双氟磺草胺对土壤微生物的影响分析

　　土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，也是土壤肥力的一个重要指标。化学药剂施入土壤中能抑制土壤中真菌、细菌和放线菌的生长，改变土壤中真菌与细菌的比例，进而影响土壤微生物总活性（ 李克斌等，2004） .汪海珍等报道了甲磺隆结合态残留物对土壤细菌、真菌有明显刺激作用，对放线菌有强烈的抑制作用（ 汪海珍等，2003） ; 张跃华等报道了阿维菌素在 125 mg/ kg 以上浓度才对土壤细菌、真菌和放线菌有明显抑制作用（ 张跃华等，2002） .通常用土壤的呼吸影响率来表征，即土壤微生物活动中释放 CO2的量，可用来衡量土壤微生物的总活性，也是农药环境安全性评价的一项重要指标（ 吴明等，2010） .

　　双氟磺草胺是由美国陶氏农业科学公司开发的三唑嘧啶磺酰胺类除草剂，因其特殊作用机理，具有高效、低毒、高选择性等优点，符合我国高效、安全、经济和环境友好的农药发展方向，因此，双氟磺草胺具有广阔应用前景和市场前景（ 张梅风等，2011） .目前关于双氟磺草胺的研究主要是在其合成、光解和生态毒理方面的研究，在土壤微生物毒性方面的研究国内未见报道。张梅风等研究了双氟磺草胺对大鼠、兔子等毒性试验，结果表明，双氟磺草胺无致畸、致癌、致突变，对遗传无不良影响（ 张梅风等，2011） .本试验按照《化学农药环境安全评价试验准则》的要求（ 报批稿，2013） ,测定了双氟磺草胺在石灰土、水稻土和黄土中的土壤微生物毒性，了解双氟磺草胺对土壤微生物的影响及可能对土壤生态系环境造成的危害，为其在土壤中施用的安全提供参考。

　　1 试验材料

　　1. 1 供试样品

　　双氟磺草胺原药（ 纯度 98 %） .

　　1. 2 主要试剂

　　丙酮、石英砂（ AR,国药集团化学试剂厂） ; 盐酸（ AR,重庆川江化学试剂厂） ; 氢氧化钠（ AR,上海广渃化学科技公司） ; 氯化钡（ AR,成都金山化学试剂有限公司） ; 无水碳酸钠（ AR,重庆茂业化学试剂有限公司） ; 95 % 乙醇（ AR,天津富宇精细化工有限公司） ; 酚酞（ 天津伏谱化学试剂有限公司） ;甲基红（ AR,沈阳市试剂三厂） ; 溴甲酚绿（ AR,上海试剂三厂） .

　　1. 3 供试土壤

　　试验选用黄壤、水稻土和石灰土作为试验用土。土壤经风干后过 0. 85 mm 筛网，备用。土壤的理化性质见表 1.

　　1. 4 主要设备

　　电子天平（ 型号： Al204d =0. 000 1 g） ,梅特勒-托利多仪器有限公司； 电子天平（ 型号： TP114） ,丹弗仪器北京有限公司； 电热恒温培养箱（ 型号： WPL -230BE） ,天津市泰斯特仪器有限公司； 挥发装置恒温箱（ 型号： XT5107 - IB1000） ,杭州雪中炭恒温技术有限公司。

　　2 试验方法

　　2. 1 试验溶液配制

　　称取 0. 010 2 g 的双氟磺草胺原药（ 纯度 98% ） 于玻璃小烧杯中，加入丙酮将其定量转至 100ml 容量瓶中，定容至刻度，即配得浓度为 100. 0 mg /L 的双氟磺草胺的丙酮储备液，以丙酮为稀释剂，稀释为 10. 0 mg/L 和 1. 0 mg/L 的双氟磺草胺的丙酮溶液。

　　2. 2 试验设计

　　双氟磺草胺是一种三唑嘧啶磺酰胺类除草剂，根据其在田间推荐使用量为 0. 306 1 g/亩，假设 1 亩农田10 cm 厚土壤重量为 105 kg 且施用后农药全部掉落土壤中，则短期内土壤表面10 cm 土层中农药含量约为3. 061 ×10- 3mg / kg干土重.实验设计 3 种土壤农药质量分数处理，即 3. 061 × 10- 3（ 常量） ,3. 061 ×10- 2（ 10 倍量） ,3. 061 ×10- 1（ 100 倍量） mg/kg干土重,同时设不加农药的对照及未加土壤的空白处理，每处理3 个重复，于实验开始后的 1、2、4、7、11、15 d 对取出的碱液进行滴定，算出 CO2 释放量。

　　2. 3 试验条件

　　试验在避光（ 25 ±2） ℃恒温培养箱中进行。

　　2. 4 实验与分析方法

　　称取预先培养的 50 g 土放在小烧杯中，然后均匀加水使土壤含水量为田间最大持水量的 40 % ~60 % ,按实验设计的农药质量分数将农药母液均匀滴加于土壤中。然后将盛土烧杯移入容积为 2 L 的可密闭的标本瓶中，瓶内放置一个盛有标准氢氧化钠溶液（ 25 mL） 的小烧杯，用来吸收微生物呼吸作用所释放的 CO2; 然后将标本瓶密闭，置于（ 25 ±2） ℃ 的恒温培养箱中，于实验开始后的 1、2、4、7、11、15 d 对取出的碱液进行滴定，算出 CO2释放量及影响率。

　　3 实验结果

　　3. 1 双氟磺草胺对 3 种土壤的微生物呼吸强度的影响

　　按实验设计质量分数将双氟磺草胺加入 3 种土壤后，土壤微生物呼吸强度的测定结果见表 2.

　　3. 2 双氟磺草胺对 3 种土壤的微生物呼吸作用的影响

　　图 1 ~ 图 3 是加入不同质量分数双氟磺草胺后在不同时段对 3 种土壤的微生物呼吸作用的影响率。3 种质量分数处理组微生物呼吸作用的变化有相似规律，曲线均为锯齿型，即微生物呼吸活性受抑制与受促进交替存在，说明土壤微生物呼吸作用因农药的加入而产生了波动。

　　石灰土中（ 图1） ,低质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 3mg / kg） 在农药加入第 1 d 内对土壤微生物呼吸有抑制作用，抑制率为4. 3 %,1 d 后表现为促进； 中等质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 2mg / kg） 和高质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 1mg / kg） 下，15 d 内均表现为抑制作用，抑制率最高分别为8. 5 %和 15. 0 %.

　　水稻土中（ 图2） ,低质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 3mg / kg） ,15 d 内表现均为促进作用； 中等质量分数农药处理（ 3. 061 × 10- 2mg / kg） 下，2 d 内表现为促进，2 d 后均表现为抑制，最高抑制率为4. 6 %;高质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 1mg / kg） 下，15 d均表现为抑制作用，最高抑制率为 5. 0 %.

　　黄壤中（ 图 3） ,低质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 3mg / kg） ,4 d 内表现为抑制作用，最高抑制率为19. 9 % ,4 d 后表现为促进作用； 中等质量分数农药处理（ 3. 061 ×10- 2mg / kg） 下，15 d 内均表现为促进作用； 高质量分数农药处理（ 3. 061 × 10- 1mg /kg） 下，7 d 前和 11 d 后均表现为促进作用，7 d 表现为抑制作用，最高抑制率为 1. 2 %.

　　4 结论

　　化学农药环境安全评价试验准则中将农药对土壤微生物的毒性划分为 3 个等级，即土壤中农药含量为常量，在 15 d 内对土壤微生物呼吸强度抑制达 50 %作为高毒； 土壤中农药含量为常量 10 倍，在 15 d 内对土壤微生物呼吸强度抑制达 50 % 划分为中毒； 土壤中农药含量为常量 100 倍，在 15 d 内对土壤微生物呼吸强度抑制达 50 % 划分为低毒。

　　因此，试验期间常量（ 3. 061 × 10- 3mg / kg） 、10 倍量（ 3. 061 × 10- 2mg / kg ） 和 100 倍 量 （ 3. 061 ×10- 1mg / kg） 双氟磺草胺对石灰土、水稻土和黄土土壤微生物呼吸作用时，抑制率均为未超过 50 %,因此双氟磺草胺对土壤微生物的毒性为低毒。