4.1.3 土壤氮转化功能菌群基因丰度的测定
        4.1.4 数据处理
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 腈菌唑对土壤微生物量氮的影响
        4.2.2 腈菌唑对土壤铵态氮、硝态氮的影响
        4.2.3 腈菌唑对氮转化功能菌群基因丰度的影响
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 GONG Ping;ZHANG Li-Li;WU Zhi-Jie;CHEN Zhen-Hua;CHEN Li-Jun;;Responses of Ammonia-Oxidizing Bacteria and Archaea in Two Agricultural Soils to Nitrification Inhibitors DCD and DMPP: A Pot Experiment[J];Pedosphere;2013年06期

2 张金洋;郭晶;孙增田;;三唑杀菌剂对小球藻急性毒性研究[J];中国农学通报;2013年23期

3 洪文良;吴小毛;;敌草胺对土壤微生物种群及生物活性的影响[J];贵州农业科学;2013年02期

4 贺纪正;张丽梅;;土壤氮素转化的关键微生物过程及机制[J];微生物学通报;2013年01期

5 谭焕波;李新宇;张惠文;李旭;徐明恺;;氯嘧磺隆与尿素对土壤微生物生物量碳、氮及无机氮的影响[J];应用生态学报;2012年08期

6 卢向明;陈萍萍;;有机氯农药微生物降解技术研究进展[J];环境科学与技术;2012年06期

7 吴秋彩;刘艳;王晓萍;;氟磺胺草醚降解菌F-12的分离鉴定及降解特性研究[J];中国农学通报;2012年12期

8 刘善江;夏雪;陈桂梅;卯丹;车升国;李亚星;;土壤酶的研究进展[J];中国农学通报;2011年21期

9 骆爱兰;余向阳;;氟啶胺对土壤中蔗糖酶活性及呼吸作用的影响[J];中国生态农业学报;2011年04期

10 杨桂生;宋长春;宋艳宇;侯翠翠;;三江平原小叶章湿地剖面土壤微生物活性特征[J];生态学报;2010年22期

相关博士学位论文 前4条

1 吴小虎;氟磺胺草醚对土壤微生物多样性的影响[D];中国农业科学院;2014年

2 韩文炎;茶园土壤微生物量、硝化和反硝化作用研究[D];浙江大学;2012年

3 张昌朋;除草剂咪唑乙烟酸对土壤微生物多样性影响及环境行为研究[D];中国农业科学院;2010年

4 王秀国;杀菌剂多菌灵高频投入对土壤微生物群落的影响及其生物修复[D];浙江大学;2009年

相关硕士学位论文 前2条

1 张盈;杀菌剂氟吡菌酰胺对土壤微生物群落多样性的影响[D];湖南农业大学;2013年

2 刘朴方;农肥和化肥施用对大豆根瘤菌和土壤固氮菌多样性的影响[D];东北农业大学;2012年

本文编号：2853892