长残留除草剂氯嘧磺隆影响土壤健康的微生物学机制

长残留除草剂在我国东北地区使用量大、危害严重，破坏了土壤资源的可持续利用，土壤健康是农业生态系统可持续发展的基础。本项目拟选取长残留除草剂氯嘧磺隆为研究对象，结合作物的生长，将田间实验、温室模拟实验和受污农田土壤田间调查相结合，全面采用土壤健康评价的微生物指标体系，从土壤微生物种群数量、群落结构和功能多样性、生态系统能流和碳流等多个角度阐明长残留除草剂氯嘧磺隆对土壤健康短期和长期影响的微生物学机制，寻找反映土壤健康状况的短期和长期的敏感指标及土壤微生物生态系统被农药污染受损到恢复正常的功能指标，为掌握和预测土壤生态基本信息、优化土壤微生物群落结构和功能提供理论基础，对农药合理使用、确保土壤生态安全及资源可持续利用等具有重要的科学指导意义。

氯嘧磺隆和咪唑乙烟酸是东北地区大豆田化学除草的主要品种，均属典型的长残留除草剂，在土壤中残留时间较长，对后茬作物造成严重药害，影响土壤资源的可持续利用。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分，被认为是最敏感的土壤生物学指标。本项目从土壤微生物生物量、活性、群落结构和功能等角度研究长残留除草剂对土壤健康和生物学质量的影响。.1）建立了超高效液相色谱-串联质谱在多离子反应监测模式（MRM）下检测氯嘧磺隆和咪唑乙烟酸的方法，可用于土壤中该两种药的快速检测，温室条件下氯嘧磺隆的降解半衰期为24.8-54.6天，随着施药次数的增加，降解半衰期延长。咪唑乙烟酸的降解半衰期为30.1～111.8天。.2）温室条件下，连续三年、每年施药一次3种不同剂量的氯嘧磺隆（田间推荐高剂量的1倍、10倍、100倍），研究氯嘧磺隆单次和连续多次施用对土壤微生物活性、群落结构和功能多样性的影响。结果表明：1）单次施药和重复施药对土壤微生物呼吸活性和微生物量碳基本表现为促进-恢复，说明药后120天该药对土壤微生物活性和微生物数量影响不大；2）促进了土壤中某些微生物碳源利用碳源的能力，第一次和第二次这种影响未恢复，但第三次施药该影响恢复到对照水平；3）3种不同剂量均显著改变了土壤微生物群落结构、且一次和二次施药后该影响在未恢复；但三次施药时除了100倍的高剂量外，其余的微生物群落结构均得到恢复，说明多次施药可以增强土壤微生物群落结构的恢复能力，但该能力与氯嘧磺隆的剂量有关系。 田间条件下，氯嘧磺隆连续多次施用降低了微生物量碳和PLFA总含量，降低了土壤GN/GP和真菌/细菌，显著改变土壤微生物群落结构。.3）室内条件下，咪唑乙烟酸对土壤微生物量碳和PLFA总量表现为降低-恢复，对GN/GP和真菌/细菌的影响表现为促进-抑制-恢复，显著改变土壤微生物群落结构，实验60天时均恢复。田间条件下，咪唑乙烟酸对土壤微生物量影响不显著，但均显著改变土壤微生物群落结构。.长残留除草剂氯嘧磺隆和咪唑乙烟酸在室内条件下对土壤微生物活性和数量影响不大，均显著改变土壤微生物群落结构，但是田间推荐剂量下的影响均能恢复，且氯嘧磺隆多次施药可以增强土壤微生物群落结构的恢复能力。但2种农药在田间条件下，均显著改变土壤微生物群落结构且不能恢复。本项目详细研究了长残留除草剂对土壤微生物活性、群落结构和功能多样性的影