李雷 王鴻斌 張洋

摘要 [目的]探究不同土壤pH和不同土壤含水量條件下酸化土壤中百菌清的殘留規(guī)律。[方法]通過模擬試驗(yàn)研究了不同pH和土壤含水量對(duì)酸化土壤中百菌清殘留的影響。[結(jié)果]分別對(duì)于不同的pH和不同的含水量，土壤中的百菌清殘留量均隨著時(shí)間的增加而呈現(xiàn)逐漸減少趨勢(shì)，其中，試驗(yàn)在開始的前3 d土壤中的百菌清殘留量減少速度都很快，在3～7 d百菌清殘留量減少速度稍有減緩，7 d之后百菌清殘留量進(jìn)入一個(gè)平穩(wěn)緩慢的減少過程。[結(jié)論]為土壤環(huán)境的修復(fù)以及維持耕種系統(tǒng)的健康提供了借鑒。

關(guān)鍵詞 百菌清;土壤pH;土壤含水量

中圖分類號(hào) S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）33-11723-03

Effects of Soil Water Content and pH on Chlorothalonil Residues in Acidification Soil

LI Lei1，WANG Hong-bin2*， ZHANG Yang2 （1. Gongzhuling Station of Quarantine and Plant Protection， Gongzhuling， Jilin 136100;2. College of Resource and Environmental Science， Jilin Agricultural University，Changchun， Jilin 130118）

Abstract [Objective] The law of Chlorothalonil residues in acidification soil under different soil pH values and different soil moisture were studied. [Method] Effects of different soil pH values and different soil moisture on Chlorothalonil residues in acidification soil were studied through simulation test. [Result] As for different pH values and different moisture test separately， all the residues of Chlorothalonil in soil decreased gradually with the increase of time. Among them， the residues of Chlorothalonil in soil decreased quickly in the first three days of test， and decreased slowly from three days to seven days， and then the decrease of Chlorothalonil residues in acidification soil went into a smooth slow process after seven days. [Conclusion] The results provide reference for repairing of soil environment and maintaining the health of farm system.

Key words Chlorothalonil; Soil pH; Soil water content

基金項(xiàng)目 吉林省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目（20130206019NY）。

作者簡介 李雷（1981- ），男，吉林公主嶺人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。*通訊作者，副教授，博士，從事土壤肥力調(diào)控及改良研究。

收稿日期 2014-10-20

百菌清是廣譜、保護(hù)性殺菌劑。其作用機(jī)理是百菌清能夠抑制真菌細(xì)胞中的三磷酸甘油醛脫氫酶，與該酶中含有半胱氨酸的蛋白質(zhì)相結(jié)合，從而破壞該酶活性，使真菌細(xì)胞的新陳代謝受破壞而失去生命力。百菌清沒有內(nèi)吸傳導(dǎo)作用，但噴到植物體上之后，能在體表上有良好的黏著性，不易被雨水沖刷掉，因此藥效期較長。

目前， 國內(nèi)外有許多研究者對(duì)土壤中百菌清的降解和殘留規(guī)律做了大量深入研究。例如，陳莉等[1]研究了百菌清和甲霜靈在黃瓜和土壤中的殘留狀況與殘留降解規(guī)律;周瑤等[2]以土壤中的百菌清為研究對(duì)象，通過改變土壤的臭氧輸入量和通入頻次發(fā)現(xiàn)臭氧通入量和通入頻次與百菌清的降解率呈明顯正相關(guān)。已有研究表明百菌清在土壤中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易降解，但目前關(guān)于土壤含水量和pH對(duì)酸性土壤中百菌清的殘留規(guī)律的研究有限。為此，筆者研究了土壤含水量和pH對(duì)酸化土壤中百菌清殘留量的影響，旨在為土壤環(huán)境的修復(fù)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 土壤樣品。

供試土壤為吉林省長春市凈月區(qū)新立城鎮(zhèn)，土壤類型為黑土，土地利用類型為保護(hù)地栽培。采集表層土壤（0～20 cm），帶回實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)自然風(fēng)干，去除土壤樣品中的礫石、植物根莖等雜物。將樣品過2 mm篩備用。

經(jīng)測(cè)定，供試土壤的有機(jī)質(zhì)含量為30.5 g/kg，pH為5.20，屬于已經(jīng)發(fā)生酸化的土壤。

1.1.2 主要儀器。

6890N型氣相色譜儀（配μ-ECD檢測(cè)器），美國安捷倫公司生產(chǎn);TDL-40B型臺(tái)式高速離心機(jī)，上海力申科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);RE-5285A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠生產(chǎn); HG75-3型電熱恒溫兩用箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠生產(chǎn)。

1.3 主要試劑 百菌清標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.2%），由河南安陽五星農(nóng)藥廠提供;百菌清原藥（純度97%），由浙江寶靈農(nóng)藥廠提供。

1.2 方法

1.2.1 土壤濕度和pH對(duì)百菌清殘留的影響模擬試驗(yàn)。

1.2.1.1 土壤濕度對(duì)百菌清殘留的影響。利用底部密封的盆栽桶進(jìn)行模擬試驗(yàn)。每桶盛裝供試土壤5 kg，添加百菌清原藥，百菌清的添加量分別為10、20、50 mg/kg 3個(gè)含量梯度。通過添加蒸餾水來調(diào)節(jié)土壤濕度，每個(gè)含量梯度下設(shè)置土壤含水量分別為5%、10%、20%、30% 4個(gè)處理。每個(gè)處理3次重復(fù)。20 ℃下連續(xù)培養(yǎng)35 d，定期補(bǔ)充水分。分別在0、3、7、14、21、28、35 d采集土壤樣品于三角瓶中，萃取、純化、定容后，采用氣相色譜儀進(jìn)行定量分析。

1.2.1.2 土壤pH對(duì)百菌清殘留的影響。

利用底部密封的土壤進(jìn)行模擬試驗(yàn)。每桶盛裝供試土壤5 kg，添加百菌清原藥，百菌清的添加量分別為10、20、50 mg/kg 3個(gè)含量梯度。

通過添加緩沖溶液來調(diào)節(jié)土壤pH，每個(gè)含量梯度下設(shè)置土壤pH分別為4、5（對(duì)照）、6、7 4個(gè)處理，控制土壤含水量為10%（緩沖液不足用蒸餾水補(bǔ)充）。每個(gè)處理3次重復(fù)。20 ℃下連續(xù)培養(yǎng)35 d，定期補(bǔ)充水分。分別在0、3、7、14、21、28、35 d采集土壤樣品于三角瓶中，萃取、純化、定容后，采用氣相色譜儀進(jìn)行定量分析。

1.2.2 樣品測(cè)定方法。

1.2.2.1 樣品的前處理。

稱取適量培養(yǎng)后的土壤樣品于250 ml具塞三角瓶中，加入25.0 ml丙酮，25 ℃恒溫條件下以160 r/min振蕩2 h，將所有浸提液轉(zhuǎn)移至離心管中，利用10～20 ml丙酮沖洗三角瓶后，將沖洗液合并于離心管中，4 000 r/min 離心15 min，上清液全部轉(zhuǎn)移至分液漏斗內(nèi)，并加入飽和氯化鈉溶液20.0 ml，分別用20.0、15.0、10.0 ml石油醚萃取3次，將百菌清全部轉(zhuǎn)移至有機(jī)相中，有機(jī)相經(jīng)無水硫酸鈉脫水后過濾至燒杯內(nèi)，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，定容至2.0 ml，進(jìn)行GC分析。

1.2.2.2 氣相色譜儀工作條件。

色譜柱：DB1701石英毛細(xì)管柱（30.0 m × 250 μm × 1 μm）;檢測(cè)器：μ-ECD檢測(cè)器;載氣：N2，純度為99.999%;進(jìn)樣口溫度220 ℃;柱箱溫度178 ℃;ECD溫度300 ℃;載氣流速為2 ml/min;不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣體積1 μl，檢測(cè)器尾吹氣體流速35 ml/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤濕度條件下百菌清的殘留特征

土壤中百菌清在不同濕度條件下的殘留規(guī)律表明，百菌清殘留量均隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而呈現(xiàn)逐漸減少趨勢(shì)（圖1）。在不同含水量處理組中，開始階段（3 d），百菌清的殘留量減少速度都很快，在3～7 d殘留量減少的速度稍有減緩，7 d之后土壤中的百菌清殘留量進(jìn)入一個(gè)平穩(wěn)緩慢的減少過程[3]。

注：a——百菌清初始濃度10 mg/kg;b——百菌清初始濃度20 mg/kg;c——百菌清初始濃度50 mg/kg。

圖1 不同土壤濕度對(duì)百菌清殘留量的影響

百菌清在土壤中的初始濃度為10 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在濕度為5%處理組、10%處理組、20%處理組以及30%處理組土壤中的平均殘留量分別為6.31、3.92、 2.12、4.32 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始濃度為20 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在濕度為5%處理組、10%處理組、20%處理組、30%處理組土壤中的平均殘留量分別為12.76、 8.52、 4.94、8.90 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始濃度為50 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在濕度為5%處理組、10%處理組、20%處理組、30%處理組土壤中的平均殘留量分別為34.86、24.95、18.53、25.96 mg/kg。在相同初始濃度條件下，百菌清在不同濕度處理土壤中的殘留量變化規(guī)律表現(xiàn)為：5%處理組>30%處理組>10%處理組>20%處理組。

在百菌清的初始濃度為10、20、50 mg/kg的各供試土壤中，百菌清在濕度為5%處理組、10%處理組和20%處理組土壤中的殘留量均呈現(xiàn)出隨濕度增加而減少的趨勢(shì)，濕度為5%處理組土壤中百菌清殘留量最高，百菌清在濕度為20%處理組土壤中最低。百菌清在濕度為30%處理組土壤中的殘留量比濕度為5%處理組土壤中要低，但比百菌清在濕度為20%處理組土壤中要高;百菌清在濕度為10%處理組和30%處理組土壤中的殘留量較接近，但整體上百菌清在濕度為10%處理組土壤中的殘留量比濕度為30%處理組土壤中稍低。

注：A——百菌清初始濃度10 mg/kg;B——百菌清初始濃度20 mg/kg;C——百菌清初始濃度50 mg/kg。

圖2 不同pH對(duì)百菌清殘留量的影響

2.2 不同土壤pH條件下百菌清的殘留特征

土壤中百菌清在不同pH條件下的殘留規(guī)律表明，百菌清殘留量均隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而呈現(xiàn)逐漸減少趨勢(shì)（圖2）。在不同pH土壤中，開始階段（3 d），百菌清的殘留量減少速度都很快，在3～7 d殘留量減少的速度稍有減緩，7 d之后土壤中的百菌清殘留量進(jìn)入一個(gè)平穩(wěn)緩慢的減少過程[4]。

百菌清在土壤中的初始濃度為10 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在pH為4處理組、5處理組、6處理組、7處理組中的平均殘留量分別為4.61、3.92、3.65、3.19 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始濃度為20 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在pH為4處理組、5處理組、6處理組、7處理組中的平均殘留量分別為9.19、8.52、8.35、7.38 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始濃度為50 mg/kg時(shí)，35 d后百菌清在pH為4處理組、5處理組、6處理組、7處理組中的平均殘留量分別為26.17、24.95、23.73、21.45 mg/kg。

在相同初始濃度時(shí)，不同pH處理組中百菌清的殘留量變化規(guī)律表現(xiàn)為：pH4處理組>pH5對(duì)照組>pH6處理組>pH7處理組。

在百菌清的初始濃度為10、20、50 mg/kg的各試驗(yàn)土壤中，百菌清殘留量的變化規(guī)律基本相同，即百菌清在pH為4處理組、5對(duì)照組、6處理組、7處理組的土壤中殘留量均呈現(xiàn)出隨pH的增加而減少的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

土壤中含水量的不同對(duì)百菌清降解速率有明顯影響，相同初始濃度百菌清在4種含水量（5%、10%、20%、30%）土壤中的降解速率變化規(guī)律為：20%處理組>10%處理組>30%處理組>5%處理組。

在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的pH范圍內(nèi)，百菌清在土壤中的降解率與pH呈正相關(guān)，相同初始濃度百菌清在4種pH土壤中的降解速率變化規(guī)律為：pH7處理組>pH6處理組>pH5處理組>pH4處理組。

參考文獻(xiàn)

[1]陳莉，朱曉丹，賈春虹，等.精甲霜靈與百菌清在黃瓜和土壤中的殘留降解規(guī)律研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（27）：16626-16628，16647.

[2] 周瑤，李陽，王玉軍.臭氧對(duì)土壤中百菌清降解的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，40（1）：62-65.

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[4] WHITE PAUL M，POTTER THOMAS L.Metolachlor and chlorothalonil dissipation in gypsum-amended soil[J]. Journal of Environmental Science and Health， 2010，7（B）： 1423-1456.