外源物质对除草剂污染土壤中微生物生物量及除草剂快速降解的影响

发布时间：2020-11-01 01:49

　　 近年来，除草剂的使用已成为农业生产的一种必不可少的手段，因而除草剂大量使用的环境污染问题亦日益突出，如对生态系统的平衡产生威胁性影响，引起农副产品农药含量超标，或者即使不超标也由于食物链的生物富集最终进入人体而危害健康等等。针对除草剂面源污染的特点以及自然土壤中微生物的特性，我们认为通过添加有机、无机营养物质等农业措施激发土壤自然微生物的活性应是行之有效的除草剂污染土壤修复的途径，但这方面的应用基础研究成果在国内外的报道甚少。本研究以弱碱性的莠去津(三氮苯类除草剂)和弱酸性的甲磺隆(磺酰脲类除草剂)两种不同性质的常用除草剂为例，在三种不同性质的水稻土中，通过添加外源有机、无机营养物质，依靠土壤自然微生物活性的提高而快速修复除草剂污染土壤，对提高土壤和水环境的质量，保证农副产品的安全，实现农业可持续发展等有着重要的理论和现实意义。主要研究结果总结如下： 外源营养物质对除草剂污染土壤中表征土壤质量的微生物学指标的影响研究 在实验室条件下，分别研究了除草剂莠去津、甲磺隆污染的三种土壤中微生物生物量碳、氮和磷对外源有机、无机营养物质的动态响应，研究结果表明： (1)莠去津除草剂施入土壤后(22.5kg·ha~(-1))，明显降低了三种水稻土中土壤微生物生物量碳、氮和磷的含量。不同土壤中微生物生物量降低程度不同。与空白对照相比，在淡涂泥田中微生物生物量碳、氮、磷分别平均降低了13.51％、10.12％和11.05％；在青紫泥田中分别平均降低了7.35％、6.01％和10.81％；在黄筋泥田中分别平均降低了7.30％、9.75％。甲磺隆除草剂施入土壤后(22.5kg·ha~(-1))，也极显著地降低了三种水稻土中土壤微生物生物量碳、氮和磷的含量。与空白对照相比，在淡涂泥田中微生物生物量碳、氮、磷分别平均降低了12.37％、11.79％和11.94％；在青紫泥田中分别平均降低了10.70％、8.43％和13.66％；在黄筋泥田中分别平均降低了8.55％、11.95％(因其酸度较低，微生物生物量磷的测定方法与前两种土壤的不同，所以未测定其中的微生物生物量磷的含量)。 (2)就同一土壤而言，无论是莠去津还是甲磺隆除草剂污染的土壤，添加有机、无机物质均显著提高了土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量。其中以添加有机物质对土壤微生物生物量的促进作用大于施用无机物质。在有机物质中以腐熟猪粪的作用最 大，其次是紫云英，影响最小的是水稻秸秆，并且相同有机物质不同施用量对微生物 生物量的影响达到显著水平，施用量越高对微生物生物量提高的促进作用越大，特别 是对土壤微生物生物量碳的影响更明显。添加的无机肥料中以氮磷配合施用对微生物 生物量碳、氮、磷的影响最大，其次是单施氮肥，再次是单施磷肥。但是，随施用量 的增加，‘微生物生物量的增减趋势不一，并且不同施用量之间差异不显著。可见，添 加有机、无机物质可以减缓或消除劳去津、甲磺隆除草剂对土壤微生物的毒害，对除 草剂污染土壤中微生物的恢复起促进作用，提高土壤微生物降解有机污染物的活性， 从而为原位快速生物修复除草剂污染土壤打下基础。 (3)就供试的三种土壤而言，不同土壤中微生物生物量增加幅度不尽相同。总的 来说，在养去津除草剂污染土壤中添加有机、无机物质后，微生物生物量碳增加幅度 在淡涂泥田中为2.59一130.61%;青紫泥田中为7.93~71.59%;黄筋泥田中为3，39~ 105，65%。微生物生物量氮增加幅度在淡涂泥田中为4.26~58.11%;青紫泥田中为 6.39~62.62%;黄筋泥田中为9.65~95.10%。微生物生物量磷增加幅度在淡涂泥田 中为12.40~175.77%;青紫泥田中为3.67~154.02%。 在甲磺隆除草剂污染土壤中条件有机、无机物质后，土壤微生物生物量碳在淡涂 泥稻土中增加幅度为0.23~113.14%;青紫泥田中为0.30~46.48%;黄筋泥田中为 1，82~83.76%。土壤微生物生物量氮在淡涂泥稻土中增加幅度为4.27一67.87%;青 紫泥田中为5.43一58.36%;黄筋泥田中为5.05~95.40%。土壤微生物生物量磷在淡 涂泥稻土中增加幅度为6.03一139.59%;青紫泥田中为4.09~141‘26%。 (4)添加有机、无机物质后，劳去津除草剂污染的三种土壤中微生物生物量碳、 氮随培养时间变化的趋势基本一致，即0~7d微生物生物碳、氮降低，但第7d时， 添加有机、无机物质的处理中微生物生物量碳、氮均高于仅加养去津的处理和空白对 照;7~14d微生物生物量碳、氮迅速增加;14~42d又下降，42d后变化较小。但微 生物生物量磷对外源有机、无机物质的动态变化趋势有所不同，施用无机肥料的处理 土壤微生物磷比施用有机物质处理的微生物磷先达到最大值，施用有机物料处理的土 壤微生物量磷在第14d达到最大值，而施用无机肥料处理的在第7d就已达到了最大 值。甲磺隆除草剂污染的三种土壤中微生物生物量碳、氮和磷随培养时间变化的趋势 基本一致，与养去津污染土壤中微生物生物量碳、氮和磷随培养时间变化的趋势不同。 即O~1.4d微生物生物碳、氮和磷降低，第14d时，添加有机、无机物质的处理中微 夕 生物生物量碳、氮均高于仅
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2004
【中图分类】：X174
【文章目录】：
致谢
目录
中文摘要
第一部分 文献综述
    第一章 除草剂的土壤环境行为及其生态风险评价
        1.1 莠去津除草剂的土壤环境行为及其生态风险评价
            1.1.1 莠去津除草剂的特性
            1.1.2 莠去津在土壤环境中的行为
            1.1.3 莠去津除草剂的生态风险评价
        1.2 甲磺隆除草剂的土壤环境行为及其生态风险评价
            1.2.1 甲磺隆除草剂的特性
            1.2.2 甲磺隆在土壤环境中的行为
            1.2.3 甲磺隆除草剂的生态风险评价
    第二章 外源营养物质对土壤生物学指标的影响
        2.1 外源营养物质对土壤微生物学指标的影响
        2.2 外源营养物质对土壤酶活性的影响
        2.3 外源有机无机营养物质对土壤动物的影响
    第三章 污染环境的生物修复技术
        3.1 概述
        3.2 生物修复技术
        3.3 影响生物修复的因素
        3.4 应用生物修复的原则
第二部分 试验研究
    第四章 外源物质对莠去津除草剂污染土壤微生物生物量的影响
        4.1 引言
        4.2 试验材料和方法
        4.3 结果与分析
            4.3.1 莠去津污染土壤微生物生物量对外源有机物质的动态响应
                4.3.1.1 土壤微生物生物量碳对外源有机物质的动态响应
                4.3.1.2 土壤微生物生物量氮对外源有机物质的动态响应
                4.3.1.3 土壤微生物生物量磷对外源有机物质的动态响应
                4.3.1.4 Cmic／Nmic、Cmic／Pmic比对外源有机物质的动态响应
            4.3.2 莠去津污染土壤微生物生物量对外源无机物质的动态响应
                4.3.2.1 微生物生物量碳对外源有机物质的动态响应
                4.3.2.2 微生物生物量氮对外源有机物质的动态响应
                4.3.2.3 微生物生物量磷对外源有机物质的动态响应
                4.3.2.4 Cmic／Nmic、Cmic／Pmic比对外源无机物质的动态响应
        4.4 小结
    第五章 外源物质对甲磺隆除草剂的土壤微生物生物量的影响
        5.1 引言
        5.2 试验材料和方法
        5.3 结果与分析
            5.3.1 甲磺隆污染土壤微生物生物量对外源有机物质的动态响应
                5.3.1.1 微生物生物量碳对外源有机物质的动态响应
                5.3.1.2 微生物生物量氮对外源有机物质的动态响应
                5.3.1.3 微生物生物量磷对外源有机物质的动态响应
                5.3.1.4 Cmic／Nmic、Cmic／Pmic比对外源有机物质的动态响应
            5.3.2 甲磺隆污染土壤微生物生物量对外源无机物质的动态响应
                5.3.2.1 微生物生物量碳对外源有机物质的动态响应
                5.3.2.2 微生物生物量氮对外源有机物质的动态响应
                5.3.2.3 微生物生物量磷对外源有机物质的动态响应
                5.3.2.4 Cmic／Nmic、Cmic／Pmic比对外源无机物质的动态响应
        5.4 小结
    第六章 外源物质对莠去津在土壤中快速降解的影响研究
        6.1 引言
        6.2 试验材料和方法
        6.3 结果与讨论
            6.3.1 外源有机物质对莠去津除草剂在土壤中降解的影响
            6.3.2 外源有机物质的条件下土壤中莠去津的降解方式
            6.3.3 外源无机物质对莠去津除草剂在土壤中降解的影响
            6.3.4 外源无机物质条件下土壤中莠去津的降解方式
        6.4 小结
    第七章 外源物质对甲磺隆除草剂在土壤中快速降解的影响研究
        7.1 引言
        7.2 试验材料和方法
        7.3 结果与分析
            7.3.1 外源有机物质对甲磺隆除草剂在土壤中降解的影响
            7.3.2 外源有机物质条件下土壤中甲磺隆除草剂的降解方式
            7.3.3 外源无机物质对甲磺隆除草剂在土壤中降解的影响
            7.3.4 外源无机物质下土壤中甲磺隆除草剂的降解方式
        7.4 小结
    第八章 外源物质-土壤微生物生物量-除草剂降解三者的关系分析
        8.1 前言
        8.2 外源物质-土壤微生物生物量-除草剂降解的相关分析
            8.2.1 外源物质-土壤微生物生物量-莠去津降解的相关分析
            8.2.2 外源物质-土壤微生物生物量-甲磺隆降解的相关分析
            8.2.3 小结
        8.3 污染土壤生物快速修复的应用前景及存在问题
参考文献
英文摘要
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