除草劑丁草胺的研究進展

盧靜靜，盧振蘭，張 瑾，李明明，楊 燦，郭亞楠

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，吉林 長春130118）

1 引言

丁草胺是一種內(nèi)傳導(dǎo)性芽前選擇性除草劑，因其具有殺草廣譜性高、藥劑用量少、選擇性強等特點，被廣泛應(yīng)用于稻田中禾本類植物的雜草防治，現(xiàn)已成為我國廣泛使用的三大除草劑之一。丁草胺在環(huán)境中投放量大，存留時間較長，殘留在土壤和水體中的農(nóng)藥又會通過下滲作用進入地下水系統(tǒng)，對土壤以及地表、地下水環(huán)境中的生物產(chǎn)生一定的影響，因此研究環(huán)境中丁草胺的降解以及對環(huán)境中各類生物的影響尤為迫切。

2 丁草胺的光解

光解是農(nóng)藥在環(huán)境中降解的重要途徑之一。近年對環(huán)境中丁草胺的光解的研究也越來越多?；ㄈ彰葘Χ〔莅返难芯拷Y(jié)果表明氙燈下純水降解速度最快其次為河水、塘水，最后為稻田水，這與水中所含有的營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，不同光源下高壓汞燈下的光解速度比氙燈下快60倍。水及土壤中不同的成分對丁草胺的降解產(chǎn)生不同的影響。潭文捷等研究了腐植酸對水溶液中丁草胺光化學(xué)降解的影響，結(jié)果表明潮土腐植酸在小于10mg/L時，對丁草胺的降解起到抑制作用，當(dāng)腐植酸濃度大于10mg/L時，對丁草胺降解的抑制作用影響不明顯。丁草胺在太陽光下，在純水中穩(wěn)定，田水中消解較快；在模擬太陽光的紫外線下，pH值和溶解氧對丁草胺的光解不產(chǎn)生影響；且丙酮可加速丁草胺的光解［2］。

3 丁草胺的水解

農(nóng)藥的水解是環(huán)境中農(nóng)藥分解消失的重要途徑之一，也是評價環(huán)境中農(nóng)藥殘留特征的重要指標(biāo)。國內(nèi)對于丁草胺的生物降解、光解的研究較多，而關(guān)于水解的研究較少。鄭和輝等研究了丁草胺在水中的水解過程及動力學(xué)、pH值對水解的影響，結(jié)果表明丁草胺的水解過程與一級動力學(xué)反應(yīng)方程一致。在滅菌的、pH 7、25℃的水中，丁草胺幾乎不水解；在pH7和pH10的水中，水解半衰期為1155d；在pH4的水中，水解半衰期為630d［2］。丁草胺在蒸餾水中的水解速率與河水中的水解速率相似，說明水體中的有機物和無機離子對丁草胺的水解幾乎無影響［3］。

4 丁草胺的生物降解

在環(huán)境水體、土壤中存在著大量的環(huán)境微生物，這些環(huán)境微生物為農(nóng)藥的降解起著重要的作用。環(huán)境中的微生物將農(nóng)藥作為食物基質(zhì)，促進農(nóng)藥的降解。微生物受環(huán)境因素的影響很大，在適宜的環(huán)境中，微生物的新陳代謝速率、更新?lián)Q代的速度加快，促進了環(huán)境中農(nóng)藥的降解速率。

趙淑莉用高效液相色譜法對除草劑丁草胺的微生物降解進行了研究，結(jié)果表明未滅菌水中比滅菌水中丁草胺的降解速率快，說明微生物是環(huán)境中丁草胺降解的主要途徑，接種分離出的菌液的水中丁草胺的降解速率明顯加快，且只有一種降解產(chǎn)物。彭亞軍等研究了32種丁草胺降解效果很好的菌株，并鑒定降解率最高的菌株為克雷白氏稈菌屬（klebsiella sp.），且最佳降解條件為丁草胺初使?jié)舛葹?0mg/L、菌種接種量為5%、pH值為7、適宜溫度為30℃。虞云龍等分離到一株以丁草胺作為唯一碳源和能源生長細菌的施氏假單胞菌（Pseudomonas stutzeri）。吳新杰等通過瓶培養(yǎng)法富集培養(yǎng)出一株高效降解菌，該菌為節(jié)桿菌屬菌（Arthrobacter sp），研究結(jié)果表明丁草胺的降解半衰期與初始菌量成正比，且隨著丁草胺濃度的增加，降解半衰期也隨之增加。

5 丁草胺對環(huán)境生物的毒性

有研究結(jié)果表明丁草胺噴灑在稻田水中的殘留濃度可達0.56～1.07mg/L，雖然自然降解作用會使丁草胺殘留濃度逐漸降低，但是在魚塘等水體邊使用此類除草劑應(yīng)該慎重。研究表明丁草胺對麥穗魚的半致死濃度為0.33mg/L，且阿特拉津和丁草胺聯(lián)合對麥穗魚具有協(xié)同作用［4］。丁草胺濃度為0.018和 0.036mg/L時，胚胎死亡率為10%和20%，胚胎致畸率為10%和16%［5］。當(dāng)濃度為0.41mg/L時，蝌蚪造成顯著的損傷，說明對蝌蚪有明顯的遺傳毒性［6］。林玲等研究了丁草胺對3種蝌蚪的毒理學(xué)效應(yīng)，研究表明不同濃度不同時間作用下，對3種蝌蚪都產(chǎn)生了亞慢性影響，破壞了體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，紅細胞產(chǎn)生微核和核異?，F(xiàn)象，造成了嚴(yán)重的DNA損傷［7］。國外學(xué)者研究了草胺對斑馬魚胚胎、鵪鶉以及稻田中藍藻等的影響，結(jié)果表明丁草胺幾種生物都產(chǎn)生不同程度的毒理學(xué)影響，對不同生物的內(nèi)分泌、免疫以及發(fā)育產(chǎn)生了影響。因此合理使用除草劑，對保護農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)迫在眉睫。

6 丁草胺研究展望

隨著農(nóng)藥進一步的發(fā)展，越來越多的農(nóng)藥被投入使用。農(nóng)藥的使用帶來一系列的環(huán)境問題 。丁草胺作為使用最多的3個除草劑之一，研究丁草胺的降解機制及對環(huán)境生物的影響，對環(huán)境安全和人類的健康安全具有重要的意義。丁草胺在環(huán)境中的降解主要通過光解和微生物降解來完成。水及土壤中的pH值、溫度、有機質(zhì)、無機質(zhì)對丁草胺的降解有顯著的影響。不同濃度的丁草胺對環(huán)境中生物的毒理學(xué)影響顯著。通過對丁草胺的環(huán)境行為研究，找到丁草胺環(huán)境中降解的主要環(huán)境因素和降解最佳條件，可為丁草胺的綜合治理及安全合理使用提供借鑒意義。

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