邢虎成，唐映紅，薛麗君，楊宇懌，崔國賢

(湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，長沙410128)

乙草胺是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用較為廣泛的一種酰胺類除草劑，可以用于多種作物防除一年生禾本科雜草和部分闊葉雜草［1］，是我國需求量較多的三大除草劑之一［2］。但是長期大量施用乙草胺將會對土壤環(huán)境質(zhì)量以及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響［3］，也抑制其他物種的生存，現(xiàn)已被美國環(huán)保局定為B－2類致癌物［4］，其潛在環(huán)境風險越來越受到關(guān)注，但其對土壤微生物的副作用常被忽略［5］。

土壤微生物是土壤環(huán)境質(zhì)量變化的表征指標［6～8］，長期以來，有關(guān)污染物對土壤微生物影響的研究主要集中在重金屬方面［9～11］。乙草胺施用對土壤微生物數(shù)量的影響已有報道，并且短期效應(3 d)和較長期效應(60 d)的研究均有［12，13］，主要集中在實驗室內(nèi)培養(yǎng)土壤添加乙草胺對土壤微生物種群結(jié)構(gòu)的影響。關(guān)于除草劑對田間土壤微生物數(shù)量及功能影響等方面的研究較少，尤其是乙草胺對苧麻田中微生物數(shù)量的影響的研究幾乎空白。本研究通過田間噴施乙草胺，探討乙草胺施用對苧麻田中土壤微生物數(shù)量的影響，為乙草胺合理施用及對苧麻田生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落多樣性的影響提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗設(shè)計

試驗地設(shè)在湖南農(nóng)業(yè)大學老苧麻試驗基地。該基地種植湘苧3號已達10年，從2007年開始未進行日常田間管理，只進行了苧麻收獲。土壤為紅壤，連續(xù)5年內(nèi)未使用任何農(nóng)藥，全氮1.23 g/kg，堿解氮 84 mg/kg，速 效 磷 29.38 mg/kg，速 效 鉀90.95 mg/kg，pH值約 5.42。土壤細菌數(shù)量為3.77×103cfu/g，真菌數(shù)量為 2.57 ×103cfu/g，放線菌數(shù)量為6.9×103cfu/g。

試驗設(shè)置3種濃度(900 g/hm2，1 800 g/hm2，3 600 g/hm2)的乙草胺處理，2012年頭麻發(fā)芽前噴施。處理小區(qū)面積均為4 m2，每處理3次重復，隨機區(qū)組排列，對照(CK)使用清水。分別于噴施乙草胺第7、14、21 d后取樣，按照對角線法，取距表層0～30 cm的土樣。每小區(qū)隨機5點取樣，將各采樣點土壤集中在一起混勻，按需要量裝入密封袋，做好標記，保存至實驗室冰箱備用。

1.2 測定項目及方法

測定土壤細菌、放線菌、真菌數(shù)量，均采用稀釋平板法［14］，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，每個處理重復3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)應用Excel 2003和DPS3.0進行分析處理，采用Duncan’s新復級差測驗法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙草胺施用對土壤細菌數(shù)量的影響

從圖1可知，在3種濃度乙草胺處理下，土壤細菌數(shù)量隨著時間的變化呈抑制－逐漸恢復的趨勢。與CK相比，在施用乙草胺7 d后，土壤中細菌對乙草胺有明顯的不良反應，3種濃度下的土壤細菌數(shù)量均有較大幅度的降低，900 g/hm2、1 800 g/hm2、3 600 g/hm2濃度處理的土壤細菌數(shù)量分別下降了27.78%、41.67%、66.67%。在第7到21 d之間，土壤細菌數(shù)量都有所恢復。方差分析發(fā)現(xiàn)，與CK相比，3種濃度處理下的土壤細菌數(shù)量在施用乙草胺7，14，21 d后都有顯著性差異。

圖1 不同濃度乙草胺處理下細菌數(shù)量變化趨勢圖Fig.1 Trend graph of bacteria numbers under different concentration acetochlor solution treatments

2.2 乙草胺施用對土壤真菌數(shù)量的影響

從圖2可知，在3種濃度乙草胺處理下，土壤真菌數(shù)量隨著時間的變化也呈抑制－逐漸恢復的趨勢。與CK相比，在施用乙草胺7 d后，對土壤中真菌有著顯著的抑制作用，3種濃度下的土壤真菌數(shù)量均有較大幅度的降低，900 g/hm2、1 800 g/hm2、3 600 g/hm2濃度處理的土壤真菌數(shù)量分別下降了53.95%、53.97%、80.77%;在第7到21 d之間，土壤真菌數(shù)量都有所恢復。方差分析發(fā)現(xiàn)，與CK相比，3種濃度處理下的土壤真菌數(shù)量在施用乙草胺7，14，21 d后都有顯著性差異，且隨著乙草胺濃度的升高差異加大，但900 g/hm2濃度和1 800 g/hm2濃度處理7 d和14 d時，真菌數(shù)量差異不顯著。

圖2 不同濃度乙草胺處理下真菌數(shù)量變化趨勢圖Fig.2 Trend graph of fungi numbers under different concentration acetochlor solution treatments

2.3 乙草胺施用對土壤放線菌數(shù)量的影響

從圖3可知，在3種濃度乙草胺處理下，土壤放線菌數(shù)量隨著時間的變化也呈抑制－恢復的趨勢。與CK相比，在施用乙草胺7 d后，土壤中放線菌對乙草胺有著明顯的不良反應，3種濃度下的土壤放線菌數(shù)量均有較大幅度的降低，900 g/hm2、1 800 g/hm2、3 600 g/hm2濃度處理的土壤放線菌數(shù)量分別下降了28.36%、65.68%、67.17%;在施用乙草胺14 d后和21 d后，3種濃度下放線菌數(shù)量有比較大的恢復，抑制率明顯下降，其中1 800 g/hm2和3 600 g/hm2濃度下的放線菌菌落數(shù)量變化相似。方差分析表明，與CK相比，3種濃度處理下的土壤放線菌數(shù)量在施用乙草胺7，14，21 d后都有顯著性差異，但是1 800 g/hm2和3 600 g/hm2濃度處理差異不顯著。

圖3 不同濃度乙草胺處理下放線菌數(shù)量變化趨勢圖Fig.3 Trend graph of actinomycete numbers under different concentration acetochlor solution treatments

3 討論

在噴施乙草胺之初，細菌數(shù)量均有所下降，且隨著乙草胺濃度的增加，細菌數(shù)量下降速度加快，這說明乙草胺對細菌具有抑制作用，高濃度的乙草胺更能抑制細菌的生長;隨著時間的推移，細菌數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢，說明在一定時間內(nèi)，土壤中的細菌數(shù)量可恢復，這與郭興華等的研究結(jié)果一致［15］。在14 d之后，3 600 g/hm2濃度乙草胺處理的細菌數(shù)量比其他兩種濃度的細菌數(shù)量恢復速度快，這可能是土壤受乙草胺的影響表面出現(xiàn)板結(jié)，使表層2 cm下土壤中的水分散發(fā)不出去從而留在土壤里，乙草胺的濃度高，土壤表面板結(jié)嚴重，土壤水分散失較少，充足的水分促進了細菌的生長，并且較高的土壤濕度促進了乙草胺的降解從而減少對細菌的抑制作用，且可能由于乙草胺會作為碳源或氮源，被細菌利用，從而促進細菌的生長繁殖［13，16］。

在噴施乙草胺之初，真菌數(shù)量均明顯下降，比對照下降達50%以上，與于建壘等研究的乙草胺對真菌的抑制率相似［17］。隨著乙草胺濃度的增加，真菌下降數(shù)量增加，并且隨著時間的推移，真菌數(shù)量雖呈現(xiàn)上升趨勢，但真菌數(shù)明顯低于對照組，這與馮慧敏等［18］的研究結(jié)果一致，但乙草胺對真菌的抑制是否是長期的，還有待進一步的研究證實。

在噴施乙草胺之初，放線菌數(shù)量均明顯下降，但與細菌和真菌的變化不同，放線菌數(shù)量隨乙草胺濃度增大而明顯降低，達到一定濃度后降低不明顯，這與郭興華等的研究結(jié)果一致，但與荊瑞勇等的結(jié)果不一致，這可能與土壤物理性質(zhì)，比如含水量有關(guān)［13，15］。1 800 g/hm2和 3 600 g/hm2處理的土壤放線菌數(shù)量大致相同，但放線菌數(shù)量都明顯低于900 g/hm2處理過的，這說明高濃度的乙草胺對放線菌具有很強的抑制作用，但過高的乙草胺使放線菌對其產(chǎn)生了抗性，從而大大降低了乙草胺對放線菌的抑制。從整個放線菌數(shù)量變化趨勢來看，在一定時期后，放線菌數(shù)量逐漸得到恢復。

雖然乙草胺在一定程度上破壞了微生物群落的數(shù)量，同時在一定時期內(nèi)抑制了微生物的生長和繁殖，但是土壤環(huán)境因素對乙草胺有一定的降解，以及微生物本身也對乙草胺有著降解的能力，所以在一段時間后微生物群落還是能得到一定的恢復。但是破壞這種短期內(nèi)的平衡對農(nóng)田大生態(tài)系統(tǒng)的影響有多大，如何更合理使用乙草胺，仍是一個值得探討和研究的問題。目前比較一致的觀點是，按推薦濃度正常使用農(nóng)藥不會影響土壤的物質(zhì)循環(huán)和微生物過程，也不會改變土壤肥力，但大多數(shù)化學除草劑對土壤微生物及其活性能產(chǎn)生短暫的影響(抑制或促進)，這種影響一般會很快消失［19～22］。但是不要因其毒性較低、降解周期短(5～7 d)而過度和頻繁使用。今后，需進一步研究乙草胺長期脅迫下微生物種群結(jié)構(gòu)、豐度和生理生化等的變化，為乙草胺的環(huán)境安全性評估提供科學依據(jù)。

本研究表明，乙草胺在施入土壤后對細菌、真菌、放線菌數(shù)量均有抑制作用，并且隨著濃度的增大抑制作用越明顯，但隨著時間的推移，抑制逐漸減弱，3種土壤微生物漸漸恢復到原來的水平。

致謝:感謝湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院2010級碩士研究生周精華在微生物培養(yǎng)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面的幫助。

［1］ 柳 梅，王天斌，沈小德.我國乙草胺市場現(xiàn)狀及技術(shù)進展［J］.化工技術(shù)經(jīng)濟，2005，23(3):14－15.

［2］ 羅海峰，齊鴻雁，張洪勛.乙草胺對農(nóng)田土壤細菌多樣性的影響［J］.微生物學報，2004，44(4):19 －22.

［3］ 徐建民，安 曼，黃昌勇.磺酰脲類除草劑對土壤質(zhì)量生物學指標的影響［J］.中國環(huán)境科學，2000，20(6):491－494.

［4］ 鄭和輝，葉常明.乙草胺和丁草胺在土壤中的移動性［J］.環(huán)境科學，2001，22(5):117 －121.

［5］ Btinemann EK，Schwenke GD，Van Zwieten L.Impact of agricultural inputs on soil organisms，A review［J］.Australian Journal of Soil Research，2006，44:379 －406.

［6］ 俞 慎，李 勇，王俊華.土壤微生物生物量作為紅壤質(zhì)量生物指標的探討［J］.土壤學報，1999，36(3):4l3－422.

［7］ 楊永華，姚 健，華曉梅.農(nóng)藥污染對土壤微生物群落功能多樣性的影響［J］.微生物學雜志，2000，20(2):23－25.

［8］ 王秀麗，徐建民，姚槐應.重金屬銅、鋅、鎘、鉛復合污染對土壤環(huán)境微生物群落的影響［J］.環(huán)境科學學報，2003，23(1):22 －27.

［9］ Baath E，Diaz－Ravina M，F(xiàn)rostegard A.Effect of metal－rich sludge amendments on the soil microbial community［J］.Appl Environ Microbial，1998，64:238 －245.

［10］ Chander K，Brookes PC，Plant inputs of carbon to metal contaminated soil and effects on soil microbial biomass［J］.Soil Biology ＆ Biochemistry，1991，23:1l69 － l177.

［11］ Chander K，Brookes PC，Microbial biomass dynamics during the non － contaminated soils［J］.Soil Biology ＆Biochemistry，1991，23:9l7 －925.

［12］ 于建壘，宋國春，萬魯長.乙草胺對土壤微生物影響的研究［J］.環(huán)境污染技術(shù)與設(shè)備，2000，5(1):62－65.

［13］ 荊瑞勇，王麗艷.乙草胺對土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2010，18(6):1302 －1305.

［14］ 中國科學院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法［M］.北京:科學出版社，1985.44－58.

［15］ 郭興華，喬玉輝，趙 晶.土壤微生物對除草劑乙草胺污染的響應和指示［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2009，17(5):960－963.

［16］ 朱九生，喬雄梧，王 靜.乙草胺在土壤環(huán)境中的降解及其影響因子的研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2004，23(5):1025 －1029.

［17］ 陳軍雄.乙草胺對土壤細菌及酶活性的影響［J］.麗水農(nóng)業(yè)科技，2010，(1):29 －31.

［18］ 白 震，武葉葉，郭柏棟.乙草胺的微生物降解及其對土壤磷脂脂肪酸特性的影響［J］.應用生態(tài)學報，2008，19(7):1585 －1590.

［19］Domsch KH.Effects of pesticides and heavy metals on biological processes in soil［J］.Plant Soil，1984，76:367 －378.

［20］Moorman TB.A review of pesticide effects on microorganisms and microbial processes related to soil fertility［J］.J Prod Agric，1989，2(1):14－23.

［21］ Voets JP，Meerschnon P，Verstrae W.Soil microbiological and biochemical effects of long term atrazine applications［J］.Soil Biol Biochem，1974，6:149 －152.

［22］ Wardle DA，Parkinson D.Relative importance of the effect of 2，4－D，glyphosate and environmental variables on the soil microbial biomass［J］.Plant Soil，1991，134:209－219.