吡虫啉对黄河三角洲地区棉田土壤微生物及土壤酶的生态效应

土壤作为农药等外来污染物的主要受体，对生态环境的影响至关重要。黄河三角洲地区土质特别盐碱程度较高，是我国的主要产棉区之一。吡虫啉在该地区棉田中常年大量使用，但该农药对盐碱土壤生态指标的影响尚不清楚，不利于黄河三角洲地区的环境保护和可持续发展。本项目拟运用常规生理生化方法结合DGGE、T-RFLP等现代分子生物学技术，系统评价吡虫啉对黄河三角洲地区棉田土壤酶和土壤微生物的生态效应，并利用HPLC技术测定吡虫啉在土壤中的残留动态。项目的完成可明确吡虫啉对黄河三角洲地区棉田土壤酶活性和土壤微生物群落的影响，探讨土壤中吡虫啉残留量与生态指标间的剂量-效应关系，从而为吡虫啉在该地区的合理使用和环境风险评价提供科学依据。

本研究主要利用传统生理生化技术和分子生物学手段调查了常用杀虫剂吡虫啉对黄河三角洲棉田土壤微生物生态环境的影响，并结合吡虫啉在土壤中的残留消解动态，评价了土壤中吡虫啉残留量与土壤微生物生态环境之间的关系，研究结果如下：. 田间和室内残留消解动态试验表明，吡虫啉在黄河三角洲滨州、东营两地区棉田土壤中降解半衰期在10 d左右，属于易降解农药。土壤中含盐量直接影响吡虫啉在土壤中的降解，具体表现为土壤中含盐量越高，吡虫啉降解速度越慢。. 吡虫啉对黄河三角洲不同盐碱度土壤微生物数量和几种关键土壤酶活性存在一定的影响，吡虫啉（0-10 μg/kg）对土壤细菌、放线菌和真菌数量在施药初期均有不同的刺激或抑制作用，在盐碱度大的土壤中吡虫啉对土壤微生物数量起到一定程度的促进作用。同样，土壤几种关键土壤酶如碱性磷酸酶、脲酶、β -葡萄糖苷酶和脱氢酶在施药初期对吡虫啉也有不同程度的响应，但随着时间的延长（14 d后）吡虫啉对两种含盐量不同的土壤微生物数量和酶活性的影响均逐渐消失，说明吡虫啉对土壤微生物数量和酶活性不会造成严重的影响。. DGGE和T-RFLP分析揭示吡虫啉（0-10 μg/kg）可以短暂的影响土壤细菌群落结构，但无明显规律性，28 d时基本和对照处理无显著差异。在添加0.3%NaCl的棉田土壤中发现酸杆菌门（Acidobacteria）细菌类群数量明显大于未添加NaCl的土壤，这说明吡虫啉在一定程度上可以丰富含盐量稍高土壤中微生物数量和改善土壤细菌群落结构。吡虫啉对真菌群落结构的影响要小于对细菌的影响，在整个实验周期内吡虫啉对两种含盐量不同的土壤真菌群落结构和对照无明显差异。实验发现，土壤中含盐量对土壤微生物群落结构的影响要大于吡虫啉对土壤微生物的影响，并且吡虫啉对改善和丰富含盐量大的土壤微生物结构起到有利作用。. 吡虫啉对土壤无脊椎生物赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）的影响表明：吡虫啉浓度大于0.66 µg/g时，蚯蚓体内ROS水平被打破，抗氧化酶活性紊乱，MDA含量上升，可以对蚯蚓造成明显的过氧化损伤，说明吡虫啉对赤子爱胜蚓存在潜在的毒性。. 项目圆满完成了申请书中的各项内容，研究结果可为吡虫啉的安全性评价和在黄河三角洲地区安全使用提供科学依据。目前，已发表研究论文4篇，其中SCI收录1篇，待发表论文4篇，其中SCI论文2篇。培养本科毕业9名。