原创《磺酰脲类除草剂应用受污染土壤微生物修复进展》：关于免费土壤微生物论文范文在这里免费下载与阅读,为您的土壤微生物相关论文写作提供资料。
摘 要：磺酰脲类除草剂的应用为农业生产提高效率降低成本的同时,其在土壤中的残留及危害以及引起的环境污染问题日益受到人们的重视.寻找高效降解磺酰脲类除草剂的微生物,以修复受磺酰脲类除草剂污染的土壤,是人们研究的重点.
关键词：磺酰脲类除草剂；降解；微生物修复；沼液
中图分类号：Q938.1 文献标识码：A 文章编号：1672-4437（2016）02-0047-06
化学农药的应用为农业生产提高了效率,降低了成本,保证了作物产量,保障了粮食供给.化学农药按用途和功能可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂等三大类.根据化学结构不同,通常把除草剂分为有机磷类除草剂、氯代乙酰胺类除草剂和磺酰脲类除草剂等三大类[1].有些除草剂由于具有致突变性,可能会对非目标生物造成一定的危害；有些除草剂可能会从土壤中迁移进入地下水源,造成生活饮用水源的化学污染；还有部分除草剂虽然毒力不强,但长期残留,对后茬农作物产生慢性毒害,从而影响农作物产量和品质[2].因此除草剂在环境中的迁移、转化及降解等生态过程日益引起人们的重视.
磺酰脲类除草剂以其活性高、毒性低、用量少等特点,在农业生产中长期占有非常重要地位,作为高毒农药的理想替代品,已被世界各国广泛使用.但是,由于磺酰脲类除草剂自然降解缓慢,对后茬农作物具有一定的毒害作用,导致在种植后茬作物时发生减产减质,直接影响农民的收益.因此,消除使用磺酰脲类除草剂所造成的一系列生态环境问题,是现代农业生产急需解决的重大问题之一.尽管磺酰脲类除草剂,在自然条件下可以发生水解或光解,但是这些自然降解速率过慢,不能有效消除磺酰脲类除草剂对生态环境造成的影响.近年来的研究发现,某些微生物的代谢过程或是中间代谢产物具有加速降解环境中残留的磺酰脲类除草剂的功效.因此,寻找、挖掘高效广谱的微生物降解资源,对受污染的土壤进行微生物修复具有重要的经济、社会和生态意义.
1 磺酰脲类除草剂在农业生产上的应用
1.1 磺酰脲类除草剂的发展
20世纪60年代,科学家研究发现磺酰脲类化合物喷洒在农田后,可一定程度抑制田间杂草生长,并且不会对农作物产生较大的影响.美国杜邦化工于1976年首先研制出了第一种可用于小麦田间杂草防治的除草剂氯磺隆,并于1982年正式在美国农业部注册登记,通过大规模的生产推广,收到良好的效益.继美国杜邦化工之后,美国先正达公司、瑞士诺华公司,日本的武田株式会社等先后投入到磺酰脲类除草剂的研究和开发之中,经过30多年的研究,目前已经成功开发出如醚磺隆、烟嘧磺隆、氯嘧磺隆、苄嘧磺隆等一系列30多个商品化除草剂产品[3].
1.2 磺酰脲类除草剂在农业生产上的应用
近年来,随着生态农业的推广和发展,高残留、高毒性农药的使用逐步受到限制,因此磺酰脲类除草剂市场占有率逐年增长,其市场份额已经超过其他各类除草剂,并且在今后一段时期内,磺酰脲类除草剂的使用将保持较强增长势头[4].磺酰脲类除草剂在农业生产上主要用于水稻、小麦等主粮作物的田间杂草防治,以及甜菜、大豆、玉米等经济作物田间杂草的防治,可有效除去田间阔叶草、莎草、禾草等杂草,且防治效果良好.商品化磺酰脲类除草剂及其在农业生产上的应用见表1.
2 磺酰脲类除草剂在土壤中的残留及危害
尽管磺酰脲类除草剂毒性较低,但是,长期大量使用磺酰脲类除草剂所造成的生态环境问题日益显现.由于除草剂长时间叠加残留在土壤中的,在种植后茬农作物时,会对后茬作物产生一定程度的药害,引起后茬农作物减产减质,直接影响农户的生产效益.磺酰脲类除草剂对后茬作物的药害作用,最早被发现是因长期大量施用氯磺隆除草对剂甜菜作物造成的大量减产.上世纪90年代,湖北棉花减产事件和安徽、江苏、浙江等省份出现水稻大面积减产事件,均是由土壤中磺酰胺类除草剂严重超标所致.近年来,农民在使用除草剂时因为缺乏相关技术指导,以及长期大量滥用磺酰脲类除草剂,导致的下茬农作物受药害造成减产事件时有发生.据报道,部分地区由于长期使用磺酰脲类除草剂,导致耕地变成“癌症田”[5],给当地农业生产带来一定影响,并直接影响到了农民的收益.这些地区的要想可持续发展,势必调整农业种植结构,减少除草剂等农药的使用.
此外,磺酰脲类除草剂和其他化学农药一样,可随着降水渗透到地表和地下,从而对地下水体造成一定程度的污染.Struger等人在地表水中检测出了高浓度的磺酰脲类除草剂[6].在我国,由于磺酰脲类除草剂被长期、大量用于水稻、小麦、大豆、玉米等农作物的田间除草,使得河流、湖泊等地表水和地下水被磺酰脲类除草剂污染,局部地区生活饮用水源也被污染,给人民群众的身体健康造成一定程度的威胁.如何解决磺酰脲类除草剂的在土壤、水源等环境残留污染问题,已经摆在了人们的面前.
3 磺酰脲类除草剂的降解研究
由于磺酰脲类除草剂在农业生产的应用存在诸多不足和弊端,那么磺酰脲类除草剂在自然生态下的降解问题就成为人们研究的一个热点.综合国内外关于磺酰脲类除草剂的降解研究,目前主要有三种降解方式,即非酶化学水解、光照降解和微生物降解等方法.
3.1 磺酰脲类除草剂的非酶水解研究
学者研究发现甲磺隆非酶水解成芳基磺酰胺甲酸,再由芳基磺酰胺水解为磺酰胺和CO2.研究人员发现磺酰脲类除草剂非酶水解需在酸性或中性条件下进行,在碱性条件下磺酰脲类除草剂非常难被水解.李霞等人[7]研究表明,在酸性条件下pH3.0-5.0时,氯嘧磺隆极易发生水解,水解半衰期不足20 d,而在pH8.0～9.0时其半衰期则超过200 d.Strek等研究表明,苄嘧磺隆在pH5时,水解半衰期不足10 d,而在pH8时,水解半衰期超过400 d.此外,Oppong等人研究了温度对磺酰脲类除草剂的非酶水解的影响,研究发现,30℃时,醚苯磺隆水解半衰期为10d,而10℃时超过30 d.由此可见,磺酰脲类除草剂非酶水解半衰期随着环境温度的升高而缩短,较高的温度有利于磺酰脲类除草剂非酶水解.
土壤微生物论文参考资料：
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