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第 l5卷 第 2期
1 9 9 5年 6 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
l
Vo1．1 5，No．2
Jun．．1 9 9 5
新农药单甲脒在植物一土壤系统中
的生态效应(以棉花为例)*
林要兰 童堡嗑 高雷明 韩荣庄 ． ／ 牛‘牛
’ 冲目科学院檀铹研充所。北京 叫 4R2．i
摘 要 谚文研充了新农药单甲琳对檀物．土壤系统的生志影响，结果认为t所设置的 6十浓度 对照、
25 单 甲胩 水荆稀 释 1S00倍 、1000倍 ，800倍 、500倍 、100倍 )对 棉花虫 害有不 同程度 的防治 效果 ． 1oo
倍最好．可瞄治柿花多仲虫害．单甲林对棉花神群的结构与功能无不 良影响．高浓度单 甲胩 800倍趁至
500倍可使叶片气孔塘小．减少 舞暗连 串． 而陴骶对水丹的清幡．促进光 台产物的形成．因而光台速率
增长．生物量提高．单甲胩在棉花叶片和根系厦土壤都有少量积景，且随{衣度增加而呈上升的趋势 、 1_1)
倍 的 叶子 积 暴 明显 为 5．03rag／kg．萁 余 都 在 7mg／kg以 下 ；在 土 壤 仅 IO0倍 的 表 土 有 少量 租 景 为
0．almg， ．单甲悻可程高植物 N、P 量和土壤N 占量．对土壤其他性披指蜢影响不嘲显．韧步认为；车
试驻 所设置 的谁度 超对 500倍 以上的 处理不 会对檀 捞和土 壤造成污 。
关t调 皇至苎里t新农药单甲林 苎塑：圭壤 !苎坦塾 、芊
单甲脒是一种高效安全的有机氮杀虫杀螨剂，能有效地防治柑桔 、苹果、棉花、豆类、茶叶、枸
杞等果树和经济作物“ 的多种螨害及棉蚜、棉铃虫，是我国 自行研制开发的新农药．推广使用
约 4—5a。它在环境中的行为和生态效应尚很缺乏资料．叉由于防治的对象涉及到多种食用作
物，其毒性及生态效应直接关系到人的身体健康。因此急需对单甲脒在植物 土壤系统中的生态
效应进行研究，以使它成为一种经济实用的新型农药，在农、林业的发展中发挥更好的作用。
1 研究方法与条件
在 260m 的网式温室内建立模拟试验装置，即建立规范化的栽培池、体积为 2x2x1．1m ．
并设有防雨排涝设备 采用通县棉田土壤。运来后按原来土壤层次装入栽培池中．其管理措旆和
施药次数均模仿大田及有关资料报道。 ．每 18d喷洒一次．全生育期内共施药 7改．在施药 2—
3d和一星期后观察其药效和各项生态生理指标。设对照、l500倍(167mg／1)、l000倍(250mg．／1
对植物推荐浓度)、800倍(313mg／]、对动物推荐浓度) 500倍(500mg／[)、100倍(2500mg／1)等
6个处理(上述浓度均用 z5 单甲脒水剂稀释而成)。设置比推荐浓度高或低一些的处理其主要
目的是看它们对各种虫害的防治效果、及其在植物一土壤系统中的生态效应 棉花每试验池栽 9
株·于 1992年 4月20日播种至 10月 27日收获。在全生育期中对每次施药后的治虫情况、檀株
长势、物候节律 、生理功能．地上及地下部分结构等多项指标进行观测研究。
2 结果与讨论
2．1 单甲脒防治虫害的效果
单甲脒的药效已有报道“ ，本文根据所设置的模拟试验简要地介绍一下棉花虫害及单甲脒
防治棉虫的情况。试验观察了植株自然生长的种，最多的为棉蚜、依次为棉铃虫、卷叶虫、红铃虫
*国家自然科学基金重大科研珥目“典型化学污 物在环境中的窭 化厦生忘敬应”中的一郭廿内窨。
收{毫日期 L明3 08 04 锤 改铺收 日期 l994{H ls．
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等．其研究结果是单甲脒 1500倍及 1000倍处理的对棉蚜有 药教；800倍的有 10d药赦 ．上述
3／-浓度对其他虫害效果差些。500倍处理的对棉蚜药效 15d．对其他虫害也有一定药效；100倍
址理的可防治棉花多种虫害。可 看出单甲胖防治棉蚜效果最好．雨对其他虫害从 500倍起其药
效才开始明显．i00倍的药效最明显可治棉花多种虫害．这只是初步结果还需进一步试验加以验
证
2．2 单甲眯对棉花种群生长发育和生理功能的影响
2．2．1 对棉花生理功能的影响
2．z．1．1 对气孔阻抗的影响
据有关报道 单甲眯在棉叶上的半衰期为 4．4d．本文选择在每次施药后的第 2、3天测定了
叶片上、下表面的气孔阻抗、结果见图 l。从图中看出各物候期都是以对照、1 500倍、1000倍的曲
线变化平缓 ，而从 800倍起至 500倍有些变化．以 i00倍变化较大，其阻抗值可为对照的 l 24 ．
说明较高浓度的单 甲脒对气孔有些抑制作用．可使气孔开度相对缩小，降低了对于 CO 和水蒸
汽的传导率 。
2．2．1．2 对蒸腾速率的影响
由于气 L受到一定程度的抑制，斑着蒸腾速率便迅速地作出反应．其降低的速度要比气孔阻
抗加大的速度为快 ．见图 2。从图中可以看出各处理的蒸腾速率曲线变化明显．其值都 比对照小，
太多处理可比对照降低 50 ，高浓度 i00倍处理的比对照降低更多(见垒生育期内蒸腾曲线)。
上述大多处理明显的降低了信物的耗水量，说明植物的水分利用效率得到改善．这在 F一节还要
详细的讨论 。
E
蟮
固
图 l 棉花吾物幢期和垒生育期
内气孔阻抗平 均嫒 ‘l§9 年 )
l The㈣ a1i_l r ： I ln c 0f r0 E r n diffe⋯ t
，h⋯ 10gl a1 period 【T1d whol gTowt]l~eriod
1．苗期 Seedling~rage，2 蕾期 B~dding peri—
od．3．开花期 F1。 ⋯ ．4．吐絮成熟期 Boll
opening and mH【 period．5 垒 生 育 期
W hole growth pefled
图 2 博花备物候期和垒生育期内
藁暗建率平均值(199 年
Fig 2 The 1 ranspiration r“㈣ of 0t【on ditlerent phena
logical per；od and whole growth period
1 苗期 Seedling stage．2．蕾期 Buddin~period．
3．开 花期 Florescence_4 畦絮成 蚺聃 Boll open．
{“E and u pe~ied．5 垒 生 育 期 whoI
Ilrowth per；od
J_羹 窟等^的研究报告“单平脒在棉田生态摹缱中行为变化的知±}研究”一
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2期 林舜华等：新农药单甲脒在植物 土埂系统中的生态效应
图 3 棉花 吾物 犊期和 垒生育胡内
光台速 率平均 值(1992年 )
Fig．3 T pholo~ynThes⋯ of L0110n
·n(1ife~ nl phenologic．1 petit!
and whole growt11 pe rlod
1．苗期 se— lng~Tage
■期 Budding period
3． FIoresce⋯
4．吐絮成熟期 Boll opening．nd
⋯ period
5．垒生 育期 Whole growth petI j
2．2．1．3 对光合速率的影响
各处理棉花在多数物候期内的光台速率都比对照
提高，为对照的 1"20 一l 30 ，见图 3。从图中看出低浓
度 1 500倍和 l000倍处理的光台速率提高更为明显．而
其他浓度处理的则均匀的提高。光台产物的增加必然形
成生物量的提高．这与下面所要论述的棉花生物量的变
化是密切相关的。
2．2、1．4 对水分利用效率的影响
水分利用效率“ 是指擅物消耗每单位永重所固定
的 CO：数量、高的水分利用效率有利于植物在水分逆
境下保持一定的产量、在生产上有重要意义 本试验各
处理棉花的水分利用效率有些差异 ．以 1500倍处理的
为高、为对照的 I 24 ；1O0倍处理 的较低为对照的
65 ；500倍的为对照的 96 ；800倍和 i000倍的未受
到 影响 ，详 见图 d．可以看出：处理浓度在 800倍 上的
单 甲脒对棉花水靠利用效率有不同程度的改善。
2 2．2 单甲眯对棉花生物量的影响
各处理棉花地上和地下部分生物量都比对照提高．
见图 5。从图中看出地上部分生物 量可 为对照生物 量的
1 31 一1 82 ．其中 1[】(】倍处理的提高相对步些；地下
凰4 棉花吾物候期水分利用
效率 平均值 (1992年 )
Fig．4 The instantaneousⅧ ⋯ se efficiency。f
co”Ⅱn diferent phenologlcal pehod
图洼同前．【l 2．3．4¨e The⋯ ⋯ Fig 3．5．
M ~tute period
部分生物量可为对照的 1 25 一176 ．与地上
部分增长的情况类似 上述生物量的增长与光台
速率提高的规律是相吻合的
⋯
对照CK15t
⋯
I 1I 00 I}oo 5 lc
堆虚 。 ll li
囤 5 菩{在度 处理 的棉花地上 和
地下那井生物量比较(L992年
Fig．5 The comparision of b。 。 f bore ground
ilnd undergruund Ix,⋯ n 【IIfferea~ r re；it (j
r0⋯ nt rHIion
n m m m m
2 口1 ；_E *0 ，_
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2、2．3 单甲脒在棉花体内的积累及对体内营养元素的影响
棉花叶子和根系在 1000倍、500倍及 100倍处理的都可检出少量的单甲眯(见表 1) 。其积
累特点是(1)叶子和根系的含量有随浓度递增而略上升的趋势．如 100倍的叶子含量最高为
5-03mg／kg，500倍、800倍和 [000倍的分别为 0．70mg／kg、0．52mg／kg和 0．48mg／kg{(2)根
系的含量明显的低于叶子、约为叶子的 l／2一 l／9，由此可推测单甲脒对土壤的影响也不会很明
显的；(3)无论从低浓度到高浓度的籽实均未检出单甲眯，是因为单甲脒没转移到棉籽呢 ．还是因
为含量低微而不易检出尚待进一步研究。从上述单甲眯在植物各器官的含量看．初步认为单甲脒
在棉花体 内的残留是不大明显的。
襄 1 单甲脒在棉花．土壤系统中的臻留分布(1992年)
Table 1 The mc~mm mlali~l and distrlbutlln of M eno~lrbozold (DM AH 1 jn c~ tan—soil Syslem
用 25 单 甲群稀 释战 lO0、500、800、]0000和 J500倍蒗 ·25 Monoearboxoldehyde dilute—
D< O．otrng／I
棉花是需 N植物，在潮土上的棉花含 N量为 3．00 4．0O ．但各地情况不同，河南棉花
在 1．50 ～1．79 ；山西在 2．96 -4．1 ，又据报道一般 N在植物 干物质中约占 2 一
4 。而本试验棉花含 N量在 2、12 一2．63 左右．属正常含量的下限。施用单甲眯后棉花各
器官的 N rP，K含量均有一定变化+详见(表 2)，其中 N含量略有增加，但差别不显著．P也有一
定程度的增加 。ii K呈下降趋势。与我国主要农区海河流域近年来的棉花相比、本试验棉花的
N、P含量也咯馆高 ，这与该试验所施用的单甲眯是一种有机氮农药有关。
2．3 单 甲脒对土壤的生态影响
施用各浓度单甲脒后在土壤中几乎无积累．只有高浓度 100倍处理的表土(O 5cm)有少量
积累，(见表 1)其值为0．83mg／kg，其余各处理的土壤均未检出。
单甲脒对土中的N、P、K也略有影响，见表3，与对照相比N的含量有些增加，但P、K呈
· 车试验蛆檀均．土壤样品的单 甲胖 量分析均由生态环境酐究中心承担．特此致谢
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2朔 林舜华辞；新农药单甲胖在植物一土壤系统中的生态效应 ’ 189
下降趋势 ．如与海河流域棉土相比．本试验棉土含 N量是不足的。上述研究对于考虑新农药的综
合效益也是很有帮助的 单甲眯对土壤 pH值无影响．而对土壤含水率及有机质含量虽个别处理
有些变化 ，但差异不明显。
寰 2 棉花各器官 N、P、K含量比较 (1992年)
Table Z Tke~omi~risJon of— P，K col~lent in Cotton f|erent口唯_雌
N( ) P( ) K( )
三．躲 。。 ． 莪 L叶f ． 孟
寰 3 各处理棉花土 N、P、K有机质含量 、害水率．pH值比较(1992年)
Table 3 n．e compmrlslon 0f一·P·K contenl，organic matter．m耐snIre eonlent and pH in cottnn soil
(0一 m·H～ g㈨ }¨ e
25 单 甲胖稀 释 ，25~Monoc；,rDoxol~lehy~le(tilu~e
3 小结
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生 态 学 报 l 5卷
3．1 推荐浓度 1000倍处理的植株长势良好、生理功能正常．与对照相比其气孔阻抗略小、蒸腾
耗水有些下降．光合速率上升为对照的 l27 ，水分利用效率与对照相似．生物量提高明显为对
照的 1 54 。该处理的叶子和根系有少量单甲脒积累，约为0．21 O．46mg／kg．果实及土壤均无
积累。植株和土壤 N、P含量比对照略有增加，K呈下降趋势，与海河流域相比土壤 N略有下降。
该处理能有效的防治棉蚜．但对其他虫害药效差些，这一点应进一步研究加以论证。
3．2 l 500倍和 800倍处理的对棉花光合速率及水分利用效率有促进作用．生物量明显增加．其
防治虫害效果与 1000倍类似；500倍处理的其防治虫害效果优于 1000倍．生物量也 比对照增
长，但水分利用效率开始下降；100倍处理的可防治棉花多种虫害，其生物量也略比对照增长，但
水分利用效率明显下降．且棉叶和根系以及表土都残留一定量的单甲脒．其残毒如何有待进一步
的研究。
3．3 本试验所设置的 6个浓度 以 t000倍对棉花生长发育有促进作用．1500倍及 800倍 生育情
况与 1000倍类同，上述 3个处理不足之处是除浩棉蚜外、不能很有效的防治多种虫害。500倍防
治虫害效果优于 1000倍 ．但水分利用效率已下降。lO0倍虽能有效防治多种虫害．但水分利用效
率比对照下降超过 l／3．植株及表土单甲眯积累也较明显．可认为是不良影响。
参 考 文 献
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THE ECoLoGICAL EFFECT oF NW E PESTICIDE
M oNoCARBoXoLDEH YDE IN PLANT—SoIL SYSTEM
Lin Shunhua Huang Yinxiao Gao Leiming Han Rongzhuang
tInstitute of Batany．Academia Sinca．Baiting l0(1)44】
This article has studied the ecological effect of new pesticite moI10carboxo【dehvde
(DM AH)to the PIant—sol【system．The resuhs show that the six treated concentrations(CK ．
25 ．DM AH d；Iuted by l500．1000．860，500，100 times)have different degress of prevention
and COlatrol effect to cotton insect pest．The 100 times dilution s the best．which can prevent
many kinds of cotton insect pest．DM AH has no bad effect on Str LICt LI re and function of the
cotton population．The high concentraction DMA H(800 times to 500 timeslcan make the leaf
stomata narrow and reduce the transpiration rate．thus reducing the consume of the moisture
and promoting the formation of the photo ynthes s product．thus increasing phot0synthe is
rate and biomass．There is a nttle DM AH accumulatioo Ln the cotton 1ear and root．and Lt as，
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2期 林舜华等 ：新农药单甲胖在值物一上壤系统中的生态效应
skimes a rising trend as the concentration rimng．Fhe accmkilntion 0f the】O0 times obviously
is 5．05mg／kg．the others a re below 0-7mg／kg．There is a little accumu]ation 0-81mg／kg)in
the sorface soi1 which concentrati0n is 100 times．DMA}{can nc rease the contents of N ．P in
plants．and increase the content of N in sol1．DMAH has no ohvious ef[ect on other property
indexes of soil P reliminaryly．W e can conchtde that the tteated COlacentratlons exceeding 500
tim e installed in this t Ial do not polltire plants and sol】．
Key word~．；ecological effect．Dew pesticide n 。nocarboxo1dehyde．【h plant soil syste，ii
cotton．
一 一 ⋯ 一 一 ⋯ 一 ● 一 ⋯ ’ ⋯ ⋯ ． 1 ． ⋯ ． ． ． ’ ～ ～ ⋯ 一 一 ～
国际环境资料系统——1NF0TERRA简介
INFOTERRA是联台国环境规划署国际环境资料最筑的葡弥．芭妊当今世异上规模最大的环境资料交流
系统。目前．已有 170多十国家或地区加入该系统．涉及到世界99 上的凡口 1NFO ERRA观拥有 6000多
十环境资料源，其中包括联台国有美机描和许多国际知名组织 该最统簋年平均处理 2 3万坎环境资柑查|司
越 米越 多的环境 资料用 户通过 INFOTERRA 获得 了所需的 资料
INFOTERRA的涉 及面非常广 其主要业务范畴包括：大气与气候、海洋环境 城承环境、能源 化学与生物
学、物理学、灾害、自然资源 、土地利用 、粮食与农业、野生生物、人类住区与生境、凡粪硅康与福利 交语、技术与
产业 、监测与评价、管理与规划、社会 §济问题、教育 培训与信息．污染 厦废物 ．等等。
INFOTERRA的运行程序是 ：环境资料用户向本国 INFOTERRA 国家联络点提 出查询要求 ·国家联络点
通过计算机检索．向用户提供环境资料源名单{其中包括资料源通讯地址 ：主要业务范围、资料文种以捷提供资
料的条件等)一用户从名单中挑选最 台适的资料源．与之进行联景(也可委托 国家联络点与之联系 ．索取所需资
料；资料源根据用户要求 ，免费或有偿提供有美环境资料。
我国 lNF(yrERRA国家联络点设在巾国科学院生态环境研究中心(通讯地址 北京 8871信箱 INFOTER—
RA 中国联络点．邮编 l00085’．中国联络点负责为国内环境资料用户提供查询服 务 尤其是为决策 规划、管
理 、科研、教育等部门提供这娄服 务．并负责将国内有能力 且愿意进行国际环境资料交流的单位或 凡登记为
INF(玎ERRA 资料源 ，或登记为国 内环境资料源．
实践证明 INFOTERRA不仅是方便、 陡捷获取环境资料的一个极好途径．而耳．也是参与国际环境资料交
流的一个重要而有数的渠道．积概参与 INFOTERRA话动．必将有助于我国环境保护工作的开展．井对环境保
护这一基本国策的贯彻落实产生积极的影响
(INF0TERRA 中 国 差络 张 康生 供稿 )
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