百菌清的重复施用对于土壤硝化作用及其分子机制的研究

【作者】 张满云； 滕应； 任文杰； 骆永明； 李振高；

【机构】 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所)； 南京土壤研究所-香港浸会大学土壤与环境联合开放实验室； 中国科学院大学；

【摘要】 百菌清(2,4,5,6-四氯-1,3-二氰基苯)作为一种广谱杀菌剂被广泛用于设施农业中蔬菜、水稻、小麦等经济作物的病害防治。在美国百菌清的年使用量>5000t,而在中国百菌清的年生产量>8000t。根据科学研究,百菌清的推荐使用剂量为3kg/ha,使用周期为7天。百菌清在土壤中的半衰期为4天到6个月,且在重复施用的情况下半衰期可长达1年。需要关注的是设施农业中施用的百菌清及其代谢产物可能影响土壤氮素的转化,尤其是在设施农业中存在氮肥施用过量且肥料利用率较低的问题。本研究以75%的百菌清可湿性粉剂作为供试农药,通过室内土壤培养研究百菌清的重复施用对土壤氮素转化的影响,实验结果表明:当施用推荐剂量(5mg/kg干土)与5倍推荐剂量(25mg/kg干土)的百菌清,施用周期为7d、重复施用4次后,土壤中百菌清的残留量分别为3.14与69.7mg/kg。与对照组相比,百菌清的重复施用可以显著地抑制土壤的硝化作用并且降低土壤矿质氮的含量。通过荧光定量PCR对土壤氮循环过程中的功能基因做进一步的分析,结果表明百菌清的施用可以显著降低土壤AOA与AOB基因的丰度,且基因的丰度与百菌清的残留量呈显著负相关(P<0.05)。同时百菌清的施用对反硝化过程中不同的功能基因(narG,nirK/S,c/qnorB,nosZ)产生有差异性的抑制作用。主成分分析的结果表明:百菌清的重复施用用所产生得生态毒性是呈累加效应。更多还原