降解菌2N3对被氯嘧磺隆污染土壤的生物修复

在实验室条件下,研究了高效降解菌2N3(克雷伯氏菌属,Klebsiella sp.)对被氯嘧磺隆污染土壤的修复作用及其影响因素。当土壤中氯嘧磺隆的添加浓度为20 mg/kg,每 1克土壤中2N3的接菌量为1×106个菌体时,第30 d时土壤中氯嘧磺隆的降解率为84.6%,对照仅为13.4%;相同2N3接菌浓度下,当土壤中氯嘧磺隆浓度为100 mg/kg时,其降解率为31.1%。以小麦、玉米、黄瓜为供试作物,在土壤中施加 20 mg/kg的氯嘧磺隆, 当每 1克土壤中2N3的接菌量为1×106个 菌体时,小麦、玉米、黄瓜的出苗率分别为85%,82%和79%,且处理组株高高于对照,表明降解菌2N3具有明显减轻氯嘧磺隆药害的作用。研究表明,人工接种降解菌2N3可提高土壤中氯嘧磺隆的降解率,有效降低其在土壤中的残留。     

氯嘧磺隆高效降解菌株黑曲霉（TR-H）最佳降解条件的研究

试验采用高效液相色谱法测定不同条件下反应液中氯嘧磺隆除草剂的降解率,确定氯嘧磺隆高效降解菌株黑曲霉(TR-H)的最佳降解条件。结果表明:当氯嘧磺隆的初始浓度为10.0mg/L、接种量为5.0mL菌悬母液、反应液的温度为30.0℃、恒温振荡培养7d,真菌黑曲霉(TR-H)可以降解96.4%以上的氯嘧磺隆。     

安全剂AD-67保护玉米免受单嘧磺隆药害的作用及其机理

采用生物测定法研究了安全剂AD-67对除草剂单嘧磺隆造成玉米伤害的保护作用,并对其作用机理进行了初步探讨。结果表明:单嘧磺隆在浓度0.025～0.050mg/kg时,对玉米的生长有较为强烈的抑制作用;当AD-67的浓度在0.5～10mg/kg时,能不同程度地缓解单嘧磺隆对玉米的药害。当单嘧磺隆毒土浓度为0.025mg/kg,使用1mg/kgAD-67浸种处理,玉米的主根长和株高分别是对照的107.3%和100.82%;AD-67浸种处理的玉米,幼苗中谷胱甘肽(GSH)含量和乙酰乳酸合成酶(ALS)活性分别是对照的109.76%和113.33%。     

氯嘧磺隆在土壤中降解动态研究

通过室内试验明确 ,氯嘧磺隆的生物测定可采用培养皿药土法 ,用玉米作试材 ,以玉米初生根干重为生测指标。检测结果分析表明 ,玉米初生根重抑制率与氯嘧磺隆浓度自然对数间呈直线相关 ,相关系数达极显著水平 ,在80 %置信区间内 ,实测值与理论值拟合率达100%。在田间自然状态下 ,施用氯嘧磺隆剂量为60g/hm²和120g/hm² 的半衰期分别为21.84d和21.37d ,经过155～160d降解率平均为98.30%和98.72%     

氯嘧磺隆高效降解细菌的分离与筛选

从北京市、河北省一些农田和农药厂排污口活性污泥中分离得到7株具有明显降解氯嘧磺隆作用的降解细菌,这些菌株能够以氯嘧磺隆为唯一氮源生长,对氯嘧磺隆的降解率为65．85％至94．78％不等。其中F-1和E-1两株菌为本试验的最高效率的降解菌,在40ml培养基、细菌起始浓度7.6×10^7cfu／ml、30℃恒温、180r／min条件下培养72h,F-1菌株对底物氯嘧磺隆50mg／L的降解效率为67．5％;E-1菌株对底物氯嘧磺隆10mg／L的降解率为94．78％。     

安全剂AD-67减轻单嘧磺隆对高粱药害的作用

采用生物测定的方法对安全剂AD-67保护高粱免受单嘧磺隆药害进行研究,并对其保护作用的机理进行了初步探讨。结果表明:单嘧磺隆在浓度0.05～0.2mg/kg时,对高粱的生长有较为强烈的抑制作用;当AD-67的浓度在0.5～10mg/kg时,能不同程度地缓解单嘧磺隆对高粱的药害。在单嘧磺隆毒土浓度为0.05mg/kg时,使用5mg/kgAD-67浸种处理,高粱的主根长、株高和谷胱甘肽(GSH)含量分别是对照(CK)的118.45%、107.47%和108.33%。AD-67能够提高单嘧磺隆处理后的高粱幼苗中的GSH含量,促进单嘧磺隆与GSH的轭合作用,这是安全剂AD-67保护高粱免受单嘧磺隆药害的重要途径之一。     

氯嘧磺隆抗体制备的研究

以合成的半抗原与牛血清白蛋白(BSA)的联结物为免疫抗原,获得对氯嘧磺隆高亲合力的兔抗血清,建立了氯嘧磺隆的直接竞争酶联免疫检测方法。抗血清效价为6.4×104,IC50值为10.9 ng/mL,测定的线性范围是0.4 ~295.4 ng/mL。在河水中的添加回收率为87.9% ~115.7%。结构相似的常用磺酰脲类除草剂与氯嘧磺隆抗体的交叉反应率为0.1% ~4.8%。所建立的方法可用于河水中氯嘧磺隆的残留检测。     

不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性差异及其机制

为科学评价氯吡嘧磺隆对玉米的安全性,采用室内盆栽法和酶活力测定法探讨不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性差异及其机制。不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性有较大差异,其中甜玉米耐药性最差,IC10仅为94.87g/hm2(有效成分,余同)。花糯1号、鲁单981、五岳97-1等品种表现出中等耐药性,耐药性倍数为1.51～1.97;五岳21、郑单958、强盛16等耐药性较强,耐药性倍数为2.05～2.43。强盛16、鲁单981和甜玉米对氯吡嘧磺隆的耐药性差异显著,但其靶标酶乙酰乳酸合成酶(ALS)在离体条件下对该药剂的敏感性差异不显著;在活体条件下,三者ALS活力均可很快恢复,且耐药性品种恢复能力较强。与甜玉米相比,经氯吡嘧磺隆处理后强盛16的谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)对氯吡嘧磺隆的反应幅度较大和反应时间较短,第72h相对活力就达到4.2的峰值,而甜玉米变化幅度相对较小,第96 h才达到2.6的峰值。研究表明,不同玉米品种对氯吡嘧磺隆耐药性的差异源于GSTs对氯吡嘧磺隆的代谢差异,而与靶标酶ALS对氯吡嘧磺隆的敏感程度无关。     

大豆田土壤中氯嘧磺隆残留动态研究

采用高效液相色谱法对大豆田土壤中的氯嘧磺隆残留动态进行了研究。结果表明,氯嘧磺隆在大豆田土壤中的降解半衰期为7～10d,施药后60d其残留量为0．004mg／kg。     

安全剂R-28725保护玉米免受氯嘧磺隆药害的机理研究

研究了安全剂R-28725对玉米的保护作用及对氯嘧磺隆的解毒机理。当氯嘧磺隆的使用量为5、10、15 g/hm2时,加入R-28725能够明显提高玉米株高、株鲜重和产量,直接增加玉米体内谷胱甘肽(GSH)含量,增加氯嘧磺隆与谷胱甘肽的轭合,从而达到解毒的目的。     

烟嘧磺隆降解菌株DT-4的降解特性及对高粱药害的缓解作用

土壤中烟嘧磺隆残留可对后茬作物产生不同程度药害。为解决玉米地烟嘧磺隆残留对后茬作物高粱药害问题,使用前期筛选出的烟嘧磺隆高效降解菌株绿木霉Trichoderma virens DT-4,通过高效液相色谱-质谱法检测其降解率,利用室内盆栽生测结合田间小区试验方法,确定降解菌株对土壤中烟嘧磺隆降解效果,降低烟嘧磺隆残留对高粱的药害。结果显示,烟嘧磺隆残留浓度在0.0025～0.1 ug/mL范围内,标准曲线线性良好,符合农残分析要求;PDB液体培养基中烟嘧磺隆在DT-4降解菌处理100 h的降解率高达93.00%;菌株最佳降解条件为培养温度35 ℃、pH 5、最适接种量5%、烟嘧磺隆初始质量浓度200 mg/L。盆栽试验土壤中烟嘧磺隆残留浓度为0.075 mg/kg时,加入降解菌DT-4后能够明显缓解高粱的株高、根长、鲜重、叶绿素含量、根系活力和净光合速率等生长发育指标,对高粱生长有明显的促进作用。田间小区试验中,不同剂型降解菌剂处理,高粱抽穗期效果最为显著,降解菌能够将低于60 g a.i./hm²烟嘧磺隆污染土壤的高粱修复至无明显药害水平,且降解菌剂应用效果为粉剂＞菌液。本研究表明高效降解菌株绿木霉DT-4可有效缓解烟嘧磺隆残留对后茬作物高粱的毒害作用,为玉米高粱轮作体系下烟嘧磺隆残留污染土壤的微生物修复提供科学参考。     

Optimization of reed-specific degrading bacteria by re-sponse surfaces for remediation of crude oil-polluted soil in Xinjiang, China

This paper discussed the optimization of conditions for remediation of crude oil-polluted soil based on pot experiment by applying reed-specific degrading bacteria,and using response surfaces methodology.We took the initial crude oil concentration,the amount of inoculation,the ratio of nitrogen and phosphorus,and the use of surfactant(Tween-80)as independent variables(factors),and the degrading ratio of crude oil as the dependent variable(response)after a 90-day experiment.The experiment explored the impacts of each independent variable and their interactions on the bioremediation of crude oil-polluted soil using the Box-Behnken design.Working with a simulated forecasting model the study obtained optimization values for the treatment parameters of 200 g/kg of the reed+specific degrading bacteria,a nitrogen to phosphorus ratio of about 6.0,and 0.2% surfactant.Under experimental conditions,for crude oil concentrations of 10,30 and 50 g/kg,the optimal effects of the treatments achieved 71.87%,66.61% and 54.52% degradation of the crude oil,respectively.The results can provide a basis for the technical development of plant-microorganism combined bioremediation of crude oil-polluted soil.     

1,8-萘二甲酸酐对高浓度单嘧磺隆协迫下玉米的解毒作用

为避免单嘧磺隆对后茬玉米的药害、评估单嘧磺隆原药中存在的主要杂质对玉米生长的影响,利用室内毒力测定、温室栽培试验和生理生化试验,对单嘧磺隆对玉米的毒力及其高浓度协迫下1,8-萘二甲酸酐(NA)对玉米的解毒作用进行了研究。试验结果表明,单嘧磺隆对玉米掖单13和农大 3138的IC50值分别为6.42和84.38 μg/kg,对玉米生长有抑制作用;而原药中的主要杂质对玉米生长的抑制作用很小,其IC50值均大于619 μg/kg。单嘧磺隆对玉米离体乙酰乳酸合成酶(ALS)的I50值在15.15~66.73 nmol/L之间,高浓度单嘧磺隆对玉米活体ALS的活性也有抑制作用。温室盆栽试验结果表明,1 000 μg/mL 的NA对171.44 μg/kg单嘧磺隆协迫下的玉米掖单13和农大3138有解毒作用;游离辅氨酸含量和叶绿素含量测定结果表明,NA对自身抗逆性较强的玉米品种农大3138的游离辅氨酸含量和叶绿素生物合成影响不显著,但能明显提高单嘧磺隆协迫下自身抗逆性较差的玉米品种掖单13的游离辅氨酸含量,并在一定程度上提高叶绿素的含量。因此,NA对单嘧磺隆协迫下玉米的解毒作用与NA提高了玉米的抗逆性有关。     

Differential phytotoxicity of glyphosate in maize seedlings following applications to roots or shoot

The transport and differential phytotoxicity of glyphosate was investigated in maize seedlings following application of the herbicide to either roots or shoots. One-leaf maize seedlings (Zea mays L.) were maintained in graduated cylinders (250 mL) containing nutrient solution. Half of the test plants were placed in cylinders (100 mL) containing different ¹⁴C-glyphosate concentrations; the remainder received foliar appliation of ¹⁴C-glyphosate. After 26 h, the roots and the treated leaves were washed with distilled water, and the plants placed again in cylinders (250 mL) containing fresh nutrient solution for 5 days. Plants were weighed, and split into root, seed, cotyledon, coleoptile, mesocotyl, first leaf and apex. The recovery of ¹⁴C-glyphosate was over 86%. For both application treatments, the shoot apex was the major sink of the mobilized glyphosate (47.9 ± 2.93% for root absorption and 45.8 ± 2.91% for foliar absorption). Expressed on a tissue fresh weight basis, approximately 0.26 μg a.e. g⁻¹ of glyphosate in the apex produced a 50% reduction of plant fresh weight (ED₅₀) when the herbicide was applied to the root. However, the ED₅₀ following foliar absorption was only 0.042 μg a.e. g⁻¹ in the apex, thus maize seedlings were much more sensitive to foliar application of the herbicide.     

吡虫啉和毒死蜱对尿素氮在土壤中转化的影响

为了考察杀虫剂施用对尿素态氮在土壤中转化过程的影响,采用室内培养法,通过测定土壤铵态氮和硝态氮质量分数以及反硝化损失的动态变化,研究了在施用尿素的土壤（有效氮含量为200 mg/kg）中分别添加不同剂量的吡虫啉和毒死蜱2种杀虫剂时,杀虫剂对尿素的水解、土壤氮的硝化及反硝化过程的影响。结果表明:吡虫啉和毒死蜱各剂量处理在第3天时对尿素水解具有显著的促进作用（PPPPP<0.01）,减少反硝化损失量39.69%。     

室内条件下土壤含水量对烟嘧磺隆消解的影响

采用高效液相色谱-紫外光谱(HPLC-UV)法,研究了烟嘧磺隆在不同含水量土壤中的消解动态,分析了土壤含水量对其消解的影响。土壤样品经V(乙腈)∶V(磷酸盐缓冲溶液)=1∶4提取,采用HPLC-UV法检测不同含水量的土壤中烟嘧磺隆的残留量。结果表明:在0.25~4 mg/L范围内,烟嘧磺隆峰面积与其质量浓度呈良好线性关系,相关系数为0.999 9。在0.05、0.25和1.25 mg/kg 3个添加水平下,烟嘧磺隆的回收率为91%~106%,相对标准偏差(RSD)为5.4%~9.5%。检出限(LOD)为0.012 mg/kg,定量限(LOQ)为0.04 mg/kg。当土壤含水量小于50%时,土壤水分含量变化对烟嘧磺隆消解的影响较小;当含水量大于50%时,烟嘧磺隆消解半衰期呈先增大后减小趋势,其中在含水量为60%和90%的土壤中消解最快,半衰期分别为19.7和18.6 d。     

秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P<0.05)。试验期间,2009年玉米生育期降雨量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P<0.05);2010年玉米生育期降雨量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P<0.05)和1.70%。0.9～1.35万kg/hm2覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。