“水藥一體化”,也稱作“化學(xué)灌溉\"[1-2],是將灌溉與農(nóng)藥施用融為一體的一種施藥方式,可將農(nóng)藥定時、定量和定向地施于作物根際,常用于刺吸式口器害蟲或是地下害蟲的防治[3]。與傳統(tǒng)的拌種、毒土、灌根等土壤施藥方式相比,滴灌施藥具有省時省力、精準(zhǔn)度更高、適宜規(guī)?;N植等優(yōu)點,已成為機(jī)械化、規(guī)?;F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的一種重要的施藥技術(shù)[3]。近年來,滴灌在枸杞等作物規(guī)?;N植中得到廣泛的推廣和應(yīng)用,面積逐年增加,使得滴灌施藥愈加普遍。隨之而來,農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境的影響備受關(guān)注。土壤微生物群落參與了土壤有機(jī)質(zhì)分解、碳氮循環(huán)及生物修復(fù)等多個重要過程,是維持土壤生態(tài)組成、結(jié)構(gòu)和功能的重要因素。土壤酶活性反映了特定土壤生態(tài)狀況下生物化學(xué)過程的相對強(qiáng)度,是土壤肥力的重要指標(biāo)。研究表明,農(nóng)藥對土壤微生物群落及酶活性具有顯著的作用,進(jìn)而影響土壤生態(tài)功能[4-5]。
吡蟲啉是第一代新煙堿類內(nèi)吸性殺蟲劑,也是應(yīng)用最為廣泛的殺蟲劑[],其登記的劑型多樣,除了葉面噴霧、拌種和溝施外,還常通過滴灌的方式來防治地下[7]及地上害蟲[8]。由于長期大量的使用,土壤中吡蟲啉殘留對土壤微生物群落及酶活性的影響備受關(guān)注[4,9]。然而,由于土壤環(huán)境、施藥方式、吡蟲啉殘留量及研究方法等因素的影響,已有的研究尚未得出統(tǒng)一的定論,甚至出現(xiàn)不一致的結(jié)果[4]。大多數(shù)研究顯示,吡蟲啉能夠顯著改變土壤微生物群落組成及多樣性[10-12],對土壤某些酶的活性具有抑制作用[13-15],進(jìn)而對土壤環(huán)境產(chǎn)生不利影響。部分研究結(jié)果則表明,吡蟲啉對土壤微生物群落[16-17]及某些酶的活性[18-19]具有無顯著或較小的不利影響。目前,已有的相關(guān)研究多在室內(nèi)進(jìn)行,大田環(huán)境下的研究較少,其施藥方式多為葉面噴霧和種子處理兩種,采樣也多為單一深度的土壤[4]。大田滴灌施藥環(huán)境下,吡蟲啉對以滴頭為中心的不同空間土壤中微生物群落及酶活性的影響則鮮有報道。
枸杞(LyciumchinenseL.)是一種重要的“藥食同源\"作物,在中國寧夏、青海等地區(qū)被廣泛種植,兼具重要的生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)創(chuàng)收作用[20]。枸杞受實蠅、薊馬、紅癭蚊等多種害蟲的侵襲,為害嚴(yán)重,使得農(nóng)藥使用較為頻繁[20]。枸杞實蠅、薊馬、紅癭蚊等害蟲的(偽)蛹須在土壤中完成發(fā)育歷期[21-22],使得土壤滴灌施藥防治蛹態(tài)害蟲有望成為一種新的防治策略。吡蟲啉是枸杞上登記使用的主要殺蟲劑之一,自20世紀(jì)90年代開始使用[20]。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)滴灌施用吡蟲啉(2 (0.7kg/667m2) 能夠顯著抑制枸杞實蠅蛹的羽化,具有較好的防效。然而,在該施藥場景下,吡蟲啉對枸杞土壤微生物群落及酶活性的影響尚不明確,探明該高劑量藥劑下較短時間內(nèi)枸杞土壤微生態(tài)是否受到嚴(yán)重的不可逆的破壞,對該防治技術(shù)的推廣和應(yīng)用尤為重要??紤]上述枸杞上蛹態(tài)害蟲的發(fā)生期長達(dá)30d左右,本研究采用地表滴灌施用吡蟲啉,30d后,利用高通量測序技術(shù)和酶活性測定探究以滴頭為中心的不同空間土壤中微生物群落及酶活性的變化,建立吡蟲啉殘留量與土壤微生物群落變化的相關(guān)性,明確滴灌施用吡蟲啉在適宜周期內(nèi)對土壤生態(tài)環(huán)境的影響,為滴灌施藥技術(shù)的優(yōu)化提供參考。
1材料與方法
1.1 供試材料
70% 吡蟲啉水分散粒劑購自于拜耳作物科學(xué)(中國)有限公司。土壤脲酶(S-UE)活性檢測試劑盒(BC0125)、過氧化物酶(S-POD)活性檢測試劑盒(BC0895)和 β 葡萄糖苷酶( S-β -GC)活性檢測試劑盒(BC0165)均購自于北京索萊寶科技有限公司。色譜溶劑購自于默克公司。
1.2 田間滴灌施藥試驗
試驗地點為寧夏回族自治區(qū)吳忠市同心縣河西鎮(zhèn)菊花臺村枸杞種植園。藥劑為 70% 吡蟲啉水分散粒劑,清水作為對照。每 667m2 按有效成分的用量為 0.7kg ,常規(guī)田間水肥管理。每個小區(qū)50株枸杞,面積為 150m2 ,重復(fù)3次。試驗時間為2023年8月至2023年9月。枸杞園配有滴水灌溉系統(tǒng),沿著枸杞植株種植方向鋪設(shè)一條滴灌帶,以 300L 的儲藥罐通過變頻恒壓自吸泵與滴灌帶連接,并安裝減壓閥和流量計調(diào)節(jié)滴頭流速 (2L/h) 。每組處理小區(qū)用 300L 的水溶解稀釋藥劑,藥劑先在塑料桶中溶解攪拌均勻后倒入儲藥罐中,進(jìn)行滴灌施藥。在滴灌施藥前每個小區(qū)先滴清水 300L ,后進(jìn)行滴灌施藥,施藥后再滴清水 200L 沖洗管道。
1.3土壤樣品的采集
每個處理區(qū)隨機(jī)選取5個滴頭,以滴頭為中心,在垂直滴灌帶方向水平距離分別為 0cm 、25cm 處向下分別取 0~5cm.5~15cm 和 15~ 30cm 3 種深度的土壤,把同一處理區(qū)等同位置的土壤樣品混合均勻,每個處理獲得6份待測土壤樣品,每份土壤樣品分為3份,一份置于液氮罐中保存用于土壤微生物組的測定,另外兩份土壤樣品分別置于無菌袋中用于吡蟲啉含量及土壤酶活性的測定。將采集到的目標(biāo)土樣帶回實驗室于-80°C 下儲存,備用。垂直滴灌帶方向水平距離0cm 處 0~5cm.5~15cm 和 15~30cm 的土樣編號分別為IMI0005、IMI0015和IMI0030,水平距離 25cm 不同深度土樣編號為IMI2505、IMI2515和IMI2530,對應(yīng)的對照組以CK開頭后面數(shù)字與處理組一致。
1.4土壤中吡蟲啉殘留量的測定
土壤中吡蟲啉的提取和測定依據(jù)已有的方法進(jìn)行[11],精確稱取 2g 土樣加人 10mL 的色譜乙腈超聲提取 20min ,后 3000r/min 離心 10min 收集上清液,提取過程重復(fù)2次,合并上清液,氮氣氣流下吹干,所得固體用色譜乙腈溶解定容,待檢測。利用Agilent126O-Agilent6460高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀對吡蟲啉進(jìn)行定量分析。色譜柱:Agilent EC-C18(3.0mm×50mm,2.7μm) :流動相:水/乙睛 (V/V , 7/3) ,含有 1% 的甲酸。洗脫流速: 0.3mL/min ;進(jìn)樣體積 10. 0μL ;質(zhì)譜條件:電噴霧正離子256.1、209.0和174.9。
1.5 土壤酶活性測定
取一定量自然風(fēng)干的土樣(過40目篩),利用試劑盒測定土壤脲酶、過氧化物酶和 β -葡萄糖苷酶的活性,酶的提取和活性測定步驟參照相關(guān)試劑盒使用說明書。脲酶活性以每天每克風(fēng)干土樣中產(chǎn)生氨態(tài)氮的毫克數(shù)表示;過氧化物酶活性以每 2h 每克風(fēng)干土樣中產(chǎn)生紫色沒食子素的毫克數(shù)表示; β 葡萄糖苷酶活性以每小時每克風(fēng)干土樣中產(chǎn)生對-硝基苯酚微克數(shù)表示。每個處理重復(fù)3次。
1.6土壤微生物群落的高通量測序
1.6.1土壤基因組DNA的提取和PCR擴(kuò)增利用FastDNASPIN試劑盒提取土壤樣品基因組DNA,經(jīng)微量紫外分光光度計(NanoDrop2000)和 1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA純度和質(zhì)量合格后,保存于 ,備用。依據(jù)已有的文獻(xiàn)[23],選取
的 ΔV3~V4 高變區(qū)和ITS1高變區(qū)分別用于擴(kuò)增樣品DNA中細(xì)菌和真菌的序列。細(xì)菌使用引物 515F/806R ,真菌使用引物ITS1f/ITS2。使用高效和高保真的酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增,并根據(jù)PCR產(chǎn)物濃度進(jìn)行等濃度混樣,選擇主帶大小在 400~450 bp的序列,進(jìn)行割膠回收。委托諾禾致源生物測序公司進(jìn)行文庫構(gòu)建,檢測合格后,利用IlluminaNovaSeq6o0o平臺進(jìn)行測序。原始讀段經(jīng)過濾、去接頭、去噪、雙端組裝后獲得高質(zhì)量的有效序列。
1.6.2測序數(shù)據(jù)分析利用Uparse算法(Uparsev7.0.1001)對全部有效序列進(jìn)行聚類,以97% 的一致性將序列聚類成為OTUs(Opera-tionalTaxonomicUnits),以出現(xiàn)頻數(shù)最高的序列作為OTUs的代表序列,同時計算每個OTUs代表性序列在各個樣品中的相對豐度。通過BLAST比對細(xì)菌的SILVA數(shù)據(jù)庫和真菌的UNITE數(shù)據(jù)庫對OTUs分類進(jìn)行物種信息注釋。使用Qiime軟件(Version1.9.1)進(jìn)行 α 和 β 多樣性分析。
1.7 統(tǒng)計分析
采用SPSS統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,使用鄧肯氏法(Duncans)( Plt;0.05 )進(jìn)行處理間差異顯著性檢驗,使用 χt 檢驗比較兩組間的差異( Plt;0.05) 。Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗土壤中吡蟲啉殘留量和微生物群落間的相關(guān)性。
2 結(jié)果與分析
2.1 吡蟲啉在枸杞土壤中的殘留量
滴灌施用吡蟲啉(有效成分 0.7kg/667m2 )30d后,利用HPLC-MS/MS測定枸杞土壤中的殘留量,結(jié)果如圖1所示,在同一水平距離下的不同深度土壤中,吡蟲啉的殘留量隨著土壤深度的增加而顯著減少,表層土壤中( (0~5cm) 含量占比高于 76% 。對于同一深度不用水平距離的土壤,除了在 15~30cm 的土層中吡蟲啉在 25cm 處的殘留量顯著低于 0cm 處的殘留量外,其他土層無顯著的差異。上述結(jié)果是由于滴灌施用吡蟲啉隨時間在土壤中水平和垂直遷移所導(dǎo)致。
2.2滴灌施用吡蟲啉對枸杞土壤酶活性的影響測定了滴灌施用吡蟲啉 30d 后枸杞土壤中3種酶的活性,結(jié)果如表1所示,除了在距滴頭水平距離 25cm 處 5~15cm 和 15~30cm 的土層中,脲酶的活性顯著高于對照以外,其他空間位置土壤中3種酶的活性與對照相比均無顯著差異。上述結(jié)果表明,在供試劑量下滴施吡蟲啉30d后,對枸杞土壤酶活性無不利的影響。
圖中灰色柱子表示距離滴頭水平距離 0cm 處不同深度土層中吡蟲啉的殘留量,白色柱子表示距離滴頭水平距離 25cm 處不同深度土層中吡蟲啉的殘留量。不同小寫字母表示不同空間土壤樣品中吡蟲啉殘留量存在顯著差異 (Plt;0.05 )。
2.3枸杞土壤微生物多樣性分析
2.3.1微生物群落α多樣性分析由表2可知,滴灌施用吡蟲啉30d后,與對照組相比,同一空間位置土壤中細(xì)菌群落的香濃指數(shù)、辛普森指數(shù)、Chao1指數(shù)和Ace指數(shù)均無顯著差異。對于真菌群落,在滴頭處的 0~5cm 和 15~30cm 的土層,處理組的Chao1指數(shù)和Ace指數(shù)均顯著降低。
在滴頭處的 5~15cm 的土層,處理組的真菌群落4個 α 多樣性指數(shù)均顯著升高。在距滴頭 25cm 水平位置的 15~30cm 的土層中,處理組的真菌群落4個 α 多樣性指數(shù)均顯著降低,而 5~15cm 的土層中,僅Chao1指數(shù)顯著降低,其他3個指數(shù)無顯著差異。上述結(jié)果表明,滴灌施用吡蟲啉30d后對枸杞土壤細(xì)菌 α 多樣性指數(shù)無顯著影響,而對真菌群落 α 多樣性有較大的影響,且無明顯的規(guī)律。
2.3.2微生物群落 β 多樣性分析為探明不同土壤樣本細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)的相似性或差異關(guān)系,在OTU水平上對土壤樣本細(xì)菌和真菌群落距離矩陣進(jìn)行層級聚類分析。如圖2-A所示,細(xì)菌群落除了在距滴頭 25cm 水平位置的 15~30 cm的土層中與對照相比相似性較差外,其他空間位置的群落相似性均較高,表明土層原有細(xì)菌群落仍是差異的主要因素。而對于真菌(圖2-B)群落而言,吡蟲啉滴灌處理組與對照組的相似性較差,無明顯的規(guī)律。
2.4微生物群落組成及差異分析
2.4.1細(xì)菌群落的組成與結(jié)構(gòu)測序結(jié)果顯示,所測土壤樣品共獲得9576個細(xì)菌分類OTUs,歸屬于46門114綱216目353科595屬。如圖3-A所示,在門分類水平上,放線菌門(Acti-nobacteriota)為最優(yōu)勢類群,變形菌門(Proteobacteria)和芽單胞菌門(Gemmatimonadota)為次優(yōu)勢類群。從組成和豐度看,處理組與對照組之間整體上一致,無大的差異。如圖3-B所示,在屬分類水平上,節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)為最優(yōu)勢類群,海洋桿菌(Pontibacter)和古菌屬(Candidatus_Nitrocosmicus)為次優(yōu)勢類群。在0~5cm 的表層土壤中最優(yōu)勢類群節(jié)桿菌屬在處理組中的豐度顯著高于對照組,在水平距離 0cm 處為對照組的1.58倍,在 25cm 處為對照組的2.27倍。但從組成和豐度整體上看,處理組與對照組之間基本一致,無大的差異。細(xì)菌群功能預(yù)測分析結(jié)果顯示,最優(yōu)勢的功能群為代謝 52% ),在屬水平上對應(yīng)節(jié)桿菌屬(圖3-C)。從功能群的組成和豐度整體上看,吡蟲啉處理組與對照組之間無明顯差異。上述結(jié)果表明,滴灌施用吡蟲啉對同一空間位置土壤細(xì)菌群落的組成、結(jié)構(gòu)和功能無顯著的影響。
2.4.2真菌群落的組成與結(jié)構(gòu) 土壤樣品真菌
群落通過聚類分析共獲得4073個真菌分類OTUs,歸屬于17門54綱118目247科4482屬。如圖4-A所示,在門分類水平上,子囊菌門(Ascomycota)為最優(yōu)勢類群 (gt;50% ),擔(dān)子菌門(Basidiomycota)和被孢霉門(Mortierellomyco-ta)為次優(yōu)勢類群。從組成和豐度看,吡蟲啉處理組與對照組之間存在一定的差異,但這種差異在不同組之間不一致,無統(tǒng)一的規(guī)律。如圖4-B所示,在屬分類水平上,鐮刀菌屬(Fusarium)、Agaricales_gen_lncertae_sedis、椀菌屬 (Peziza) )和阿太菌屬(Amphinema)為前4的優(yōu)勢類群。在 0~5cm 和 5~15cm 深度的土壤中最優(yōu)勢類群鐮刀菌屬吡蟲啉處理組中高于對照組,但在15~30cm 深度的土壤中則低于對照組。在0~5cm 的表層土壤中,滴灌施用吡蟲啉提高了鐮刀菌屬的豐度,在水平距離 0cm 處升高了5.28% ,在 25cm 處升高了 11.61% ,而有害鏈格孢屬(Alternaria)的豐度在Ocm處降低了33.96% ,在 25cm 處降低了 49.82% 。從組成和豐度整體上看,吡蟲啉處理組與對照組之間存在較大的差異,但對照組同深度或水平距離的土壤真菌群落組成也存在較大的差異。因此,土壤原有環(huán)境和吡蟲啉可能共同參與了真菌群落變化的調(diào)節(jié)。
2.5土壤微生物群落與吡蟲啉殘留量的相關(guān)性分析
為揭示吡蟲啉殘留量與枸杞土壤微生物群落變化的關(guān)系,選取差異較大的細(xì)菌優(yōu)勢群落節(jié)桿菌屬及真菌優(yōu)勢群落鐮刀菌屬、Agaricales_gen_lncertae_sedis、椀菌屬、阿太菌屬和鏈格孢屬為研究對象,建立吡蟲啉殘留量與差異菌屬相對豐度之間的相關(guān)性。結(jié)果如表3所示,6種優(yōu)勢類群與吡蟲啉殘留量的相關(guān)性均較差,相關(guān)系數(shù)均小于0.7,表明類群差異性與吡蟲啉殘量之間存在非線性依賴性或無明顯規(guī)律。
3 討論與結(jié)論
土壤酶是土壤組分之一,參與土壤生物化學(xué)過程中許多有關(guān)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的反應(yīng),其活性的高低能夠反映土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及其運移能力的強(qiáng)弱,是土壤綜合肥力的一個重要指標(biāo)[24]。吡蟲啉對土壤酶活性的影響除了受其自身濃度影響外,還與土壤微生物類群組成、作物種類及環(huán)境因子等多種因素的影響[4,9]。本研究中,對照組不同深度、水平距離的土壤3種酶活性存在差異,表明原有土壤環(huán)境的差異可能參與了對吡蟲啉的耐受性。吡蟲啉處理組對水平距離 25cm 處低濃度深層土壤脲酶具有激活作用,這一結(jié)果與已有的文獻(xiàn)結(jié)果相一致[4,18]。總的來看,滴灌施用吡蟲啉 (1kg/667m2)30 d后,對土壤3種酶活性無不利的影響。
Fig.4Composition map of fungal phylum and genus level community structure
吡蟲啉對土壤微生物群落的影響與其殘留濃度及土壤生態(tài)條件相關(guān)。高通量測序結(jié)果表明,滴灌施用吡蟲啉 (1kg/667m2)30 d后,其對枸杞細(xì)菌群落的組成、結(jié)構(gòu)及功能整體上均無顯著的影響。但高濃度的吡蟲啉會使節(jié)桿菌屬的豐度提高,而低濃度的吡蟲啉則無效果。節(jié)桿菌屬細(xì)菌環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),能降解多種環(huán)境污染物,包括吡蟲啉等多種農(nóng)藥[25]。高濃度吡蟲啉對節(jié)桿菌屬的激活作用一方面體現(xiàn)了濃度效應(yīng),另一方面也顯示了枸杞土壤對環(huán)境的耐受和調(diào)節(jié)能力。β多樣分析顯示表層土壤與深層土壤的微生物類群相似度較低,也間接說明了王壤原有生態(tài)環(huán)境可能參與了對吡蟲啉耐受性的調(diào)節(jié)。真菌群落對吡蟲啉的響應(yīng)性相對比較復(fù)雜,但也呈現(xiàn)一定的濃度相關(guān)性和生態(tài)環(huán)境依賴性。例如:鐮刀菌屬為土壤有害真菌類群,能夠?qū)е露喾N土傳枯萎病[26],其作為最優(yōu)類群可以被高濃度的吡蟲啉激活,但能夠被低濃度的吡蟲啉抑制。這可能和低濃度的吡蟲啉分布的土層為枸杞根系的主要區(qū)域有關(guān)。
滴灌施藥防治土壤蛹態(tài)害蟲仍需從農(nóng)藥活性成分、劑型及滴灌參數(shù)等方面進(jìn)行優(yōu)化。蛹態(tài)害蟲通常對藥劑的耐受性較高,針對該蟲態(tài)的防治藥劑較少。以枸杞實蠅蛹為供試靶標(biāo),篩選了枸杞上登記使用的殺蟲劑的室內(nèi)毒殺活性,結(jié)果顯示,吡蟲啉的毒殺作用較強(qiáng),進(jìn)一步田間滴灌施藥表明其在 0.7kg/667m2 劑量下對實蠅蛹的防治效果最佳,且干果中的殘留量低于限量標(biāo)準(zhǔn)(未發(fā)表數(shù)據(jù))。相較于非蛹態(tài)害蟲,蛹態(tài)實蠅對吡蟲啉的敏感性較低,使得滴灌施藥所需的劑量較大。因此,開發(fā)高效的能用于枸杞的新型殺蛹劑是降低現(xiàn)有可用藥劑滴灌施用劑量的一條可行的途徑。枸杞實等蛹態(tài)害蟲主要分布在 5~15cm 的土層[21,27],而現(xiàn)有吡蟲啉制劑施用后由于其在土壤中淋溶性較差,主要分布在 0~5cm 的土層,使得藥劑的利用效率較低。微囊化技術(shù)或納米封裝技術(shù)可以調(diào)節(jié)藥劑在土壤中的淋溶性[28-29]。因此,選擇適宜的材料對吡蟲啉進(jìn)行封裝有望實現(xiàn)吡蟲啉在 5~15cm 土層的定向分布,提高農(nóng)藥的利用效率,進(jìn)而減少使用劑量。除了通過劑型改良來提高藥劑的利用效率,對于現(xiàn)有的地表滴灌技術(shù)可適當(dāng)增加滴頭的壓力、延長施藥后滴水時間來促進(jìn)吡蟲啉在 5~15cm 土層的分布,或采用深度適宜的地插式滴頭將藥劑精準(zhǔn)地送至所需的土層,通過上述滴灌參數(shù)的優(yōu)化來實現(xiàn)要藥劑的減量增效。
綜上所述,滴灌施用吡蟲啉 (1kg/667m2 )30d后,藥劑對枸杞土壤3種供試酶的活性均無不利影響。枸杞土攘細(xì)菌群落完成了對吡蟲啉的修復(fù),在群落多樣性、組成及結(jié)構(gòu)上均無顯著的變化。真菌群落在多樣性、組成和結(jié)構(gòu)上存在較大差異,既增加了某些有害菌群的豐度又同時激活了某些有益菌群,其影響需進(jìn)一步在更長時間跨度下進(jìn)行評價。在現(xiàn)有滴灌濃度下,探尋施藥過程中鐮刀菌屬為代表的有害真菌類群的控制策略是減少吡蟲啉對土壤微生物群落負(fù)面影響的關(guān)鍵。滴灌施藥技術(shù)仍需從農(nóng)藥活性成分、劑型及滴灌參數(shù)等方面進(jìn)行優(yōu)化。
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Effects of Drip Irrigation with Application of Imidacloprid on Soil Microbial Community and Enzyme Activity of Lycium chinense
CHENChongbin1,ZHANG Yunfei1,CHENJiabin2 , ZHANG Shujing1 and WANG Fang (1.Schoolof Tropical AgricultureandForestry,HainanUniversity,Haikou57O228,China;2.Roman Institute ofPlant Protection,Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Yinchuan 75ooo2,China)
Abstract In this study,the high-throughput sequencing technologies and enzymatic methods were used to reveal the changes in the microbial community and enzyme activity in soil samples from different depths of Lycium chinense after drip irigation with imidacloprid (active ingredient 0.7kg/667m2 ) for 30 days.The results showed that imidacloprid residues were highest in the top soil layers (0一5 cm),accounting for more than 76% of the total.Drip irrigation with imidacloprid elevated the urease activity in the 5-15cm and 15-30cm soil layers at a horizontal distance of 25cm from the drip tips. However,the urease activity in other soil samples,as well as the activity of peroxidase and β -glucosidase in all samples, were not significantly affected. The bacterial community was not significantly influenced by imidacloprid through drip irrigation in its diversity,composition, structure and function. The most dominant bacterial group,Arthrobacter,was activated by high concentrations of imidacloprid (1.58 to 2.27 times of the control in abundance),and may participate in the detoxification and repair processes of the soil. The fungal community was affected by both the imidacloprid concentrations and the soil environment, but no consistent pattern was observed. The dominant group of Fu 1 sarium was activated by high concentrations of imidacloprid with the abundance increasing by 5.28% to 15.61% ,while the harmful Alternaria was inhibited,with the abundance decreasing by 33.96% to 49.82% . At the current drip irrigation concentration of 0.7kg/667m2 ,controlling Fusarium spp. during drip irrigation is crutial for reducing the negative impacts of imidacloprid on the soil microbial community.Pesticide application by the drip irrigation technology still needs to be optimized in terms of active ingredients,formulations,and drip irrigation parameters.
Key wordsDrip irigation;Imidacloprid; Soil of Lycium chinense;Microbial community; Enzyme activity
Received 2024-05-20 Returned 2024-07-22
Foundation item Key Ramp;DPogram of Ningxia Hui Autonomous Region (No. 2021BEF02006); the Scientific Research Foundation of Hainan University[No. KYQD(ZR)20024,No. KYQD(ZR)20025]. First authorCHEN Chongbin, male,master student. Research area: microbial pesticides. E-mail: 21220951320049@hainanu. edu.cn
Corresponding authorZHANG Shujing, female,Ph.D,master's supervisor. Research area: microbial pesticides.E-mail: sjzhang@hainanu. edu. cn
WANG Fang,female,associate research fellow,master supervisor. Research area:wolfberry pest control. E-mail : wangfangwf8o@163.com
(責(zé)任編輯:潘學(xué)燕 Responsibleeditor:PANXueyan)