本文關(guān)鍵詞：典型農(nóng)藥在稻田及周圍水環(huán)境中對(duì)微生物群落的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水稻生產(chǎn)具有獨(dú)特的種植模式,其種植區(qū)域通常水系豐富,包括具有重要生態(tài)價(jià)值的池塘、湖泊、濕地等。目前農(nóng)藥在稻田周邊水域檢出的報(bào)道日益增多,對(duì)典型稻田-池塘生態(tài)系統(tǒng)具有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。為指導(dǎo)規(guī)范用藥,保障生產(chǎn)的同時(shí)降低農(nóng)藥使用對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)稻田土壤、周邊水體、池塘沉積物中農(nóng)藥時(shí)空動(dòng)態(tài)分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)是基礎(chǔ)。同時(shí)微生物在土壤、沉積物生境中廣泛分布,其多樣性是反映生態(tài)系統(tǒng)受干擾后生物群落變化的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)因子。本研究中,通過(guò)田間不同時(shí)期調(diào)查監(jiān)測(cè)毒死蜱,三唑酮、丁草胺,丙草胺,甲氰菊酯,戊唑醇,氰氟草酯,高效氯氰菊酯,氰戊菊酯,苯醚甲環(huán)唑、芐嘧磺隆,多菌靈,吡蟲啉,甲基托布津,噻嗪酮等15種農(nóng)藥在稻田土壤、稻田溝渠、池塘水、稻田溝渠、池塘沉積物中的分布。并采用室內(nèi)培養(yǎng)和稻田-池塘模擬生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合的方式,以田間高檢出率的噻嗪酮、三唑酮、丙草胺以及在生態(tài)鳳險(xiǎn)方面廣受關(guān)注的葉枯唑?yàn)檠芯繉?duì)象,以土壤酶活性、微生物群落結(jié)構(gòu)和細(xì)菌遺傳多樣性為指標(biāo)研究典型農(nóng)藥品種對(duì)稻田-池塘生態(tài)系統(tǒng)的影響。主要研究結(jié)果如下： 1、為探究農(nóng)藥使用后在稻區(qū)的分布情況,于2012年對(duì)浙江諸暨一處良好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)基地及周邊水環(huán)境進(jìn)行了為期1年的農(nóng)藥動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。共取樣12次,采集樣品稻田土壤、稻田溝渠、池塘水、稻田溝渠、池塘沉積物樣品612個(gè)。利用氣相色譜電子捕獲檢測(cè)器(GC-ECD))液相二極管陣列檢測(cè)器(LC-DAD),檢測(cè)15種農(nóng)藥殘留量。結(jié)果表明：水樣在0.01mg/kg、0.1mg/kg、1mg/kg三個(gè)水平上的平均回收率為74.0-113.6%,變異系數(shù)為0.4-6.2%。土壤和沉積物在0.02mg/kg、0.2mg/kg、2mg/kg三個(gè)水平上的平均回收率為70.5～117.6%,變異系數(shù)為2.2～11.3%。稻田土壤中共檢出10種農(nóng)藥,其中三唑酮、氰戊菊酯、丙草胺、毒死蜱、芐嘧磺隆和噻嗪酮6種在沉積物中亦有檢出,水樣中共檢出4種農(nóng)藥：毒死蜱、丁草胺、三唑酮和丙草胺。 2、采用浙江諸暨未施用農(nóng)藥的稻田土壤和池塘沉積物,分別添加3個(gè)濃度的三唑酮、噻嗪酮、丙草胺、葉枯唑(田間推薦劑量、5倍推薦劑量、10推薦劑量),進(jìn)行28天的室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn),探究四種典型農(nóng)藥對(duì)脫氫酶、脲酶、蔗糖酶的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,降解速率葉枯唑三唑酮丙草胺噻嗪酮,半衰期分別為10.5-17.3天、15.1-27.7天、19.8-31.5天、23.1-69.3天。四種農(nóng)藥處理對(duì)脲酶和蔗糖酶活性的影響較為一致。除噻嗪酮對(duì)非淹水土壤和沉積物中脲酶表現(xiàn)出激活作用外,三唑酮、丙草胺、葉枯唑均表現(xiàn)為抑制作用(抑制率17%-44%)。不同基質(zhì)中脫氫酶活性受農(nóng)藥影響不同,非淹水土壤中噻嗪酮、三唑酮,沉積物中噻嗪酮、丙草胺對(duì)脫氫酶活性有激活作用,而淹水土壤中均表現(xiàn)為抑制作用,最大抑制率71%。 3、對(duì)上述28天室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn),進(jìn)一步采用磷酸脂肪酸(PLFA)方法對(duì)稻田土壤、池塘沉積物中微生物群落受四種典型農(nóng)藥的影響進(jìn)行了研究。分析結(jié)果顯示,培養(yǎng)初期革蘭氏陰性菌與革蘭氏陽(yáng)性菌生物量的比值(GN/GP)和細(xì)菌與真菌生物量的比值(B/F)均出現(xiàn)明顯下降。噻嗪酮、三唑酮、丙草胺、葉枯唑?qū)?xì)菌生物量的最大抑制率分別為：24.6%、31.5%、24.9%、43.6%,對(duì)真菌最大抑制率分別為23.0%、23.6%、10.5%、2.2%。稻田土壤和池塘沉積物中真菌生物量受噻嗪酮、丙草胺、葉枯唑影響較小或受抑制但在培養(yǎng)28天時(shí)已經(jīng)恢復(fù)。噻嗪酮對(duì)非淹水土壤、淹水土壤、沉積物中細(xì)菌作用不同,在非淹水土壤中表現(xiàn)為刺激,而淹水土壤、沉積物中表現(xiàn)為抑制。三唑酮、丙草胺、葉枯唑處理組細(xì)菌被顯著抑制(P0.05)。葉枯唑和丙草胺對(duì)革蘭氏陰性菌(GN)抑制作用大于革蘭氏陽(yáng)性菌(GP)。噻嗪酮和三唑酮對(duì)GP菌抑制作用大于GN菌。 4、在人工氣候室中構(gòu)建稻田-溝渠-池塘模擬生態(tài)系統(tǒng),以稻田土壤和池塘沉積物為研究對(duì)象,采用Miseq高通量測(cè)序方法,研究三唑酮、葉枯唑單劑、混劑及田間推薦劑量下重復(fù)使用對(duì)土壤和水體沉積物中細(xì)菌遺傳多樣性的影響。結(jié)果表明：農(nóng)藥處理后系統(tǒng)內(nèi)Shannon多樣性指數(shù)下降。經(jīng)三唑酮、葉枯唑處理土壤中變化較大的菌屬為紅細(xì)菌屬(Rhodobacter), Phycicoccus(?)Flavisolibacte,梭菌屬(Clostridium), Dechloromonaslian,密螺旋體屬(jreponema), Sulfuricurvum,地發(fā)菌屬(Geothrix), Leptolyngbya和乳酸桿菌(Lactobacillus)。沉積物中受三唑酮、葉枯唑影響變化較大的為Ramlibacter,普氏菌屬(evotella), Dok59和硝化螺旋菌屬(Nitrospira)。三唑酮和葉枯唑在低濃度下重復(fù)使用與施藥一次相比對(duì)稻田土壤和池塘沉積物中細(xì)菌多樣性影響差別不大,但菌屬相對(duì)豐度降低。稻田土壤和池塘沉積物有9個(gè)相同的優(yōu)勢(shì)類群,分別為變形菌門(Proteobacteria),酸桿菌門(Acidobactria),綠彎菌門(Chloroflexi),硝化螺旋菌門(Nitrospirae),浮霉菌門(Planctomycetes),放線菌門(Actinobacteria),芽單胞菌門(Gemmatimonadetes),厚壁菌門(Firmicutes)和藍(lán)藻細(xì)菌門(Cyanobacteria),占總篩選細(xì)菌門的90%。另外共有的優(yōu)勢(shì)菌屬有生絲微菌屬(Hyphomicrobium),脫硫球菌屬(Desulfococcus),脫硫桿菌屬(Desulfobacterium),埃希氏桿菌屬(Escherichia),卟啉單胞菌屬(orphyromonas),雙歧桿菌屬(Bifidobacterium),硝化螺旋菌屬(Nitrospira), LCP-6, GOUTA19, Candidates_Solibacter,假單胞菌(Pseudomonas),溶桿菌屬(Lysobacter),紅長(zhǎng)命菌屬(Rubrivivax)和厭氧繩菌屬(Anaerolinea),占總優(yōu)勢(shì)菌屬的40%。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)藥 酶活性 微生物群落 細(xì)菌 遺傳多樣性 生態(tài)毒理
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X592
【目錄】：

• 致謝6-7
• 目錄7-11
• 摘要11-14
• Abstract14-17
• 第一章 前言17-32
• 1 稻田及周圍水環(huán)境中農(nóng)藥污染研究現(xiàn)狀17-21
• 1.1 土壤17-18
• 1.2 水體18-19
• 1.3 沉積物19-21
• 2 環(huán)境中農(nóng)藥殘留對(duì)微生物的生態(tài)毒理效應(yīng)21-24
• 2.1 對(duì)土壤酶活性的影響21-22
• 2.2 對(duì)微生物數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)的影響22-23
• 2.3 對(duì)微生物功能多樣性的影響23-24
• 2.4 對(duì)微生物遺傳多樣性的影響24
• 3 環(huán)境微生物多樣性研究方法24-30
• 3.1 傳統(tǒng)培養(yǎng)分離法25
• 3.2 Biolog生態(tài)板法25-26
• 3.3 磷脂脂肪酸(PLFA)法26-28
• 3.4 分子生物學(xué)方法28-30
• 4 論文研究目的、內(nèi)容及意義30-32
• 4.1 研究目的和意義30-31
• 4.2 研究?jī)?nèi)容31-32
• 第二章 試驗(yàn)區(qū)稻田及其周邊水環(huán)境中農(nóng)藥殘留分布特征32-50
• 1 引言32-34
• 2 材料與方法34-38
• 2.1 藥劑與試劑34-35
• 2.2 主要儀器設(shè)備35
• 2.3 采樣點(diǎn)布設(shè)與樣品采集35
• 2.4 色譜條件35-37
• 2.5 樣品前處理37-38
• 2.6 統(tǒng)計(jì)分析38
• 3 結(jié)果與分析38-46
• 3.1 15種農(nóng)藥添加回收率38-40
• 3.2 稻田土壤中農(nóng)藥殘留分布40-43
• 3.3 稻田周圍水體中農(nóng)藥殘留分布43-44
• 3.4 水體沉積物中農(nóng)藥殘留分布44-46
• 4 討論與小結(jié)46-50
• 4.1 討論46-49
• 4.2 小結(jié)49-50
• 第三章 稻田典型農(nóng)藥對(duì)土壤和水體沉積物中酶活性的影響50-69
• 1 引言50-51
• 2 材料和方法51-55
• 2.1 藥劑與主要儀器設(shè)備51
• 2.2 供試土壤、沉積物51-52
• 2.3 土壤處理和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)52-53
• 2.4 農(nóng)藥殘留檢測(cè)53
• 2.5 酶活性測(cè)定53-54
• 2.6 統(tǒng)計(jì)分析54-55
• 3 結(jié)果與分析55-65
• 3.1 四種農(nóng)藥在土壤和沉積物中的降解動(dòng)態(tài)55-58
• 3.2 四種農(nóng)藥對(duì)脫氫酶活性的影響58-60
• 3.3 四種農(nóng)藥對(duì)脲酶活性的影響60-62
• 3.4 四種農(nóng)藥對(duì)蔗糖酶活性的影響62-65
• 4 討論和小結(jié)65-69
• 4.1 討論65-68
• 4.2 小結(jié)68-69
• 第四章 稻田典型農(nóng)藥對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響69-89
• 1 引言69-70
• 2 材料與方法70-71
• 2.1 供試藥劑70
• 2.2 主要儀器及設(shè)備70
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)70
• 2.4 氣相色譜檢測(cè)方法70-71
• 2.5 磷脂脂肪酸(PLFA)提取方法71
• 2.6 統(tǒng)計(jì)分析71
• 3 結(jié)果與分析71-80
• 3.1 噻嗪酮對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響71-74
• 3.2 三唑酮對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響74-76
• 3.3 丙草胺對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響76-78
• 3.4 葉枯唑?qū)ξ⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)的影響78-80
• 4 討論與小結(jié)80-89
• 4.1 農(nóng)藥、培養(yǎng)時(shí)間及其交互作用對(duì)細(xì)菌、真菌生物量的影響80-84
• 4.2 四種農(nóng)藥對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響84-88
• 4.3 小結(jié)88-89
• 第五章 三唑酮、葉枯唑?qū)Φ咎锬M生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌遺傳多樣性的影響89-111
• 1 引言89-90
• 2 材料與方法90-92
• 2.1 供試藥劑與儀器設(shè)備90
• 2.2 供試土壤、沉積物90
• 2.3 稻田模擬生態(tài)系統(tǒng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)90-91
• 2.4 基因組DNA的提取91
• 2.5 PCR擴(kuò)增91
• 2.6 PCR產(chǎn)物的混樣和純化91
• 2.7 文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序91-92
• 3 結(jié)果與分析92-107
• 3.1 三挫酮、葉枯唾在稻田生態(tài)模擬系統(tǒng)中遷移和消解動(dòng)態(tài)92-95
• 3.2 三唑酮、葉枯唑單劑及混劑對(duì)土壤中細(xì)菌遺傳多樣性的影響95-98
• 3.3 三唑酮、葉枯唑單劑及混劑對(duì)沉積物中細(xì)菌遺傳多樣性的影響98-102
• 3.4 三唑酮、葉枯唑重復(fù)使用對(duì)細(xì)菌多樣性的影響102-106
• 3.5 稻田土壤與池塘沉積物中微生物同源性分析106-107
• 4 討論與小結(jié)107-111
• 4.1 三挫酮、葉枯挫對(duì)稻田模擬系統(tǒng)中細(xì)菌遺傳多樣性的影響107-108
• 4.2 三唑酮、葉枯哩對(duì)稻田模擬系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)菌種的影響108-110
• 4.3 小結(jié)110-111
• 第六章 全文總結(jié)111-115
• 1 論文總結(jié)111-113
• 2 論文創(chuàng)新點(diǎn)113-114
• 3 不足與展望114-115
• 參考文獻(xiàn)115-125
• 作者簡(jiǎn)歷125

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：典型農(nóng)藥在稻田及周圍水環(huán)境中對(duì)微生物群落的影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：311582