乙草胺的降解及影响因素研究进展

龙源期刊网

乙草胺的降解及影响因素研究进展

作者：邓亚男 柏连阳 金晨钟 刘秀 覃梦

来源：《湖南农业科学》2014年第20期

摘 要：综述了乙草胺在水体、土壤以及作物中降解的研究进展，分析了影响乙草胺在土壤和水体中降解的主要因素。在水体中，乙草胺的光解和水解是降解的主要途径，表面活性剂、乙草胺浓度、不同光源、腐殖质对乙草胺在水体中的光解有不同程度的影响，而温度和pH值是影响乙草胺水解的主要因素；在土壤中，微生物降解和光解是乙草胺降解的主要途径，土壤微生物、土壤类型、土壤湿度、环境温度、光照在土壤乙草胺降解中发挥着主要作用；乙草胺在作物中的降解着重于其消解动态研究。开展乙草胺在作物体中降解影响因素的研究，可为降低乙草胺残留、减缓乙草胺药害和减轻环境污染提供科学依据。

关键词：乙草胺；降解；影响因素；综述

中图分类号：S482 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2014）20-0052-03

Advances in Degradation and Influence Factors of Acetochlor

DENG Ya-nan1，BAI Lian-yang2，JIN Chen-zhong1，LIU Xiu1，QIN Meng1

（1.College of Agriculture and Biotechnology， Hunan University of Humanities， Science and

Technology， Loudi 417000， PRC；2.Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha

410125，PRC）

Abstract：Acetochlor degradation in soil， water and plant are summarized in the paper and the

major factors affectting its degradation in water and soil are analyzed. Photodegradation and

hydrolysis are the main means of acetochlor degradation in water. While light source， acetochlor

concentration， surfactant and humus to some extent influence acetochlor photodegradation in

water， temperature and pH play the most significant roles in hydrolysis. In soil， microbial

degradation and photodegradation are the most important means of acetochlor degradation.

Edaphon， soil type， soil moisture， environment temperature and light affect acetochlor

degradation. Researches on acetochlor degradation in plant tend to be its degradation dynamics and

there is less report about the factors influence acetochlor degradation in plant. It points out that

researches on factors influence acetochlor degradation in plant could provide theoretical basis for

reducing acetochlor residues， acetochlor phytotoxicity to plant and alleviate the environmental

pollution.

Key words：acetochlor； degradation； influence factor； review

收稿日期：2014-08-22 龙源期刊网

基金项目：湖南省研究生科研创新项目（CX2014B438）；湖南省高校产业化培育项目（13CY030）；湖南人文科技学院产学研合作引导项目（2013CXY04）

作者简介：邓亚男（1989-），女，湖南湘乡市人，硕士研究生，研究方向为农药无害化应用。

通讯作者：金晨钟

乙草胺（acetochlor），化学名称2-乙基-6-甲基-N-乙氧基甲基-α-氯代乙酰苯胺，是内吸性除草剂，能够抑制杂草蛋白质合成[1-2]，对一年生禾本科杂草、部分阔叶杂草等有较好防除效果，具有低毒、高效、安全等特点[3]。乙草胺应用广泛，是目前世界上最重要的除草剂品种之一，也是目前我国使用量最大的除草剂之一。但随着乙草胺的频繁、过量施用，作物生长受到一定影响，甚至产生药害，对土壤性质[4]、水环境及其生物群落也造成不可避免的损害[5-6]。流失到环境中的乙草胺及其代谢产物可能造成严重的健康问题和环境问题，美国环境保护局将乙草胺定为B-2类毒害物[7]，欧盟委员会也决定对乙草胺除草剂不予再登记[8]，因此，乙草胺的降解备受关注。

1 乙草胺在环境中的降解

1.1 在水体中的降解

光解是乙草胺在水环境中降解最主要的途径，水的pH值、水体中所含物质、光源、水温、乙草胺浓度、表面活性剂、腐殖质等是影响乙草胺在水体中光解的主要因素。

水体中所含的物质影响乙草胺在水中的光解。花日茂等[9]研究了乙草胺在不同类型水中的光解动态，发现乙草胺的光解与不同类型水中所含其他物质有关，可能是外源物质对光的吸收与传导产生掩蔽效应，从而使乙草胺的光降解受阻，光解速度减缓；郑和辉等[10]人的研究也得到相同的结论，乙草胺在3种类型的水溶液中降解速率表现为去离子水>河水>稻田水。

光源是影响乙草胺光解速率的一个重要因素。花日茂等[9]研究发现，在不同灯光照射下，乙草胺的降解率从高到低依次为高压汞灯>氙灯>自然太阳光。因为乙草胺的最大吸收光谱为194.0 nm，所以对于到达地球表面的太阳光不能有效地吸收，导致其光解速度极慢，而汞灯发射光谱有相当一部分偏紫外光，因而能被乙草胺有效吸收，产生光分解。乙草胺的光解动态符合一级动力学规律，高压汞灯和太阳光下拟合的一级动力学方程的决定系数（R2）均达到0.99以上[11]。乙草胺的光降解过程第一步是脱卤，得到的10种光降解产物比乙草胺本身更稳定[12]。

乙草胺光解率与溶液的pH值密切相关。乙草胺的光解率随溶液的pH值升高而增高，光解率与溶液的pH呈显著正相关[9]。郑和辉等[10]研究发现pH值对乙草胺光降解影响不是很明显，但是总体趋势是pH值越大越容易光降解。 龙源期刊网

此外，水温、乙草胺浓度、表面活性剂、腐殖质也是影响水中乙草胺光解的因素。低浓度的乙草胺光解速率较快[10]，水温30℃以下时，乙草胺直接光解速率较小[11]。SDBS、农乳603、农乳404、0206B 在低剂量下对乙草胺具有光敏化降解效应，在高剂量下却有光猝灭降解效应；Tween80能促进乙草胺的光解；CTAB、农乳500、农乳601、农乳404和农乳603能延缓乙草胺的光解[13]。H2O2及表面活性剂0206-B（苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钙混剂）对除草剂乙草胺在水中间接光解作用有影响[14]。胡敏酸、富啡酸的存在使乙草胺降解光解速率降低，表现出较强的光猝灭降解作用效应[15]。

水解是水环境中乙草胺降解的另一途径。郑和辉等[16]研究了乙草胺和丁草胺两种除草剂在恒温25℃，pH值分别为4、7、10的蒸馏水和河水中的水解动力学，试验结果表明，酰胺类除草剂的水解反应属于一级反应。在pH值为4的水溶液中，乙草胺的水解速度较在pH值为7和10时的水解速度快，H+有催化水解的作用。乙草胺在pH值为4、7、10的水环境中，速率常数分别为5×10-4、

3×10-4、3×10-4/d，半衰期分别为1 386、2 310、2 310 d。

1.2 在土壤环境中的降解

关于乙草胺在土壤环境中的降解研究很多，乙草胺在土壤中主要通过光解、生物降解等，研究表明，影响乙草胺在土壤中降解的因素主要有土壤微生物、光照、pH值、湿度、土壤类型等。

Marie等[17]研究表明，乙草胺在土壤中的降解速度取决于土壤类型、温度、乙草胺施用量，而微生物降解是乙草胺在土壤中的主要降解方式。Zhu等[18]采用实验室模拟方法研究了乙草胺在不同土壤中的降解动态，其降解与土壤微生物、土壤类型、土壤湿度、环境温度以及光照均有关，其中土壤微生物是影响乙草胺降解的主要因素，在乙草胺的降解中占首要地位。此外，对土壤微生物生长、繁殖以及代谢活性有影响的环境因子也是影响乙草胺降解的重要因素[19-20]，如偏碱的土壤、较高的环境温度和土壤湿度等，对土壤中乙草胺的降解有促进作用。冯玉洁等[21]研究了不同土壤类型、土壤微生物及含水量对烟田土壤中乙草胺降解的影响，得到了与Zhu等一致的结论。近年来，科研工作者主要集中于乙草胺降解菌的筛选、鉴定及其降解途径的研究[22-23]，加速了环境中乙草胺降解的研究进程。如陈青等[24]鉴定了乙草胺降解菌DC-6降解乙草胺的代谢产物并分析了乙草胺的代谢途径，发现乙草胺首先N-脱烷基形成2-氯N-（2-乙基-6-甲基苯基）乙酰胺（CMEPA），然后水解生成苯胺衍生物2-乙基-6-甲基苯胺（MEA），MEA能够进一步完全降解。

Qingli等[25]在新西兰2个不同城市的休耕地对砂质土壤、粘质土壤分别施用不同剂量的乙草胺，测定降解所需时间，结果表明粘质土壤中乙草胺降解更快，由此推测土壤中的有机质能将更多的乙草胺保留在土壤表层，表层的高温和光照加速了乙草胺的降解。水的存在有利于乙草胺从土壤内部向土壤表面迁移，光解之后也有利于光解产物离开土壤表面，从而促进了乙草胺的光解，在含水土壤中乙草胺光解更深，光解速率更大[26]。 龙源期刊网

土壤中的某些动物（如蚯蚓）对乙草胺降解也产生了一定影响。刘嫦娥等[27]通过有蚯蚓和无蚯蚓的对比实验，研究了乙草胺和丁草胺在土壤中的降解过程的动态变化，结果表明蚯蚓会促进其降解除草剂的浓度变化，影响其降解速率。土壤中的其他农药（如甲胺磷、三嗪类除草剂）、重金属离子（如Cu）与乙草胺的降解也有一定影响[28-29]。