甲霜灵重复施用的降解动态及其对土壤微生物的生态效应

发布时间：2017-08-16 07:36

  本文关键词：甲霜灵重复施用的降解动态及其对土壤微生物的生态效应

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【摘要】：农药是现代农业的重要组成部分,农药的使用为消除病虫害,提高作物产量和品质做出了巨大贡献。但农药在土壤中的广泛应用会对土壤非靶标微生物产生不利或有利的影响。甲霜灵是瑞士汽巴-嘉基(Ciba-Geigy)公司开发的一种强内吸性取代苯酰胺类杀菌剂,通过抑制卵菌纲真菌的蛋白质合成而起作用,对霜霉病菌、疫霉病菌和腐病菌引起的多种作物霜霉病,瓜果蔬菜类的疫霉病、谷子白发病、烟草黑胫病、大豆根腐病、花生根腐病、棉花碎倒病、水稻烂秧病和向日葵霜霉病有效。由于其良好的水溶性、对pH、温度和光照条件具有稳定性,因此广泛适用于谷子、蔬菜、烟草、大豆、花生、棉花、水稻、向日葵等81种作物,甲霜灵可以通过喷施、浇灌或播撒颗粒状药剂于土壤或叶片上。甲霜灵单次施用后的降解半衰期为4.4-64d,对土壤微生物产生了不同的生态效应,但甲霜灵在实际应用时应该重复施用,但重复施用的甲霜灵的降解动态和对土壤微生物群落的生态效应还未知,因此本研究将甲霜灵在室内条件下、田间和接种黑胫病菌后进行重复施用2-3次,应用高效液相色谱串联质谱法测定了甲霜灵在土壤中的降解动态,运用常规平板计数法和分子生物学方法-变性梯度凝胶电泳(DGGE)和限制性片段长度多态性(T-RFLP)相结合分析了甲霜灵对土壤微生物数量、群落组成和多样性的影响,为合理评价甲霜灵重复施用后的环境风险提供理论依据。本研究得到如下结果:1.室内培养条件下将甲霜灵以推荐剂量和2倍推荐剂量分别重复应用2次和3次后研究了其降解动态及其对土壤微生物的生态效应,结果发现,甲霜灵重复应用后的降解符合一级降解动力学规律,降解速率与甲霜灵施用的次数有关。随着施用次数增加,甲霜灵的降解速率增加了。表明甲霜灵的重复施用促进了能够降解甲霜灵的微生物的繁殖。甲霜灵施用2次前14d抑制了细菌、真菌和放线菌的数量,之后细菌和放线菌数量被刺激增加了,真菌数量恢复到空白对照水平;甲霜灵施用3次后前14d细菌数量增加了,随后又恢复到空白对照水平。真菌数量没有得到明显抑制。放线菌数量显著增加了。DGGE和T-RFLP研究结果表明,甲霜灵重复施用杀灭了部分敏感细菌,诱导出现了新的细菌种群,同时另有部分细菌由于对甲霜灵的耐性在试验过程中一直存在。本试验结果表明,甲霜灵的重复施用总体增加了细菌群落多样性,改变了土壤细菌群落结构,使土壤细菌群落向有利于降解甲霜灵的方向演替。Bacillus subtilis subsp.Spizizenii strain168菌属,在甲霜灵重复施用后的降解中起了一定作用。2.将甲霜灵在田间以推荐剂量和2倍推荐剂量分别重复施用2次和3次后研究了其降解动态和对土壤微生物群落的生态效应。研究结果表明,甲霜灵在田间的降解动态也符合一级降解动力学规律,降解速率与甲霜灵施用的次数有关。随着施用次数由2次增加到3次,甲霜灵降解速率提高了,表明在有甲霜灵应用的土壤中微生物加速了甲霜灵的降解。相同剂量和施用次数下田间甲霜灵的降解速率总体上比室内培养条件下高,可能是温度、降雨等气候条件的影响。田间重复施用甲霜灵后,增加了土壤细菌和放线菌数量,抑制了真菌数量。DGGE和T-RFLP研究结果表明,甲霜灵的重复施用抑制了敏感菌,诱导出现了新的细菌种群,同时使一些细菌群落具有抗性,因此改变了土壤细菌群落结构和多样性。3.接种黑胫病菌后的土壤以推荐剂量和2倍推荐剂量分别重复施用2次和3次甲霜灵在室内培养条件下测定了其降解动态和对土壤微生物的生态效应,结果表明,甲霜灵的降解同样遵循一级动力学方程,在黑胫病菌的作用下,土壤微生物对甲霜灵的降解速率基本不变。说明甲霜灵施用2次后,黑胫病菌对土壤土著微生物没有明显的排斥作用,而施用3次后黑胫病菌大量繁殖,对土著微生物尤其是能够降解甲霜灵的微生物产生了明显的竞争作用,导致能够降解甲霜灵的微生物数量和种类减少。土壤接种黑胫病菌并施用甲霜灵后土壤细菌数量增加了,真菌数量显著下降了,放线菌数量先被抑制后被刺激生长了。表明甲霜灵对土壤真菌具有毒性作用的同时,细菌和放线菌能够利用甲霜灵作为碳源和能源生长,DGGE和T-RFLP研究结果表明,接种黑胫病菌的土壤中重复施用甲霜灵仍抑制了敏感菌,刺激出现了新的细菌种群,仍有部分细菌种群对甲霜灵具有较强的耐受性。甲霜灵的重复施用改变了土壤细菌群落结构和群落多样性。
【关键词】：甲霜灵 重复施用 降解动态 土壤微生物 DGGE T-RFLP
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S154.3;S482.2
【目录】：

• 中文摘要9-11
• Abstract11-15
• 1 前言15-24
• 1.1 杀菌剂在土壤中的降解动态和残留状况15
• 1.2 杀菌剂对土壤微生物的影响15-16
• 1.3 甲霜灵的研究进展16-19
• 1.3.1 甲霜灵概述16-17
• 1.3.2 甲霜灵在土壤中的环境行为及其降解动态17-18
• 1.3.3 甲霜灵对土壤微生物的生态效应18-19
• 1.4 杀菌剂对土壤微生物影响的研究方法19-21
• 1.4.1 传统的培养方法19-20
• 1.4.2 分子生物学技术-DGGE方法20
• 1.4.3 分子生物学技术-T-RFLP方法20-21
• 1.5 课题的研究背景和主要内容21-24
• 1.5.1 课题的研究背景21-23
• 1.5.2 课题的研究内容23-24
• 2 材料与方法24-37
• 2.1 材料24-28
• 2.1.1 供试土壤24
• 2.1.2 试验试剂24-26
• 2.1.3 试验设备与仪器26-28
• 2.2 方法28-37
• 2.2.1 试验设计与土样处理28-29
• 2.2.2 土壤中甲霜灵的残留分析29-30
• 2.2.3 土壤细菌、真菌和放线菌数量测定30-31
• 2.2.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）试验31-35
• 2.2.5 末端限制性片断长度多态（T-RFLP）分析35-36
• 2.2.6 数据处理与分析36-37
• 3 结果与分析37-81
• 3.1 室内培养下甲霜灵重复施用的降解动态及对土壤微生物的影响37-53
• 3.1.1 甲霜灵重复施用在土壤中的降解动态37
• 3.1.2 甲霜灵重复施用对土壤可培养微生物数量的影响37-40
• 3.1.3 甲霜灵重复施用对土壤微生物群落影响的DGGE分析40-49
• 3.1.4 甲霜灵重复施用对土壤微生物群落影响的T-RFLP分析49-53
• 3.2 田间重复施用甲霜灵的降解动态及对土壤微生物的影响53-66
• 3.2.1 田间重复施用甲霜灵的降解动态53-54
• 3.2.2 田间重复施用甲霜灵对土壤可培养微生物数量的影响54-55
• 3.2.3 田间重复施用甲霜灵对土壤微生物群落结构影响的DGGE分析55-62
• 3.2.4 田间重复施用甲霜灵对土壤微生物群落结构影响的T-RFLP分析62-66
• 3.3 接种黑胫病菌后重复施用甲霜灵室内条件下的降解动态及其对土壤微生物的影响66-81
• 3.3.1 接种黑胫病菌后重复施用甲霜灵的降解动态66-67
• 3.3.2 接种黑胫病菌后重复施用甲霜灵对土壤可培养微生物数量的影响67-69
• 3.3.3 接种黑胫病菌后重复施用甲霜灵对土壤微生物影响的DGGE分析69-77
• 3.3.4 接种黑胫病菌后重复施用甲霜灵对土壤微生物群落影响的T-RFLP分析77-81
• 4 讨论81-87
• 4.1 土壤甲霜灵重复施用的降解动态81-82
• 4.2 重复施用甲霜灵对土壤可培养微生物数量的影响82-83
• 4.3 重复施用甲霜灵对土壤微生物影响的DGGE分析83-85
• 4.4 重复施用甲霜灵对土壤微生物群落影响的T-RFLP分析85-87
• 5 结论87-88
• 6 创新之处88-89
• 7 参考文献89-97
• 8 致谢97-98
• 9 攻读学位期间发表论文情况98

【参考文献】

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本文编号：682100