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现代农业种植中除草剂的长期大量使用导致土壤严重的长期污染。手性除草剂的使用逐年增加。大量研究发现手性农药在土壤环境中表现出明显的立体选择性。手性除草剂的不同对映体在长期污染土壤中的残留累积特征以及土壤微生态效应尤其是微生物群落结构组成与降解基因变化的研究,对受对映体长期污染土壤的微生物修复机制研究具有重要的科学意义。因此,本研究选取农业生产中大量使用的典型手性氯代乙酰胺类除草剂—乙草胺与精异丙甲草胺作为目标化合物,采用色谱技术对其对映体进行拆分,开发建立对映体残留分析方法,并采用单一对映体重复处理土壤策略,研究对映体在土壤中的选择性降解、土壤微生物群落结构变化和降解基因多样性与丰度变化。本研究主要研究结果如下:1.采用高效液相色谱方法对乙草胺与精异丙甲草胺对映体进行拆分,QuEChERS法与UPLC-MS/MS法相结合建立乙草胺与精异丙甲草胺对映体残留分析方法。乙草胺与精异丙甲草胺对映体在土壤基质中具有较好的线性关系,相关系数为0.9915-0.9999。方法有良好的灵敏度和准确度,LOQ为0.0014-0.0024 mg/kg,LOD为0.0004-0.0007 mg/kg,回收率为91.2%-100.6%,相对标准偏差为0.7%-4.1%,符合农药残留分析要求。2.乙草胺与精异丙甲草胺对映体在土壤中的降解存在选择性差异,S对映体优先降解,且降解半衰期受施药次数和施药浓度影响。乙草胺在所有处理组土壤中的降解半衰期分别为13.9-96.7天(Rac-乙草胺)、59.5-101.0天(R-乙草胺)和13.0-98.6天(S-乙草胺)。精异丙甲草胺在重复处理土壤中降解较慢,在所有处理组土壤中其降解半衰期为171.1-417.6天(Rac-精异丙甲草胺)、162.7-331.6天(R-精异丙甲草胺)和157.9-284.1天(S-精异丙甲草胺)。重复处理期间,乙草胺与精异丙甲草胺在土壤中的残留量均发生明显累积,且R对映体累积量更多。3.乙草胺与精异丙甲草胺显著降低土壤微生物多样性,与对照组相比,微生物Simpson指数、Shannon指数和Chao1指数在所有处理组均受到农药显著影响,且两者R对映体对土壤微生物多样性指数的影响大于相对应的S对映体。在微生物门水平上,乙草胺与精异丙甲草胺重复处理显著增加土壤中Actinobacteria(放线菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)相对丰度;在微生物属水平上,乙草胺与精异丙甲草胺重复处理显著增加土壤中Streptococcus(链球菌属)、Amycolatopsis(拟无枝菌酸菌属)、Myroides(类香味菌属)等优势微生物种属相对丰度。此外,二者S对映体处理土壤中Actinobacteria、Bacteroidetes以及上述优势种属的相对丰度及其增加速度明显大于相应的R对映体处理土壤。4.宏基因组测序结果显示乙草胺与精异丙甲草胺重复处理显著增加土壤中降解基因多样性与相对丰度。S-乙草胺与S-精异丙甲草胺处理土壤中的优势降解基因ppah、alkb、benA和p450相对丰度及其增加速度明显大于相对应的R对映体处理土壤。乙草胺重复处理中上述优势降解基因的相对丰度较对照土壤显著增加48.16-12367.24%(Rac-乙草胺)、43.25-10407.66%(R-乙草胺)和36.19-13074.47%(S-乙草胺),相应的在精异丙甲草胺处理土壤中显著增加20.60-6715.29%(Rac-精异丙甲草胺)、0.20-3258.69%(R-精异丙甲草胺)和28.58-9069.50%(S-精异丙甲草胺)。