土壤中多菌靈污染及修復技術研究現狀

張海英

摘 要：多菌靈是最常用的殺菌劑之一，具有用量大、潛在毒性強的特點。該文根據多菌靈應用特性及危害，從外源化學物質修復、植物修復、微生物修復和菌根修復等4個方面提出了促進多菌靈降解技術的措施；在污染物遷移特性阻控領域也提出了良好的建議，對保障農業生產環境安全具有指導作用。

關鍵詞：多菌靈 土壤 遷移 降解

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0060-02

化學農藥的應用可以有效保障農業豐收，在現代農業生產中發揮著不可替代的作用，然而，由于人們長期地過量用藥，高毒、難降解農藥的大量使用，人們賴以生存的環境接納了過多的化學品，所以研究農藥在土壤環境中的降解特性及其環境行為對于現代農業的可持續發展具有重要意義。

1 有機農藥污染現狀

地上施用和地下施用是農藥最主要的兩種使用方式，即：（1）通過噴霧、噴粉、撒施等措施進行地上用藥，一部分沉降到作物體上，其余的絕大部分都要沉積到土表面；（2）通過拌種、拌土或溝施等方式進行地下施藥，一部分可作用于靶標外，但絕大部分則直接進入土壤中。由此可見，無論通過地上施用還是地下施用，農藥的絕大部分最終都會匯集于土壤中，因此，土壤可稱為是農藥等污染物的“匯”。因此很多學者認為農藥施用后會有80%進入環境，尤其是土壤接納了大量的有機農藥。所以，農田土壤的農藥污染情況十分嚴重，引人關注的有機氯農藥污染依然廣泛存在，同時廣泛應用的殺蟲劑而導致了土壤新問題的出現，土壤中農藥污染很難在短時間內消除，有的污染還是不可逆的過程，很容易通過食物鏈威脅到人類的健康[1]。

隨著《土壤污染防治行動計劃》）的出臺，對于構建土壤環境治理體系、推動環境保護產業發展，改善區域土壤環境質量、保障農業生產環境安全具有積極意義。

2 多菌靈特性及應用范圍

多菌靈屬于內吸性殺菌劑，是苯并咪唑類化合物，具有抑菌效率高、抑菌范圍廣等優點，應用廣泛，對水稻、小麥、蔬菜、中藥材等多種植物的褐斑病、立枯病等病害的防治具有良好效果。多菌靈的殺菌機理是通過干擾真菌微管的正常裝配來實現的，但也會導致嚙齒類雄性動物的生殖能力顯著下降，當然也會影響到人類或其他哺乳動物的生殖和發育。

由于多菌靈的毒性較高，我國食品衛生標準中規定多菌靈最大殘留限量低于0.5 mg/kg。對多菌靈的需求量占殺菌劑總需求量的10%，占農藥總需求量的3%左右，屬于為數不多的萬噸級殺菌劑。而水稻、果樹、蔬菜、中藥材等栽培過程中多具有濕度大、溫度高或者生長周期長等特點，因而病害相對嚴重，多菌靈等殺菌劑污染問題就較為突出。

3 殺菌劑的危害特征

殺蟲劑的毒性相對較大，如果進入土壤中的農藥達到一定數量，對棲息在土壤中的生物種群將產生嚴重危害，破壞土壤結構。一般來說，土壤殺蟲劑污染容易發生在夏季，以有機磷、擬除蟲菊酯類為主；而病害伴隨著作物整個生長周期，所以殺菌劑施用周期更長。例如黃瓜和西紅柿的栽培中，用多菌靈等殺菌劑在育苗期進行拌種消毒、移苗后苗期進行噴施防猝倒病和立枯病、定植后進行灌根防枯萎病、結果期噴施防白粉病等；再如為防治人參立枯病、銹腐病、根腐病，每年要用多菌靈對土壤進行5～6次處理。雖然殺菌劑超標現象如此嚴重，但人們通常認為殺菌劑的急性毒性較弱，因此人們更加關注容易引起中毒死亡的殺蟲劑。從環境毒理學的角度上看，這種觀點后果將是十分可怕的。

同大田栽培相比，蔬菜、人參、果樹和水稻栽培過程中，往往有保護性耕作的階段，在人工創造的小氣候單元內，具有高溫、高濕、光照較弱和溫差較大的特點。它作為一個特殊的生態系統，環境條件差別很大，相對封閉的生態環境既有利于立地植物生長發育，同時也為病害、蟲害的繁殖提供了適宜的條件。這種特殊環境改變了農藥在植物和土壤中的消解行為。研究表明，農藥在保護性耕作土壤的殘留期明顯長于露地，容易導致農藥在土壤中的積累。

4 多菌靈污染控制機理研究現狀

從現有的文獻資料來看，有關殺菌劑在土壤中的殘留動態研究較多，也有人提出了一些控制對策，但多從“防”的技術上進行探討，機理研究相對薄弱。

4.1 外源化學物質修復

利用外源化學物質的氧化性或催化性能，增加有機污染物的可利用性，利用TiO2和Fe2O3為催化劑促進PAHs的降解，因為氧化劑有利于土壤中農藥的降解，顯然，利用過氧化氫加速有機磷農藥的降解，但過氧化氫的氧化能力過強，會威脅作物的生長。此類方法價格昂貴，還有可能產生新的次生污染。

4.2 植物修復

植物直接吸收并在植物組織中降解為非植物毒性的物質。具有特殊功能的植物能直接從土壤吸收農藥并進行分解，再通過代謝作用使其轉化為CO2和H2O。

具有發達根系的植物，或者能分泌某些降解酶的植物能促進根際微生物菌群對農藥的降解，而且還發現一些草本植物能有效降解土壤中的有機物。

4.3 微生物修復

這方面的研究最為廣泛，有原位和異位修復2種，原位修復相對更為省事些。但無論微生物以何種機理降解有機農藥，所投加的菌劑是降低土壤中污染物的關鍵所在[2]，此方法雖然便宜，但需要較長的時間篩選特定的微生物，并且很大程度上受環境條件的影響。學者分離出了降解多菌靈的菌株，也具有較好的降解效果，但是容易受到溫度、pH值、外加氮源的影響。

4.4 菌根修復

人們發現菌根能顯著提升植物的逆境抗脅迫能力，在抗旱、抗鹽堿、抗酸化、抗重金屬和有機污染等方面都能發揮很大作用，這就使得人們越來越關注有機污染土壤中菌根的作用。作為土壤微生物與植物根系之間的橋梁和紐帶，菌根能夠加速有機污染物的轉化與降解，對植物生長和有機污染土壤等方面具有積極的作用。菌根真菌與植物根系形成的共生體既有利于植物生長，又能擴大根際范圍，產生根系分泌物和特殊性酶、促進根際微生物的活性提升。上述作用能夠增加作物根系的生長活力、促進土壤中有機農藥的轉化與降解，有大量菌根生長的植物對農藥有很強的耐受性，把有機有機污染物轉化為菌根真菌和植株的營養成分，降低農藥對土壤的污染程度。例如，菌根真菌容易侵染豆科植物，大豆根系有叢枝菌根真菌生長之后，氧化樂果威脅影響到作物生長。因此利用菌根技術修復有機污染物污染過的土壤是生物修復的重要措施之一，具有廣闊的發展前景。

5 多菌靈遷移特性研究現狀

土壤中的污染物很容易通過地表徑流和淋溶作用進入水體，成為面源污染威脅最大的因素之一。人們對水體富營養化較為關注，對農藥和重金屬等污染物在農田土壤—水體系的遷移和轉化方面并未引起足夠的重視，通常認為這些污染物對水體的富營養化貢獻量不大，并且也不像水體富營養化那么直觀。但是從毒性和對生物體的危害方面來看，農藥污染具有在天然水體中只要有微量濃度即可產生毒性效應、一般難于生物降解等特點，因此其影響很難在短時間內消除，并且可以通過食物鏈最終威脅到人類的健康。農藥等有機污染物在土壤中運移及從土壤向水體遷移除了與污染物本身性質、土壤類型、土壤結構等因素有關外，與土壤吸附性能、降水強度和坡度也密切相關，但有關黑土區的資料很少。因此，應加強黑土區土壤中多菌靈等有機農藥遷移規律研究，以補充面源污染數據，而且還有助于進一步明確其降解機理和影響因素，以協調農業生產和環境保護的關系。

參考文獻

[1] 卜元卿，孔源，智勇，等.化學農藥對環境的污染及其防控對策建議[J].中國農業科技導報，2014（2）：19-25.

[2] 王玉軍，馬卉，李業東，等.一株高效降解菌對多菌靈的降解機理[J].農藥，2014（1）：49-51.