不同土壤中莠去津对稗草和油菜的毒性评价

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莠去津是广泛使用的除草剂,其长期使用导致农业土壤中莠去津残留的普遍性,对农业生态安全具有潜在危害,特别是其对敏感作物的残留药害影响作物轮作和农业生产。研究和认识土壤中莠去津的生物有效性有助于评价其潜在风险,对合理用药也具有参考价值。为此,本研究以莠去津为目标化合物,稗草和油菜作为供试植物,研究了莠去津在五种供试土壤中的吸附、降解特征。评估不同土壤条件下莠去津对稗草的抑草活性和对油菜的毒性作用差异,以期明确不同土壤中莠去津对稗草和油菜抑制作用的差异并建立评价方法,主要结果如下:莠去津(5 mg/kg)在不同土壤中的降解均呈现出先快速降解后降解速率逐渐减缓的趋势,符合一级动力学特征。莠去津在5种供试土壤中的降解半衰期差异显著,粉砂壤土SN、粉砂壤土LPS、粉砂壤土JL、粉砂土HZ、粉砂壤土JX中的半衰期分别为1.22、5.33、13.86、13.86和17.33 d。采用批量平衡法研究了5种土壤对莠去津的吸附,5种土壤对莠去津的吸附均在24 h达到吸附平衡,Freundlich拟合的吸附系数Kfads在0.32-3.00之间,吸附能力依次表现为粉砂壤土JL>粉砂壤土LPS>粉砂壤土JX>粉砂土HZ>粉砂壤土SN。Kfads与土壤理化性质相关性分析表明粘粒含量是影响土壤吸附莠去津的主要因素,粘粒含量与土壤对莠去津的吸附呈显著正相关。参照OECD的方法,对土壤中莠去津对稗草的抑草活性和对油菜的毒性作用进行了研究。土壤中莠去津对稗草的抑草活性和对油菜的毒性作用均因土壤理化性质差异显著,以添加浓度计算的莠去津对稗草株高抑制中浓度(IC50)从粉砂壤土SN中的1.07 mg/kg到粉砂壤土JL的10.91 mg/kg,IC50之间的变异系数高达88.1%;莠去津对非靶标植物油菜(鲜重)的IC50从粉砂壤土SN中的0.27 mg/kg到粉砂壤土JL的3.12 mg/kg,IC50之间的变异系数高达100%。供试土壤中稗草、油菜对莠去津吸收差异分析表明吸附是影响不同土壤中莠去津植物毒性的主要因素。采用不同方法提取的莠去津浓度来评估对稗草的抑草活性和对油菜的毒性,土壤中莠去津的甲醇萃取浓度(Csoil)、Ca Cl2提取液中浓度(CCa Cl2)、非原位孔隙水提取液中浓度(CEPW)以及原位孔隙水提取液中浓度(CIPW)与其对稗草抑草活性和对油菜毒性比较分析表明,原位孔隙水中浓度(CIPW)可以评价不同土壤中莠去津对稗草的抑草活性和对油菜的抑制作用,基于CIPW对稗草的IC50为1.14-1.38mg/L,变异系数为7.2%;对油菜的IC50为0.34-0.55 mg/L,变异系数为19%;不同土壤莠去津的两种IC50均基本一致。试验结果表明,土壤中莠去津的吸附、降解及其生物有效性均因土壤理化性质存在差异,供试土壤粘粒含量是正向影响吸附的主要因子,进而负向影响土壤中莠去津的生物有效性。土壤原位孔隙水中莠去津浓度CIPW与其对稗草的抑草活性和对油菜的抑制作用均成正相关,可以用于评价不同土壤中莠去津的生物有效性。研究结果为莠去津在不同地区或不同类型土壤的差异化施用及其残留毒性风险评价提供了科学依据。
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