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环氧虫啶在好氧土壤的归趋及对土壤微生物多样性的影响

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论文说明

术语与缩略语表

摘要

第一章 文献综述

1 新烟碱杀虫剂

1.1 新烟碱杀虫剂的发展历程与使用现状

1.2 新烟碱杀虫剂的环境行为研究

1.3 环氧虫啶的开发与研究进展

2 手性农药

2.1 手性农药的使用现状

2.2 手性农药的对映体选择性研究

2.3 手性农药的对映体稳定性

3 农药在土壤中的残留

3.1 持久性与非持久性有机污染物

3.2 降解作用

3.3 结合残留

4 农药对土壤微生物的影响

4.1 农药对微生物种群的影响

4.2 农药对土壤微生物多样性的影响

4.3 土壤微生物多样性研究方法

5 选题依据及研究意义

第二章 14C-环氧虫啶对映体在好氧土壤中的归趋

1 材料和方法

1.1 材料

1.2 仪器与设备

1.3 方法

1.4 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 质量平衡

2.2 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同土壤中可提态残留的削减动态

2.3 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同土壤中可提态残留的分布

2.4 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同土壤中结合残留的变化规律

2.5 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同土壤中的矿化规律

3 本章小结

第三章 14C-环氧虫啶对映体在好氧和淹水土壤中的残留及在腐殖质中的分布

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 仪器与设备

1.3 方法

1.4 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 质量平衡

2.2 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同培养方式土壤中的归趋

2.3 14C-环氧虫啶对映体及消旋体在不同土壤中的结合残留在腐殖质中的分布特性

3 本章小结

第四章 环氧虫啶对映体对土壤微生物多样性的影响

1 材料与方法

1.1 土壤样品

1.2 试剂

1.3 仪器

1.4 方法

2 结果与分析

2.1 测序基本数据分析

2.2 多样性分析

3 本章小结

第五章 结论和展望

1 主要结论

2 主要创新点

3 研究展望

参考文献

作者简介

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

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摘要

环氧虫啶(cycloxaprid)是我国自主创制的手性新烟碱类杀虫剂,因其高杀虫活性而具有良好的市场前景。从对映体层面研究手性农药的环境行为和归趋是国际前沿研究的热点之一。本文采用同位素示踪和高通量测序技术,在光学异构体层面上,研究了14C-环氧虫啶两个对映异构体(1S2R-环氧虫啶,1R2S-环氧虫啶)和外消旋混合物(Racemic Mixture,RM)在酸性红砂土S1、中性黄松土S2及碱性滨海盐土S3中的归趋及对土壤微生物多样性的影响,主要结果如下:
  (1)好氧培养过程中,环氧虫啶两种对映体及消旋体在三种供试土壤中的可提态残留(Extractable residue,ER)、结合残留(Bound residue,BR)及矿化均无显著差异。可提态残留随培养时间不断下降,在不同土壤中呈现S1>S3>S2的规律;结合残留和矿化则不断上升,在不同土壤中分别呈现S2>S3>S1和S3>S2>S1的规律。环氧虫啶在三种土壤培养100 d后,ER分别下降至占放射性引入量的36.44%-38.08%、10.07%-10.81%和9.54%-15.47%,BR上升至占引入量的56.84%-61.22%、79.55%-82.99%和66.80%-68.90%,矿化量为引入量的0.22%-0.23%、6.69%-7.31%和14.82%-17.06%。
  (2)好氧和淹水培养100 d后,环氧虫啶两种对映体及消旋体在的三种供试土壤中的矿化、可提态残留、结合残留及其在腐殖质中的分布均无手性选择性。对比不同培养方式,环氧虫啶在好氧的S2和S3中产生的矿化量明显高于同种淹水土壤,并且更倾向于形成结合残留;在S1中两种培养方式矿化均小于1%,结合残留量最小且差异不显著。环氧虫啶在三种土壤好氧和淹水培养100 d形成的结合残留在土壤腐殖质中的分布均呈现富啡酸>胡敏素>胡敏酸的规律。
  (3)环氧虫啶对映体在三种供试土壤中好氧培养100 d后,对土壤细菌多样性的影响无手性选择性差异。三种土壤原生细菌的多样性差异明显,且施药后对S1中细菌的种类和相对丰度影响较大,对S2和S3的影响较小。
  研究结果证明手性杀虫剂环氧虫啶在土壤中的行为归趋及对土壤微生物多样性的影响均不存在对映体选择性。

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