土壤含水量和pH对酸化土壤中百菌清残留的影响

李雷 王鸿斌 张洋

摘要 [目的]探究不同土壤pH和不同土壤含水量条件下酸化土壤中百菌清的残留规律。[方法]通过模拟试验研究了不同pH和土壤含水量对酸化土壤中百菌清残留的影响。[结果]分别对于不同的pH和不同的含水量，土壤中的百菌清残留量均随着时间的增加而呈现逐渐减少趋势，其中，试验在开始的前3 d土壤中的百菌清残留量减少速度都很快，在3～7 d百菌清残留量减少速度稍有减缓，7 d之后百菌清残留量进入一个平稳缓慢的减少过程。[结论]为土壤环境的修复以及维持耕种系统的健康提供了借鉴。

关键词 百菌清;土壤pH;土壤含水量

中图分类号 S156.4 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）33-11723-03

Effects of Soil Water Content and pH on Chlorothalonil Residues in Acidification Soil

LI Lei1，WANG Hong-bin2*， ZHANG Yang2 （1. Gongzhuling Station of Quarantine and Plant Protection， Gongzhuling， Jilin 136100;2. College of Resource and Environmental Science， Jilin Agricultural University，Changchun， Jilin 130118）

Abstract [Objective] The law of Chlorothalonil residues in acidification soil under different soil pH values and different soil moisture were studied. [Method] Effects of different soil pH values and different soil moisture on Chlorothalonil residues in acidification soil were studied through simulation test. [Result] As for different pH values and different moisture test separately， all the residues of Chlorothalonil in soil decreased gradually with the increase of time. Among them， the residues of Chlorothalonil in soil decreased quickly in the first three days of test， and decreased slowly from three days to seven days， and then the decrease of Chlorothalonil residues in acidification soil went into a smooth slow process after seven days. [Conclusion] The results provide reference for repairing of soil environment and maintaining the health of farm system.

Key words Chlorothalonil; Soil pH; Soil water content

基金项目 吉林省科技厅重点项目（20130206019NY）。

作者简介 李雷（1981- ），男，吉林公主岭人，农艺师，从事农业技术推广工作。*通讯作者，副教授，博士，从事土壤肥力调控及改良研究。

收稿日期 2014-10-20

百菌清是广谱、保护性杀菌剂。其作用机理是百菌清能够抑制真菌细胞中的三磷酸甘油醛脱氢酶，与该酶中含有半胱氨酸的蛋白质相结合，从而破坏该酶活性，使真菌细胞的新陈代谢受破坏而失去生命力。百菌清没有内吸传导作用，但喷到植物体上之后，能在体表上有良好的黏着性，不易被雨水冲刷掉，因此药效期较长。

目前， 国内外有许多研究者对土壤中百菌清的降解和残留规律做了大量深入研究。例如，陈莉等[1]研究了百菌清和甲霜灵在黄瓜和土壤中的残留状况与残留降解规律;周瑶等[2]以土壤中的百菌清为研究对象，通过改变土壤的臭氧输入量和通入频次发现臭氧通入量和通入频次与百菌清的降解率呈明显正相关。已有研究表明百菌清在土壤中结构稳定，不易降解，但目前关于土壤含水量和pH对酸性土壤中百菌清的残留规律的研究有限。为此，笔者研究了土壤含水量和pH对酸化土壤中百菌清残留量的影响，旨在为土壤环境的修复提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 土壤样品。

供試土壤为吉林省长春市净月区新立城镇，土壤类型为黑土，土地利用类型为保护地栽培。采集表层土壤（0～20 cm），带回实验室后经自然风干，去除土壤样品中的砾石、植物根茎等杂物。将样品过2 mm筛备用。

经测定，供试土壤的有机质含量为30.5 g/kg，pH为5.20，属于已经发生酸化的土壤。

1.1.2 主要仪器。

6890N型气相色谱仪（配μ-ECD检测器），美国安捷伦公司生产;TDL-40B型台式高速离心机，上海力申科学仪器有限公司生产;RE-5285A型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂生产; HG75-3型电热恒温两用箱，上海实验仪器总厂生产。

1.3 主要试剂 百菌清标准品（纯度99.2%），由河南安阳五星农药厂提供;百菌清原药（纯度97%），由浙江宝灵农药厂提供。

1.2 方法

1.2.1 土壤湿度和pH对百菌清残留的影响模拟试验。

1.2.1.1 土壤湿度对百菌清残留的影响。利用底部密封的盆栽桶进行模拟试验。每桶盛装供试土壤5 kg，添加百菌清原药，百菌清的添加量分别为10、20、50 mg/kg 3个含量梯度。通过添加蒸馏水来调节土壤湿度，每个含量梯度下设置土壤含水量分别为5%、10%、20%、30% 4个处理。每个处理3次重复。20 ℃下连续培养35 d，定期补充水分。分别在0、3、7、14、21、28、35 d采集土壤样品于三角瓶中，萃取、纯化、定容后，采用气相色谱仪进行定量分析。

1.2.1.2 土壤pH对百菌清残留的影响。

利用底部密封的土壤进行模拟试验。每桶盛装供试土壤5 kg，添加百菌清原药，百菌清的添加量分别为10、20、50 mg/kg 3个含量梯度。

通过添加缓冲溶液来调节土壤pH，每个含量梯度下设置土壤pH分别为4、5（对照）、6、7 4个处理，控制土壤含水量为10%（缓冲液不足用蒸馏水补充）。每个处理3次重复。20 ℃下连续培养35 d，定期补充水分。分别在0、3、7、14、21、28、35 d采集土壤样品于三角瓶中，萃取、纯化、定容后，采用气相色谱仪进行定量分析。

1.2.2 样品测定方法。

1.2.2.1 样品的前处理。

称取适量培养后的土壤样品于250 ml具塞三角瓶中，加入25.0 ml丙酮，25 ℃恒温条件下以160 r/min振荡2 h，将所有浸提液转移至离心管中，利用10～20 ml丙酮冲洗三角瓶后，将冲洗液合并于离心管中，4 000 r/min 离心15 min，上清液全部转移至分液漏斗內，并加入饱和氯化钠溶液20.0 ml，分别用20.0、15.0、10.0 ml石油醚萃取3次，将百菌清全部转移至有机相中，有机相经无水硫酸钠脱水后过滤至烧杯内，用旋转蒸发仪浓缩，定容至2.0 ml，进行GC分析。

1.2.2.2 气相色谱仪工作条件。

色谱柱：DB1701石英毛细管柱（30.0 m × 250 μm × 1 μm）;检测器：μ-ECD检测器;载气：N2，纯度为99.999%;进样口温度220 ℃;柱箱温度178 ℃;ECD温度300 ℃;载气流速为2 ml/min;不分流进样，进样体积1 μl，检测器尾吹气体流速35 ml/min。

2 结果与分析

2.1 不同土壤湿度条件下百菌清的残留特征

土壤中百菌清在不同湿度条件下的残留规律表明，百菌清残留量均随着培养时间的增加而呈现逐渐减少趋势（图1）。在不同含水量处理组中，开始阶段（3 d），百菌清的残留量减少速度都很快，在3～7 d残留量减少的速度稍有减缓，7 d之后土壤中的百菌清残留量进入一个平稳缓慢的减少过程[3]。

注：a——百菌清初始浓度10 mg/kg;b——百菌清初始浓度20 mg/kg;c——百菌清初始浓度50 mg/kg。

图1 不同土壤湿度对百菌清残留量的影响

百菌清在土壤中的初始浓度为10 mg/kg时，35 d后百菌清在湿度为5%处理组、10%处理组、20%处理组以及30%处理组土壤中的平均残留量分别为6.31、3.92、 2.12、4.32 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始浓度为20 mg/kg时，35 d后百菌清在湿度为5%处理组、10%处理组、20%处理组、30%处理组土壤中的平均残留量分别为12.76、 8.52、 4.94、8.90 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始浓度为50 mg/kg时，35 d后百菌清在湿度为5%处理组、10%处理组、20%处理组、30%处理组土壤中的平均残留量分别为34.86、24.95、18.53、25.96 mg/kg。在相同初始浓度条件下，百菌清在不同湿度处理土壤中的残留量变化规律表现为：5%处理组>30%处理组>10%处理组>20%处理组。

在百菌清的初始浓度为10、20、50 mg/kg的各供试土壤中，百菌清在湿度为5%处理组、10%处理组和20%处理组土壤中的残留量均呈现出随湿度增加而减少的趋势，湿度为5%处理组土壤中百菌清残留量最高，百菌清在湿度为20%处理组土壤中最低。百菌清在湿度为30%处理组土壤中的残留量比湿度为5%处理组土壤中要低，但比百菌清在湿度为20%处理组土壤中要高;百菌清在湿度为10%处理组和30%处理组土壤中的残留量较接近，但整体上百菌清在湿度为10%处理组土壤中的残留量比湿度为30%处理组土壤中稍低。

注：A——百菌清初始浓度10 mg/kg;B——百菌清初始浓度20 mg/kg;C——百菌清初始浓度50 mg/kg。

图2 不同pH对百菌清残留量的影响

2.2 不同土壤pH条件下百菌清的残留特征

土壤中百菌清在不同pH条件下的残留规律表明，百菌清残留量均随着培养时间的增加而呈现逐渐减少趋势（图2）。在不同pH土壤中，开始阶段（3 d），百菌清的残留量减少速度都很快，在3～7 d残留量减少的速度稍有减缓，7 d之后土壤中的百菌清残留量进入一个平稳缓慢的减少过程[4]。

百菌清在土壤中的初始浓度为10 mg/kg时，35 d后百菌清在pH为4处理组、5处理组、6处理组、7处理组中的平均残留量分别为4.61、3.92、3.65、3.19 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始浓度为20 mg/kg时，35 d后百菌清在pH为4处理组、5处理组、6处理组、7处理组中的平均残留量分别为9.19、8.52、8.35、7.38 mg/kg;

百菌清在土壤中的初始浓度为50 mg/kg时，35 d后百菌清在pH为4处理组、5处理组、6处理组、7处理组中的平均残留量分别为26.17、24.95、23.73、21.45 mg/kg。

在相同初始浓度时，不同pH处理组中百菌清的残留量变化规律表现为：pH4处理组>pH5对照组>pH6处理组>pH7处理组。

在百菌清的初始浓度为10、20、50 mg/kg的各试验土壤中，百菌清残留量的变化规律基本相同，即百菌清在pH为4处理组、5对照组、6处理组、7处理组的土壤中残留量均呈现出随pH的增加而减少的趋势。

3 结论

土壤中含水量的不同对百菌清降解速率有明显影响，相同初始浓度百菌清在4种含水量（5%、10%、20%、30%）土壤中的降解速率变化规律为：20%处理组>10%处理组>30%处理组>5%处理组。

在试验设计的pH范围内，百菌清在土壤中的降解率与pH呈正相关，相同初始浓度百菌清在4种pH土壤中的降解速率变化规律为：pH7处理组>pH6处理组>pH5处理组>pH4处理组。

参考文献

[1]陈莉，朱晓丹，贾春虹，等.精甲霜灵与百菌清在黄瓜和土壤中的残留降解规律研究[J].安徽农业科学，2011，39（27）：16626-16628，16647.

[2] 周瑶，李阳，王玉军.臭氧对土壤中百菌清降解的影响[J].东北林业大学学报，2012，40（1）：62-65.

[3] 丁悦，余向阳，任立云，等.土壤中百菌清的降解规律研究[J].江苏农业科学，2011，39（6）：602-603，624.

[4] WHITE PAUL M，POTTER THOMAS L.Metolachlor and chlorothalonil dissipation in gypsum-amended soil[J]. Journal of Environmental Science and Health， 2010，7（B）： 1423-1456.