（环境科学专业论文）四种常见农药对土壤呼吸作用的影响及其危害性评价.pdf

吸的抑制可能是抑制了其他菌群的生长所致。 通过毒性评价，四种常见农药对土壤微生物均属低毒或无实际危 害级农药。 关键词：农药，土壤呼吸，危害性评价 ab s t r a c t f o r a l o n g t i m e , s o i l r e s p i r a t i o n s t r e n g t h w a s c o n s i d e r e d a s o n e o f t h e g u i d e l i n e s f o r s o i l m i c r o o r g a n i s m a c t i v i ty o r s o i l f e rt i l i ty . f o l l o w i n g t h e i n c r e a s i n g o f p e s t i c i d e s s o rt s a n d q u a n t i t y , d u r i n g t h e d e v e l o p m e n t a n d u s i n g o f n e w p e s t i c i d e s , i t h a s b e e n o n e i m p o r t a n t c r i t e r i o n o f e v a l u a t i n g p e s t i c i d e s e n v i r o n m e n t s a f e ty f o r m a n y c o u n t r i e s t h a t r e s e a r c h i n g t h e s o i l r e s p i r a t i o n s t r e n g t h u n d e r p e s t i c i d e a c t i o n n o w , i t i s n o t v e ry c l a r i t y t h a t t h e d i f f e r e n c e o f p e s t i c i d e p o l l u t i o n s a n d t h e s o i l r e s p i r a t i o n u n d e r p e s t i c i d e a c t i o n d u r i n g t h e p r o d u c t i o n o f fi e l d a n d s h e d v e g e t a b l e s . i t h a s m o r e p r a c t i c a l s i g n i fi c a n c e t o c a r ry s u c h r e s e a r c h i n g . t h i s p a p e r c h o s e c a r b e n d a z i m , d a c o n i l , i m i d a c l o p r i d a n d me t h o m y l a s e x p e r i m e n t o b j e c t s , d e t e r m i n e d t h e i r i n fl u e n c e t o s o i l r e s p i r a t i o n o f f i e l d , s h e d a n d s c h o o l u s i n g o b t u r a t e d i r e c t a b s o r b m e t h o d ; d i s c u s s e d n o t o n l y t h e v a r i e ty o f s o i l r e s p i r a t i o n u n d e r d i ff e r e n t p e s t i c i d e s s o rt s , c o n c e n t r a t i o n a n d s o i l c o n d i t i o n s b u t a l s o t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o i l r e s p i r a t i o n a n d t h e v a r i e t y o f b a c t e r i a n u m b e r in s o i l ; c o n fi r m e d t h e t o x i c i ty g r a d e a n d d a n g e r o u s i n d e x ; p r o v i d e d a n s c i e n t i fi c b a s i s f o r e n v i r o n m e n t s a f e t y e v a lu a t i o n o f p e s t i c i d e s u s i n g . t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s i n d i c a t e : c a r b e n d a z i m c a n a c t i v a t e t h e s o i l r e s p i r a t i o n o f fi e l d , s h e d a n d s c h o o l ; d a c o n i l , i m i d a c l o p r i d a n d me t h o m y l c a n a c t i v e t h e s o i l r e s p i r a t i o n o f fi e l d a n d s h e d , w h i l e h a v e p r o h i b i t i v e e f f e c t i o n t o s c h o o l s o i l u n d e r t h e e x p e r i m e n t a l c o n c e n t r a t i o n s , t h e o r d e r o f p e s t i c i d e t h a t c a n a c t i v a t e t h e s o i l r e s p ir a t i o n o f fi e l d w a s : d a c o n i lc a r b e n d a z im me t h o m y l i m i d a c l o p r i d . wh e n t h e c o n c e n t r a t e w a s l m g / k g a n d 1 q m g / k g , t h e o r d e r o f p e s t i c i d e s t h a t c a n a c t i v a t e t h e s o i l r e s p ir a t i o n o f s h e d r e s p e c t i v e l y w a s : c a r b e n d a z i m me t h o m y li m i d a c l o p r i dd a c o n i l , c a r b e n d a z i m i m i d a c l o p r i d d a c o n i l me t h o m y l ; w h e n t h e c o n c e n t r a t e w as 1 0 0 m g / k g , t h e p e s t i c i d e s o r d e r w a s c a r b e n d a z i mme t h o m y l i m i d a c l o p r i d e x c e p t da c o n i l . t h e o r d e r o f p e s t i c i d e s t h a t r e s t r a i n s c h o o l s o i l s r e s p i r a t i o n r e s p e c t i v e l y w a s : me t h o m y l i m i d a c l o p r i d d a c o n i l ( i m g / k g ) ; d a c o n i l i m i d a c l o p r i d me t h o m y l ( 1 0 m g / k g ) ; me t h o m y l d a c o n i l i m i d a c l o p r i d ( 1 0 0 m g / k g ) . c a r b e n d a z i m a n d da c o n i l h a v e t h e a l mo s t s a me i n fl u e n c e t o s o i l b a c t e r i a s n u m b e r a n d s o i l r e s p i r a t i o n ; i m i d a c l o p r i d a n d me t h o m y l c a n a c t i v a t e t h e g r o w t h o f s o i l b a c t e r i a , th e r e s t r a i n t o s o i l r e s p i r a t i o n m a y b e c a u s e d b y i n h ib i t i n g t h e g r o w t h o f o t h e r s b a c t e r i a g r o u p s t h r o u g h t h e t o x i c i ty e v a l u a t i o n , th e s e 4 k i n d s o f p e s t i c i d e s i n c o m m o n u s e d w e r e a l l t o b e t h e l o w t o x i c i ty o r n o t o x i c i ty g r a d e t o s o i l mi c r o o r g a nis ms . k e y w o r d s : p e s t i c i d e , s o i l r e s p i r a t i o n , d a n g e ro u s e v a l u a t i o n 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 王脸日期 : nq -, ( 1 -t 一 、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文 的规定，即:东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范 大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其它复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书 ) 学位论文作者签名: 日期: 指 导 教 师 签 名 : 清f 日期:; x -4. 6 , 3 7 学位论文作者毕乏 工 作 单 位 : 寿 通讯地址: 电话 邮编 1 . 引言 1 . 1 土壤呼吸作用 呼吸在生理学上的 含义很广泛， 根据s t e p h e n s o n ( 1 9 4 9 ) 的意见， 主 张把一切发生能量的反应都称之为呼吸。呼吸作用过程与有机体总的 新陈代谢相关，一方面它是供给能的过程，在呼吸时，作为呼吸基质 的有机质的化学能被释放出来，被用来满足生命过程的需要。另一方 面，它是有机体代谢过程的表现，呼吸时进行着一系列物质的转化， 在转化过程中，形成了各种高度活性物质。这些物质进一步在有机体 代谢中起着主要的作用。因此，呼吸作用本身反映了有机体的基本生 理功能，以及有机体因外界环境条件变化所引起的反应。对土壤呼吸 过程的研究，同样也有助于我们对土壤有机体的基本生理功能，以及 环境因子的改变而引起土壤状况变化的了解。 土壤呼吸这一术语，初始时的含义为:一定时间土壤表面放出的 二氧化碳量称为土壤呼吸。以后，有研究者把土壤呼吸这一含义扩展 为土壤与大气间的气体交换。由于土壤空气组成中氧及二氧化碳的量， 取决于土壤微生物生命活动对氧的吸收和二氧化碳的释放，以及他们 的扩散速度，因此也有一些研究者，把土壤空气组成中，氧和二氧化 碳的变化理解为土壤呼吸。关于土壤呼吸，在早期的土壤研究方面， 通常利用二氧化碳释放量来表征土壤的呼吸作用。土壤呼吸也称土壤 总呼吸，严格意义上讲是指未扰动土壤中产生的二氧化碳的所有代谢 作用，包括三个生物学过程( 即土壤微生物呼吸、 根系呼吸、土壤动物 呼吸 ) 和一 个非生物学过程( 含碳矿物质的 化学 氧化作用 ) 。 在测定土壤 空气中二氧化碳含量时，虽然土壤中二氧化碳的量有一些是纯化学过 程、土壤动物呼吸和根际呼吸所产生，但可以认为它的来源主要是由 于土壤微生物的生命活动结果。计算表明，在田间土壤中二氧化碳含 量的8 5 % - 9 0 %以 上来自 于土壤微生物的生命活动 ( l u n d e g a r d h . 1 9 2 7 ) o 在实验室无植株和土壤动物存在的土壤中，则可以认为土壤中二氧化 碳含量几乎全部来自 于土壤微生物的呼吸，土壤呼吸等同于土壤微生 物 呼 吸 1 。 在土壤呼吸的早期研究中，多半是结合植物残体在土壤中分解时， 测定放出的二氧化碳量进行的 ( w a k d m a n , 1 9 5 2 ) ，这些工作表明， 土壤 中二氧化碳的释放量与土壤微生物总数、土壤中有机质含量以及有机 残体分解过程强度存在一定的相关性，因此，不少的研究者利用土壤 二氧化碳释放量作为衡量土壤肥力的指标，或者作为土壤微生物总的 活性指标 ( s t o t z k y , 1 9 6 5 ; 田 迈市郎，甲 裴秀昭，1 9 7 5 ) 。考虑到土壤呼 吸过程本身的复杂性，以及吸取了生物化学其它方面 ( 尤其是微生物 方面)的研究成果，近二十年来，国内外学者已注意从土壤整体代谢 方面，来讨论土壤呼吸问题。 影响土壤呼吸作用强度的因子很多，可以归纳为如下几个方面， ( 1 )土壤微生物本身的活性;( 2 )土壤有机质存在的质和量;( 3 )有 机残体在土壤中分解时产物的生成与累积;( 4 )土壤本身的条件，如 水分、 温度、 p h 值以 及通气状况;( 5 ) 土壤本身的其他物理化学性质 等等。 1 . 2 土壤呼吸作用的测定方法 对土壤呼吸作用的研究国内外开展的都比较多，已 形成了比较传 统的研究方法。土壤呼吸作用的强弱可以 通过氧吸收量和二氧化碳释 放量来表示，通常都采用后者。有许多方法可用于测定土壤呼吸所释 放的二氧化碳量，如:二氧化碳的重量分析、二氧化碳的碱液滴定吸 收、二氧化碳的电导分析、比色分析以及二氧化碳的气相色谱分析等。 w a k s m a n ,s t a r k e y ( 1 9 2 4 ) 的 早期工作利用碱吸 收土壤所释放的二氧 化碳，然后用酸滴定，根据耗酸量计算放出的二氧化碳量。也有研究 者借助于不含二氧化碳的空气流，驱除土壤所释放的二氧化碳，用氯 化 钙吸 收， 称 重 测定 ( m a r tin等， 1 9 5 9 ; a l l i s o n , 1 9 5 9 ) f r e c k s ( 1 9 5 4 ) 曾 利用o . 1 m的 碳酸钠溶液吸 收土壤所释放的 二氧 化碳， 根据p - x y l a n e s p h th a l e i n p h e n o l p h t h a l e in 指示剂颜色的变化而进行测定，同样， h o m ( 1 9 5 5 ) ; b e c k p o s c h e n r i e d e r ( 1 9 5 9 ) 利用酚酞为指示剂以 o . 1 m 氢 氧化钠吸收土壤所释放出的二氧化碳，进行比色测定。利用比色法测 定土壤呼吸作用时，指示剂的浓度、温度的变化均能影响结果，在严 格控制条件下，所得的结果值平均差异小于一般氢氧化钡滴定法所得 的差异值 ( b e c k , p o s c h e n r i e d e r , 1 9 5 9 ) 0 z o t t o l ( 1 9 6 0 ) 曾 利用碱液吸收 二氧化碳后，形成碳酸钠所引起溶液电导的改变而求出土壤二氧化碳 量。 m e y e r ( 1 9 5 9 ) 等曾 用电 解滴定法测定田间土壤所释放出的二氧化碳。 根据这些原理，v u l t o 等 ( 1 9 7 3 年)应用碱液吸收阱;p o w l s o 等 ( 1 9 7 6 年)使用呼吸测定计测定土壤呼吸强度的变化;另外还发展了气相色 谱法测定二氧化碳p . 1 0 1 利用上述方法， n i m r o d a c a n d b e n s o n w h 研究了烷氧基酚类化合 物、 e l m h o l t .s 研究了丙环哇、 e k e l u n d ,f l e m m i n g 研究了 芬普福乳剂、 a n h a l t j c 等研究了 阿特拉津和二甲 戊乐灵、 j h o l l e n d e r 等研究了多环芳烃 和挥发性有机物对微生物活性的影响。朱鲁生、张跃华等应用密闭碱 液吸收滴定法研究了乙草胺、荞去津、马拉硫磷、氰戊菊醋、阿维菌 素等农药对土壤呼吸作用的影响，王静等应用通气条件下碱液吸收滴 定法研究了氯氰菊醋、丁硫克百威对土壤呼吸作用的影响。朱南文等 应用气相色谱法测定了甲胺磷对土壤呼吸作用强度的影响。 1 .3 农药与 土壤微生 物 土壤里分布着种类繁多、数量巨大的微生物，它的生命活动对土 壤及其在土壤上生长的植物有着重要的影响。土壤微生物是土壤生态 系的主要组成部分，也是土壤肥力的一个重要指标。农田施用的化学 农药，大部分掉落入土壤中，从而对土壤微生物产生影响。不同品种 的农药对不同的土壤微生物的影响是不同的，有些杀菌剂能杀死土壤 中的某些有害细菌，如硝化抑制剂，它能抑制反硝化细菌的活动，从 而减少土壤氮元素的损失;而另有一些农药则能影响土壤微生物的正 常活动，甚至危及固氮菌、根瘤菌等有益微生物，从而影响土壤肥力。 1 .3 . 1 土坡微生物对农药的 作用 除少数挥发性强的农药外，进入土壤的农药一般很少散失至大气 中，随水流失的也不多，主要是被土壤吸附。水溶性较大的有机磷制 剂也不大在土壤中移动。土壤中的农药一部分因化学分解而消失，而 绝大部分受微生物的作用而转化， 有些农药易受微生物分解，有些则 抗分解，能在土壤中持续很长时间。由于不容易测定农药的最小含量， 常以半衰期进行比较。 土壤微生物对农药的代谢转化有两种类型。一类农药可以作微生 物的碳源及能源，有时可作为氮源或者硫源，维持微生物的生长繁殖。 另一类型的农药虽可被微生物降解，但不能作为微生物的营养来源。 微生物对农药的作用方式也是多种多样的，可以归纳为六种类型，即: 一)去毒作用，被微生物作用后变有毒为无毒;( 二)降解作用，将 复杂的化合物转变为简单化合物，或者彻底分解成二氧化碳和水，有 时为n h 3 或c l - 。 如果完全被分解成无机化合物， 即称为农药的矿化; ( 三) 活化作用，将无毒的物质转化为有毒的农药。一系列商品制剂，如除 草剂2 , 4 -d 丁酸和杀虫剂甲 拌磷是经过土壤中微生物作用后的代谢产 物，对杂草及昆虫发生毒害作用;( 四) 失去活化性，本来一无毒有机 物分子，在酶活化下可以成为农药，但有的微生物能将这样的分子转 化为另一无毒分子，它不能再被活化为农药;( 五)结合、复合或加成 作用，微生物的细胞代谢产物与农药结合，形成更复杂的物质，如将 氨基酸、有机酸、甲基或者其它基团加在作用底物上。这些过程常常 是解毒作用;( 六)改变毒性谱，某些农药对有机体有毒，但是它们被 微生物代谢后，得到的产物却抑制完全不同的另一类有机体。栽培试 验证明杀菌剂五氯苯酚在土壤中 转化为除草剂氯苯酸2 , 3 , 5 1 . 3 . 2 农药对土壤微生物的影响 农药对土壤微生物的影响是人们关心的农药环境毒理学问题。主 要是农药对土壤微生物总数、硝化作用、氨化作用、呼吸作用、根际 微生物和根瘤菌的影响。 在推荐用量下一些有机氯农药和有机磷农药 对土壤中细菌、放线菌和真菌的总数，微生物的呼吸作用影响都较小。 王芝山等人通过观察土壤呼吸作用强度、需氧细菌总数、真菌总数、 硝化作用及固氮酶活性等指标的变化研究了农药多唾烷的土壤生态毒 性。 结果 表明， 在实 验浓度为 5 0 - 7 5 0 m g / k g 时， 土壤呼吸 作用强 度及 异养细菌数均见增加，且与施用浓度呈正相关， 可分别达到对照组的1 至3 倍; 真菌总数在7 5 0 m g / k g 时略见抑制，但不出半月又复原;多pa 烷对土壤硝化作用呈现抑制效应，5 0 , 2 5 0 , 7 5 0 m g / k g 抑制率分别为 2 3 .9 %, 3 4 . 7 %, 5 1 . 1 %; 固氮酶活性在多ps烷浓度较低时( 1 0 0 m g / k g ) 增高，为对照组的1 3 1 . 8 1 y.， 但浓度大于3 0 0 m g / k g 后， 就表现为抑制 作用。有时虽然观察到对硝化作用、呼吸作用等有一定的抑制作用， 但经一段时间后又能恢复到原来的水平。黄智等人研究表明， 除草剂苯 唾草胺对土壤呼吸有明显的抑制作用，浓度愈高，土壤呼吸强度在初 期抑制愈大，1 7 d 后各处理土样的呼吸强度基本恢复正常 u , ， 1 4 1 对土壤微生物影响较大的是杀菌剂，它们不仅杀灭或抑制了病原 微生物，同时也危害了一些有益微生物，如硝化细菌和氨化细菌。随 着单位耕地面积农药用量的减少，除草剂和杀虫剂对土壤微生物的影 响将进一步削弱，而杀菌剂对土壤微生物的负面作用将受到更多关注。 1 . 4 农药的 环境 危害 农药对生态环境的影响可以归纳为:农药对水、土壤和大气等环 境要素的污染;农药对环境生物产生的污染和危害， 这些生物有昆虫、 鱼类、鸟类、无脊椎动物、哺乳动物、野生动物和微生物等;农药对 农作物的 污染，并通过食物链对其他农畜产品产生污染8 ,9 1 .4 . 1 农药对水环境的污染 农药对水体污染的危害主要表现在影响地表水和地下水的质量、 不利于水生生物的生存，甚至破坏水生生态系统的平衡。其污染源主 要来自以下几个方面:向水体直接施用农药;含农药的雨水落入水体; 植物或土壤粘附的农药，经水冲刷或溶解进入水体;生产农药的工业 废水或含有农药的生活污水污染水体等。全世界生产了约1 5 0 万吨滴滴 涕，其中 有1 0 0 万吨左右仍残留在海水中。 英美等发达国家中几乎所有 河流都被有机氯杀虫剂污染了。据报告，伦敦雨水中含滴滴涕7 0 4 0 0 p p t 。 我国在1 9 8 6 - 1 9 8 8 连续三年对黄河三门峡到花园口 河段的农药 污染现状进行调查， 结果表明， 六六六含量为0 .0 4 - 2 g g / l ，检出 率为 1 0 0 %。由 于农药的过量使用，太湖流域一带的稻田中水生生物大量减 少，稻田里鱼、虾几乎消失。 农药对地下水资源的污染也十分严重。 据国家环保局南京环科所的研究报道，涕灭威、峡喃丹、拉索等农药 施用后，在一些地下水位较高、沙性重的土壤地区，农药极易进入地 下水中，农药一旦进入地下水，极难降解，降解半衰期常在一年以上。 由于地下水被污染后难以进行处理，并进入水井、河流等饮用水源， 对人民的身心健康具有极大的威胁。 1 .4 .2 农药对土壤的 污染 农药进入土壤的途径主要有三种，第一种是农药直接进入土壤， 包括土壤施用的一些除草剂、防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂。第二 种是为防治害虫喷洒的农药，多数也撒落到土壤中。第三种随大气沉 降、灌溉水和动植物残体而进入土壤。直接向土壤或植物表面喷撒农 药，是使用农药最常用的一种方式，也是造成土壤污染的重要原因。 研究表明，一般农田土壤均受到不同程度的污染。 农药对土壤的污染 与农药的使用历史有关。6 0 年代广泛使用含 汞、砷的农药，至今在我国部分地区仍在土壤中 起着残留污染的作用。 有机氯农药1 9 8 3 年被禁用后，其替代品种为有机磷、氨基甲酸酷及菊 酷类农药等。这些农药在环境中较易于降解，从全国的施用情况看， 尚未造成大面积的土壤污染，但在部分地区由 于使用技术不当和施用 量过大，也出现了土壤严重污染的情况。如9 0 年代，江苏省武进县对 土 壤检 测的结 果表明: 其土 壤中 除 草 醚最高 含 量为 5 .9 8 . 1 0 -气最低为 0 . 1 6 x 1 0 -6 ， 平均为1 .2 1 x 1 0 6 ; 绿麦隆最高含量为 0 .4 6 6 . 1 0 6 ， 平均为 0 .2 9 7 . 1 0 -6 ;甲 胺磷 检出 率为1 0 0 % ， 平均 含量为 0 . 1 4 1 - 1 0 -6 ， 最高 含量 为 0 .6 3 5 x 1 0 -6 。这些农药的 残留 对环境、 作物及人民的身心健康危害极 大，严重制约了农业的可持续发展。 1 . 4 .3 农药对大气的 污染 大多数农药都是通过溶解、稀释后经农业机械喷向农作物，在此 过程中，有无数微小的药粒会进入大气，形成大气污染，尤其是一些 无味无刺激性易挥发的药剂，易被人们忽视， 经过呼吸进入人体，引 起中毒。农药微粒和蒸汽散发空中，随风飘移， 污染全球。残留在土 壤表面的农药， 经蒸发作用， 凭借风力远距离漂移， 还有一部分农药 挥发到大气中，从而造成对大气的污染。大气中的农药一般都吸附在 悬浮的尘埃上。它们还会在紫外线的作用下分解，溶于水中再降落到 地面上来。 据世界卫生组织报告，伦敦上空1 吨空气中约含1 0 微克滴滴 涕。北极地区的格陵兰，估计在1 5 0 0 万平方公里的水区里每年可能沉 积2 9 5 吨滴滴涕。其原因除了化学稳定性和物理分散性外，滴滴涕还具 有独特的流动性;它能随水汽共同蒸发扩散，使整个生物圈都受到污 染。 人们己 从世界屋脊一青藏高原的南迎巴瓦峰 ( 海拔4 2 5 0 m) 的积雪 中检测出有机磷农药。我国南极站对海洋生物样品分析，发现有六六 六、d d t 。日 本爱媛大学副教授田 边信岸等人最近研究发现， 在热带 地区大量使用的农药，有些己随大气飘越了中纬度，正在不断的溶进 北极的海洋里，每平方米水面每天溶解的六氯苯为万分之一到万分之 二毫克，海水中六氯苯的含量已 相当高。总之，大气中残留农药的危 害主要表现在两方面:一方面施药人员吸入含药的空气造成中毒;另 一方面随风飘移的农药对非靶标区的作物造成药害。 1 . 4 .4 农药对农作物和生物的影响 因农作物的病虫害种类和数量也不断增多，尤其是一些病虫抗药 性的产生，使广大农民不仅要使用农药，而且要增加使用的频率，才 能起到预防和治疗的效果，因此农药在果蔬上的富集作用增强，当人 们食用了受农药污染的果蔬、食品等就会引起中毒。 农药残留在农作物上，使其直接受到污染;或者是通过食物链的 富集作用间接地污染食物。当有毒农药施用在农作物、蔬菜和果树上 时，残留在农作物表面上的农药，由于脂溶性强，很容易渗人表皮的 蜡质层，以致很难完全清洗掉。 如果以这些受污染的粮食、蔬菜作饲 料，则残留的农药就会转移到肉类、乳类和蛋品中引起污染，最终随 食物进入人体。 据有关资料表明，日 本人体中六六六含量达1 2 . 1 1 p p m 人乳中也检出六六六， 而滴滴涕对人类的污染， 有%. 6 %是通过动物性 食物进入人体的，其中蛋类占3 2 .4 ，鱼类占3 .0 。另外，残留农药 对生物的影响最明显的是生物使这些残留农药得到浓缩。在一些生物 体中检侧出的农药浓度远远高于水中的浓度，例如尽管水中的d d t 浓 度非常低， 只有0 .0 0 0 0 5 m g / 1 ， 但是浮游生物中 却是0 .0 4 m g /k g ， 在海鸥 体内 最高达7 5 m g / k g o 农药污染的最终结果是危及人类的健康。环境中的农药可通过消 化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体，如果农药在人体内存在超过了 正常人的最大耐受限量，都将会导致机体正常的生理功能紊乱和失调， 引起病理改变和中毒危害。如对人体生殖机能的影响，造成后代不育 和畸形。据报道，我国平均每年有1 0 万多人发生农药中毒事故，死亡 万余人。近年来，中毒人数和死亡人数呈明显的上升趋势。 1 .5 本论文的研究目的及意义 长期以来，人们把测定土壤呼吸作用强度看作是衡量土壤微生物 总的活性或作为评价土壤肥力的指标之一。随着农药种类和用量日益 增多，在新农药开发和使用中，研究农药对土壤微生物呼吸作用强度 的影响，已成为不少国家评价农药生态环境安全性的一个重要指标。 目 前国内 外学者主要研究了单一土壤条件、以及远距离差距土壤 条件下农药对土壤呼吸作用的影响，而开展农药对大棚和农田土土壤 呼吸作用影响的比 较研究还未见报道，随着北方温室大棚的决 速发展， 大棚蔬菜生产过程中农药污染状况还不十分清楚，因此开展农药对大 棚土壤和农田土壤呼吸作用影响的比较研究更有实际意义。本论文测 定了多菌灵、百菌清、砒虫琳、万灵四种常见农药对土壤呼吸作用的 影响;研究了农药种类、浓度、土壤条件的改变引起的土壤呼吸作用 强度的变化;探讨农药对土壤微生物活性影响规律，同时确定农药的 毒性等级和危害系数，为农药使用的环境安全性评价提供科学依据。 2 . 实验材料与实验方法 2 . 1 实验材料 2 . 1 . 1 化学试剂 7 s %百菌清可湿性粉剂:先正达投资有限公司上海分公司 5 0 %多菌灵可湿性粉剂:江苏省新沂农药有限公司生产 1 0 %毗虫琳可湿性粉剂:苏州华源农用生物化学品有限公司 9 0 % 万灵可溶性粉剂:美国杜邦公司上海杜邦农化有限公司 氢氧化钠:北京化工厂 氯化钡:天津市塘沽膨达化工厂 盐酸:北京化工厂 酚酞:沈阳市试剂三厂 无水乙醇:北京化工厂 浓硫酸、高氯酸、铝酸钱、氢氧化钠:北京化工厂 酒石酸锑钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠:沈阳化工厂 苯二甲酸氢钾、重铬酸钾:沈阳化学试剂三厂 抗坏血酸:北京化工厂 硼砂、硼酸:沈阳化工厂 氯化钾、氯化钙、 硫酸钾:天津市塘沽膨达化工厂 溟钾酚氯、甲基红:沈阳市试剂三厂 硫酸铁、硫酸银、硫酸钱:沈阳试剂三厂 二苯胺- 2 - 狡酸:沈阳试剂一厂 菲哆琳:天津市化学试剂厂 上述试剂均为分析纯 牛肉膏:上海西巴斯生物技术开发有限公司 蛋白陈:贵州新华高蛋白饲料有限公司 琼脂:石家庄凯发化工医药有限公司 2 . 1 . 2 实验仪器 恒温培养箱:上海申光仪器仪表有限公司 p h计: 无 锡华科仪 器仪 表有限公司 开氏瓶、半微量定氮蒸馏器、半微量滴定管:成都科析仪器有限 无菌工作台:苏州安泰空气技术有限公司 高压灭菌锅:北京五洲东方科技发展有限公司 受试农药的基本性质 a . 百菌清 【 化学名称】 :2 , 4 , 5 , 6 一 四氯- 1 , 3 一 二氰基苯 分子式 :c xc l , n , 分子量 :2 6 5 . 9 1 i 英文通用名 : c h l o r o t h a l o n i l 【 结构式】 : 一月1 公.l- ，七 【 物化性质】 :杀菌剂，熔点;2 5 0 - 2 5 1 沸点:3 5 0 0c蒸汽压 (40 0c ) : 1 0 0 m g / k g o 仪 -叫卜-c k - 奋 - l u e 刃 k g 1 如a 广 七 . - - - x- l o . / k 州十考。1谕日啊侧豁昌。 0 - 2 d 乍j . 1 2 - 1 5 d时间 图4 : 万灵对农田土土壤呼吸的影响 3 . 2 . 2 农药对大棚土土壤呼吸的影响 1 ) 多 菌灵 对大棚 土土壤呼吸的 影响。 附表1 数据可以 看出， 在整 个 测定时间段内，三个浓度农药处理的土壤二氧化碳释放量均高于对照， 并在0 - 2 天达到最大值， 从图5 中还可以看出， 无论对照和加药的土壤 二氧化碳释放量在第2 天后开始下降，第7 天逐渐恢复。从表6 的t 检验值可以看出，与对照相比，三个浓度多菌灵对大棚土土壤呼吸均 有明显的激活作用，而三个浓度之间的激活作用无明显差异。 臼 2 0 -心 一 c k . - l m g ,/ k g i o m g / k g - -x - 1 0 ftg / k g 厂一一一一一|千 00806040 1邵。之四日酬属睦囚。 0 - 2 d 2 - 5 d 5 - 7 d 7 - 1 0 d 1 0 - 1 2 d 1 2 - 1 5 d时间 图5 : 多菌灵对大棚土土壤呼吸的 影响 2 ) 百菌清对大棚土土壤呼吸的影响。 从附表1 可以 看出， 在整个 测定期， 添加农药三个浓度的土壤c o : 的 释放量稍高于对照， 并在0 - 2 天达到最大值。从图 6还可以看出，无论是对照还是加农药的土壤， c 仇的释放量在第5 天后逐渐减少， 第7 天时降到最低， 随后开始恢复， 到第1 5 天基本恢复到原来水平 ( 0 - 2 天) ， 并且加药土样与对照的c o s 的释放量趋于一致。 另外根据附表3 的t 检验值可以 看出， 与对照相比， l o m g / k g 浓度的 激活 作用明 显强于 对照， 而l m g / k g 和1 0 m g / k g 浓度的 激活作用不显著。 -叫卜- c 板 - . - 1 . 8 / k g 1 .0 . 一一 切阮k . 八曰oonlln八ilnllocun 八们9只76rja.八jn乙1 钊节户bd。1助已咧楼龚囚。. 0 - 2 d 2 - 5 d 5 - 7 d 7 - 1 0 d 1 0 - 1 2 d 1 2 - 1 5 d时间 图6: 百菌清对大棚土土壤呼吸的影响 3 ) a 比 虫琳对大棚土土壤呼吸的影响。从附表1 和图7 可以 看出， 在整个测定周期内，三个加农药土壤的二氧化碳的释放量均高于对照， 前5 天的释放量变化不大，从第5 天开始二氧化碳的释放量逐渐降低， 并在第7 天达到最低值后稍有恢复， 到第巧天恢复至稍低于原来水平， 并趋于稳定。 从附表3 的t 检验值可以看出， 与对照相比， 三个浓度的 毗虫琳对土壤呼吸的刺激作用均不明显，各浓度之间的刺激作用也无 明显差异。 1 2 0 洲 1 1008060 _ 粉 、广t k 酬巧卜 一忿 月冬 = 曰r 4? d o一琴 一 一 一 -0 - 一 一 妥“ 盯 k e ! n0v 20 -. 0一一 -一- j一 一 - 一 曰一一 - j we . es eses 0 - 2 d 2 - 5 d 5 - 7 d 7 - 1 0 d 1 0 - 1 2 d 1 2 - 1 5 d时间 -叫卜- c k -.一 i o e / k 8 s , - l 如e / k 吕 洲 f 1 0 0 n e e 图7: 毗虫琳对大棚土土壤呼吸的影响 4 )万灵对大棚土壤呼吸的影响。从附表1 和图8 可以看出，在整 个测定周期内，前 5天三个加农药土壤的二氧化碳的释放量均低于对 照，农药对土壤呼吸有抑制作用，第5 天后c 0 2 释放量高于对照， 开始 起激活作用。 但所有加药样品和对照， 5 天后二氧化碳的释放量均呈降 低趋势， 第1 2 天开始恢复， 1 5 天时恢复至接近原来水平。 从附 表3 的 t 检验值可以看出，与对照相比，三个浓度的万灵对土壤呼吸的激活作 用均不明显，各浓度之间的激活作用也无明显差异。 一 碑 .- 口 g / k g i o m a k g 弓 玲一 l o . / k g rl一lles. 0090807060504030201c 书一比001助三喇楼瞬no咨 0 - 2 d 2 - 5 d 5 - 7 d 7 - 1 0 d 1 0 - 1 2 d 1 2 - 1 5 d时间 图8 :万灵对大棚土土壤呼吸的影响 3 . 2 . 3 农药对校园土土壤呼吸的影响 1 )多菌灵对校园土土壤呼吸的影响。从附表1 数据可以 看出，在 整个测定时间段内，三个浓度农药处理土壤的二氧化碳释放量均高于 对照， 并在第2 - 5 天达到最大值， 从图9 中还可以 看出， 无论对照和加 药的土壤， 二氧化碳释放量在0 - 5 天增加到最大后下降， 并发生波动性 变化， 到第1 5 天恢复到原来水平。 从附表3 的t 检验值可以 看出， l m g / k g 浓度的多菌灵激活作用较明显，1 0 0 m g / k g浓度的 激活作用较弱， 而 1 0 m g / k g 浓度对土壤呼吸有抑制作用。 ， 一今一 c k 一 一 .一 1 m g / k s i o m 9 / k g 一书 一 l o o . . / k g 40即00806040200 洲斗切00一加任喇缝豁no臼 0 - 2 d 2 - 5 d 5 - 7 d 7 - 1 0 d 1 0 - 1 2 d 1 2 - 1 5 d时间 图9 : 多菌灵对校园土土壤呼吸的影响 2 )百菌清对校园土土壤呼吸的影响。从附表 1 的数据可以看出， 在测定周期的前 7 天，添加农药的土壤c 0 2 的释放量均低于对照，表 现为一定的抑制作用，从第7 天开始出现高于对照的现象，到第1 2 天 则全部稍高于对照。从图1 0 还可以 看出，无论是对照还是加农药的土 壤，c 仇的释放量在第2 天后逐渐减少，到第1 2 天释放量趋于稳定， 无恢复现象。 另外根据附表3 的t 检验值可以看出， 与对照相比， 实验 浓度范围内百菌清对土壤呼吸的抑制作用不明显，且三个浓度之间的 抑制作用也无显著差异。 闷卜- e k - 卜- 1 . . / k . onn 5n5