论文部分内容阅读
甲基磺草酮是一种三酮类的除草剂,广泛应用于玉米等农田,用来防除禾本科杂草和阔叶杂草。该除草剂呈弱酸性,它的水溶液具有较强稳定性,不易光解、挥发,被广泛大量的使用。该除草剂使用不当或长期大量重复使用,会对土壤的生态环境造成危害。本文利用室内培养的方法,采用常规的生理生化方法并结合限制性片段长度多态性(T-RFLP)与实时荧光定量PCR技术(RT-PCR)等分子生物学的技术评价甲基磺草酮对土壤微生物与土壤酶的生态效应,还研究了甲基磺草酮对蚯蚓的氧化胁迫与DNA损伤,为科学的评价甲基磺草酮环境生态的效应提供了科学依据。主要的研究结果如下:1、本文运用平板计数法测定了不同浓度的甲基磺草酮对土壤中微生物的数量影响。结果表明培养20天内对甲基磺草酮在土壤中浓度为0.1、1.0、5.0mg/kg时对土壤中的细菌、真菌和放线菌起到明显的抑制作用,培养到20天时,细菌、放线菌数量恢复到对照水平,真菌数量依然被抑制。总的来说,实验设定浓度下的甲基磺草酮对土壤中微生物的毒性比较小。2、本文测定了甲基磺草酮对土壤中脲酶、磷酸酶、β-葡萄糖苷酶的影响。结果发现低浓度(0.1、1.0mg/kg)的甲基磺草酮对脲酶的活性产生了先激活后抑制的作用,高浓度(5.0mg/kg)的甲基磺草酮对脲酶活性一直表现出抑制作用,但最后均恢复到对照水平;0.1mg/kg的甲基磺草酮在2天时对磷酸酶活性抑制,随时间延长出现激活,1.0、5.0mg/kg的甲基磺草酮在5天前对磷酸酶的活性激活,随时间延长抑制;对β-葡萄糖苷酶呈现出先激活再抑制逐渐恢复到对照水平的作用。3、应用T-RFLP技术,分析甲基磺草酮对土壤微生物群落多样性的影响,研究结果表明各浓度甲基磺草酮均未改变土壤微生物群落的主要结构,但是多样性受到了显著的抑制,而且群落结构的平衡的稳定性被打乱,呈现出了混乱趋势。4、运用RT-PCR研究后发现,除0.1mg/kg的处理组在第5天时甲基磺草酮对AOB-amoA产生了促进作用外,其余甲基磺草酮各浓度的处理组均对AOA-amoA、AOB-amoA基因拷贝数均产生了显著的抑制,且抑制作用存在明显的剂量-效应关系。5、运用OECD人工土壤法进行甲基磺草酮对蚯蚓的氧化胁迫与DNA损伤的研究,发现蚯蚓在甲基磺草酮的暴露下,ROS含量在28天内均比对照高;SOD活性在前14天均被激活高于对照水平,后14天中SOD活性均被抑制低于对照水平;CAT、POD与GST酶活性在21天内均被激活高于对照水平,到第28天时,恢复至对照水平;MDA在第7天时,只有0.1mg/kg的处理组受到抑制低于对照组,其余均与对照无差异,14、21天时,MDA被激活高于对照组水平,28天时除2.5mg/kg的处理组MDA含量仍被激活外,其余均恢复到对照水平;彗星实验比较灵敏,甲基磺草酮在28天的处理下,都引起了蚯蚓的体腔细胞DNA的损伤,且时间越长、浓度越大,损伤越严重,呈现出显著的剂量-效应关系。本研究也说明,不同种生物标志物的共同使用,能够正确的评价农药等环境污染物对土壤的生态毒性,为土壤污染状况的监测提供理论支撑。