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。     

二氯喹啉酸对烤烟产质量的影响及其经济阈值

采用添加系列试验的方法,研究了不同二氯喹啉酸施用剂量对烟株农艺性状、烟叶经济性状以及内在品质的影响。结果表明:二氯喹啉酸主要抑制了烤烟叶片的生长发育;低残留二氯喹啉酸对烤后烟叶的产量、产值的影响较小,而高残留二氯喹啉酸对烤烟产量、产值的影响显著,但两者均显著影响了烤后烟叶的上等烟比例;二氯喹啉酸对烤烟的经济危害允许水平为4.29%,经济阈值为0.055 mg/kg;二氯喹啉酸残留引起烤后烟叶B2F、C3F内的烟碱含量上升,还原糖含量下降,内在化学成分失调,降低了烟叶的工业可用性和安全性。因此,残留有二氯喹啉酸的田块不适宜种植烟草。     

二氯喹啉酸对烤烟产质量的影响及其经济阈值

采用添加系列试验的方法,研究了不同二氯喹啉酸施用剂量对烟株农艺性状、烟叶经济性状以及内在品质的影响。结果表明:二氯喹啉酸主要抑制了烤烟叶片的生长发育;低残留二氯喹啉酸对烤后烟叶的产量、产值的影响较小,而高残留二氯喹啉酸对烤烟产量、产值的影响显著,但两者均显著影响了烤后烟叶的上等烟比例;二氯喹啉酸对烤烟的经济危害允许水平为4.29%,经济阈值为0.055 mg/kg;二氯喹啉酸残留引起烤后烟叶B2F、C3F内的烟碱含量上升,还原糖含量下降,内在化学成分失调,降低了烟叶的工业可用性和安全性。因此,残留有二氯喹啉酸的田块不适宜种植烟草。     

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。     

烟田二氯喹啉酸污染的修复技术研究进展

二氯喹啉酸作为一种长效稻田除草剂,其在土壤中的残留严重影响了稻烟轮作田块烟叶的产量和质量。综述了二氯喹啉酸在烟草上产生药害的原因和二氯喹啉酸污染治理措施,主要通过耕作栽培措施、物理治理、化学修复和生物降解等措施治理二氯喹啉酸污染。此外,讨论了二氯喹啉酸污染治理过程中存在的问题和面临的困难。     

稻田残留二氯喹啉酸致后茬烟草畸形的解毒剂筛选

稻田过量施用除草剂二氯喹啉酸后,土壤中残留的二氯喹啉酸可致后茬烟草生长畸形。为了缓解二氯喹啉酸对烟草的危害,研究了淡紫拟青霉菌剂、修根、欧甘、碧护、三十烷醇、海洋寡糖钾、植物动力2003+、阿卡迪安、诱导龙和碳酸钾等10种药剂对烟草二氯喹啉酸药害的解毒效果。结果表明,淡紫拟青霉菌剂和碳酸钾对低残留二氯喹啉酸引起的烟草畸形有很好的缓解作用,烟株的叶宽、叶长、株高表现较好;碧护、三十烷醇和植物动力2003+对烟草畸形有暂时的减轻作用;修根、欧甘、海洋寡糖钾、阿卡迪安和诱导龙解毒效果均不理想。鉴于目前尚缺乏有效的针对二氯喹啉酸药害的解毒剂,建议烟区前茬水稻田尽量避免使用含有二氯喹啉酸成分的除草剂。     

二氯喹啉酸土壤残留对后茬蔬菜药害测定及修复研究

采用室内盆栽土壤添加法测定二氯喹啉酸土壤残留对几种蔬菜的药害情况,并初步采用土壤添加活性炭和煤渣进行药害修复。结果表明:在二氯喹啉酸土壤残留设定浓度范围内,从不同蔬菜根长、株高、叶面积和叶绿素含量看,豆角基本不受影响,而其他3种蔬菜根的生长影响相对较大,表现为根部显著肿大,畸形严重,其中菜心对土壤中二氯喹啉酸残留敏感性最高,IC10(抑制根长10%生长所需浓度)为0.176μg/kg,其次为黄瓜(IC10:4.918μg/kg)和辣椒(IC10:7.5μg/kg)。土壤添加活性炭(0.4 g/kg)和煤渣(4 g/kg)均对二氯喹啉酸土壤残留导致的黄瓜药害有一定的缓解效果。此结果可为田间合理选择轮作作物种类提供重要的参考。     

不同修复剂对二氯喹啉酸致害烟株及其土壤 微生物和酶活性的影响

[目的]探讨不同修复剂对二氯喹啉酸致害烟株的修复效果及其对土壤微生物数量和酶活性的影响,为预防和修复二氯喹啉酸污染土壤及其致害烟株提供参考.[方法]以云烟87为试验材料,采用盆栽试验,探究不同浓度二氯喹啉酸土壤残留对植烟土壤真菌、细菌和放线菌数量的影响;模拟植烟土壤二氯喹啉酸残留浓度0.200 mg/kg进行致害烟株修复试验,待烟株出现典型药害症状后,施入不同修复剂或组合配方,测定不同处理烟草农艺性状及其根际土壤微生物数量和酶活性.[结果]二氯喹啉酸土壤残留对烟草根际土壤微生物数量有明显影响,烟苗移栽15 d—30 d—45 d—60 d后,细菌数量主要呈抑制—激活—抑制—激活的态势,真菌数量主要呈抑制—激活—激活—激活的态势,放线菌数量主要呈抑制—抑制—激活—抑制的态势;不同修复剂处理中以T2(0.135%赤霉酸+0.0031%云苔素内酯+格芙)处理对二氯喹啉酸致害烟株的修复效果最佳,对烟株株高、叶长、叶宽和茎围的抑制率最低,分别为9.40%、8.86%、1.71%和7.19%;与药剂对照处理(CK2)相比,不同修复剂对土壤中微生物数量和酶活性有较好的改善作用,其中T2处理可显著增加二氯喹啉酸残留土壤中的细菌数量(P<0.05,下同),并显著增加致害烟株根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性.[结论]0.135%赤霉酸+0.0031%云苔素内酯叶面喷施+格芙200倍液灌根可增加二氯喹啉酸致害烟株根际土壤的微生物数量,提高土壤酶活性,对二氯喹啉酸致害烟株有较好的修复效果.     

几种解毒剂对烟草二氯喹啉酸药害的修复效果

稻田过量施用除草剂二氯喹啉酸后,土壤中残留的二氯喹啉酸可致后茬烟草生长畸形,为减缓对烟草生长的影响,设计了不同的解毒剂处理,评价其解毒效果。设置不同浓度生石灰(375、750、1125、1500 kg/hm2)进行盆栽试验,从中筛选出对烟草二氯喹啉酸残留药害修复效果较好的生石灰用量,并在田间试验中比较与其他解毒剂(氨基酸水溶性肥料、腐植酸水溶肥料、微生物菌肥、微量元素可溶肥料)的修复效果。盆栽试验表明,生石灰施用量为1125 kg/hm2时,生石灰对烟草二氯喹啉酸残留药害有很好的修复效果。田间试验表明,微生物菌肥对烟草二氯喹啉酸残留药害一定的修复作用,但不能使烟草恢复正常。生石灰施用量为1125 kg/hm2时,其与施用氨基酸水溶性肥料、腐植酸水溶肥料、微生物菌肥、微量元素可溶肥料处理相比,烟株的叶宽、叶长、株高表现最好,采后烟叶产量和产值最高。前茬水稻田除草剂二氯喹啉酸施用过量时,建议后茬植烟前施用生石灰1125 kg/hm2并用水灌溉,以缓解烟株畸形症状。     

几种解毒剂对烟草二氯喹啉酸药害的修复效果

稻田过量施用除草剂二氯喹啉酸后,土壤中残留的二氯喹啉酸可致后茬烟草生长畸形,为减缓对烟草生长的影响,设计了不同的解毒剂处理,评价其解毒效果。设置不同浓度生石灰(375、750、1125、1500 kg/hm2)进行盆栽试验,从中筛选出对烟草二氯喹啉酸残留药害修复效果较好的生石灰用量,并在田间试验中比较与其他解毒剂(氨基酸水溶性肥料、腐植酸水溶肥料、微生物菌肥、微量元素可溶肥料)的修复效果。盆栽试验表明,生石灰施用量为1125 kg/hm2时,生石灰对烟草二氯喹啉酸残留药害有很好的修复效果。田间试验表明,微生物菌肥对烟草二氯喹啉酸残留药害一定的修复作用,但不能使烟草恢复正常。生石灰施用量为1125 kg/hm2时,其与施用氨基酸水溶性肥料、腐植酸水溶肥料、微生物菌肥、微量元素可溶肥料处理相比,烟株的叶宽、叶长、株高表现最好,采后烟叶产量和产值最高。前茬水稻田除草剂二氯喹啉酸施用过量时,建议后茬植烟前施用生石灰1125 kg/hm2并用水灌溉,以缓解烟株畸形症状。     

微生物降解二氯喹啉酸研究进展

归纳分析了二氯喹啉酸的除草机理,降解二氯喹啉酸微生物的种类、降解机理及影响微生物降解的因素;进一步指出了微生物降解二氯喹啉酸研究与微生物降解残留农药在实际应用时存在的问题,并提出了建议与展望。     

江西烟叶畸形生长的原因及治理研究

从土壤中除草剂残留方面入手,对江西省部分烟区稻-烟轮作田出现烟叶畸形生长的药害原因进行了分析。通过高效液相色谱检测分析,从致烟叶畸形的土壤中检测出二氯喹啉酸成分;通过室内盆栽和田间模拟试验,确定了除草剂二氯喹啉酸土壤残留是造成江西烟叶药害的主要原因。因此,前茬水稻宜使用不含二氯喹啉酸成分的除草剂,以及使用生石灰对植烟土壤进行适当处理,以消除烟叶畸形生长现象。     

植烟土壤二氯喹啉酸残留检测及对烟株的安全性评估

二氯喹啉酸在土壤中残留易使后茬烟草产生药害。为初步摸清毕节地区植烟土壤中二氯喹啉酸的残留状况,通过高效液相色谱法,测定了烟区土壤中二氯喹啉酸残留量,并观察二氯喹啉酸土壤残留致烟草药害症状及测定其致害临界值,对采样烟区进行植烟安全性评估。结果表明:在添加水平为0. 05～0. 5 mg/kg范围内,土壤中二氯喹啉酸的平均回收率为89. 61%～93. 08%,相对标准偏差为3. 46%～7. 65%。采用该方法对大方县不同烟区土壤样品进行检测,发现5个烟区中黄泥塘镇黄泥村五里组所采土样二氯喹啉酸的残留量最大,为0. 506mg/kg,高于试验所确定的二氯喹啉酸致害临界值0. 1 mg/kg,在烤烟生产中存在二氯喹啉酸药害风险的可能性较大。     

江西烟叶畸形生长的原因及治理研究

从土壤中除草剂残留方面入手,对江西省部分烟区稻-烟轮作田出现烟叶畸形生长的药害原因进行了分析。通过高效液相色谱检测分析,从致烟叶畸形的土壤中检测出二氯喹啉酸成分;通过室内盆栽和田间模拟试验,确定了除草剂二氯喹啉酸土壤残留是造成江西烟叶药害的主要原因。因此,前茬水稻宜使用不含二氯喹啉酸成分的除草剂,以及使用生石灰对植烟土壤进行适当处理,以消除烟叶畸形生长现象。     

1株二氯喹啉酸降解菌的分离、鉴定及降解特性研究

为了降低残留在农田中的二氯喹啉酸的影响,从河南省某农药厂附近土壤中分离得到1株二氯喹啉酸降解菌,经过形态学观察、生理生化测试以及16S rDNA同源性分析,确定该菌株为克雷伯氏菌属(Klebsiella),命名为WK1。菌株WK1能以二氯喹啉酸作为唯一碳源生长,通过正交优化试验确定了菌株降解二氯喹啉酸的最适接种量为6%,最适温度为35℃,最适pH值为8,此时对初始质量浓度90 mg·L~(-1)二氯喹啉酸的降解率为42%。通过SDS-PAGE检测了在二氯喹啉酸胁迫条件下,WK1胞内和胞外蛋白的表达呈现出差异性。胞内蛋白的差异主要在30.0 kD与56.0 kD处,而胞外蛋白差异主要在31.0 kD处。     

土壤中除草剂残留二氯喹啉酸两种测定方法的相关性

为了验证土壤中除草剂二氯喹啉酸高效液相色谱分析法与生物测定法之间是否存在相关性,采用高效液相色谱分析法和生物测定法对在江西烟田采集的9个土壤样品进行二氯喹啉酸残留量分析。高效液相色谱分析法结果表明:7号和9号土壤样品中残留有二氯喹啉酸,其残留量分别为0.060、0.092mg/kg,7号和9号土壤不适宜种植烟草;生物测定结果表明:对9个土壤样品进行生物测定,只有在7号和9号土壤样品中移栽的烟草出现生长畸形,其余土壤样品上移栽的烟草未出现畸形现象;不同浓度二氯喹啉酸处理的土壤盆栽试验生物测定表明:在0.045~0.27mg/kg范围内,二氯喹啉酸的含量与烟草叶长、叶宽抑制率呈正相关,即二氯喹啉酸含量越高烟草畸形越明显。土壤中除草剂二氯喹啉酸高效液相色谱分析法与生物测定法结果一致,7号和9号土壤样品中残留有二氯喹啉酸,不适宜种植烟草。土壤中除草剂二氯喹啉酸高效液相色谱分析法与生物测定法存在相关性。     

稻烟轮作区二氯喹啉酸残留对烤烟药害研究进展

介绍了国内外有关二氯喹啉酸在土壤中的残留、降解及对后茬烤烟的主要农艺性状、产量、质量的影响,以及药害预防措施等方面的研究进展。     

3种吸附剂对二氯喹啉酸和莠去津吸附效果的研究

【目的】寻找合适的二氯喹啉酸和莠去津吸附剂,减轻其残留对农作物产生的药害。【方法】用甲醇淋洗添加了二氯喹啉酸或者莠去津的吸附剂(土壤和吸附剂混合物),淋洗液浓缩后经高效液相色谱检测分析。【结果】吸附剂单独使用时,不同粒径的活性炭(F280、F380、F580)对二氯喹啉酸和莠去津吸附率均达到80%以上,表现出良好的吸附性。吸附剂与土壤混合处理后,F580活性炭对二氯喹啉酸和莠去津吸附率分别为73.85%和59.49%,效果良好。【结论】活性炭F580可以有效地吸附水和土壤中的二氯喹啉酸和莠去津,具有实际应用和推广价值。     

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。     

二氯喹啉酸药害的生物测定

[目的]研究二氯喹啉酸对后茬花生幼苗的药害作用。[方法]以花生为指示植物,分别以株高、鲜重为生物测定指标,利用土壤添加的方法测定二氯喹啉酸对花生的生物活性,并对二氯喹啉酸在水稻田土壤中的残留动态进行测定。[结果]在二氯喹啉酸浓度为0.7～8.0mg/kg的范围内,花生株高和鲜重与浓度的线性相关方程分别为：y=11.235x＋3.8186,R2=0.9691;y=5.9733x＋6.5328,R2=0.9882。第2年在原水稻种植地块进行花生种植,对花生无残留药害影响。[结论]该试验方法简单、精确,具有良好的重现性。