土壤中影響林丹殘留的理化性質(zhì)

土壤中影響林丹殘留的理化性質(zhì)

不同土壤中林丹（i-6.66）的保留期、小麥對林丹的吸收率和植物中林丹的保留率存在顯著差異。為了闡明影響林丹殘余和小麥吸收的主要物理和化學(xué)性質(zhì)，采用14c-6.06（14c-林丹）的相位跟蹤法，對土壤進(jìn)行了物理和化學(xué)性質(zhì)分析，并進(jìn)行了溫室栽培殘留試驗(yàn)。研究了影響土壤中林丹吸附量的主要物理和化學(xué)性質(zhì)。林丹土壤中的吸附性，以及小麥對林丹的吸收關(guān)系，以及林丹土壤中的吸附性與土壤中殘留率之間的關(guān)系。從而能找到一個科學(xué)的簡便方法來預(yù)測不同土壤施用林丹后,在土壤和小麥中的殘留水平,為對林丹在土壤和小麥中殘留的預(yù)期評價和提出安全合理使用措施,提供科學(xué)依據(jù)。一、試驗(yàn)材料和方法1.試驗(yàn)材料(1)rpration供應(yīng)14C—林丹為14C全標(biāo)記γ-六六六.由美國NewEnglandCorporation供應(yīng)。比強(qiáng)為47mCi/mM。使用前,加非放射性的純γ-六六六為載體,稀釋成3μCi/mg(即每微克含14C一林丹6600dpm),并配成強(qiáng)度為1μCi/ml、濃度為0.333mg/ml的丙酮溶液。(2)小麥田土壤理化性質(zhì)的變化試驗(yàn)土壤來自美國俄勒岡州各地有代表性的小麥田土壤,共八種。試驗(yàn)前經(jīng)過搗碎、過篩(2mm篩孔),除去礫石和有機(jī)體殘屑,并經(jīng)土壤的理化性質(zhì)分析測定。結(jié)果列于表1.(3)土壤塑料安裝試驗(yàn)小麥采用“Stenphens”品種。栽培試驗(yàn)前,浸種、催芽,露白后播種到塑料培養(yǎng)杯中。每杯裝混有14C—林丹的土壤20g(放射性總強(qiáng)度為0.33μCi左右,相當(dāng)含14C—林丹5ppm)。每杯栽種生長一致的小麥4株.在溫室中生長培育,定期添加水分,保持土壤一定濕度。2.測試方法(1)c一林丹土壤懸浮液強(qiáng)度測量i每種供試土壤各稱取5份,每份20g置于試管中,加蒸餾水10ml,并引入不同等級放射性強(qiáng)度的14C—林丹(最高為0.032—0.035μCi,以后依次將強(qiáng)度遞減為1/2、1/4、1/8和1/16)。在振蕩器上,將這些含有不同強(qiáng)度的14C一林丹土壤懸浮液振蕩24小時,使土壤與14C一林丹充分接觸、吸附,平衡后,離心、吸取上清液0.2ml,應(yīng)用放射性液體閃爍計數(shù)儀進(jìn)行測量。分別記錄振蕩(吸附)前后溶液中14C—林丹的放射性強(qiáng)度,然后計算出土壤對14C—林丹的吸附率(%)。以上試驗(yàn)在兩種不同溫度條件下(21℃和4℃)進(jìn)行,以比較溫度對吸附率的影響。(2)小麥莖葉中丙酮不溶性的測量將含有一定量14C—林丹土壤中生長的小麥,在溫室中培育到20天時(株高20—25cm),分別進(jìn)行采樣,將小麥植株的地上部(莖葉)和地下部(根系)分別稱重,然后將小麥莖葉剪碎,放在速氏(Soxhlet)抽提器中,用丙酮抽提4小時,即得含有14C—林丹及其丙酮可溶性代謝物的提取液。用空氣流在室溫條件下蒸發(fā)溶劑,濃縮至一定體積(根據(jù)放射性殘留物的濃度而定容積),吸取0.1ml濃縮液,應(yīng)用液體閃爍計數(shù)儀測量,經(jīng)過數(shù)據(jù)校正,即得小麥地上部(莖葉)中丙酮可溶性的14C—林丹殘留物強(qiáng)度。再將丙酮抽提后的小麥莖葉殘渣剪碎、風(fēng)干、稱重.稱取干樣100mg,用無窗GM計數(shù)管的定標(biāo)器進(jìn)行測量,經(jīng)過數(shù)據(jù)校正,即得小麥地上部(莖葉)中丙酮不溶性的14C—林丹殘留物的強(qiáng)度。將小麥地下部(根系)用清水沖洗,除去粘連的放射性土壤,稱出鮮重。在室溫下風(fēng)干24小時,剪碎并稱干重.稱取根系干粉100mg(如不足100mg,則全部鋪樣),用無窗GM計數(shù)管的定標(biāo)器進(jìn)行測量,經(jīng)過數(shù)據(jù)校正,即得小麥地下部(根系)中14C—林丹的總殘留物強(qiáng)度。二、試驗(yàn)結(jié)果與討論1.溫度和溫度對14c—不同土壤對14C—林丹的吸附量和吸附率將8種土壤分別放在5種不同濃度的14C—林丹溶液中,進(jìn)行土壤對14C—林丹吸附量和吸附率的測定。其結(jié)果列于表2。從表2的試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)不同土壤對14C—林丹的吸附能力差異很大.在21℃時,吸附率最高可達(dá)94.73%(土壤Ⅳ—3);最低為33.68%(土壤Ⅶ—4)。這說明土壤的性質(zhì)對14C—林丹的吸附能力影響很大.但是,同一種土壤在不同濃度的14C—林丹溶液中的吸附率則比較接近。從土壤吸附14C—林丹后(平衡后),14C—林丹在土壤和水中的放射性強(qiáng)度比率上(A土/A水值)也可反映出來。因此,試驗(yàn)表明在一定14C—林丹的濃度范圍里,14C—林丹的濃度對吸附率影響不大。各種土壤測定所得的吸附前溶液中14C—林丹濃度(μg/ml)——y值,與吸附后土壤對14C—林丹的吸附量(μg/g)——x值之間呈顯著的相關(guān)性.根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計求出各種土壤的直線回歸方程式y(tǒng)=a+bx和相關(guān)系數(shù)(γ值)如下:(2)為了觀察不同溫度條件下,溫度對土壤吸附14C—林丹的影響,將各種土壤樣品在低溫(4℃)環(huán)境條件下進(jìn)行吸附性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于表3.表3的試驗(yàn)結(jié)果表明:在低溫條件下,各種土壤對14C—林丹的吸附率均較其在21℃時略為增高。但是,這八種土壤對14C—林丹吸附率的大小順序保持不變。這說明,溫度對土壤吸附14C—林丹的能力略有影響,但影響不是很大。環(huán)境溫度下降時,略能提高土壤對14C—林丹的吸附能力。(3)再將各種土壤對14C—林丹的吸附率(或吸附后A土/A水值)與各種土壤某些理化性質(zhì)進(jìn)行比較,可以發(fā)現(xiàn)土壤對14C一林丹的吸附率與土壤中有機(jī)質(zhì)含量、可萃取性鋁含量和pH值等關(guān)系比較密切(見表1、2)。凡是一般土壤中有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁的含量高者,土壤酸性強(qiáng)的,則其吸附率較高。反之,則較低。2.小麥植株對14c—小麥對土壤中14C—林丹的吸收率及其在植株中的殘留量將生長在不同土壤(8種,均含14C一林丹5ppm)上的小麥,經(jīng)過20天的培育后,分別測定小麥植株——地上部(莖、葉)和地下部(根系)中14C—林丹殘留物.莖葉中14C—林丹的殘留物分為丙酮可溶性殘留物(經(jīng)放射性薄層分析、鑒定,主要為14C—林丹母體)和丙酮不可溶性殘留物(主要為結(jié)合在植物組織中14C—林丹的難溶性軛合物)。試驗(yàn)測定結(jié)果見表4。以上試驗(yàn)結(jié)果表明:不同土壤中(它們所含14C—林丹的量基本相同)生長的小麥,植株中14C—林丹總殘留物的含量有很大差異。在小麥地上部(莖葉)中,高的可達(dá)7.32ppm(土壤Ⅶ),低的僅為1.62ppm(土壤Ⅳ)。相差4.5倍;在小麥地下部(根系)中,高的可達(dá)30.37ppm(土壤Ⅶ),低的僅為4.62ppm(土壤Ⅳ)。相差6.5倍。在小麥莖葉中主要為丙酮可溶性14C—林丹殘留物。其含量基本上與14C—林丹的總殘留物含量相應(yīng)。但是,丙酮不溶性14C—林丹殘留物的含量在各種小麥中都比較接近。一般來說,凡是土壤對14C—林丹吸附能力比較高的,則其栽培小麥植株中14C—林丹的殘留量就比較低.上述8種土壤中14C—林丹的A土/A水值與小麥對土壤中14C—林丹的吸收率之間,呈顯著的相關(guān)性。若x為土壤中14C—林丹的A土/A水值,y為小麥對土壤中14C—林丹的吸收率,則其回歸方程式為:y=3.502—0.243x,相關(guān)系數(shù)γ=0.900。由于各種土壤對14C—林丹的A土/A水值又與土壤的酸度(pH值)、有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁的含量關(guān)系密切,所以在一般酸度高的、有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁含量高的土壤中栽培小麥,它對土壤中14C—林丹的吸收率就比較低。因此,在植株中14C—林丹總殘留物的含量也比較低,互相呈負(fù)相關(guān)性。3.14C—林丹在土壤中的殘留量和殘存率將栽培小麥的8種土壤,經(jīng)過20天后,測定土壤中14C—林丹的丙酮可溶性殘留物和丙酮不溶性殘留物,并計算其在土壤中的殘存率,其結(jié)果列于表5。以上試驗(yàn)結(jié)果表明:各種土壤間14C—林丹的總殘留物含量的差異程度不如小麥植株間大。土壤中最高為2.67ppm(土壤Ⅲ),最低為1.37ppm(土壤Ⅶ),僅一倍左右.14C—林丹總殘留物中丙酮可溶性殘留物和丙酮不溶性殘留物的含量差異也不大.比較各種土壤中14C—林丹的殘存率(20天),表明其與土壤對14C—林丹的吸附率有密切關(guān)系,二者呈正相關(guān)。若x為土壤對14C—林丹的吸附率(%,21℃),y為14C—林丹在土壤中的殘存率(%,20天),則其回歸方程式為:y=4.501+0.487x,相關(guān)系數(shù)γ=0.8182。由于各種土壤對14C—林丹的吸附率與土壤的酸度、有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁的含量關(guān)系密切,所以一般酸度高的、有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量高的土壤,則14C—林丹在土壤中的殘留量和殘存率也高。三、不同土壤對14c—初步結(jié)論通過以上試驗(yàn)結(jié)果可以表明:1.不同土壤對14C—林丹的吸附能力有很大差異。隨著土壤溶液中14C—林丹濃度(μg/ml)的增加,土壤吸附14C—林丹的數(shù)量也相應(yīng)增加,呈正相關(guān)的線性關(guān)系.所以土壤吸附14C—林丹后的A土/A水值和吸附率與14C—林丹濃度關(guān)系不大。但環(huán)境溫度條件變化,則對吸附率略有影響.降低溫度(21℃→4℃),使土壤對14C—林丹的吸附率略有增高。2.土壤的酸性、有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量等理化性質(zhì)對土壤吸附14C—林丹的能力影響較大。從土壤吸附14C—林丹后的A土/A水值、吸附量和吸附率等均可反映出來。凡是土壤酸性高的以及有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁含量高的土壤,其對14C—林丹的吸附能力也大,呈正相關(guān)性.如果將各種土壤吸附14C—林丹后的A土/A水值(21℃)——x與土壤中有機(jī)質(zhì)含量(%)y或可萃取性鋁含量(%)——y1作出直線回歸方程式,則分別為:y=3.90+0.29x或y1=3.73+0.51x。3.不同土壤上生長小麥植株中14C—林丹殘留物含量差異很大.在莖葉中高的可達(dá)7.32ppm,低的可達(dá)1.62ppm。但是小麥植株中14C—林丹殘留量的高低,與小麥植株對土壤中14C—林丹的吸收率和土壤對14C—林丹的吸附能力有密切關(guān)系。如土壤吸附14C—林丹后的A土/A水值與小麥植株對土壤中14C—林丹的吸收率互呈顯著的相關(guān)性。若x為土壤吸附14C—林丹后的A土/A水值,y1為小麥對土壤中14C—林丹的吸收率,則其回歸方程式為:y=3.502+0.024x,相關(guān)系數(shù)γ=0.9001。由于各種土壤的A土/A水值與土壤中有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量關(guān)系密切,所以一般酸性高、有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量高的土壤,對14C—林丹的吸附能力也大,而其栽培小麥對土壤中14C—林丹的吸收率則較低。因此,在小麥植株中14C—林丹的殘留量也較低。4.在不同土壤中14C—林丹的殘存率也與土壤對14C—林丹的吸附能力有密切關(guān)系,二者呈正相關(guān)。若x為土壤對14C—林丹的吸附率(21℃),y為14C—林丹在土壤中的殘存率(%,20天),則其回歸方程式為:y=4.501+0.487x,γ=0.8182。由于各種土壤對14C—林丹的吸附率與土壤的酸性、有機(jī)質(zhì)和可萃取性鋁的含量關(guān)系密切,所以一般土壤酸性高、有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量高的,14C—林丹在土壤中的殘存率也高,呈正相關(guān)性。5.由于土壤的某些理化性質(zhì)(酸性、有機(jī)質(zhì)含量和可萃取性鋁含量等)與土壤對14C—林丹的吸附能力