间歇灌溉对稻田毒死蜱迁移转化特征的影响

刘慧云，关 卓，程建华，唐翔宇，鲜青松

间歇灌溉对稻田毒死蜱迁移转化特征的影响

刘慧云1,2，关 卓1，程建华1,2，唐翔宇1※，鲜青松1,2

（1. 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041； 2. 中国科学院大学，北京 100049）

间歇灌溉作为丘陵区稻田常见的灌溉方式之一，其强烈的干湿交替过程会影响稻田中污染物的环境行为。在室内批量平衡吸附试验的基础上，通过农药野外喷施试验与动态观测，研究了间歇淹水和持续淹水条件下石灰性紫色土发育的稻田中毒死蜱的迁移转化特征。结果表明，土壤对毒死蜱的吸附能力远远强于其对毒死蜱主要降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇（3,5,6-TCP）的吸附能力，毒死蜱的吸附容量常数范围为34～170，TCP的吸附容量常数范围为0.62～0.67，且对毒死蜱和TCP的吸附容量常数及分配系数均以耕作层土壤高于非耕作层土壤；施药后田面水中毒死蜱及TCP的浓度均随时间迅速下降，两者均可通过土壤大孔隙优先流快速迁移至50 cm深处；间歇灌溉处理稻田土壤孔隙水中两者的浓度总体低于持续淹水处理；降雨和灌溉事件会导致两者由土壤固相迅速向水相发生短时间、高浓度释放与淋失。

灌溉；淹水；吸附；毒死蜱；3,5,6-三氯-2-吡啶醇；稻田

0 引 言

毒死蜱（chlorpyrifos)是一种广泛应用于农业环境的高效广谱有机磷杀虫剂，可主要用于水稻、小麦、棉花等经济作物，是目前使用量最大的杀虫剂之一。施入农田的毒死蜱除了会被土壤吸附，还会发生光解、水解和微生物降解，约78%～95%毒死蜱最终会被土壤微生物降解[1]，毒死蜱在土壤中的半衰期为6.3 h～100 d[1-2]其主要降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇(3,5,6-TCP)的半衰期为65～360 d[3]，TCP也是毒死蜱甲基和除草剂三氯吡啶的主要代谢物[4-5]，二者均表现出中等毒性。研究表明，毒死蜱及TCP均对鱼类、水生无脊椎动物、大型藻类甚至人类都有很大毒性[6-11]，而且TCP可抑制细菌代谢，显著限制毒死蜱的矿化，导致毒死蜱和TCP在环境中积累[12]。毒死蜱和TCP共存时对地表水中隆线溞的半致死剂量明显低于毒死蜱和TCP单独存在时的剂量[13]。

毒死蜱在农田中的归趋与迁移行为受诸多环境因子（气候、地形、土壤等）、种植制度以及水肥管理措施等的综合影响[1]。水稻是中国主要的粮食作物之一，丘陵区受限于水源与提灌设施条件，稻田往往采用包括间歇灌溉、浅水灌溉、湿润灌溉等节水灌溉模式。不同的水分灌溉方式会造成稻田氧化还原条件的差异，对毒死蜱及其降解产物TCP的环境行为均会产生显著影响。南方水稻种植期往往降雨丰富且多暴雨，毒死蜱在稻田的大量使用可能导致其随地表径流及渗漏作用发生反应性迁移（即迁移过程中发生吸附-解吸、降解等反应）。稻田田面排水中毒死蜱最高浓度可高达0.33 mg/L[6]。毒死蜱持久性相对较弱，但其主要降解产物TCP被归类于持久性物质且迁移性较强。稻田排水及降雨径流事件等可使毒死蜱由农田输出进入附近水体，毒死蜱在地表水及浅层地下水中常有检出[14-15]。虽然土壤对毒死蜱吸附性较强，但是毒死蜱对水生生物的毒性较高[16-17]，在某些地区的地表水中毒死蜱浓度达到几种水生生物的EC50浓度[18]。因此，需重点关注毒死蜱在农田中施用后的迁移转化特征及其时间变化规律，为地表水及地下水污染风险评估提供科学依据。然而，目前却鲜见相关的野外动态观测研究报导。

本研究通过动态观测田间试验，结合室内批量平衡试验，比较稻田持续淹水和间歇淹水条件下田面水与不同深度土壤孔隙水中毒死蜱及其主要降解产物TCP浓度随时间的变化趋势，以阐明稻田干湿交替对毒死蜱反应性迁移规律的影响。

1 材料和方法

1.1 药品及材料

毒死蜱标准品（纯度99.9 %， Sigma-Aldrich，美国）、TCP标准品（纯度99.9%，Sigma-Aldrich，美国）用于实验室批量平衡试验，毒死蜱乳油（有效成分40%，天津市华宇农药有限公司）用于野外试验。供试水稻品种为宜香725（四川国泰种业股份有限公司），供试土壤样品取自中国科学院盐亭紫色土农业生态实验站（四川省盐亭县林山乡，105°27′E、31°16′N）水旱轮作稻田（试验小区均为20 m长×10 m宽），由石灰性紫色土发育而成，含48%砂粒、26%粉粒和26%黏粒，耕作层（0～20 cm）和非耕作层（>20～50 cm）土壤的有机质质量分数分别为23.0 和6.2 g/kg，pH值分别为8.4和8.8（土水比1:5）。

1.2 室内及田间试验

1.2.1 室内等温吸附试验

采用批量平衡法，测定毒死蜱和TCP在耕作层和非耕作层水稻土中的等温吸附线。称取过2 mm筛风干土壤2 g，置于30 mL离心管中，按土水比1:5加入10 mL一定初始浓度的毒死蜱或TCP溶液(浓度梯度为0.5、1、5、10、20 mg/L，含NaN30.1 g/L及支持电解质10 mmol/L CaCl2)，在25 ℃、180 r/min条件下恒温避光振荡24 h（恒温振荡床（ZWF-200，上海智城分析仪器制造有限公司）后，4 000 r/min离心5 min，取部分上清液用聚四氟乙烯滤膜过滤后，测定TCP含量，另取部分上清液用固相萃取法处理后，测定毒死蜱含量。以上均设置3个重复，并以不加土壤做空白对照，以消除系统误差。

1.2.2 田间喷药试验及采样观测

依据水稻生长季杀虫需要，于2018年7月18日将杀虫剂毒死蜱一次性均匀喷施于试验水田(2.5 kg/hm2)。在水田中央安装有土壤溶液采样器（1 900 L陶土管，Soilmoisture Equipment Corp.，美国，陶土头深度为10 cm和50 cm），采用手动真空泵在-60 kPa吸力下采集土壤孔隙水。施药后观测期内的平均日最低温度为24 ℃，平均日最高温度为39 ℃。

试验水田设持续淹水和间歇淹水2种处理。持续淹水处理为施药后的观测期内持续保持淹水状态，间歇淹水处理设2个周期，每个周期20 d，前10 天为淹水期，后10 天为落干期。从施药日0 d开始，施药后的1、2、3、6、9、11、12、13、16、19、21、22、23、26、29、31、32、33、36、39 d，采集田面水、10 cm深处（耕作层）和50 cm深处（非耕作层）土壤孔隙水。

1.3 测定及计算方法

1.3.1 等温吸附模型拟合及吸附自由能计算

用Freundlich非线性等温吸附模型和线性方程对批量平衡吸附试验数据进行拟合，描述毒死蜱或TCP在土壤中的吸附量（q, mg/kg）与平衡溶液中的浓度（e, mg/L）之间的关系。

q=K·C1/n（1）

q=K·C（2）

式中为吸附容量常数；为吸附亲和力值；K为吸附质在两相中的分配系数。

吸附时的自由能变化（）是反映吸附剂吸附特性的重要参数，计算公式如下：

=–··lnOC（3）

式中吸附时的自由能变化，kJ/mol；为摩尔气体常数，通常为8.314 J/mol；为绝对温度，K；OC为以有机碳含量表示的土壤吸附常数，mL/g。

1.3.2 环境样品的处理

取200 mL水样(体积不够的样品则用去离子水稀释至200 mL，并记录原始体积)，用Oasis HLB （30 mg，3 mL，Waters，美国）固相萃取柱萃取。分别用6 mL甲醇和6 mL水活化萃取柱后，水样以约2 mL/min的速度流过萃取柱。样品过柱完成后抽气干燥萃取柱，用10 mL甲醇洗脱并定容至10 mL，取出2 mL用于毒死蜱的测定，剩余8 mL用于TCP的测定，2种不同体积的洗脱液均用旋转蒸发仪浓缩至近干，用于毒死蜱测定的样品用色谱纯乙酸乙酯定容，用于TCP测定的样品用色谱纯甲醇定容，二者定容体积均为0.5 mL，保存于4 ℃冰箱待测。毒死蜱的加标回收率为53%～71%，校准曲线线性范围0.05～25g/L，相关系数为0.997，检出限0.04g/L，TCP的加标回收率为90%～114%，校准曲线线性范围0.125～25g/L，相关系数为0.998，检出限0.12g/L。

土壤中毒死蜱的提取方法：将采集的土壤冷冻干燥（冷冻干燥机FD-1A-50，北京博医康实验仪器有限公司）并研磨混匀，称取2 g，加入20 mL乙酸乙酯后涡旋10 s混匀，300 W 超声20 min后4 000 r/min离心5 min取出上清液，再次添加10 mL乙酸乙酯，重复上次操作，后将2次上清液混合，用旋转蒸发仪浓缩至近干，加入1 mL乙酸乙酯定容，并用0.22m聚四氟乙烯滤膜过滤入进样瓶后待测。该方法不同土层加标回收率均为91%～105%，线性范围0.005～2.5 mg/kg，相关系数为0.999，检出限0.002 5 mg/kg。

气相色谱（气相色谱仪GC 7890A，Agilent，美国，配有火焰光度检测器（FPD)）分析：色谱柱：HP-5柱(30 m×0.32 mm×0.25m)；柱流量：1 mL/min；柱温：初始温度50 ℃，保持1 min，以30 ℃/min升温至180 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min升温至250 ℃，保持5 min。进样口：250 ℃；检测器：250 ℃；进样量：1L。

高效液相色谱（液相色谱仪HPLC 1260，Agilent，美国，配有紫外检测器（UV））分析：色谱柱：Eclipse plus C18柱，4.6 mm×150 mm(5m)；流动相为甲醇-水(体积比为80:20)，水相加入体积比为0.02 %的乙酸；等度洗脱，流量：1 mL/min；柱温：30 ℃，紫外检测波长：293 nm；进样量：10L。

2 结果与分析

2.1 毒死蜱及TCP在水稻土中的等温吸附特征

毒死蜱及TCP在稻田耕作层和非耕作层土壤中的等温吸附特征如图1，毒死蜱主要为土壤固相所吸附，而TCP的吸附性较弱，主要分布在水相中。在相同的平衡溶液浓度（C）下，有机质含量较高的耕作层土壤的毒死蜱吸附量高于非耕作层土壤，且差异显著（图1a），而土壤有机质含量的差异对TCP吸附量的影响程度相对小（图1b）。耕作层土壤的有机质质量分数较高，为（23.0±0.5）g/kg，可以推断其总吸附位点也相应比非耕作层土壤高。总体上，耕作层土壤能吸附更多的毒死蜱及TCP。有机质含量显著影响水相的毒死蜱平衡浓度，表现为：在相同的吸附量（q）水平下，非耕作层土壤的毒死蜱水相平衡浓度明显高于耕作层土壤（图1a）；非耕层土壤的TCP水相平衡浓度也高于耕作层土壤，但其土层间差异没有毒死蜱明显（图1b）；TCP水相平衡浓度远高于毒死蜱。

图1 稻田耕作层和非耕作层土壤中毒死蜱及3,5,6-三氯-2-吡啶醇的等温吸附特征

稻田耕作层和非耕作层土壤中毒死蜱及TCP等温吸附数据的Freundlich方程和线性方程拟合结果如表1所示。发现对于毒死蜱2种方程拟合所得的决定系数（2）均达到显著或极显著水平，而Freundlich方程能比线性方程更好地拟合其等温吸附行为，说明毒死蜱在石灰性紫色土发育的水稻土中的吸附机理比较复杂，不仅有线性分配作用，还发生了非线性、非均质的多层吸附。2种方程拟合耕作层土壤中毒死蜱等温吸附数据所得的2值均大于非耕作层土壤，说明有机质不仅在疏水性较强的毒死蜱的线性分配中起重要作用，而且在非线性吸附中也起到不可忽视的作用。TCP吸附容量常数（K）为0.62～0.67，水稻土对毒死蜱的K和分配系数（K）均远大于TCP，可以推断前者的迁移性较弱。2种方程对TCP等温吸附数据的拟合结果都很好（2均大于0.98）。非耕作层土壤的TCP吸附容量常数和分配系数均略小于耕作层土壤。因此，可以推断，毒死蜱和TCP在有机质含量较低的非耕作层土壤中的迁移性强于在有机质含量较高的耕作层土壤中。

依据吸附自由能变化的大小，可以揭示吸附剂对吸附质的吸附机理。毒死蜱在耕作层和非耕作层土壤中的吸附自由能变化量分别为-3.5和-3.4 kJ/mol，TCP在耕作层和非耕作层土壤中的吸附自由能变化量分别为-1.3和-1.39 kJ/mol。吸附自由能远远小于化学吸附所需要的40 kJ/mol[19]，说明毒死蜱及TCP在呈弱碱性的耕作层和非耕作层水田土壤中的吸附都属物理吸附。与陈飞霞[20]在中性紫色土腐植酸上的吸附作用结果一致，说明土壤酸碱性的差异并不会影响其对毒死蜱的基本吸附机理。

徐霞[21]通过批量平衡法研究了共存有机物对毒死蜱在沉积物上的影响，发现苯酚和芘与毒死蜱存在竞争吸附作用。魏沙平[22]研究了酸性紫色土腐殖质对毒死蜱的吸附作用，发现土壤pH值越高，吸附作用越弱。陈飞霞[20]报道毒死蜱在中性紫色土（pH值6.3）中的吸附容量常数K为274。本研究发现石灰性紫色土发育的稻田土壤的毒死蜱吸附容量常数K范围为34～170，比而言，本研究的供试水稻土的毒死蜱吸附能力较弱，故而毒死蜱施用后较易发生迁移，对周边环境构成污染风险。

表1 稻田土壤中毒死蜱及TCP等温吸附方程拟合结果

注：**为极显著水平（<0.01)，*为显著水平(<0.05)。q为吸附量，mg·kg-1；C为平衡溶液浓度，mg·L-1。

Note: **, extremely significant (<0.01), *, significant (<0.05).qis soil adsorption capacity, mg·kg-1;Cis concentration in equilibrium solution, mg·L-1.

2.2 稻田灌溉方式对田面水和土壤孔隙水中毒死蜱浓度的时间变化特征的影响

中国传统的稻田水分管理方式为淹水灌溉，其用水量约占农业用水量的60%，耗水量巨大[23]，对于提灌设施与水源往往受限的丘陵区，多种节水灌溉模式得以采用和发展。其中，间歇灌溉最为常用。干湿交替往往使土壤环境条件发生显著变化，从而影响农药毒死蜱在稻田中的反应性迁移行为。施药后，持续淹水和间歇淹水条件下田面水和不同深度土壤孔隙水中的毒死蜱摩尔浓度随时间变化情况如图2所示。田面水中毒死蜱浓度迅速降低，施药3 d后降低90%以上，而室内等温吸附结果表明耕作层土壤对毒死蜱的吸附容量大，平衡状态下毒死蜱添加后96.9%～98.1%为土壤所吸附，故推测田面水浓度的迅速降低可能与耕作层土壤（尤其是表层）对毒死蜱的强吸附能力有关。土壤孔隙水中的毒死蜱浓度明显低于田面水，总体保持在较低水平，10 cm深处土壤孔隙水中的毒死蜱浓度稍总体高于50 cm深处土壤孔隙水，可能是由于下渗水中的毒死蜱在垂直迁移过程部分为耕作表层土壤所吸附（图3），然而，由于土壤中存在丰富的大孔隙通道[24]，加之商品农药含有的表面活性剂等助剂成分能促进其垂向淋失运移[25]，导致毒死蜱以一定的通量迅速到达50 cm深层土壤。2种灌溉方式下田面水中的毒死蜱浓度并未呈现显著差异。间歇淹水处理的干湿交替作用使耕作层土壤孔隙水中的毒死蜱浓度总体明显降低，推测有2个方面的原因：1）土壤含水率下降，水土比降低，有利于吸附，从而使下渗水（尤其是易动水）通量及其毒死蜱浓度降低；2）排干期土壤氧化条件改善，微生物群落结构发生改变，可能导致土壤固相所吸附的毒死蜱的降解作用增强，从而使可解吸进入土壤孔隙水中的毒死蜱减少，水相浓度降低。这些推论未来需通过室内土柱模拟研究不同降雨强度、土壤大孔隙直径与数量（考虑生物或非生物成因，如：土壤动物活动、根系穿插、干湿交替等）对毒死蜱及TCP迁移的影响，及模拟培养试验研究不同水分含量、温度及微生物存在条件下对毒死蜱降解的影响加以系统验证。

在夏季高温条件下，间歇灌溉处理稻田排干后表土开裂形成大量裂隙及大孔隙，监测发现50 cm深处土壤孔隙水中的毒死蜱浓度在田面无水阶段出现异常高值，很可能是因为田面水排干后2 d（施药后12 d；7月30日）有场短时强降雨事件（总降雨量为52.4 mm，降雨历时2 h，最大雨强为13.4 mm/15 min），雨水携带初期由表层土壤解吸的毒死蜱随优先流通过新形成的大孔隙快速到达深层土壤，而10 cm深处土壤孔隙水中毒死蜱浓度因雨水持续快速稀释而有所降低。有学者在研究短时降雨条件下农业流域河流中农药的浓度变化时也得出相似的结论。Sangchan 等[15]在降雨过程中农药的输出动力学研究中发现，对于高OC类农药（如毒死蜱、百菌清、硫丹等），径流峰下偶发的高浓度输出现象主要是由优先流导致的。Ciglasch等[26]对土壤环境中杀虫剂的动态观测研究中也发现大孔隙是杀虫剂优先运移的重要通道。Kahl等[27]发现在前期土壤含水量较高的情况下土壤大孔隙内的前期水及所含杀虫剂在降雨事件中会发生优先迁移流失。暴雨事件对持续淹水处理稻田土壤孔隙水中毒死蜱浓度的影响相对较小。在不同的灌溉方式下，毒死蜱迁移行为的降雨事件性响应特征表现出明显差异，导致毒死蜱的短时深层渗漏量及其对地下水的污染风险也可能有所不同。

图2 灌溉方式对田面水及土壤孔隙水中毒死蜱浓度的影响

图3 施药10 d后稻田土壤中毒死蜱的剖面分布特征

2.3 稻田灌溉方式对田面水和土壤孔隙水中TCP浓度的时间变化特征的影响毒死蝉含量

稻田排灌会改变土壤的氧化还原状况及土壤水分运动状态，从而可能对弱吸附、易降解的TCP的土壤环境行为产生较为显著的影响。施药后，持续淹水和间歇淹水条件下水旱轮作农田田面水及土壤孔隙水中TCP摩尔浓度的时间变化规律如图4所示。

1）2种灌溉方式下田面水和土壤孔隙水中TCP浓度的动态变化过程呈现一些共性特征。耕作层土壤孔隙水中的TCP浓度最高，田面水中TCP与毒死蜱浓度的变化量较为接近；田面水TCP浓度在施药6 d后降至初始浓度的10%左右，此后保持较低浓度。10 cm深处土壤孔隙水中的TCP浓度呈现先升后降的趋势，而50 cm深处TCP浓度基本保持在较低水平且未发生较大波动；土壤孔隙水中TCP浓度的动态变化是毒死蜱降解及TCP淋溶迁移的综合结果，耕作层土壤孔隙水TCP浓度在初期的持续上升可能是由于土壤固相表面所吸附的毒死蜱发生降解持续生成TCP并释放到水相中。

2）不同灌溉方式对土壤孔隙水TCP浓度的动态变化规律产生了不同的影响。持续淹水处理使10 cm深度处土壤孔隙水TCP浓度在施药后持续上升，在21 d后达到最大值，此后浓度快速下降，可能是因为随时间推移可供降解的毒死蜱含量降低，生成TCP的速率下降；50 cm深度土壤孔隙水中的TCP浓度始终保持较低水平。间歇灌溉处理田块在田面排水后（施药后11 d）10 cm深处土壤孔隙水中TCP浓度随时间呈下降趋势，在再次灌溉（21 d）后则保持在较稳定的水平。

田面排干期降雨事件的发生对土壤中水分运动产生的影响比在淹水状态下更为显著，本研究中施药后36 d间歇灌溉处理田块10 cm深度处TCP浓度呈现骤升，这很可能与前1天（施药后35 d）发生的降雨事件有关，田面无水状态下雨水对地面的直接击溅是养分、胶体等迁移的主要驱动力[28]。间歇灌溉处理稻田50 cm深处土壤孔隙水中在施药后中共出现2个TCP浓度峰值，分别是施药后12 d（强降雨）和23 d（灌溉），说明降雨和灌溉事件均能导致TCP向水相的释放及淋失强度显著增加。

田面排水会导致土壤氧化还原状态发生改变，而毒死蜱及TCP在好氧环境中的降解强度远高于厌氧环境[29]，故本研究第1次排干期毒死蜱及TCP浓度的明显下降可归因于排水导致氧化条件增强从而促进两者降解。据报导，毒死蜱在中国南方黄棕壤发育的水稻土中的半衰期为10 d或者更少[30]，40 d后在土壤中的消解率大于90%[7]。

图4 灌溉方式对田面水及土壤孔隙水中TCP浓度的影响

3 结 论

1）毒死蜱及其主要降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇（3,5,6-TCP）在稻田耕作层和非耕作层土壤上均表现为物理吸附，土壤对毒死蜱的吸附能力远强于TCP。

2）施药后毒死蜱及TCP可随大孔隙优先流迅速迁移至50 cm深处，但大部分毒死蜱在施药后的3 d内被耕作表层土壤吸附，而后水相（田面水和土壤孔隙水）浓度总体保持在较低水平；而水相TCP浓度总体（除施药后的6 d内）以耕作层孔隙水中较高，且随时间变化较大。

3）不同的灌溉方式下，毒死蜱和TCP对降雨和排灌事件的响应特征表现出明显差异。间歇灌溉模式下排干田面水可使耕作层土壤孔隙水中的毒死蜱及TCP浓度总体明显低于在持续淹水模式下，排干期的降雨事件会促进毒死蜱及TCP向深层土壤的迁移。

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Effects of intermittent irrigation on reactive transport behavior of chlorpyrifos in paddy field

Liu Huiyun1,2, Guan Zhuo1, Cheng Jianhua1,2, Tang Xiangyu1※, Xian Qingsong1,2

(1.,,610041,; 2.,100049,)

Intermittent irrigation is one common practice of water management in paddy field of hilly areas, and the intense alternating wet and dry process may have a significant effect on the environmental behavior of various pollutants. Based on the laboratory batch equilibrium adsorption experiment, isotherms of the insecticide chlorpyrifos and its major degradation product 3,5,6-trichloro-2-pyridinol (TCP) in the cultivated layer (0-20 cm) and underlying uncultivated layers (20-50 cm) of the paddy fields of calcareous purple soil were obtained and fitted by the linear and Freundlich models. During the rice-growing season, field application of chlorpyrifos in paddy soils and continuous on-site monitoring were carried out for the observation of temporal changes in the concentration of both chlorpyrifos and TCP in the floodwater and soil pore water at different depths. The results obtained under the conditions of intermittent irrigation and continuous flooding were compared. The results showed that the adsorption isothermal data for both chlorpyrifos and TCP fitted well both models. The calculated values of Freundlich sorption capacity and linear distribution coefficient for chlorpyrifos and TCP were found higher for the cultivated soil layer than those for the uncultivated layers. For all the tested soil samples, chlorpyrifos had much higher values of Freundlich sorption capacity (in the range of 34 to 170) and linear distribution coefficient (in the range of 44 to 171) than those for TCP, which had Freundlich sorption capacity and linear distribution coefficient in the range of 0.62 to 0.67 and 0.47 to 0.78, respectively. This indicated that chlorpyrifos could be easily adsorbed to the soil and maintained in the surface soil, while TCP could easily migrate and disperse in the environment. Following the pesticide application, concentrations of chlorpyrifos and TCP in the floodwater decreased rapidly with time and reached to stable low levels (i.e., 10% of initial concentrations) within the first 3 and 6 days, respectively. Chlorpyrifos was mostly adsorbed in the cultivated soil layer, while TCP was mainly found in the aqueous phase of both cultivated and uncultivated layers. Both chlorpyrifos and TCP could reach the depth of 50 cm with infiltrating water via various soil macropores (e.g., cracks, worm burrows, and root channels). Irrigation method had shown an effect on their concentrations in soil pore water, with concentrations generally found lower under intermittent irrigation as compared to continuous flooding. Apparently, water movement in paddy field exerted a greater impact on the TCP concentration in soil pore water of the cultivated soil layer under intermittent irrigation. After draining out the floodwater, the TCP concentration of soil pore water at the 10 cm depth decreased rapidly and remained stable after re-irrigation; in the contrast, TCP increased steadily during the first 3 weeks following chlorpyrifos application under continuous flooding condition. In addition, rain events during the floodwater draining periods and irrigation events had resulted in the transient releases of both chlorpyrifos and TCP from the soil solid phase to the aqueous phase, followed by subsequent leaching at elevated concentrations. Such effect was found more apparent for TCP, which had a lower sorptivity than its parent compound chlorpyrifos. The marked decreases in the concentrations of chlorpyrifos and TCP with time in soil pore water at the depth of 10 cm during the floodwater draining periods may be attributed to the enhanced degradation of both compounds under the improved oxidative conditions. The results above have suggested that, in future research, due attention should be paid to the environmental behavior of TCP in paddy fields at lowlands of hilly areas that may pose a risk to the shallow groundwater used as drinking water source for surrounding rural residents.

irrigation; floods; adsorption; chlorpyrifos; 3,5,6-trichloro-2-pyridinol; paddy field

刘慧云，关 卓，程建华，唐翔宇，鲜青松. 间歇灌溉对稻田毒死蜱迁移转化特征的影响[J]. 农业工程学报，2020，36(1)：214－220.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.025 http://www.tcsae.org

Liu Huiyun, Guan Zhuo, Cheng Jianhua, Tang Xiangyu, Xian Qingsong. Effects of intermittent irrigation on reactive transport behavior of chlorpyrifos in paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(1): 214－220. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.025 http://www.tcsae.org

2019-05-17

2019-10-10

国家重点研发计划课题（2016YFD0800203）；中国科学院“西部之光”项目；中国科学院成都山地所“一三五”重点培育方向性项目（SDS-135-1702）

刘慧云，博士生，主要研究方向为土壤有机污染物迁移转化行为。 Email：liuhy@imde.ac.cn

唐翔宇，研究员，博士，博士生导师，主要从事环境土壤学研究。Email：xytang@imde.ac.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.025

Q178.51+6; S143.92

A

1002-6819(2020)-02-0214-07