常用除草剂对大叶藻种子和幼苗的毒性作用研究

With the increasing use of herbicides, a large amount of these contaminations reach the sea via river flow and bring a threat to the important coastal seagrass system, in which young seedlings are the ones most sensitive to environmental press. Reproduction, seed germination and seedling survive is of much importance in the progress of population recruitment and construction. However few reports on herbicide threat to seagrass seedlings have been found and it is not known if herbicides have any effect on patch recovery and the development of new ones. In order to identify the effect of herbicide on seagrass seeds and seedlings, eelgrass will be chosen to assert the individual and mixing toxical effect of Prometryn, Atrazine and Acetochlor, in stages of seed germination and seedlings growth after different exposure time in several kinds of mode. These three herbicides are the most commonly used ones and often be detected in coastal area of China and other countries, Also field experiment will be carried out to test effect of herbicide on recovery of disturbed eelgrass meadows and the establishment of new patches. The aim of the project is to test herbicide effect on eelgrass seeds and seedlings and provide scientific basis for seagrass conversation in China and worldwide.

随着农业生产中除草剂使用量的不断加大，大量除草剂随径流入海，污染浅海环境，亦对浅海重要生态系统--海草构成威胁，尤其可能威胁海草群体中对外界环境压力更为敏感的幼苗。有性繁殖产生种子、萌发为幼苗并定植成活是海草自我恢复、补充及新建的重要方式。除草剂对海草种子和幼苗构成怎样的威胁，又会在怎样程度上影响种群恢复能力和新种群的建成能力，目前尚未有关研究报道。因此，为探明除草剂对海草种子和幼苗的影响，拟以常见海草--大叶藻为例，经叶绿素荧光特性和生长的对比，结合我国和世界除草剂使用情况，研究均三氮苯类（扑草净、阿特拉津）和酰胺类（乙草胺)除草剂，在叶藻种子和幼苗的不同生长阶段、于不同作用方式下的单一和混合毒性。同时通过野外原位实验，探究除草剂压力对大叶藻受损草场的恢复能力和对新的草床斑块建成能力的影响。以期全面查明除草剂的污染作用，为我国及世界海草保护提供科学理论依据。

除草剂在世界农业生产中发挥着重要的作用，由于相对较高的溶解度和残留时间，使得除草剂常在河口和浅海水体及生物中检出。除草剂对浅海生态系统的威胁逐渐开始被关注，尤其是对海草等水生生物及其海草的早期生长阶段的研究备受关注。项目执行期间对海水、地下水及河水中阿特拉津、脱乙基阿特拉津、扑草净、乙草胺和异丙甲草胺同时测定的固相微萃取条件进行了优化，对我国北方大叶藻分布区——桑沟湾及周边区域主要河流和地下水的除草剂残留情况进行了调查；对大叶藻种子萌发过程中是否受到除草剂的抑制作用进行了研究，对阿特拉津和扑草净在海草幼苗阶段的毒性作用进行了对比，同时对比了对大型藻类的光合毒性作用。正交实验表明搅拌棒类型、解析溶剂对萃取效率有着较大的影响，采用ACAR/PDMS搅拌棒进行搅拌萃取，采用丙酮为解析溶剂会得到更优的效果；除草剂调查结果表明，阿特拉津、扑草净及脱乙基阿特拉津在调查中被检出，乙草胺和异丙甲草胺未有检出，其中所有取样点均有阿特拉津的检出（98-2268ng/L），除桑沟湾少数几个站位外，其余均有及代谢产物脱乙基阿特拉津的检出(N-3942ng/L)，此外，桑沟湾一个站点有扑草净的检出，而周边河流扑草净的浓度约249 ~460ng/L。常用除草剂阿特拉津、扑草净和乙草胺对大叶藻种子萌发的实验表明，种子萌发过程并未表现出对除草剂的敏感性，子叶进行光合作用后除草剂开始显现出其毒性作用，但对一叶期、二叶期和三叶期幼苗所受的光合抑制作用的比较中并未发现显著差异；除草剂阿特拉津和扑草净共同作用对大叶藻幼苗表现出拮抗作用；低浓度1µg/L的扑草净和5µg/L的阿特拉津即对矮大叶藻、孔石莼和海索面产生了显著的光合抑制，抑制率约而7.54%~12.97%；大叶藻、丛生大叶藻和红须根虾形藻的扑草净和阿特拉津的显著作用浓度为5µg/L，相同浓度下，扑草净的光合抑制较阿特拉津更强，同时，矮大叶藻及两种大型藻类较其他3种海草成体对除草剂作用更为敏感