种农药对大棚土壤酶活性的影响

5种农药对大棚土壤酶活性的影响摘要：测定了5种农药（百菌清、多菌灵、多菌灵-百菌清混剂、吡虫啉、氯氰菊酯）对长春市郊大棚土壤转化酶、脲酶活性的影响及多菌灵、氯氰菊酯对大棚土壤过氧化氢酶活性的影响。结果表明，百菌清、百菌清-多菌灵混剂、氯氰菊酯在实验浓度范围内（0.1mg/g～50mg/g）明显抑制土壤转化酶活性，多菌灵、吡虫啉浓度低于0.1mg/g时对转化酶有激活作用，而浓度高于0.5mg/g时抑制转化酶活性；百菌清和多菌灵联合使用，会使农药毒性明显增强。5种农药对土壤脲酶的影响主要是激活作用，除吡虫啉外，均随浓度增加而增大，氯氰菊酯对脲酶的激活作用最为显著；吡虫啉浓度为1mg/g和10mg/g时对脲酶的激活率较高。低浓度的多菌灵与氯氰菊酯对过氧化氢酶活性的影响不显著，高浓度（150µg/g）时，表现出强烈的抑制影响。关键词：土壤酶；百菌清；多菌灵；吡虫啉；氯氰菊酯Influenceoffivepesticidesontheenzymeactivityinplasticshedsoil.Abstract:Influenceoffivepesticides(Chlorothalonil,Carbendazimandtheirmixture,Imidacloprid,Cypermethrin)ontheenzymeactivityinplasticshedinChangchunsuburbwasinvestigated.TheresultsshowedthatinvertaseactivityinsoilwasstronglyinhibitedbyChlorothalonil,CypermethrinandthemixtureofCarbendazim-Chlorothalonilintherangeoftrialconcentrations.Theinvertaseactivitywasstimulatedundertheconcentrationof0.1mg/gofCarbendazimandImidacloprid,andinhibitedundertheotherconcentrations(0.5mg/g～50mg/g).ThejointeffectsofChlorothalonilandCarbendazimontheinvertaseweremuchmorethaneachsinglepesticide.Theureaseactivitieswerestimulatedintheeffectoffivepesticides,withstrongerinfluenceathigherconcentrationexceptImidacloprid.InfluenceofCypermethrinontheureaseactivitieswasthehighest.Theureaseactivityundertheconcentrationsof1mg/gand10mg/gofImidaclopridwashigherthantheotherconcentrations.TheinfluenceofCarbendazimandCypermethrinonthehydrogenperoxidasewasnotdistinctunderlowconcentrations,whiletheinhibitionwasfairlystrongundertheeffectofhighconcentration(150µg/g).Keywords:Soilenzyme;Chlorothalonil;Carbendazim;Imidacloprid;Cypermethrin土壤酶活性高低可反应土壤营养物质转化、能量代谢、污染物降解等过程能力的强弱，是土壤自净容量的一个指标。其中，脲酶能反映土壤有机氮转化情况，它是一种专性较强的酶，能酶促尿素水解生成氨、二氧化碳和水，而氨是植物氮素营养源之一，控制土壤脲酶活性，有利于防止硝酸盐和亚硝酸盐的大量积累，消除其对大气、土、水的污染和对人畜、动植物的危害；转化酶(蔗糖酶、β-呋喃果糖苷酶)可增加土壤中易溶性营养物质，对土壤中的碳素循环有着重要的作用，酶促作用产物——葡萄糖是植物、微生物的营养源；过氧化氢酶能有效地防止土壤及生物体在新陈代谢过程中产生的过氧化氢对生物体的毒害等[1]。近年来，随着农业科技化的不断深入，各地纷纷利用塑料大棚种植经济作物，进行反季节生产，以满足人们在不同季节对农产品特别是蔬菜的需求。大棚作为特殊的生态系统，是一个相对封闭的环境，蔬菜的农药残留问题日益严重[2]。应用土壤酶作为监测指标，评价农药的生态毒理学效应已成为环境科学领域的研究热点之一[3-5]。本文研究5种农药对大棚土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶活性的影响，旨在进一步探讨5种农药对土壤酶活性的影响机制,为大棚合理施药提供科学依据。1材料与方法1.1材料5种农药均为市售农药,百菌清(75%可湿性粉剂,日本SDD.Biotechkk制造),多菌灵(50%微可湿性粉剂,江苏新沂农药公司),百菌清-多菌灵混剂(75%百菌清与50%多菌灵按1:1混合),吡虫啉(10%可湿性粉剂,苏州华源公司),氯氰菊酯(5%乳油,天津汇源公司).试验土壤采自吉林省长春市南关区大棚种植区,挖取0～10cm耕作层土壤,风干,过1mm筛备用.1.2测定方法用常规方法[6]分析大棚土壤理化性质.大棚土壤:pH6.5;有机质47.55g·kg-1;全氮2.03g·kg-1;全磷1.55g·kg-1.1.3土壤酶的测定[1]用3,5-二硝基水杨酸比色法测定土壤转化酶酶活性,靛酚比色法测定土壤脲酶活性,高锰酸钾滴定法测定土壤过氧化氢酶活性.1.4试验方法拘(1遭)锄转化酶、脲酶析实验刺5.00史g陈土样中添岩加猛5m瓣L阳不同浓度的农本药水溶趴液工,愈使其在土壤中脑的浓度分别季为虚0,0.1,怠0.5,1.某0,10.0唯,50.0m瑞g/g至,披混哲匀就,30mi坚n英后分别加入酶卧促反应的底物爬和缓冲许液极,辩恒销温总(3胃7眨℃咽)贫培疲养地24精h宴后测告定馒,欲每个样品设巩置页3报个平筝行笨.璃转化酶活性取以类24速h裤后尼1掀g叮土壤中葡萄糖桑的毫克数表却示程;皮脲酶活性唤以回24诉h韵后新1映g柜土壤厌中教NH就3洪-蚀N菠的毫克数表尽示驴.齐为使数据结果松以正值显某示在,你转化酶活性采贴用抑制率分乓析区,辨脲酶活性采用烟激活率分孙析内.达转化酶活性抑需制率的计算公锦式较为裳:交议抑制爆率伟=(日A载－暖B)/A×1臭00%探脲酶活性激活熔率的计算公式烧为酿:戏辫激活宁率贤=(羽B悄－士A)/A×1颂00%卡式边中戒:斗A凶为不加农药土冒壤酶活袖性省,愈B税为加农药土壤商酶活碍性便.岁(2衬)套过氧化氢酶实接验齿称世取地1000拥g菌供试土羡壤戴,恶均分面为浴5蝶份健,弄分别加入不同鲜剂量的农乌药盐,饶使其在土壤中课的浓度分别场为客0,1.0,晴10.0,4捆0.0,15代0.0µg/挤g贡.扫调节试样的含屯水量至土壤最乖大持水量使的再60%宴,斩置于室温下培饿养把,眯于雕1,5,10软,15,20码,25,3朝0办天时取样测善定乔,郑每个样品设裤置猫3责个平赴行糠.判过氧化氢酶活鸟性以单位干土拢重消蝴耗森0.02mo父l/研L木高锰酸钾毫升猜数表咱示鞠.2结果与讨论旗2.1灿5帖种农药对大棚善土壤转化酶活宿性的影响钉图敬1尝显示津出志0.1mg/院g钳的多菌灵、吡减虫啉对转化酶德有一定的激活巡作用，抑制率愁出现负值，随祸浓度的增加，剂对转化酶活性告的抑制率增大喇，由激活作用习转为抑制作用枪的拐点浓度均览出现毅在恐0.劣1妻～香0.5mg/耽g意之间，吡虫啉爽各浓度点对转孝化酶激活或抑座制的程度均小滨于多菌灵。吡陶虫啉和施多菌灵均为内腰吸性农药，可醒能是二者作用岔机理的不同导叛致吡虫啉对转凤化酶的抑制作剖用低于多菌灵废。多菌灵对许双多半知菌和子剩囊菌都有效，抖其主要作用机丰制是干扰病菌拍在有丝分裂中廉纺锤体的形成绍，从而影响细买胞分裂。吡虫肺啉能与乙酰胆紫碱受体结合，被但不被乙酰胆口碱酯酶分解，忽这使生物体神丸经系统受过度飞刺激而导致神期经传导受阻，僚最终使生物体葱死亡尊[7]奴。锣百菌清、百菌强清蝶-去多菌灵混剂在现低浓度假（狮0.1mg/雕g搂）时，对转化仰酶活性的抑制配率很高，怎为患78.64赴%秩、小88.94睬%备，随浓度的增锯加，对转化酶控的抑制作用减惜小，但在最大醉浓度坏（嫁50mg/于g熄）时，对转化川酶活性仍有明多显的抑制作用执。这是由于百格菌清属取代苯棕类，是一种非戴内吸性广谱杀闻菌剂，主要作缎用于真菌体内贵代谢酶的氨基脑或巯基患[8]箭，使真菌细胞携的新陈代谢受糠到破坏而丧失锄生命力，抑制区真菌的发芽和挣生长，从而抑崖制土壤中微生掉物的活动塔[9,蔽1俱0]辩。转化酶活性愧是绝大多数微揉生物所固有的骨，它与土壤微他生物数量有直笨接依赖性，微礼生物数量下降明，导致转化酶畏活性减弱。至被于百菌清对转友化酶的抑制率爷随浓度增加而唯减小的具体原现因还需进一步上的研究。百菌扮清愚-肠多菌灵混剂对秃转化酶活性的息影响与两种农以药单独作用时逐比较，每个浓谦度点的混剂对拳土壤转化酶活蜂性的抑制率，默都表现为明显闹的加强作用。搞康业斌纳[据9捆]匹在多菌灵、百穴菌清对天门冬偿拟茎点霉的室矩内联合毒力的朴研究过程中，赌也得出相似的涌结果。菌氯氰菊酯在所搅研究的浓度范科围内，对转化缸酶的抑制率可由垂74.40横%遮增俯至沟93.24扇%吓。氯氰菊酯除筑了抑制转化酶射活性外，其中店间降解产物会屯与土壤中的葡轨萄糖相结合贝[11,12也]晨，降低土壤中代的葡萄糖含量砖。由于转化酶写活性动以这24科h促后散1搭g磨土壤葡萄糖的造毫克数表示，链所以该反应起笨到了与抑制转宅化酶活性相同雀的作用，导致记氯氰菊酯对转农化酶活性的抑伸制率较高。减2.2焰5毯种农药对大棚牢土壤脲酶活性堆的影响蓬除吡虫啉外，赔百菌清、多菌晃灵、百菌砖清看-箩多菌灵混剂、蚁氯氰菊酯对大浮棚土壤脲酶的样激活作用随浓嗽度增加而增大摆，激活率与农受药浓度对数间掏具有相关性（饰表狮1宫、绣图承2较），相关系数怜分别为瓦0.9369梯，觉0.9458萌，闪0.8803任，饭0.805良。氯氰菊酯对屈脲酶的激活效异果最为显著，原激活率再由罩12.10破%递增碑至托44.29谣%托，百菌清、多有菌灵、百菌搬清移-凉多菌灵混剂在俱低浓度裙（捎0.号1辛，款0.嫌5蒜，洗1mg/穗g酱）时激活作用侧不明显，浓度胖为谅10mg/衔g妖，秤50mg/丑g茄时，激活率仍物低芽于举20梯%题。吡虫啉对脲趁酶的影响略有陷不同，浓度岛为挥1mg/活g嘱和真10mg/努g泪时对脲酶的激级活率较高，接远近泽20泊%裁，其余浓度激茎活率较低。有拿研究报道，百紫菌清杀真菌的居性质使得真菌西数量受到抑制蛮，但百菌清在温土壤中易降解昂，经常伴随着拥细菌生物量的迈增长赶[13]迫。合理解释为旦存活细菌以死笨亡真菌、细菌伤释放的碳为营吉养基础，数量强得到加强童[14]钉，因此土壤脲凝酶被激活可能摆与此有关。此笔外，这些农药兔可能成为土壤票中微生物库的营养源，在扇降解过程中引筛起脲酶的激活领。咬2..3宴翠多菌灵、氯氰蒜菊酯对大棚土亡壤过氧化氢酶椒活性的影响奔结果（见罪图僻3葛）表明，大棚喊土壤对照样品额中过氧化氢酶阔活性在培挽养档15当d睡内无较大变化抹，但施在岁15抄d喘后逐渐下降。仁施组加礼1枣，玉1普0呜，涨40µ烫g/梨g丹多菌灵后，土免壤过氧化氢酶获活性在亮前路15哨d挥基本与对照一马致，之后表现社出一定的激活敞作用。可能因朋为后期土壤中手原有营养源由嘴于微生物消耗剖而减少，添加谢的农药作为有虚机质为微生物暮提供了碳源、绿氮源，致使微肿生物的数量增气加，从而过氧巴化氢酶活性高子于对照土样。咬施望加郑150µ吹g/惰g族多菌灵后，过仗氧化氢酶活性唐明显受抑制而剧降低非，筝5插d造后降至最低，恳随后由于微生冻物对环境刺激贷的适应性加强叠，开始增殖，兵过氧化氢酶活国性有所增加，晋但并未恢复到行初始状态票，恰20挠d捷后，过氧化氢撒酶活性再次下归降，表现为高网浓度多菌灵对临土壤过氧化氢蜻酶活性具有较上明显的抑制作是用。图3多菌灵对大棚土壤过氧化氢酶的影响Figure图3多菌灵对大棚土壤过氧化氢酶的影响Figure3InfluenceofCarbendazimonhydrogenperoxidaseinplasticshedsoil关施加氯氰菊酯寸对大棚土壤过旅氧化氢酶活性乔的影响见认图鄙4凤。结果表明，鹰施罚用使1械，错1歌0电，拾40µ大g/端g毫氯氰菊酯后，馅大棚土壤过氧再化氢酶活性的保变化规律与多曲菌灵作用下的挨影响相似。初根期籍（突15派d鬼内）与对照土疼样过氧化氢酶叼活性基本一致贸，随后略有激猛活。施爸加态150µ颜g/技g休氯氰菊酯后，筹土壤过氧化氢侧酶活性明显低豆于对照土样，忧具有较强的抑节制作用。图4图4氯氰菊酯对大棚土壤过氧化氢酶的影响Figure4InfluenceofCypermethrinonhydrogenperoxidaseinplasticshedsoil榨为了比较多菌德灵、氯氰菊酯吼对土壤过氧化两氢酶活性的影象响，将浓度绍为漂150µ喜g/搅g遣的多菌灵和氯灾氰菊酯对大棚煤土壤过氧化氢适酶活性的抑制宁率进行比较（终图惜5尾），结果如下豆：氯氰菊酯在看大棚土壤中施巡用学1知d廉后就表现出对建过氧化氢酶有沃明显的抑制作本用规（饥38.77宰%烤），而多菌灵母在扑1毒d饥后的抑制作用配不明显异（者7.02僵%哲），其后二者骡的变化趋势相裙似，贱即容5荐d拳时达到最大抑晌制率毕（见48.70追%始，愁49.48提%朱），随后抑制槽率呈下降趋势部，叙25优d捆后抑制率再次阴升高，但改前迫20落d我，氯氰菊酯的奏抑制率高于多招菌灵滴，修25d-30逢d贞，多菌灵的抑精制率高于氯氰冰菊酯。时间（d）图5多菌灵和氯氰菊酯（150时间（d）图5多菌灵和氯氰菊酯（150µg/g）对大棚土壤过氧化氢酶的影响Figure5InfluenceofCarbendazimandCypermethrinonhydrogenperoxidaseinplasticshedsoil抑制率%3结论伪3.1廉暗百菌清、百菌坚清斯-觉多菌灵混剂、氧氯氰菊酯可明炭显抑制土壤转琴化酶活性，多捐菌灵、吡虫啉容低浓度时激活述而高浓度时抑故制转化酶活性座。百菌清和多术菌灵联合使用补，可明显增加勇农药的毒性，声在实验浓度范环围内，对大棚节土壤转化酶的停抑制率达单到趁8医0浙～叹90急%宪。周3.2燃迟百菌清、多菌爽灵、百菌蚁清拖-去多菌灵混剂、桐氯氰菊酯对大隶棚土壤脲酶的贫激活作用随浓巨度增加而增大壁，氯氰菊酯对玉脲酶的激活作校用最为显著。炊吡虫啉营在暖1mg/带g疑和众10mg/丹g矿时对脲酶的激矮活率较高。麻3.3破眠大棚土壤中施谋用多菌灵与氯丹氰菊酯后，与缩对照比较，低阶浓度时对过氧屡化氢酶活性影颂响不显著，高忆浓度身（脱150µ愧g/否g盟）时，表现出罗强烈的抑制影泥响纽，嘴2瘦种农药对大棚终土壤过氧化氢好酶活性的抑制球影响趋势基本哲相同。参考文献：械关松门荫押,梅张德说生掌,议张志辆明争.仙土壤酶及其研停究赛法飞[M].猫选北胃京暴:慎农业出版楼社迅.1986府,裳第晚1蝴版池.274-3鸟38.遵沈根看祥钳,己上海设施蔬菜淡主要品种污染茄物含量调查评背估四,赞上海环境科准学疑,2002,易21(8)皇:475-4桨78.炉Sannin皇oF拣,餐Gianfr逃edaL梢.绸Pestic芹idein萍fluenc疾eons香oilen险zymati赛cacti咬vities源耽,稼Chemo扭sphere估,就2001满,艳45确(握4歉):侨417-42球5.喇杨万勤、王开巷运浊,蜻土壤酶研究动积态与展衫望练,廊应用与环境生接物学哪报眼,2002.那8(5):5培64-570你.准Garcia延C,Her沃nandz标MT.Res躺earch输andPe鞠rspect级iveso位fSoil暮Enzym欣ology针inSpa棒in.Spa总inMur峰ci业a引：劈CEBAS-存CSIC,2吴000锋.拼李酉炮开届,载蒋柏坡藩蜜,群袁可康能蜓,刷等伯.寸土壤农业化学使常规分析方荒法踢[M].细.吴北讨京捎:察科学出版闻社勾,血痰第贵1疯版示,1983.此67-99.靠宣日顺成洞,听王琪港全弱,狂郑推巍窗,万等险.聚吡虫啉在土壤似中的吸附及作种用机理研笑究齐[J]袍.延环境科学学快报旷,2000,轻20(2):涛198-20既1.汉周学完仁蹄.钱百菌清引起刺席激反应的报竖告缝[J]农.圾化工劳动卫生医通粱讯鸣,1995,赖12(1):尽49.满康业订斌估.示多菌灵、百菌猪清对天门