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氯酸盐是一类毒性强氧化剂,上个世纪曾被作为非选择性除草剂和脱叶剂在农业生产中大量施用,近年来,氯酸钾作为龙眼产期调控剂也在反季节龙眼生产中大量应用。然而,氯酸根离子强氧化性对生物体有明显的毒害效应,且其分解产物亚氯酸根和次氯酸根离子对水和土壤等生态环境也存在较强的污染效应。鉴于人们对此类环境污染问题的日益重视,本文通过野外调查和实验室模拟实验,在蚕豆根尖微核实验检测其毒性的基础上,研究了氯酸钾强氧化性对反季节龙眼果园内动物、植物、微生物和龙眼VA菌根的毒害效应,主要研究结果如下:
(1)在一定浓度处理范围内,随氯酸钾处理浓度升高,其强氧化性能诱导蚕豆根尖细胞有丝分裂指数、微核率、染色体畸变率和污染指数的增加;但浓度过高时,反而会抑制蚕豆根尖细胞有丝分裂和微核的数量,可以肯定,在一定浓度处理范围内,氯酸钾对蚕豆根尖细胞具有诱导和致畸效应。
(2)对以氯酸钾为产期调控剂的反季节龙眼果园土壤动物群落组成和多样性分布进行典型样方初步调查,共捕获土壤动物6182只,分别隶属于4门8纲25目,优势种群为蚯蚓类和半翅类;在反季节龙眼果园内的土壤动物主要分布在0~10 cm的深度范围内,而且随深度增加,数量和种类均呈下降趋势;对捕获的土壤动物进行群落多样性分析发现,施加各浓度氯酸钾的处理除Pielou均匀性指数外,数量、种类、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和密度类群指数均无显著差异。
(3)氯酸钾对花生生长的模拟实验表明,当浸种溶液中氯酸钾浓度高于50 mg·L-1时,花生种子的发芽率和胚根长度大大降低,幼芽的电解质渗漏率和过氧化氢酶活性显著升高;土壤中氯酸钾浓度高于50 mg·kg-1时,会使花生幼苗叶片质膜透性增大,而硝酸还原酶活性、叶绿素含量和根系活力显著降低,氯酸钾的毒害效应远远超过氯化钠的盐害效应,高于50 mg·kg-1的氯酸钾还使花生荚果期植株的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、根系活力、生物量和根瘤菌的数量显著降低。土壤中的氯酸钾浓度高于50 mg·kg-1时,即会显著影响花生植株的正常生长。
(4)在野外龙眼果园生产上应用的氯酸钾剂量下,经过一个月的淋溶和降解后,处理组与对照组的土壤细菌、真菌和放线菌数量差异不显著,而在室内人工控制环境但无淋溶的条件下,氯酸钾强氧化性使土壤微生物数量减少具有明显的剂量效应,但经过六个月左右的氯酸钾降解后,各处理的土壤微生物数量会恢复到与对照差异不显著。
(5)龙眼VA菌根对氯酸钾毒性有明显的剂量效应,龙眼幼苗、狗牙根和百喜草的株高、生物量、根冠比、磷含量和侵染率随氯酸钾浓度的升高总体呈下降趋势,而菌根负效应和菌丝吸收负贡献比率呈增长趋势。氯酸钾高于50 mg·kg-1时,会影响狗牙根和百喜草的生长,氯酸钾高于100 mg·kg-1时,会影响龙眼幼苗的生长。