農(nóng)田除草劑對土壤生態(tài)環(huán)境影響研究現(xiàn)狀

摘要：化學除草技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要措施，但有效利用率極低，其余部分則進入土壤對土壤生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染?，F(xiàn)代研究表明，農(nóng)田除草劑對土壤動物、土壤微生物及酶活性、土壤呼吸均有一定影響。土壤酶已成為評價除草劑施用效果及對土壤環(huán)境影響的監(jiān)測指標，應(yīng)用土壤酶評價除草劑的生態(tài)毒理學效應(yīng)已成為環(huán)境科學領(lǐng)域的研究熱點問題之一。

關(guān)鍵詞：除草劑；土壤生態(tài)環(huán)境；土壤酶

中圖分類號： S156 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0076

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化學除草劑被大量施用以提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。施用除草劑后，可在一定程度上減少雜草對作物的危害，但除草劑的不 當使用也會對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生一定程度的不利影響，同時進入土壤后對土壤生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染[1]。

1 農(nóng)田除草劑對土壤動物的影響

在土壤生態(tài)系統(tǒng)中，土壤動物參與地球物質(zhì)循環(huán)，其數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)影響地上群落的結(jié)構(gòu)和組成，是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。除草劑對土壤動物影響的研究多集中在二十一世紀。采用野外定點試驗方法分析除草劑乙草胺、2，4-D丁酯和噻吩磺隆對農(nóng)田中小型土壤動物群落結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)噴施除草劑使中小型土壤動物個體數(shù)量明顯減少，尤其是使優(yōu)勢類群個體數(shù)量減少最大，使群落多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)增高，優(yōu)勢度指數(shù)降低，但沒有使土壤動物類群數(shù)發(fā)生明顯變化[2]。近年研究結(jié)果表明，隨著農(nóng)藥污染程度的加重，土壤動物類群、個體數(shù)量、多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)、個體數(shù)密度等均受到負面影響，但是不同類型的農(nóng)藥對土壤動物的影響程度不同，不同的土壤動物對農(nóng)藥污染的敏感程度也不同。

2 農(nóng)田除草劑對土壤微生物及酶活性的影響

土壤微生物在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化中具有多種重要功能，不僅對土壤的發(fā)生、發(fā)育、土壤肥力的形成和植物營養(yǎng)元素的遷移轉(zhuǎn)化起著重要作用，同時也對土壤中有機污染物以及農(nóng)藥的分解和凈化、重金屬和其他有毒元素的遷移轉(zhuǎn)化起著不可忽視的作用[3]。土壤酶主要由微生物、植物和動物的活體或殘體構(gòu)成，可催化土壤有機質(zhì)的化學反應(yīng)[4]，因此在判斷外來化學物質(zhì)對土壤的污染程度及是否對生態(tài)環(huán)境造成影響時，常使用土壤微生物及土壤酶作為生態(tài)毒理指標[5]。洪文良等[6]在室內(nèi)模擬條件下研究了敵草胺對土壤微生物種群數(shù)量及生物活性的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)敵草胺各濃度處理后，土壤細菌生長呈現(xiàn)抑制、恢復(fù)或激活的變化趨勢，放線菌的生長則表現(xiàn)為先抑制后恢復(fù)的變化趨勢，真菌生長則表現(xiàn)為在14天前低濃度刺激，高濃度抑制，45天后激活的變化趨勢；設(shè)置室內(nèi)培養(yǎng)試驗測定除草劑草甘膦對土壤過氧化氫酶活性的影響時發(fā)現(xiàn)，草甘瞵抑制土壤過氧化氫酶活性，且隨著濃度的升高，對過氧化氫酶活性抑制作用增強[7]。為更準確判斷除草劑對土壤微生物及酶活性的影響，現(xiàn)已在分子水平進行研究[8]。

3 農(nóng)田除草劑對土壤呼吸的影響

土壤呼吸在一定程度上反映土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和供應(yīng)能力，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中表征土壤質(zhì)量和土壤肥力的重要生物學指標。在外界條件不同的情況下，微生物體內(nèi)與呼吸作用相關(guān)的酶活性會產(chǎn)生相應(yīng)的不同變化，影響土壤呼吸作用。吳小玲等[9]在室內(nèi)模擬田間環(huán)境條件下測定不同時間內(nèi)土壤微生物呼吸強度，發(fā)現(xiàn)施用適量的草甘膦一周后，土壤呼吸強度增強，說明草甘膦影響土壤微生物的新陳代謝，在一定程度上破壞土壤微生態(tài)系統(tǒng)的平衡，但這種影響在16 天后可以恢復(fù)，施用劑量越小越容易恢復(fù)，劑量越大越難恢復(fù)。

4 評價農(nóng)田除草劑生態(tài)毒理性現(xiàn)狀

土壤生態(tài)系統(tǒng)中，土壤酶參與包括土壤生物化學過程在內(nèi)的自然界物質(zhì)循環(huán)。土壤酶活性可反映土壤中進行的生物化學過程的動向和強度，有助于土壤肥力的形成和提高，同時對土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有重要意義，是土壤生態(tài)系統(tǒng)的感應(yīng)器，可準確反映土壤生理——生態(tài)變化，預(yù)示土壤肥力和土壤的健康狀況[10]。研究除草劑對土壤酶活性的影響，通過土壤酶活性變化評價農(nóng)藥施用效果及對土壤環(huán)境的影響已成為研究除草劑對土壤生態(tài)系統(tǒng)影響常見方法。應(yīng)用土壤酶作為監(jiān)測指標，評價除草劑的生態(tài)毒理學效應(yīng)已成為環(huán)境科學領(lǐng)域的研究熱點問題之一。

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作者簡介：王慧一，在讀研究生，哈爾濱師范大學生命科學與技術(shù)學院，研究方向：土壤生態(tài)。endprint