阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚缘挠绊?/h1>
2014-12-11 22:36:18陳鵬那日蘇張春林秦偲張婭張鳳杰
天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年12期
陳鵬 那日蘇 張春林 秦偲 張婭 張鳳杰
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
[1] 吳濟南，王麗玲，王惟帥，等.不同密度下阿特拉津和乙草胺混用對玉米光合特性的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2011，39（8）：794- 796，808.
[2] 吳濟南， 王麗玲， 王惟帥，等. 阿特拉津和乙草胺混用對夏玉米葉片生理指標(biāo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（8） ： 142-144.
[3] Ye C M ， Lei Z F， Gong A J， et al . Analysis of atrazine product ion producing wastewater risk to seedling stage rice[J]. Environmental Science， 1999， 20（3） ： 82-84.
[4] Bintein S， Devillers J.Evaluating the environment alfate of atrazine in France[J]. Chemosphere， 1996， 32（12） ： 2441-2456.
[5] 馬瑞瑞，高小麗，崔雯雯，等.蕓豆連作田土壤酶活性和養(yǎng)分含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013，28 （5） ： 157 -162.
[6] Kalam A，Tah J， Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial population and soil enzyme activities during vermicomposting of agricultural waste[J]. Journal of Environmental Biology， 2004，25（2）：201-208.
[7] 尹相博，楊夢璇，王冰，等.銅脅迫對紅小豆萌發(fā)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（5）：10-11，35.
[8] 和文祥，閔紅，王娟，等.2，4-D對土壤酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：224-228.
[9] 辛承友，朱魯生，王軍，等.阿特拉津?qū)Σ煌柿ν寥勒崽敲富钚缘挠绊慬J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（3）：479-483.
[10] 王金花，朱魯生，孫瑞蓮，等.阿特拉津?qū)煞N不同施肥條件土壤脲酶的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（1）：162-166.
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
[1] 吳濟南，王麗玲，王惟帥，等.不同密度下阿特拉津和乙草胺混用對玉米光合特性的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2011，39（8）：794- 796，808.
[2] 吳濟南， 王麗玲， 王惟帥，等. 阿特拉津和乙草胺混用對夏玉米葉片生理指標(biāo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（8） ： 142-144.
[3] Ye C M ， Lei Z F， Gong A J， et al . Analysis of atrazine product ion producing wastewater risk to seedling stage rice[J]. Environmental Science， 1999， 20（3） ： 82-84.
[4] Bintein S， Devillers J.Evaluating the environment alfate of atrazine in France[J]. Chemosphere， 1996， 32（12） ： 2441-2456.
[5] 馬瑞瑞，高小麗，崔雯雯，等.蕓豆連作田土壤酶活性和養(yǎng)分含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013，28 （5） ： 157 -162.
[6] Kalam A，Tah J， Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial population and soil enzyme activities during vermicomposting of agricultural waste[J]. Journal of Environmental Biology， 2004，25（2）：201-208.
[7] 尹相博，楊夢璇，王冰，等.銅脅迫對紅小豆萌發(fā)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（5）：10-11，35.
[8] 和文祥，閔紅，王娟，等.2，4-D對土壤酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：224-228.
[9] 辛承友，朱魯生，王軍，等.阿特拉津?qū)Σ煌柿ν寥勒崽敲富钚缘挠绊慬J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（3）：479-483.
[10] 王金花，朱魯生，孫瑞蓮，等.阿特拉津?qū)煞N不同施肥條件土壤脲酶的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（1）：162-166.
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
[1] 吳濟南，王麗玲，王惟帥，等.不同密度下阿特拉津和乙草胺混用對玉米光合特性的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2011，39（8）：794- 796，808.
[2] 吳濟南， 王麗玲， 王惟帥，等. 阿特拉津和乙草胺混用對夏玉米葉片生理指標(biāo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（8） ： 142-144.
[3] Ye C M ， Lei Z F， Gong A J， et al . Analysis of atrazine product ion producing wastewater risk to seedling stage rice[J]. Environmental Science， 1999， 20（3） ： 82-84.
[4] Bintein S， Devillers J.Evaluating the environment alfate of atrazine in France[J]. Chemosphere， 1996， 32（12） ： 2441-2456.
[5] 馬瑞瑞，高小麗，崔雯雯，等.蕓豆連作田土壤酶活性和養(yǎng)分含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013，28 （5） ： 157 -162.
[6] Kalam A，Tah J， Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial population and soil enzyme activities during vermicomposting of agricultural waste[J]. Journal of Environmental Biology， 2004，25（2）：201-208.
[7] 尹相博，楊夢璇，王冰，等.銅脅迫對紅小豆萌發(fā)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（5）：10-11，35.
[8] 和文祥，閔紅，王娟，等.2，4-D對土壤酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：224-228.
[9] 辛承友，朱魯生，王軍，等.阿特拉津?qū)Σ煌柿ν寥勒崽敲富钚缘挠绊慬J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（3）：479-483.
[10] 王金花，朱魯生，孫瑞蓮，等.阿特拉津?qū)煞N不同施肥條件土壤脲酶的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（1）：162-166.
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陳鵬 那日蘇 張春林 秦偲 張婭 張鳳杰
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
[1] 吳濟南，王麗玲，王惟帥，等.不同密度下阿特拉津和乙草胺混用對玉米光合特性的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2011，39（8）：794- 796，808.
[2] 吳濟南， 王麗玲， 王惟帥，等. 阿特拉津和乙草胺混用對夏玉米葉片生理指標(biāo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（8） ： 142-144.
[3] Ye C M ， Lei Z F， Gong A J， et al . Analysis of atrazine product ion producing wastewater risk to seedling stage rice[J]. Environmental Science， 1999， 20（3） ： 82-84.
[4] Bintein S， Devillers J.Evaluating the environment alfate of atrazine in France[J]. Chemosphere， 1996， 32（12） ： 2441-2456.
[5] 馬瑞瑞，高小麗，崔雯雯，等.蕓豆連作田土壤酶活性和養(yǎng)分含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013，28 （5） ： 157 -162.
[6] Kalam A，Tah J， Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial population and soil enzyme activities during vermicomposting of agricultural waste[J]. Journal of Environmental Biology， 2004，25（2）：201-208.
[7] 尹相博，楊夢璇，王冰，等.銅脅迫對紅小豆萌發(fā)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（5）：10-11，35.
[8] 和文祥，閔紅，王娟，等.2，4-D對土壤酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：224-228.
[9] 辛承友，朱魯生，王軍，等.阿特拉津?qū)Σ煌柿ν寥勒崽敲富钚缘挠绊慬J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（3）：479-483.
[10] 王金花，朱魯生，孫瑞蓮，等.阿特拉津?qū)煞N不同施肥條件土壤脲酶的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（1）：162-166.
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
[1] 吳濟南，王麗玲，王惟帥，等.不同密度下阿特拉津和乙草胺混用對玉米光合特性的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2011，39（8）：794- 796，808.
[2] 吳濟南， 王麗玲， 王惟帥，等. 阿特拉津和乙草胺混用對夏玉米葉片生理指標(biāo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（8） ： 142-144.
[3] Ye C M ， Lei Z F， Gong A J， et al . Analysis of atrazine product ion producing wastewater risk to seedling stage rice[J]. Environmental Science， 1999， 20（3） ： 82-84.
[4] Bintein S， Devillers J.Evaluating the environment alfate of atrazine in France[J]. Chemosphere， 1996， 32（12） ： 2441-2456.
[5] 馬瑞瑞，高小麗，崔雯雯，等.蕓豆連作田土壤酶活性和養(yǎng)分含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013，28 （5） ： 157 -162.
[6] Kalam A，Tah J， Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial population and soil enzyme activities during vermicomposting of agricultural waste[J]. Journal of Environmental Biology， 2004，25（2）：201-208.
[7] 尹相博，楊夢璇，王冰，等.銅脅迫對紅小豆萌發(fā)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（5）：10-11，35.
[8] 和文祥，閔紅，王娟，等.2，4-D對土壤酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：224-228.
[9] 辛承友，朱魯生，王軍，等.阿特拉津?qū)Σ煌柿ν寥勒崽敲富钚缘挠绊慬J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（3）：479-483.
[10] 王金花，朱魯生，孫瑞蓮，等.阿特拉津?qū)煞N不同施肥條件土壤脲酶的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，23（1）：162-166.
摘 要：采用室內(nèi)培養(yǎng)方法，研究了阿特拉津脅迫對土壤中磷酸酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在培養(yǎng)期間，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦副憩F(xiàn)為抑制—激活—抑制效應(yīng)。3種模型擬合阿特拉津濃度與酶活性關(guān)系均達到顯著相關(guān)關(guān)系。土壤阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦傅纳鷳B(tài)閾值為19.51 mg·kg-1。
關(guān)鍵詞：阿特拉津；磷酸酶；活性
中圖分類號：S154.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.006
阿特拉津是一種選擇性內(nèi)吸式除草劑， 常用于玉米、高粱、果園和林地， 可有效防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草， 對多年生雜草也有抑制作用[1-2]。在世界各國得到了大面積的推廣使用。20世紀(jì)80年代，阿特拉津開始登陸中國， 在華北和東北地區(qū)的玉米種植區(qū)得到廣泛使用[3] ， 近些年阿特拉津使用面積不斷擴大， 2000 年全年的使用量為2. 835×106 kg， 每年用量平均以20%的速度遞增[4]，預(yù)計2020年使用量可達1.082×106 kg。
土壤酶是養(yǎng)分循環(huán)、有機質(zhì)形成、能量代謝等過程的催化劑。土壤酶也是反映土壤肥力的有效生物指標(biāo)[5]。土壤酶參與了外源化學(xué)品進入土壤后的生物轉(zhuǎn)化、能量代謝和生物分解等過程并發(fā)揮重要作用[6]。農(nóng)藥使用效率不足30%[7]，施用農(nóng)藥的70%殘留進入土壤，土壤酶必然參與農(nóng)藥在土壤中的代謝作用，進而影響土壤的肥力狀況，因此農(nóng)藥殘留污染土壤后對土壤酶活性的影響一直是土壤環(huán)境學(xué)家關(guān)注的熱點。很多研究表明，土壤酶活性在一定程度上可以反映農(nóng)藥污染的程度，但是關(guān)于這方面的研究還存在諸多不足之處，諸如敏感酶活性的確定，測定時間的選擇，土壤性質(zhì)的影響等，很多研究結(jié)論都缺乏一致性[8-10]。筆者擬通過模擬方法探討阿特拉津?qū)|寧地區(qū)典型水稻土中磷酸酶的影響規(guī)律，探討二者之間的關(guān)系及作用機理，為土壤生態(tài)監(jiān)測和環(huán)境保護提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試土壤
本試驗土壤取自盤錦某水稻田0～20 cm 的表層土，自然風(fēng)干磨碎，過0.8 mm篩，土壤類型為稻田土，基本物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。
1.2 試驗方法
采用25 cm×40 cm×5 cm帶蓋白瓷盤加入1 000 g土壤，用25 mg·L-1阿特拉津的溶液噴灑，拌勻，使阿特拉津濃度分別為0，1，5，10，20，50，100 mg·kg-1，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大含水量的 60%，瓷盤表面覆蓋保鮮膜，防止水分過量蒸發(fā)，然后置于（25±1） ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，每天用稱重法調(diào)節(jié)土壤含水量。分別在培養(yǎng)過程的第 1，3，6，10，15 d時取樣測定土壤酶活性。每個處理設(shè)3個重復(fù)，同時測量無土對照和無基質(zhì)對照。采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[9]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS和EXCEL 軟件進行數(shù)據(jù)分析處理和顯著性分析，大、小寫字母分別表示在0.01和0.05 水平上的差異顯著性。
2 結(jié)果與討論
土壤磷酸酶是可以快速地把有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機磷的土壤轉(zhuǎn)化酶。從供試土壤的不同時間的磷酸酶活性（表2）可以看出：土壤中加入阿特拉津培養(yǎng)1～6 d，在添加阿特拉津所有處理的土壤中，土壤磷酸酶的活性顯著低于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的抑制作用。但是在培養(yǎng)10 d時，所有阿特拉津處理的土壤磷酸酶活性顯著高于對照（P<0.05），表現(xiàn)出明顯的激活作用。在培養(yǎng)15 d時，土壤磷酸酶活性顯著低于對照（P<0.05），又表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在整個培養(yǎng)過程中，阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚员憩F(xiàn)出“抑制—激活—抑制”的趨勢。
采用多種模型對阿特拉津濃度（C）與磷酸酶活性（U）關(guān)系進行擬合，結(jié)果見表3。擬合結(jié)果表明：6 d、10 d、15 d，阿特拉津濃度與土壤脲酶活性之間呈顯著性相關(guān)（P<0.01），阿特拉津?qū)ν寥懒姿崦富钚耘c培養(yǎng)時間之間有重要作用，呈現(xiàn)抑制—激活—抑制的變化趨勢。3個模型均可較好地表征兩者的關(guān)系，揭示出磷酸酶活性在一定的濃度范圍內(nèi)受阿特拉津的污染程度。用3種模型計算得到的阿特拉津的過氧化氫酶生態(tài)劑量范圍ED10～ED90的平均值范圍在19.51～1 251 mg·kg-1。
3 結(jié) 論
綜上所述，土壤酶對阿特拉津的高度敏感，可以用土壤酶活性指標(biāo)評價農(nóng)藥對土壤生態(tài)環(huán)境造成的影響。阿特拉津的加入抑制了土壤磷酸酶活性，在一定范圍內(nèi)3種酶可以表征土壤阿特拉津的污染程度；計算獲得了阿特拉津輕度污染時的生態(tài)劑量ED10 值，磷酸酶的ED10為19.51 mg·kg-1；土壤磷酸酶酶活性對阿特拉津的污染最敏感；阿特拉津的生態(tài)毒性與土壤的接觸時間密切相關(guān)。
參考文獻：
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