土壤中黑碳对新型二酰胺类农药的生物有效性调控及吸附隔离机理

二酰胺类农药结构新颖、作用机理独特，是新农药创制的热点。然而，由于这类农药母体在土壤中残留期较长，长期使用存在一定的累积残留风险。由生物质或化石燃料不完全燃烧产生的黑碳是土壤中吸附隔离污染物的重要组分。为系统阐明黑碳对土壤残留二酰胺类农药的生物有效性影响规律及吸附隔离机理，本项目拟以氟虫酰胺和氯虫酰胺为对象，以水稻秸秆不同温度下厌氧热解制备黑碳，采用室内培养结合盆栽试验，研究土壤中残留二酰胺类农药在不同黑碳作用下的降解规律、植物吸收累积特性和动物吸收富集作用；解析土壤中黑碳对二酰胺类农药的生物有效性影响程度和贡献度，及其与土壤理化性质、黑碳"老化"以及农药残留量的关系。并进一步研究土壤中黑碳对二酰胺类农药的吸附/解吸作用，揭示黑碳吸附二酰胺农药的作用方式和作用特征。研究结果将有助于准确评估土壤中残留二酰胺类农药的潜在环境污染风险，进而对该类农药新品种创制及合理使用具有重要的理论指导价值

本项目通过研究添加生物质炭对土壤中残留农药氯虫苯甲酰的吸附行为、降解规律、植物吸收累积特性和动物吸收富集作用的影响，解析生物质炭对二酰胺类农药的生物有效性影响程度及其机理，指导准确评估土壤中残留二酰胺类农药的潜在环境污染风险。取得了以下主要研究成果：(1) 发现土壤中添加生物质炭对氯虫苯甲酰胺（CAP）吸附活性的增强程度因土壤性质不同而异。0.5%生物质炭添加到有机质含量相对较高的黑土中，对CAP吸附活性增效作用最小，而潮土中添加等量的生物质炭，对CAP吸附常数（Kd）增加了约1.5倍。(2) 生物质炭添加土壤中后其吸附活性均不同程度衰减。黑土、黄壤、红壤、紫色土和潮土中分别添加0.5%生物质炭，生物质炭的吸附常数KF,biochar分别降低了96.94%、90.6%、91.31%、68.26%和34.59%。土壤中有机质含量越高，对降低生物质炭吸附CAP的影响越大。(3) 生物质炭添加到土壤中可延缓CAP的土壤消解，降低蚯蚓的吸收富集作用，提高了其潜在的污染风险。蚯蚓从未添加生物质炭五种土壤中吸收富集CAP作用由大到小顺序依次为：潮土（12.17mg/kg）>红土（11.70 mg/kg）>紫色土（10.10mg/kg）>黄土（7.86 mg/kg）>黑土（6.42 mg/kg），而添加0.5%BC850后顺序为：黑土（0.91 mg/kg）>紫色土（0.68 mg/kg）>黄土（0.48 mg/kg）>红土（0.47 mg/kg）>潮土（0.44 mg/kg）。