微生物修复二氯喹啉酸污染农田的研究进展

二氯喹啉酸在土壤中残效期长,易给下茬作物造成药害。综述了二氯喹啉酸除草剂的应用概况、二氯喹啉酸污染农田的物理、化学和生物降解等修复措施以及微生物降解菌的筛选、鉴定和应用进展,讨论了利用微生物修复二氯喹啉酸污染土壤过程中存在的问题和困难,旨在为开展土壤微生物降解土壤中残留的二氯喹啉酸提供参考。     

二氯喹啉酸对农田生态系统的影响及其微生物降解研究进展

在总结国内外研究成果的基础上,较全面地综述了典型喹啉羧酸类除草剂二氯喹啉酸对作物、动物、土壤微生物群落结构和酶活性的影响,以及微生物降解方面的研究进展,并对未来从分子生物学层面研究二氯喹啉酸微生物降解机制、降解菌筛选以及田间实际应用等方面进行了展望。主要内容如下:土壤中残留的二氯喹啉酸会引起作物体内相关基因及功能酶的变化,从而对后茬作物产生药害;环境中的二氯喹啉酸可能会引起动物生长发育不良、变态发育以及生殖异常,进而影响自然界动物的多样性和丰度;正常施用量的二氯喹啉酸对土壤微生物群落结构和土壤酶活性影响不大;二氯喹啉酸在自然环境土壤中残留时间长,基于微生物降解的生物修复是治理二氯喹啉酸污染土壤的一种有效途径;目前研究者从二氯喹啉酸污染土壤和烟草根部分离出的二氯喹啉酸高效降解菌株大多是细菌;二氯喹啉酸的降解可能是脱羧反应和脱氯反应2种路径共同作用的结果;温、湿度和p H是影响土壤中二氯喹啉酸微生物降解的主要因素。为探明土壤微生物降解二氯喹啉酸的复杂生理生化过程及机制,研发二氯喹啉酸污染土壤修复技术,今后应利用先进的分子生物学技术和质谱联用技术研究二氯喹啉酸逐级降解产物,筛选功能降解菌株,通过遗传工程构建二氯喹啉酸高效降解菌剂,并进一步加强多种降解菌株的复合降解研究,验证二氯喹啉酸功能降解菌株在田间复杂环境中的实际效果。     

二氯喹啉酸对土壤微生物的影响

采用人为添加法模拟土壤中二氯喹啉酸浓度,研究二氯喹啉酸对土壤中细菌、放线菌和真菌数量的影响。结果显示:在二氯喹啉酸进入土壤的短时间内(0～10 d),土壤细菌数量随二氯喹啉酸浓度的增加显著减少(P<0.05)。低浓度的二氯喹啉酸对放线菌生长有一定的促进作用,较高浓度则呈现抑制作用。表明土壤中细菌、放线菌可以指示土壤中二氯喹啉酸的污染状况。     

复合菌剂对二氯喹啉酸胁迫下土壤微生物数量及酶活性的影响

通过盆栽试验,研究复合菌剂对二氯喹啉酸胁迫下土壤中细菌、真菌及放线菌数量和脲酶、蔗糖酶及磷酸酶活性的影响。结果表明,施入复合菌剂后土壤中真菌、放线菌的数量及脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性均高于受害土壤而低于健康土壤,而细菌数量明显高于健康土壤。表明复合菌剂能促进二氯喹啉酸的降解,对受二氯喹啉酸污染的土壤具有修复作用。     

土壤重金属污染防治措施研究进展综述

对土壤重金属污染的来源、危害进行了概述,并且综述了土壤重金属污染预防和治理措施的研究进展,提出了相关的土壤环境管理措施,以期为土壤重金属污染治理及预防管理提供参考。     

我国水库污染治理现状及对策

调查了当前我国水库的水质现状,运用例证法分析了我国水库的主要污染源及其治理现状,研究了现阶段治理措施中存在的不足之处。结果表明:我国水库主要污染源为生活污染、工业废水、农业面源、旅游活动、库区流动源及水库底泥;目前我国在水库污染治理方面采取了不同污染源分而治之的措施,取得了阶段性的成就,积累了一定的经验;现阶段污染治理措施中仍然存在一些问题有待解决,如非点源污染尚未得到控制、库区环境污染预防不足、水库污染监管不到位、污染排放与治理周而复始等。针对污染治理中出现的问题提出了相关解决对策,以期为我国水资源保护提供理论参考。     

土壤重金属污染及防治措施

对土壤重金属污染的危害、来源及污染现状进行了概述,并提出土壤重金属污染的预防和治理措施,以期为土壤重金属污染治理提供参考。     

二氯喹啉酸在烟草上发生药害原因及预防措施

简述了二氯喹啉酸作为中国水稻田常用的一种除草剂的特性及作用机理,回顾二氯喹啉酸在国内各烟草产区对烟草产生药害的历史,分析了二氯喹啉酸的使用对烟草产生药害的症状、原因及防治措施。通过各地的试验、实践得出如下结论,二氯喹啉酸是稻田中比较好的除草剂,对烟草产生的药害是可以防止的,通过轮作间隔期、合理施药等方法即可避免。但是,药害一旦发生,则很难通过生理生化等方法使烟草产生的畸形症状得以恢复。文章可为二氯喹啉酸类除草剂的合理使用提供依据及技术指导。     

土壤重金属污染及防治措施

对土壤重金属污染的危害、来源及污染现状进行了概述,并提出土壤重金属污染的预防和治理措施,以期为土壤重金属污染治理提供参考。     

江苏省畜禽养殖污染减排措施与政策研究

为提高江苏省畜禽养殖污染治理水平,达到污染减排要求,完成污染减排任务,本文从分析江苏省畜禽养殖业污染产生量、排放量和污染特征入手,对污染治理措施和法律、法规及政策支撑等进行了归纳总结,深入分析了目前治理中存在的主要问题,提出了适合江苏畜禽养殖污染治理的技术模式,以及促进污染减排目标实现的管理机制和保障条件。     

不同微生物制剂对二氯喹啉酸胁迫下烟草根际土壤生物活性的影响

通过盆栽试验,在二氯喹啉酸胁迫下用不同的微生物制剂处理烟草,研究了根际土壤中微生物群落及酶活性的变化。结果表明,烟草根际土壤受二氯喹啉酸危害的各项指标均下降;根际土壤中真菌、细菌和放线菌的数量,以及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均高于受害土壤,但低于健康土壤,复合微生物制剂的效果好于微生物菌剂,其次是生物菌肥,因此,受二氯喹啉酸危害的烟草根际土壤健康质量具有修复作用。     

二氯喹啉酸对烤烟种子萌发及幼苗生长的影响

为减轻土壤中残留的二氯喹啉酸对烟草种子萌发和幼苗生长的危害,采用不同质量浓度的二氯喹啉酸对烟草种子进行浸种、培养,一定时间后进行种子萌发和生理指标测定。结果表明,随着二氯喹啉酸质量浓度的增高,烤烟种子的发芽势、发芽指数及活力指数均下降,且差异显著,烤烟种子的发芽率差异不显著;幼苗高度和根长均降低,鲜质量和干质量均减少,可溶性蛋白含量降低;烟苗中的过氧化物酶(POD)活性增强,超氧化物歧化酶(SOD)活性减弱,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量升高。     

博德特氏菌HN36对二氯喹啉酸胁迫下烤烟的修复效应

为缓解二氯喹啉酸对烤烟造成的危害,采用盆栽试验,研究了在含二氯喹啉酸(0.16mg/kg)的土壤中加入不同数量二氯喹啉酸降解菌(博德特氏菌HN36)对烤烟株高,叶片长、宽,鲜、干质量,叶片纤维素酶活性和氨基酸含量的影响。结果表明:向土壤中施入博德特氏菌HN36,加速了土壤中二氯喹啉酸的降解,缓解了二氯喹啉酸对烤烟株高和叶片生长的抑制作用,增加了烤烟地上部和根系的质量,使烤烟叶片中纤维素酶活性和氨基酸含量降低。博德特氏菌HN36施用量越大,对受害烤烟的修复效果越好,与受害烟株相比,移栽后30d,土壤中施菌量为3×1010个/kg处理的受害烤烟株高、叶长、叶宽分别增加了63.46%、56.51%、95.07%,地上部鲜、干质量分别增加了47.24%、17.65%,地下部鲜、干质量分别增加了105.60%、136.84%,叶片纤维素酶活性和氨基酸含量分别下降了46.39%、35.46%。移栽后30d,博德特氏菌HN36施用量为3×1010个/kg的土壤中二氯喹啉酸基本已被降解到对烤烟不产生危害的阈值;移栽后60d,博德特氏菌HN36施用量为3×109、3×1010个/kg的土壤中,二氯喹啉酸的残留量达到未检出水平。总之,土壤中以施用3×1010个/kg博德特氏菌HN36对受二氯喹啉酸危害的烤烟和土壤修复效果最好,其次为施用量3×109个/kg和3×108个/kg。     

50%二氯喹啉酸WP替代药剂的筛选

为筛选出50%二氯喹啉酸WP的替代药剂,选择30%氯酰草膦EC、33.6%苯吡唑草酮SC、315 g/L异噁唑草酮·噻酮磺隆SC作为替代药剂与50%二氯喹啉酸WP在同一玉米地进行田间试验。结果表明:30%氯酰草膦EC除草效果及对玉米的安全性均未达到50%二氯喹啉酸WP同等水平,不宜作为替代药剂;33.6%苯吡唑草酮SC杂草防治效果与50%二氯喹啉酸WP相当,玉米的生长情况与50%二氯喹啉酸WP差异不显著,虽可以降低二氯喹啉酸的药害风险,但考虑到用药成本和半衰期远大于50%二氯喹啉酸WP,亦不宜作为替代药剂;315 g/L异噁唑草酮·噻酮磺隆SC的除草效果优于50%二氯喹啉酸WP,且易降解,可作替代药剂用于玉米-烤烟轮作区玉米地杂草防除,可以解决二氯喹啉酸对后茬烟草的药害问题。     

几种解毒剂对烟田二氯喹啉酸次生药害的修复效果

【目的】探索烟草除草剂药害修复的有效方法,为烟草生产的可持续健康发展提供保障。【方法】设置不同浓度生物质炭（750、1125、1500和1875 kg/ha）进行盆栽预试验,从中筛选出对烟田土壤中二氯喹啉酸吸收修复效果较好的生物质炭用量,并在田间试验中比较其与其他化学解毒剂（施嘉乐、芸薹素内酯、碧护）的修复效果。【结果】盆栽试验显示,随着生物质炭施用量的增加,烟株叶宽、叶长、株高也不同程度增加,其相应的二氯喹啉酸伤害率逐渐减小,施用量达到1875 kg/ha时,修复效果最好,其与施用量1500 kg/ha时的烟叶叶宽、叶长、株高均无显著差异。在田间试验中生物质炭施用量为1500 kg/ha时,其与施用施嘉乐、芸薹素内酯、碧护处理相比,烟株的叶宽、叶长、株高表现最好,采后烟叶产量和产值最高,无明显减产迹象。【结论】前茬水稻除草剂二氯喹啉酸施用过量时,推荐后茬植烟前施用生物质炭1500 kg/ha均匀还田,以缓解烟株畸形症状。     

几种解毒剂对烟田二氯喹啉酸次生药害的修复效果

【目的】探索烟草除草剂药害修复的有效方法,为烟草生产的可持续健康发展提供保障。【方法】设置不同浓度生物质炭（750、1125、1500和1875 kg/ha）进行盆栽预试验,从中筛选出对烟田土壤中二氯喹啉酸吸收修复效果较好的生物质炭用量,并在田间试验中比较其与其他化学解毒剂（施嘉乐、芸薹素内酯、碧护）的修复效果。【结果】盆栽试验显示,随着生物质炭施用量的增加,烟株叶宽、叶长、株高也不同程度增加,其相应的二氯喹啉酸伤害率逐渐减小,施用量达到1875 kg/ha时,修复效果最好,其与施用量1500 kg/ha时的烟叶叶宽、叶长、株高均无显著差异。在田间试验中生物质炭施用量为1500 kg/ha时,其与施用施嘉乐、芸薹素内酯、碧护处理相比,烟株的叶宽、叶长、株高表现最好,采后烟叶产量和产值最高,无明显减产迹象。【结论】前茬水稻除草剂二氯喹啉酸施用过量时,推荐后茬植烟前施用生物质炭1500 kg/ha均匀还田,以缓解烟株畸形症状。     

外源钙对二氯喹啉酸胁迫下烤烟活性氧及保护酶的修复效应

研究了喷施不同浓度CaCl2溶液对二氯喹啉酸胁迫下烤烟活性氧和保护酶的修复效应。结果表明,同正常烟叶相比,二氯喹啉酸胁迫下的烤烟叶片超氧阴离子(O2.-)、羟自由基(.OH)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)及脯氨酸含量升高,而超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性下降;受害烟株喷施外源钙后,烟叶中O2.-、.OH、H2O2、MDA含量降低,SOD、POD活性提高,脯氨酸含量升高,与受害对照相比,喷施10mmol/L外源钙处理20d时,烟叶中O2.-、.OH、H2O2及MDA含量分别降低60%、49%、38%、42%;SOD、POD活性分别提高21%、81%;脯氨酸含量增加77%。喷施外源钙对二氯喹啉酸胁迫下烟叶生长有一定的修复作用,且喷施10mmol/L CaCl2时修复效果最佳。