所屬欄目:作物生產科學論文 發布日期:2014-10-31 15:32 熱度:
除草劑對于農業生產舉足輕重,但在農業生產中大量使用除草劑,導致其直接或間接散落入田間土壤,致使農田生態系統污染。土壤是一個復雜的復合體,微生物在土壤中數量巨大,也是土壤酶的重要來源[1-3]。土壤酶作為土壤重要組成部分,對土壤的形成、發育、凈化修復等活動起著重要作用,土壤酶活性反映土壤中進行的各種生化反應過程的一個重要指標[4-5]。
摘要 研究了5種不同作用機理除草劑施用后,土壤脲酶和過氧化氫酶活性的動態變化規律。試驗結果表明,5種除草劑處理后,對土壤脲酶和過氧化氫酶分別呈激活或抑制的作用,且該種刺激作用隨劑量改變而變化。48%氟樂靈乳油處理后,脲酶活性呈現出激活―抑制―恢復的變化規律。處理2 h后脲酶活性顯著增加,抑制率達到22.1%。處理5 d后抑制率為8.27%,在21 d左右恢復。結果表明:5種除草劑對土壤酶活性的影響與處理的濃度和土壤酶的種類密切相關,同時還與處理時間有關,土壤脲酶和過氧化氫酶活性的變化對表征除草劑土壤污染具有一定指示作用。
關鍵詞 研究生論文發表,除草劑,脲酶,過氧化氫酶,生物活性,青海高原
脲酶是土壤中重要的營養酶之一,是土壤中唯一對尿素的轉化及作用有著重大影響的酶,水解生成的氨是植物氮素營養的重要來源。脲酶活性過低,尿素的利用率就會降低。脲酶活性過高,產生過量的CO2和NH3對作物形成毒害作用。過氧化氫酶屬于氧化還原酶類,是生物體內重要的一種解毒酶。土壤過氧化氫酶廣泛存在于土壤中生物體內,可以促進過氧化氫分解,能有效防止土壤及生物體新陳代謝產生的過氧化氫的毒害。除草劑的使用很大程度上影響著土壤酶活性,從而為監測評估除草劑對土壤的影響提供一定的參考[6-7]。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 土壤。2013年在青海省農林科學院植物保護研究所試驗地內進行。土壤類型為栗鈣土,取0~15 cm耕作層土樣。播前施有機肥562.5 m3/hm2、磷酸二銨2 250 kg/hm2、尿素2 250 kg/hm2。土壤全氮含量1.43 g/kg,全磷含量2.66 g/kg,全鉀27.84 g/kg,有機質含量21.98 g/kg,pH值8.17(分析方法:GB7173-1987、GB9837-1988、GB9836-1988、GB12297-1990、NY /T1121.6-2006、GB7849-1987、NY/T889-2004、NY/T1377-2007)。
1.1.2 供試藥劑。選取5種常用除草劑,見表1。
1.2 試驗方法
噴施供試藥劑后,于0 h、2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d共計8次分別取0~15 cm耕作層的土壤,混勻風干,過2 mm篩。對脲酶、過氧化氫酶進行測定。脲酶測定采用靛酚藍比色法,過氧化氫酶采用紫外分光光度計法。
2 結果與分析
2.1 48%氟樂靈乳油對脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖1可知,使用48%氟樂靈乳油處理后,脲酶活性呈現激活―抑制―恢復的規律。在施藥2 h后脲酶活性顯著增加,尿素的轉換能力增強,隨著時間的變化,脲酶活性在第3天受到一定的抑制,并隨著劑量的增大而加強。過氧化氫酶活性受到抑制,在第3 天后達到最大抑制率,然后隨著48%氟樂靈乳油濃度的降低,刺激過氧化氫酶活性的增加,過氧化氫酶活性升高,在第14天過氧化氫酶活性達到最大,以降低藥劑對微生物的危害,后逐漸恢復至正常。
2.2 22.5%溴苯腈可濕性粉劑對脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖2可知,在施用 22.5%溴苯腈可濕性粉劑后,初期酶活性升高后逐漸恢復至正常。整體上呈現激活―恢復的規律。施藥后2 h脲酶活性達到最大,然后逐漸降低直至恢復正常。施用22.5%溴苯腈可濕性粉劑后,過氧化氫酶的活性受到顯著的抑制,第3天活性達到最低,高量與高量倍量的抑制率分別為17.28%、18.94%,后隨著藥劑的淋溶、光解,使濃度降低,過氧化氫酶活性逐漸恢復。
2.3 10%百草枯水劑對脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖3可知,施用20%百草枯水劑后脲酶活性下降,這是可能由于20%百草枯水劑對微生物的殺滅作用及產生的氧自由基對酶破壞作用抑制脲酶活性,導致對尿素轉換能力下降,并且對脲酶活性的抑制時間較長。第3天脲酶活性達到最低。過氧化氫酶活性呈現抑制―激活―恢復。由于初期百草枯濃度高,對酶活性產生抑制。隨著濃度的降低,土壤微生物細胞內產生的氧自由基刺激過氧化氫酶導致酶活性升高。隨著劑量的增大,過氧化氫酶活性激活的時間也相應的延遲。在施用 20%百草枯水劑后3 d過氧化氫酶活性就達到最低值,并隨著濃度的增大抑制的程度也在隨之增強。
2.4 25%氟磺胺草醚水劑對脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖4可知,在施藥初期脲酶活性有不同程度的升高,這可能與施用25%氟磺胺草醚水劑后對土壤細菌和放線菌的數量有一定程度的促進有關。由于微生物數量的增加使土壤中的總酶量增加,轉換尿素的能力增強,脲酶活性增強。施用25%氟磺胺草醚水劑后,先是受到抑制后激活再恢復正常。在第14天過氧化氫酶活性升高,然后恢復至正常。有研究顯示,一定劑量的25%氟磺胺草醚水劑可以刺激土壤微生物的生長,增加微生物生物量,對過氧化氫酶總量的增加有一定的促進作用。
2.5 10%精喹禾靈乳油對脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖5可知,初期脲酶活性有所增加,可能是由于受到外源性物質的干擾,刺激土壤微生物促進脲酶活性,降低外源性物質對其危害。但是隨著劑量的升高,對于脲酶的激活作用反而降低,因此低濃度的精喹禾靈對土壤脲酶活性有一定的激活作用。施藥后2 h,脲酶活性達到最大,高量與高量倍量分別為18.38%、20.44%。在施藥后,過氧化氫酶活性明顯受到抑制,高量與高量倍量抑制率最大時達到了 17.07%、17.53%,并且藥劑的濃度增大抑制越強,后過氧化氫酶活性逐漸恢復。可能是由于在田間隨著藥劑的分解和淋溶導致濃度降低和土壤微生物數量增加,抑制作用逐漸減小直至恢復正常。 3 結論與討論
試驗通過5種常用除草劑對土壤中脲酶、過氧化氫酶活性動態響應的研究,為除草劑對土壤污染的修復提供一定的參考和數據支撐。結果表明,5種不同化學類型及作用機理的除草劑對土壤酶活性均有不同程度的激活或抑制作用,隨著時間的變化而變化,并且濃度越大,對酶活性影響越強烈。施用20%百草枯水劑后,脲酶活性受到顯著的抑制,并且作用時間長。在播種時撒施氮肥和磷肥,可能會對 NH4+濃度有一定的影響。在施用藥劑后土壤脲酶、過氧化氫酶活性的響應存在著一定的差異。不同的酶對同一藥劑表現有所差異,這可能與不同酶的作用位點和反應底物有關。因為相同的底物對不同的酶來說作用機理可能是不同的。此外,土壤酶對除草劑的動態響應的差異性,可能與土壤中微生物的分布有關。施用25% 氟磺胺草醚水劑后脲酶活性呈現激活―恢復的規律,但過氧化氫酶活性則顯示抑制―激活―恢復的規律。48%氟樂靈乳油對土壤脲酶具有激活―抑制―恢復規律,初期脲酶活性受到48%氟樂靈乳油刺激后活性升高,在4 d時活性受到抑制,并濃度增大激活或抑制的程度也相應的增強。經過一系列的研究顯示,不同的除草劑對脲酶、過氧化氫酶活性有不同的作用規律,因此酶活性在一定程度上可以反映土壤被除草劑污染的程度。因此,土壤酶活性及變化規律可以作為土壤污染種類及程度的生物活性指標[8]。
4 參考文獻
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[2] 尹君,高如泰,劉文菊,等.土壤酶活性與土壤污染評價指標[J].農業環境保護,1999,18(3):130-132.
[3] 張承東,韓朔睽,盧穎.不同土壤中苯噻草胺的微生物降解[J].農業環境保護,2001,20(3):152-154.
[4] 鄭 巍,劉惠君,劉維屏.吡蟲啉及代謝產物對土壤過氧化氫酶活性的影響[J].中國環境科學,2000,20(6):524-527.
[5] 孟立君,吳鳳芝.土壤酶研究進展[J].東北農業大學學報,2004,35(5):622-626.
[6] 郭明,尹亞梅,何良榮.農用化學物質對土壤脲酶活性的影響[J].農業環境保護,2000,19(2):68-71.
[7] 傅麗君,趙士熙,王海,等.4種農藥對土壤微生物呼吸及過氧化氫酶活性的影響[J].福建農林大學學報:自然科學版,2005,34(4):441-445.
文章標題:研究生論文發表5種除草劑對青海高原農田土壤脲酶的影響
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