全 文 ：南京农业大学学报 2013，36(3) :129 － 132 http:/ /nauxb． njau． edu． cn
Journal of Nanjing Agricultural University doi:
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10． 7685 / j． issn． 1000 － 2030． 2013． 03． 022
收稿日期:2012 － 05 － 14
基金项目:江西省农业科学院科技创新及成果转化基金(2009 创 － 4) ;国家公益性行业(农业)科研专项(201103005)
作者简介:谢志坚，博士研究生，助理研究员。* 通信作者，徐昌旭，副研究员，主要从事肥料资源利用与农业生态环境研究，
E-mail:changxux@ sina． com。
谢志坚，张嶔，徐昌旭，等．除草剂对稻田土壤微生态环境及紫云英养分吸收的影响［J］．南京农业大学学报，2013，36(3) :129 － 132
除草剂对稻田土壤微生态环境及紫云英养分吸收的影响
谢志坚1，张嶔2，徐昌旭1* ，刘光荣1
(1．江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所农业部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室 /国家红壤
改良工程技术研究中心，江西 南昌 330200;2．江西农业大学国土资源与环境学院，江西 南昌 330045)
摘要:采用盆栽试验，研究水稻田土壤施用不同类型除草剂后对紫云英养分吸收利用和土壤微生物种群以及土壤酶活性的
影响。结果表明:与不施用除草剂(CK)相比，施用乙草胺和吡嘧磺隆后均显著增加土壤中细菌和放线菌的数量，降低紫云
英植株中含磷量;施用吡嘧磺隆后显著降低紫云英植株中氮、钾含量和土壤中真菌数量以及紫云英干物质累积量;施用乙
草胺后主要影响土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性;施用吡嘧磺隆后则主要影响土壤中脲酶活性。结论:在本试验条
件下，与施用除草剂吡嘧磺隆相比，施用乙草胺能为紫云英作物提供更适宜的土壤微生态环境，从而有利于其吸收利用土
壤养分。
关键词:除草剂;紫云英;养分吸收;土壤微生物;土壤酶活性
中图分类号:S482． 4;S182 文献标志码:A 文章编号:1000 － 2030(2013)03 － 0129 － 04
Effects of different herbicides on paddy soil micro-ecology
environment and nutrient absorption of Chinese
milk vetch(Astragalus sinicus L．)plants
XIE Zhijian1，ZHANG Qin2，XU Changxu1* ，LIU Guangrong1
(1． National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement /Key Laboratory of Crop Ecophysiology
and Farming System for the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River，Ministry of Agriculture，Institute of Soil
and Fertilizer and Resource and Environment，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanchang 330200，China;
2． College of Land Resources and Environment，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China)
Abstract:A pot-cutlture experiment was conducted to study the effects of different herbicides on paddy soil micro-ecology environment
and absorption and utilization of nutrient of Chinese milk vetch plants． The results showed that compared with no herbicide application
(CK) ，with applying acetochlor and pyrazosulfuron-ethyl on the paddy soil，the amount of bacteria and actinomyce were inhibitted and
the content of P of Chinese milk vetch plants decreased significantly，furthermore，the amount of fungi was inhibitted and the content of
N，K and dry matter weight of Chinese milk vetch plants also dereased significantly after using pyrazosulfuron-ethyl． Acetochlor mainly
affected the activity of catalase and pyrazosulfuron-ethyl affected the activity of urease in paddy soil． So，we made a conclusion that com-
pared to applying pyrazosulfuron-ethyl in soil，it was more advantageous to afford a better micro-ecology environment of soil and absorp
soil nutrients for Chinese milk vetch plants by applying acetochlor under the condition of this experiment．
Key words:herbicide;Chinese milk vetch;nutrient absorption;soil microoganism;activities of soil enzymes
紫云英(Astragalus sinicus L．)属豆科黄芪属越年生草本植物，是我国长江中下游地区主要种植和推广
的冬季绿肥作物，是有机肥中最好的肥源，不仅能固定空气中的氮素，而且还具有更新并提高土壤有机质
以及提高土壤磷有效性等作用。它能促进秧苗根系呼吸和吸收土壤中更多的水分及无机盐等植物生长所
需的营养元素，从而提高稻谷的产量和质量，是实现土壤—粮食产量—农业产业发展走向良性循环的有效
途径之一，符合国家和社会对提高耕地质量、保证粮食安全、保护生态环境和生产优质农产品的时代要求。
乙草胺(acetochlor)是一种新型的酰胺类选择性芽前除草剂，化学名称为 2 －乙基 － 6 －甲基 － N －
(乙氧甲基)－ 2 －氯代乙酰替苯胺，半衰期为 5 ～ 7 d［1］。乙草胺主要通过杂草的幼芽和幼根吸收，抑制和
破坏发芽种子细胞蛋白酶的合成(特别是抑制赤霉酸所诱导的蛋白酶和 α －淀粉酶的形成) ，使幼芽、幼
南 京 农 业 大 学 学 报 第 36 卷
根停止生长，从而杀死杂草［2］，适用于油菜、花生等多种作物，防除一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草［3］。
吡嘧磺隆(pyrazosulfuron-ethyl)是一种应用前景较好的新型磺酰脲类除草剂，化学名为 5 －［3 －(4，6 － 2
甲氧基嘧啶 － 2 －基)脲基磺酰基］－ 1 －甲基吡唑 － 4 －羧酸乙脂，半衰期为 8 ～ 36 d，具有活性高、可溶性
强等特点，是水稻田应用非常广泛的除草剂。
除草剂在给人们带来巨大的经济和社会效益的同时，由于使用不当，也严重污染了土壤和环境，对非
目标生物的生长带来不利影响［4 － 5］。随着目标植物的消失，除草剂对土壤生态系统产生一定的影响［6］。
研究表明，施用除草剂破坏了土壤微生物生长的环境，不利于紫花苜蓿与根瘤菌共生固氮，对其生长发育
和结瘤能力造成不利影响，而施用异丙甲草胺后降低了鹰嘴豆植株生命力及植株含氮量［7］。本试验旨在
探索稻田土壤施用除草剂后对土壤中微生物群落和土壤酶活力以及紫云英养分吸收的影响，为“稻 －稻
－肥”种植模式下水稻田合理施用除草剂和优化稻田环境提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 供试材料
供试紫云英品种为‘萍乡种’，由江西省红壤研究所紫云英种质资源圃提供。供试土壤采自江西省鹰
潭市东乡县赣东北红壤综合实验区内未施用过除草剂的水稻土，其基础肥力为全氮 1． 66 g·kg －1，碱解氮
163． 00 mg·kg －1，有效磷 8． 94 mg·kg －1，速效钾 66． 00 mg·kg －1，有机质 16． 34 g·kg －1，pH值 4． 61。供试除
草剂分别为:10%吡嘧磺隆可湿粉剂 WP，商品名为吡嘧磺隆(国营昆山化工厂生产) ;50%乙草胺乳油(浙
江庆丰农化有限公司生产)。
1． 2 试验设计
试验设 3 个处理，即不施除草剂(对照 CK)、施用乙草胺(2 250 mL·hm －2)、施用吡嘧磺隆(450
g·hm －2) ，水混合施入，每个处理 3 次重复。
除去所取土壤中的杂草、秸秆、草根以及石块等杂物后充分混匀、风干，过 4 mm 筛，然后将混匀后的
土壤装入 20 cm ×25 cm的塑料盆中，每盆装土 5 kg。除草剂于紫云英播种前 1 个月施于土壤中，保持 1 ～
2 cm水层(用质量法保持)以形成水封效果模拟水稻田厌氧环境，期间及时补水。紫云英种子经过晒种、
选种、浸种、拌种后，每盆播种 20 颗种子并接种根瘤菌(中国农业大学生物学院农业微生物资源及其应用
农业部重点开放实验室提供) ，施入同等氮、磷、钾肥作基肥，出苗后每盆各选留长势相同的幼苗 10 株定
植。日常管理同大田生产。
1． 3 取样与测定
试验前取土样测定基础农化性状。在紫云英播种前采用 5 点取样法取土壤样品，测定土壤中微生物
种群和土壤酶活力。在紫云英盛花期取植株样品，测定干物质量以及植株中 N、P、K含量。有机质测定采
用重铬酸钾滴定法;全氮测定采用浓 H2SO4-H2O2 消煮蒸馏滴定法;土壤有效磷测定采用 0． 5 mol·L
－1
NaHCO3 提取 －钼锑钪比色法;土壤碱解氮测定采用扩散吸收法;土壤速效钾采用 NH4Ac 浸提 －火焰光
度法测定。植株全 P测定采用钼锑抗吸光光度法;植株全 K测定采用浓 H2SO4 消煮 －火焰光度法
［8］;按 1
∶ 1(体积比)的比例向土壤中加已除 CO2 的蒸馏水，玻璃棒搅匀后静置 30 min 再用 pH 计测定土壤 pH
值［9］。土壤中细菌、放线菌和真菌采用平板菌落计数法。其中，细菌培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，真菌
培养基为马丁培养基，放线菌培养基为高氏 1 号培养基。过氧化氢酶活性测定参见文献［10］，蔗糖酶、脲
酶和多酚氧化酶活性测定参见文献［11］。
1． 4 数据分析
数据统计分析采用 SAS 8． 1 统计软件，图表用 MS Excel 2003 绘制。百分数反正弦转换后再进行
ANOVA方差分析，处理平均数的多重比较采用 Duncans法。
2 结果与分析
2． 1 除草剂对紫云英干物质累积的影响
水稻田土壤施用除草剂后，紫云英干物质累积量均出现下降趋势(图 1)。与不施用除草剂(CK)相
比，施用酰胺类除草剂乙草胺后，紫云英干物质累积量平均降低 1． 5%，效果不显著(P ＞ 0． 05) ，但是施用
磺酰脲类除草剂吡嘧磺隆后显著降低了紫云英干物质的累积量，平均降低 30． 7%(P ＜ 0． 05)。
031
第 3 期 谢志坚，等:除草剂对稻田土壤微生态环境及紫云英养分吸收的影响
图 1 除草剂对紫云英干物质累积的影响
Fig． 1 The effect of herbicides on accumulation of
dry matter of Chinese milk vetch plants
不同字母表示在 0． 05水平上显著差异。Different letters mean significant
difference at 0． 05 level． The same as follows
2． 2 除草剂对紫云英养分吸收的影响
水稻田土壤施用除草剂后，紫云英对各
养分元素的吸收利用均出现下降趋势，但是
不同类型除草剂的影响程度有所不同
(表 1)。与 CK相比，施用酰胺类除草剂乙草
胺和磺酰脲类除草剂吡嘧磺隆后显著降低紫
云英植株对 P 素营养的吸收利用，分别平均
降低 21． 1%和 17． 8%;施用乙草胺后对紫云
英植株中 N 素和 K 素含量的影响不显著(P
＞ 0. 05) ，但是施用吡嘧磺隆后紫云英植株中
含氮量和含钾量分别平均降低 13． 7% 和
7. 8%，达到显著水平(P ＜ 0． 05)。
表 1 除草剂对紫云英植株中 N、P、K养分含量的影响
Table 1 Effects of herbicides on the contents of N，P，K of Chinese milk vetch plants g·kg －1
处理 Treatments N含量 N content P含量 P content K含量 K content
CK 25． 34a 1． 85a 21． 07a
乙草胺 Acetochlor 24． 90a 1． 46b 20． 15ab
吡嘧磺隆 Pyrazosulfuron-ethyl 21． 87b 1． 52b 19． 43b
2． 3 除草剂对土壤微生物种群和酶活性的影响
水稻田施用除草剂后，土壤中细菌和放线菌数量均表现出显著增加的趋势，而真菌数量则呈现出减少
趋势，尤其是施用吡嘧磺隆效应更为显著(表 2)。与 CK相比，施用乙草胺和吡嘧磺隆后土壤中细菌数量
分别平均增加 163． 3%和 37． 9%，放线菌数量分别平均增加 90． 2%和 88． 4%;施用乙草胺后对土壤中真
菌影响不显著，而施用吡嘧磺隆后土壤中放线菌的数量显著降低 40． 0%。
表 2 除草剂对土壤中微生物数量的影响
Table 2 Effects of herbicides on the quantities of soil micoorganisms
处理 Treatments 细菌 /(106 CFU·g － 1)Bacteria 真菌 /(105 CFU·g － 1)Fungi 放线菌 /(106 CFU·g － 1)Actinomyce
CK 5． 99b 3． 20a 1． 12b
乙草胺 Acetochlor 15． 77a 3． 12a 2． 13a
吡嘧磺隆 Pyrazosulfuron-ethyl 8． 26b 1． 92b 2． 11a
注:细菌、真菌、放线菌数为每克干土中的数量。The quantities of bacteria，fungi and actinomyce were detected from a gram of dry soil．
水稻田施用不同类型除草剂后对土壤中酶活性的影响有所不同(表 3)。与 CK 相比，施用乙草胺后
显著促进土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性，但是对脲酶和蔗糖酶的活性影响不显著;施用吡嘧磺隆
后 30 d内显著抑制土壤中脲酶活性而对蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响不显著。
表 3 除草剂对土壤酶活性的影响
Table 3 Effects of herbicides on the activities of soil enzymes
处理 Treatments
过氧化氢酶活性 /
(mL·g － 1·h －1)
Catalase activity
蔗糖酶活性 /
(mg·g － 1·d －1)
Sucrase activity
脲酶活性 /
(mg·g － 1·d －1)
Urease activity
多酚氧化酶活性 /
(mg·g － 1·2h －1)
Polyphenol oxidase activity
CK 26． 54b 4． 59a 453． 67a 0． 28b
乙草胺 Acetochlor 31． 50a 4． 48a 514． 12a 0． 46a
吡嘧磺隆 Pyrazosulfuron-ethyl 29． 25ab 4． 76a 353． 66b 0． 27b
3 讨论
施用乙草胺和吡嘧磺隆后均显著降低紫云英植株中含磷量;施用乙草胺后对紫云英植株中氮、钾含量
的影响不显著，但是施用吡嘧磺隆后显著降低紫云英植株中氮、钾含量，这可能是施用磺酰脲类除草剂吡
嘧磺隆后降低紫云英干物质累积量的原因之一。
土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，总量的 90%由细菌和真菌构成［12］，其中细菌数量
大、体积小、繁殖也快，对土壤肥力的形成、土壤生态系统的物质循环等具有重要的意义［13］。施用农药等
化学品会直接影响土壤中微生物种群的数量，并引起环境中生物体的毒性效应［14 － 15］，而且化学除草剂的
残留有可能在土壤中积累，对环境造成潜在的危害，干扰自然生态平衡［16］。施用乙草胺后对土壤中真菌
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 36 卷
影响不显著，这可能是因为真菌对乙草胺有较强的抗性［17］，还可能因为除草剂对真菌相对数量的抑制作
用主要发生在施用后 10 d左右，随着时间的推移，其抑制作用逐渐消失［18］。化学除草剂被土壤微生物降
解及其自降解后毒性下降，部分降解产物成为微生物繁育的 N源和能源物质［19］，这可能是细菌数量增加
的原因之一。
过氧化氢酶能促进 H2O2 分解，防止其在土壤中积累而对生物体产生毒害作用。过氧化氢酶的活性
与微生物数量有关，施用除草剂后增加了土壤中细菌和放线菌的数量，这可能是施用乙草胺和吡嘧磺隆后
促进了过氧化氢酶活性的原因之一，尤其是施用乙草胺后效果更显著。多酚氧化酶是合成腐殖质过程中
的一种重要氧化酶，能促进土壤中的酚类物质通过一系列生化过程形成最初的胡敏酸分子。在酸性红壤
(pH值为 4． 61)中施用乙草胺后显著促进了土壤中多酚氧化酶的活性，这可能是因为除草剂经过 1 个月
降解后，降解产物被多酚氧化酶利用，从而最终对其保持激活作用。然而，施用吡嘧磺隆后 30 d 内显著抑
制土壤中脲酶活性，抑制土壤中的硝化作用［20］，从而影响土壤 N 素养分的转化［21］，这也可能是不利于紫
云英植株吸收被除草剂污染土壤中氮素养分的原因之一。另外，施用除草剂吡嘧磺隆对蔗糖酶、多酚氧化
酶和过氧化氢酶活性的影响不显著，这与林晓燕等［22］研究结果类似。因此，在本试验条件下，与吡嘧磺隆
相比，施用乙草胺能为豆科绿肥作物紫云英提供更好的土壤微生态环境，有利于其对土壤养分的吸收
利用。
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责任编辑:沈 波 刘怡辰
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