除草剂对水稻土微生物的影响

以阿特拉津、丁草胺和甲磺隆 3种除草剂为例 ,采用熏蒸提取法和BIOLOG碳素利用法研究了土壤中除草剂污染与水稻土微生物之间的关系及其环境意义 .结果表明以 10mg·kg-1含量施入水稻土的甲磺隆在施用初期导致微生物生物量下降 ,随培养时间的推移 ,生物量有所恢复 ;相同浓度的阿特拉津和丁草胺对水稻土微生物生物量影响不明显 .BIOLOG数据显示 ,3种除草剂施用初期 (第 2d)微生物碳源利用多样性变化不明显 ,随着培养时间的增加微生物碳源利用多样性发生变化 ,变化趋势因除草剂类型不同而异 :甲磺隆除草剂污染水稻土微生物碳源利用多样性先有明显降低 ,培养后期呈上升趋势 ;阿特拉津和丁草胺除草剂污染水稻土微生物碳源利用多样性基本不受影响 .     

作物植株残体还田土壤对除草剂的截留作用

加入成熟作物植株残体还田的土壤（简称秸秆还田土壤）与自然土壤的土柱淋洗对比实验，研究了玉米秸秆还田土壤对除草剂乙草胺和阿特拉津的截留作用以及水稻秸秆还田土壤对丁草胺的截留作用。结果表明，作物秸秆还田土壤对所研究的三种除草剂有明显的截留作用，在土桩的最上部10cm内，秸秆还田土壤对乙草胺、丁草胺和阿特拉津的截留量分别是自然土壤对其截留量的1.33、1.77和1.88倍。     

磺酰脲类除草剂对土壤质量生物学指标的影响

微生物生物量碳、微生物生物量氮和土壤矿化氮是3个重要的表征土壤质量的生物学指标,本文通过实验室培养研究了3种磺酰脲类除草剂（氯磺隆、甲磺隆、苄嘧磺隆）对上述生物学指标的动态影响．研究结果表明,用量为1mg/kg的3种磺酰脲类除草剂均明显降低了微生物生物量和氮的矿化量,尤其是施用后最初10d降低幅度比较显著．此后随着时间的增加,除草剂的抑制效应逐步减小．氯磺隆对这些土壤生物学指标的影响明显大于甲磺隆和苄嘧磺隆．     

黄河三角洲贝类增养殖区海水中16种除草剂污染特征及评价

本文以黄河三角洲贝类增养殖区为研究对象,选取3个典型区域,采用气相色谱-质谱法分析16种除草剂在海水中的污染状况和分布特征。结果表明,黄河三角洲贝类增养殖区海水中检出阿特拉津等10种除草剂,其中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津和异丙甲草胺6种除草剂的检出率和平均检出浓度均较高;同区域7月海水中16种除草剂平均检出浓度的总量低于4月和10月;L区域16种除草剂平均检出浓度的总量低于H、K区域;聚类分析发现,扑草净、西草净和莠灭净的分布特征相似,异丙甲草胺与上述3种除草剂的分布特征不同,阿特拉津和扑灭津的分布特征不明显;生态风险分析发现,10月贝类增养殖区海水样品中阿特拉津、异丙甲草胺浓度存在中度风险,4月、7月和10月扑草净浓度存在中度生态风险。     

不同光强对阿特拉津和百草枯藻类毒性的影响

分别在20和50μmol·m-2·s-1光照强度下,研究了两种除草剂阿特拉津和百草枯对3株蓝藻:铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa PCC7806、M.aeruginosa XW01、集胞藻Synechocystis PCC6803和两株绿藻:蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa、四尾柵藻Scenedesmus quadricauda的毒害效应.通过测定藻的生长,计算出了半效抑制浓度EC50值,结果表明:高光强下两种除草剂对5株藻的96 h-EC50值均明显低于低光强下的值,显示高光强有促进两种除草剂对藻类毒害的效应.高光强可促使阿特拉津显著提高藻细胞的丙二醛(MDA)含量,提示高光强促进阿特拉津产生更多的自由基破坏细胞膜脂.     

甲磺隆除草剂的测定方法及其吸附行为研究

采用批量平衡法系统研究了甲磺隆除草剂在几种土壤（熟化红壤、砖红壤性红壤、红筋泥、砖红壤）和矿物（高岭石、针铁矿、和Ca²⁺、Al³⁺、Cu²⁺单离子饱和蒙脱石）上的吸附行为.建立了硼酸-硼砂缓冲液体系的毛细管电泳测定甲磺隆的分析方法.甲磺隆在本实验条件下能够与土壤中的杂质达到基线分离,迁移时间为4.6 min.对比实验表明,毛细管电泳法测定甲磺隆与高效液相色谱法具有一致性.然而,毛细管电泳法能显著节省测试时间和成本,在本类吸附实验研究中具有很好的应用价值.吸附实验数据分析表明甲磺隆的吸附行为都可以用Freundlich模型描述,矿物和土壤的K_f值分别在0.82～199.69和1.97～10.48范围.在几种影响甲磺隆吸附的因素中,pH的影响作用最为显著,说明静电作用可能是甲磺隆在土壤及矿物上吸附的主要机理.     

辽宁典型海域表层海水中在用化学农药浓度水平与潜在生态风险

采用超高效液相色谱-串联质谱仪分析了辽宁典型海域表层海水中14种在用化学农药（current use pesticides,CUPs）浓度水平,探讨了CUPs的可能来源,并评估其潜在生态风险.结果表明,辽宁典型海域表层海水中共检出7种CUPs,总浓度水平范围为16.7~176.1 ng·L^-1,高值区域主要位于河流入海口,辽东湾西部海域CUPs检出浓度普遍高于黄海东北部海域.除草剂阿特拉津（atrazine）和杀菌剂三唑醇（triadimenol）在检出7种CUPs中占比最高,贡献率分别为56.0%和34.5%.源解析表明,6种CUPs可能来源于农田退水等径流输入和生产化学农药的工厂废水排放等,水果种植业则可能是单一组分乙草胺（acetochlor）的重要贡献源.除草剂阿特拉津和乙草胺对研究海域微藻存在中等-高风险,7种CUPs对无脊椎动物和鱼类的风险均处于较低水平.     

三种磺酰脲类除草剂在土壤中的降解及吸附特性

采用室内模拟试验方法,研究了氟胺磺隆、氯吡嘧磺隆和磺酰磺隆3种磺酰脲类除草剂在5种不同种类土壤(江西红壤、太湖水稻土、东北黑土、南京黄棕壤、陕西潮土)中的降解及吸附特性.结果表明,这3种磺酰脲类除草剂在这5种不同土壤中的降解速率均比较快,且降解过程均遵循一级动力学方程,土壤pH值是影响土壤降解速率的主要因素.3种磺酰脲类除草剂在土壤中的吸附均符合Frendlich模型,且具有较低的吸附容量.3种磺酰脲类除草剂在不同土壤中的吸附自由能变化均小于40kJ.mol-1,吸附主要以物理吸附为主,吸附常数随土壤pH值的增大而逐渐减小.     

保护性耕作对玉米田土壤中除草剂残留的影响

保护性耕作能够显著提高土壤有机质,改善土壤质量,但是关于保护性耕作如何影响农药等污染物在土壤中残留的研究却较为匮乏,而土壤污染又与粮食安全息息相关.因此,选择7个实验地点,针对传统耕作与保护性耕作两种耕作方式下土壤中3种除草剂(乙草胺、阿特拉津和二甲四氯钠)残留特征进行了分析.结果表明,保护性耕作显著影响土壤的总有机碳含量、土壤含水率和土壤团聚体平均粒径等性质[使(2.1±0.1)%、(19.1±1.2)%和(82.2±3.0)μm分别增加至(2.9±0.3)%、(22.3±1.5)%和(97.2±4.2)μm].研究进一步发现,保护性耕作对不同除草剂在土壤中残留的影响存在差异性.例如,保护性耕作通过影响土壤总有机碳含量显著增加东丰试验田土壤中阿特拉津的含量[使(3.8±0.3)ng·g^-1增加至(17.7±3.0)ng·g^-1],通过影响土壤团聚体平均粒径显著降低德惠试验田土壤中乙草胺的含量[使(50.6±10.3)ng·g^-1降低至(9.2±2.5)ng·g^-1].然而,由于不同土壤性质对土壤中...     

甲磺隆对沉水植物伊乐藻的生理生态效应研究

采用室内水培实验方法,研究不同浓度甲磺隆对伊乐藻生长的影响及其体内光合色素含量和3种抗氧化酶活性的变化.结果表明,甲磺隆可以刺激伊乐藻新芽萌发,但是对植株的生长具有明显的抑制作用.浓度≤5.mg/L的甲磺隆在实验初期可促进伊乐藻体内叶绿素含量的增加,随时间的延长,最终抑制叶绿素的合成,降低了植物体的光合作用能力.低浓度条件下, CAT及POD活性先升高后降低,而SOD活性持续升高.较高浓度和较长时间处理时,伊乐藻抗氧化酶系统活性下降.甲磺隆胁迫可以引起伊乐藻体内活性氧的产生和积累,诱导抗氧化酶活性,当胁迫超过一定强度时,抗氧化酶活性受到抑制,活性氧不能及时清除,从而对植物体形成氧化损伤,这可能是该类除草剂对水生植物的重要致毒机制之一.     

Toxic effects of acetochlor and methamidophos on earthworm Eisenia fetida in phaiozem, northeast China

Introduction W ith the increase in types and am ount of pollutants releasing into soil ecosystem s, research on the joint effects of m ore than one pollutant in soil-plant, soil-anim al and soil-m icroorganism system s is increasingly concerned (Zhou and …     

添加不同 N源条件下典型除草剂对土壤呼吸和 N2O排放的影响

通过室内土壤培养实验,采用间歇密闭培养-气相色谱法研究了添加不同N源条件下我国典型旱地除草剂对农田土壤呼吸和N2O排放的影响.结果表明,在添加（NH4）2SO4氮源条件下,莠去津和百草枯对土壤呼吸和N2O排放无显著影响（P〉0.05）.草甘膦显著抑制了土壤呼吸（P〈0.05）,是对照的78.5%,N2O的排放无显著影响（P〉0.05）,仅表现为均值降低了20.1%.苯磺隆显著促进了土壤呼吸（P〈0.05）,是对照的1.1倍,对N2O排放也无显著影响（P〉0.05）.乙草胺显著促进了土壤呼吸和N2O的排放（P〈0.05）,分别是对照的1.1和1.5倍.在添加尿素的条件下,莠去津和乙草胺对土壤呼吸和N2O排放无显著影响（P〉0.05）.百草枯显著促进了N2O的排放（P〈0.05）,是对照的1.4倍,却对土壤呼吸无显著影响（P〉0.05）.草甘膦显著抑制了土壤呼吸（P〈0.05）,仅为对照的82.5%,对N2O的排放却无显著影响（P〉0.05）.苯磺隆显著促进了土壤呼吸和N2O的排放（P〈0.05）,其分别是对照的1.3和1.6倍.鉴于不同除草剂对不同微生物生理代谢影响的复杂性,其对温室气体的作用和影响还需长期田间试验研究.     

铅锌矿区土壤-植物系统中植物吸收铅的研究

基于野外现场系统采样,结合室内全量、形态含量检测技术,分析了湘西铅锌矿区几类粮食中铅等元素的质量状况以及水稻植株中铅的吸收和分配.结果表明,湘西铅锌矿区粮食中存在高铅污染风险,与对照相比,矿区稻米、玉米、黄豆等粮食中铅的平均含量分别增加2.4倍、1.2倍和3.3倍.粮食铅含量因品种不同、采集部位不同而异,铅含量由高到低依次为:黄豆＞稻米＞玉米(粮食品种间),根＞茎叶＞籽粒(植株部位间),稻根对铅表现出极强的束缚力和耐受性.相关分析显示稻根中的铅主要来自土壤,而水稻地上部分的铅则可能主要源自大气.矿区粮食中汞、镉、铅等多种重金属共同富集,亟需开展矿区粮食中重金属复合污染的机理及其健康风险研究.     

有色冶金区土壤-玉米系统汞累积及健康风险

有色冶金区土壤重金属污染,尤其是汞污染一直受到广泛关注.为了了解葫芦岛市稻池村玉米地汞在土壤-玉米农田系统中的迁移转化,以葫芦岛市稻池村为研究对象,对该区域玉米地土壤Hg含量、分布特征、污染现状及玉米植株各器官Hg含量进行分析.玉米地土壤Hg含量范围为0.25~3.49 mg·kg-1,平均值1.78 mg·kg-1,是辽宁省土壤环境背景值的48倍.在锌厂周围2~3 km范围内,以锌厂为中心,随着距离的增大土壤Hg含量逐渐增加.地累积指数法评价结果表明,研究区玉米地土壤Hg污染均在中等污染以上,其中,属于严重污染的土壤样品占总样品的54.6%.运用Hakanson潜在生态危害指数法对玉米地土壤Hg潜在生态风险进行评价.潜在生态风险为极强的占72.7%.运用目标危险系数法(THQ)对暴露人体进行健康风险评价,结果表明,虽然土壤中富含汞,但是由于汞较难在土壤-玉米系统中迁移,因此籽粒中的汞富集并不高,食用玉米对人群没有明显的健康风险,但是儿童遭遇Hg健康风险要远高于成人,危险指数达到0.056.     

贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和人体健康风险评价

为清晰认识贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤及农作物重金属健康风险,以该黑色页岩区的表层土壤及农作物为研究对象,分析其重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型分别评价土壤和农作物重金属污染程度及健康风险,厘定主要的重金属污染物及其暴露途径.结果表明:①研究区土壤Cd、Cu、Ni和Zn平均含量均超过贵州省土壤元素背景值和GB 15168-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中土壤风险筛选值.研究区粮食类作物水稻中Cr、Ni、Zn含量,玉米中Cr、Pb含量,以及甘薯中Cr、Ni、Cd、Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量;蔬菜类作物（白菜、辣椒、萝卜）中Cr、Ni、Zn、Cd和Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量.②内梅罗综合污染指数法评价结果表明,研究区旱地土壤重金属综合污染等级为中度污染,内梅罗综合污染指数（NIP）为4.10,水田土壤则为重度污染（NIP=5.38）;粮食类农作物水稻、玉米和甘薯NIP值分别为10.7、8.99和36.9,重金属综合污染等级均为重度污染;蔬菜类农作物白菜、辣椒和萝卜NIP值分别为10.4、11.4和26.1,重金属综合污染等级均为重度污染.③健康风险评价模型结果表明,在摄食农作物、手口摄入和皮肤接触3种暴露途径下,研究区土壤和农作物重金属对成人和儿童的非致癌总风险指数（HI）分别为10.2和25.7,各重金属的非致癌风险大小排序为Cr > Pb > Cd > Ni > Zn > Cu.土壤Cd和Cr对成人和儿童的致癌健康风险均在可接受范围内;Ni存在一定的致癌健康风险.研究显示,贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤和农作物重金属复合污染已给当地居民造成一定程度的健康风险,摄食农作物是主要的重金属暴露途径,其中水稻和白菜中Cr、Cd和Pb是造成非致癌健康风险的主要污染物.      

玉米和小麦对城市污泥施用土壤中多氯联苯的吸收和传输特征

城市污泥施用农田能够改善土壤性状及促进作物生长,但也会使农田存在重金属和有机污染物等污染风险. 多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)作为一类持久性有机污染物,被作物吸收、累积后经食物链传递,潜在威胁着人体健康. 为探究城市污泥施用农田后PCBs在土壤和作物(玉米和小麦)中的分布特征,解析玉米和小麦对土壤PCBs的吸收和传输规律与差异,以关中地区城市污泥施用土壤为研究对象,设置不同植物种属、污泥施用量和污泥类型的土壤盆栽培养试验. 结果表明:①城市污泥施用后造成土壤、玉米和小麦的PCBs污染,土壤、植物根和地上部分以低氯代PCBs〔一氯代PCBs(mono-PCBs)~五氯代PCBs(penta-PCBs)〕为主,且百分含量呈依次增加趋势. ②与种植前相比,种植植物后土壤中更低氯代的PCBs占主导;且土壤∑PCBs消减了20.00%~79.30%,各处理对∑PCBs的消减差异表现为玉米高于小麦、单倍污泥施用量高于双倍污泥施用量、有机质含量最高的污泥施用处理∑PCBs的消减率最高. ③植物根可以吸收土壤PCBs并向地上部分传输,且吸收和传输能力与植物种属、污泥施用量和污泥类型有关,小麦对污染土壤∑PCBs及各PCBs同系物的吸收能力均强于玉米,而传输能力较弱;双倍污泥量施用下植物根对∑PCBs、一氯代PCBs(mono-PCBs)~四氯代PCBs(tetra-PCBs)和六氯代PCBs(hexa-PCBs)的吸收减弱;有机质含量最低的污泥施用下植物根对∑PCBs的吸收能力最强. 研究显示,城市污泥施用会引起土壤和作物PCBs污染,种植作物能消减污染土壤PCBs,而小麦和玉米对土壤∑PCBs及各PCBs同系物的消减和吸收传输存在种属差异.      

玉米幼苗对镉、菲单一与复合污染的生理生化响应

通过室内盆栽实验研究了玉米幼苗在镉、菲污染胁迫14 d后的生理生化响应,并探讨了镉、菲单一与复合污染对玉米幼苗的毒性效应及其致毒机制.结果表明,单一镉(0～50 mg/kg)污染时,镉处理对玉米幼苗地上部分和根系生物量以及可溶性蛋白都无显著影响;随镉处理浓度的增加,玉米幼苗叶片SOD酶活性表现为先增加后降低的趋势,而P...     

影响不同农作物镉富集系数的土壤因素

农作物的Cd富集系数（BCF）受多种因素影响.为明确田间条件下不同农作物的Cd富集系数特征差异及土壤性质对其影响,分别在我国水稻、小麦和玉米主产区不同污染程度的地块上作物收获期采集土壤和作物籽粒点对点样品,研究水稻、小麦、夏玉米和春玉米的Cd富集系数特征及土壤性质对不同农作物的Cd富集系数的影响,并通过多元回归方程建立以上农作物Cd富集系数与土壤性质的定量关系.结果表明,在田间土壤中Cd含量范围为0.15~2.66 mg·kg^-1条件下,水稻、小麦、夏玉米和春玉米Cd富集系数的均值分别为0.915、0.155、0.113和0.102,水稻明显高于小麦和玉米,春玉米的Cd富集系数最低.土壤中的Cd含量与小麦、夏玉米和春玉米的BCF呈极显著负相关;土壤有机质（SOM）与小麦、夏玉米BCF之间的关系呈极显著负相关;土壤pH和阳离子交换量（CEC）对作物BCF也有影响.引入土壤Cd含量、pH、SOM、CEC等因素,建立水稻、小麦、夏玉米和春玉米的Cd富集系数预测方程.水稻、小麦、夏玉米和春玉米的BCF预测方程相关系数分别为0.423^*、0.796^**、0.826^**和0.551^**,均达到显著或极显著水平,可以较好地预测不同土壤条件下不同农作物的BCF值.     

地质高背景区土壤-玉米重金属综合质量评价

为了研究地质高背景区土壤及农产品的污染程度及原因,为农产品安全生产及土壤重金属风险管控提供依据,在重庆市巫山县抱龙镇耕地区采集了土壤-玉米协同样品36套,分析了土壤-玉米中重金属(Cd、 Hg、 Pb、 As和Cr)含量及土壤pH,利用内梅罗综合污染指数法(P_N)和综合质量影响指数(IICQ)对土壤-玉米中重金属的污染程度进行了评价,并分析了土壤重金属来源及玉米重金属超标的影响因素.结果表明,研究区土壤重金属含量的平均值高于全国及重庆土壤背景值,土壤重金属富集效应明显.Cd是土壤-玉米超标的主要因子,土壤和玉米Cd的总体超标率分别为91.67%和30.55%.内梅罗综合污染指数评价结果显示,土壤以重度污染为主,占比63.89%,玉米轻度污染、中度污染和重度污染的占比分别为5.56%、 11.11%和11.11%.土壤-玉米综合质量影响指数以中度和重度污染为主,分别占比44.44%和47.22%.从重金属污染空间分布来看,玉米与土壤污染区域不一致.土壤重金属污染主要受到二叠系和三叠系地层的影响,与黑色岩系和灰岩区次生富集作用有关.玉米Cd含量主要受到土壤pH的影响,...     

Nocturnal herbivore-induced plant volatiles attract the generalist predatory earwig <Emphasis Type="Italic">Doru luteipes</Emphasis> Scudder

Numerous studies have demonstrated that entomophagous arthropods use herbivore-induced plant volatile (HIPV) blends to search for their prey or host. However, no study has yet focused on the response of nocturnal predators to volatile blends emitted by prey damaged plants. We investigated the olfactory behavioral responses of the night-active generalist predatory earwig Doru luteipes Scudder (Dermaptera: Forficulidae) to diurnal and nocturnal volatile blends emitted by maize plants (Zea mays) attacked by either a stem borer (Diatraea saccharalis) or a leaf-chewing caterpillar (Spodoptera frugiperda), both suitable lepidopteran prey. Additionally, we examined whether the earwig preferred odors emitted from short- or long-term damaged maize. We first determined the earwig diel foraging rhythm and confirmed that D. luteipes is a nocturnal predator. Olfactometer assays showed that during the day, although the earwigs were walking actively, they did not discriminate the volatiles of undamaged maize plants from those of herbivore damaged maize plants. In contrast, at night, earwigs preferred volatiles emitted by maize plants attacked by D. saccharalis or S. frugiperda over undamaged plants and short- over long-term damaged maize. Our GC-MS analysis revealed that short-term damaged nocturnal plant volatile blends were comprised mainly of fatty acid derivatives (i.e., green leaf volatiles), while the long-term damaged plant volatile blend contained mostly terpenoids. We also observed distinct volatile blend composition emitted by maize damaged by the different caterpillars. Our results showed that D. luteipes innately uses nocturnal herbivore-induced plant volatiles to search for prey. Moreover, the attraction of the earwig to short-term damaged plants is likely mediated by fatty acid derivatives.