全 文 ：农业环境保护 2001 , 20(2):111-114
Agro_environmental P rotect ion
莠去津乙草胺和甲磺隆 3种除草剂
对青菜危害的生物测试
陈良燕 , 林玉锁
(国家环保总局南京环境科学研究所 ,国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室 , 江苏 南京 210042)
Bioassay on Injure ofGreengrocery by 3Herbicides———Atrazine ,
Acetochlor andMetsulfuron_methyl
CHEN Liang_yan , LIN Yu_suo
(Nanjing Institute of Environmental Science , NEPA , Nanjing 210042 China)
Abstract:A bioassayusing three types of herbicides —atrazine , acetochlor andmetsulfuron-methyl on greengrocery was conducted , by
both of spraying and soil incubation.The results showed that injured doses and hazard symptoms for the herbicides were significantly
different.In the investigation , it was indicated that the bioassay methodmay provide an opportunity for diagnoses of pesticides pollution
accident , for analyzing and determining the pollution substances.
Keywords:Atrazine;Acetochlor;Metsulfuron-methyl;bioassay
摘 要:应用叶面喷雾法和土培法进行了莠去津 、乙草胺 、甲磺隆 3种除草剂对青菜危害的生物测试 。结果表明 , 3种除
草剂对青菜产生危害的剂量不同 ,危害症状也显著不同 。将此结果应用于农药环境污染事故的调查与诊断工作中 ,对污
染因子进行了初步的分析和判定 。
关键词:莠去津;乙草胺;甲磺隆;生物测试
中图分类号:S482.4 文献标识码:A 文章编号:1000-0267(2001)02-0111-04
生物测试(bioassay)也称生物检测 , 是利用生物
受到污染物质的毒害所产生的生理机能的变化测试
污染状况的方法。生物测试能直观地反映环境中污
染因子对特定生物的危害效应 , 能综合反映污染状
况 ,可测定环境中单因子污染和复合污染的危害 , 是
国内外广泛采用的一种监测方法 [ 1]。在环境污染事
故的调查与诊断中 , 生物测试方法的应用可对污染
因子的分析 、判定和验证起到重要的作用 [2]。
莠去津是一种均三氮苯类灭生性除草剂 , 主要
通过植物的根系吸收 , 对大部分一年生双子叶杂草
具有很好的防治作用。其作用机理是抑制杂草的光
合作用和蒸腾作用 ,使植物叶片失绿 ,干枯 ,死亡。乙
草胺属酰胺类除草剂 ,生物活性较高 ,通过抑制植物
的幼芽或根的生长 ,使幼芽严重矮化而最终死亡。甲
磺隆是磺酰脲类化合物 , 是一种生物活性极高的超
高效广谱除草剂 ,通过植物根和茎叶的吸收 , 在植物
体内迅速传导 、扩展 ,主要在生长分裂旺盛的分生组
织中发挥除草作用。通过抑制乙酰乳酸合成酶 ,阻断
一些氨基酸的合成 , 导致细胞分裂和植物生长受抑
制 [ 3 、4]。以上 3种除草剂由于其生物活性 、作用方式
的不同 ,对农作物造成危害的剂量不同 , 所产生的危
害症状也有区别 。
本研究以青菜为受试作物 , 在实验室内模拟自
然条件进行了 3种除草剂对青菜的危害剂量和危害
症状的研究 , 并对污染事故发生现场的受污染的地
下水进行了生物测试 , 为农药环境污染事故中污染
因子的初步分析和判定提供一定的科学依据。
1 试验材料
1.1 供试农药
甲磺隆 90%原粉:江苏省激素研究所提供。以甲
醇溶解配制成母液 , 以蒸馏水稀释成一定浓度供试
验用。
乙草胺 50%乳油:河北省宣化农药厂提供。以蒸
馏水稀释成所需浓度供试验用。
莠去津 50%原粉:河北省宣化农药厂提供。以甲
醇溶解配制成母液 , 以蒸馏水稀释成一定浓度供试
验用 。
收稿日期:2000-03-24
作者简介:陈良燕(1970—),女 ,助理研究员 ,主要从事农用化学品生态
毒理学研究和污染控制技术研究工作。
112 2001年 4月
1.2 供试作物
青菜种:“青邦油菜” , 唐山市荷花坑种子繁育站
出品 ,污染事故发生地区常见品种 。
1.3 试验土壤
采自某农药厂附近未受污染的砂性土壤 , 风干 ,
粉碎 ,过 20目筛备用。
1.4 试验水样
采自某农药厂附近受污染的地下水 ,可疑污染物
为莠去津 、乙草胺和甲磺隆中的 1种或几种 。同时采
集该农药厂附近未受污染的地下水样作对照水样 。
2 试验方法
2.1 3种除草剂通过叶面吸收途径对青菜的危害试
验
直径13 cm、高 5 cm的塑料盆内装入 500g试验土
壤 ,土层高 3 cm。加入 150 mL自来水 ,水∶土(m/m)
=3∶10 , 使土壤均匀湿润。每盆播种经筛选过的青
菜种 20粒 ,置自然光照下培养 ,试验温度为室温(15 ℃
—25 ℃)。待青菜种发芽 、出苗后 ,选择 10株生长良好 、
株高一致的青菜苗作为试验对象 ,其余的除去。供试青
菜长出 2片真叶 ,株高 6—7cm时开始用药。以不同浓
度的除草剂药液喷雾于青菜的叶面上 , 至叶面挂珠但
不掉落时停止喷药。喷药时不使药液进入土壤。
受试青菜喷雾药液量 4mL·盆 -1·d -1 , 每日用
药 1次 ,连续用药 7 d。每种除草剂的不同浓度组均设
2个平行样 , 并同时设置不用药的对照组。受试青菜
每天早 、晚各浇水 1次 ,保持一定的土壤含水量 。每日
观察受试青菜叶片的生长情况 ,注意鉴别受害症状。
3种除草剂喷雾的药液浓度分别如下:莠去津 0.5、
1.0、5.0 、10mg ·L -1;乙草胺 1.0、5.0、10mg ·L-1;甲
磺隆 10、100μg·L -1。
2.2 3种除草剂通过土壤吸收途径对青菜的危害试
验
直径13 cm、高 5 cm的塑料盆内装入 500g试验土
壤 ,土层深 3 cm。用 3种除草剂不同浓度的药液各 150
mL , 分别均匀地加入试验土壤中 , 水∶土(m/m)=
3∶10 ,使土壤含有不同浓度的除草剂。每盆播种经筛
选过的青菜种 20粒 ,置自然光照下培养 ,试验温度为
室温(15 ℃—25 ℃)。每浓度组均设 2个平行样 ,同时
设置不加药的对照组。试验青菜每天早 、晚各浇水 1
次 ,保持一定的土壤含水量。每日观察 、记录青菜的生
长情况 ,对受害症状进行鉴别 、描述 。
3种除草剂的土壤浓度分别如下:莠去津 0.1 、
0.5、1.0 、5.0、10mg·kg -1;乙草胺 0.01 、0.1、1.0 、10
mg ·kg-1;甲磺隆 0.1、1.0、10 、50、100μg·kg -1。
2.3 受污染地下水样的生物测试
以青菜为试验生物 , 待青菜长出 2片真叶 , 株高
6—7 cm时开始用某农药厂附近受污染的地下水样浇
灌 。灌水量 50—60mL·d-1 ,连续灌水 7 d。同时以该
农药厂附近未受污染的地下水样浇灌青菜作为对照
组 ,处理组及对照组均设 2平行。置于自然光照下培
养 ,试验温度为室温(15 ℃—25 ℃)。每日观察青菜的
生长情况 ,对受害症状进行比较和鉴别。
3 结果与讨论
3.1 3种除草剂通过叶面吸收途径对青菜的危害
3.1.1莠去津对青菜的危害
以 0.5、1.0 、5.0、10mg·L -1不同浓度莠去津药
液对已长出 2片真叶 , 株高 5—7 cm的青菜进行叶面
喷雾 ,连续用药到第 7 d时可以观察到:10mg·L -1最
高浓度组叶片失绿变黄 ,少数叶片的叶尖开始干枯 。5
mg ·L-1处理组的叶片也开始失绿变黄 , 但未见干枯
的叶片 。停药后继续观察 2 d , 10mg·L-1组大部分叶
片失绿 ,从叶尖开始干枯 ,叶的边缘绿色褪去 ,并逐渐
向整个叶片扩展 ,最后整个植株枯萎死亡。有的叶片
上出现了不规则的坏死伤斑。与叶片同时暴露的茎部
也出现枯萎的现象。5 mg ·L -1处理组也出现了同样
的症状 ,程度较 10 mg ·L-1组轻些 。1.0mg·L -1处理
组叶片绿色变浅 , 出现少量的枯叶 , 长势不好。0.5
mg ·L -1处理组青菜叶片绿色与对照组无明显差异 ,
且生长旺盛 ,未观察到明显的异常现象。
3.1.2乙草胺对青菜的危害
以 1.0、 5.0 、10mg ·L-1不同浓度乙草胺药液对
青菜叶面进行喷雾 ,连续用药 7 d。各浓度处理组均未
出现失绿 、枯萎现象 ,与对照组相比 ,各处理组受试青
菜生长良好 ,未观察到明显异常现象 。
3.1.3甲磺隆对青菜的危害
以 1.0、 10 、 100μg·L -1不同浓度甲磺隆药液对
青菜叶面进行喷雾 , 连续用药 7 d 后可观察到 :
100μg ·L -1处理组的叶片皱缩 ,凸凹不平 , 有失绿斑
出现 ,新叶症状更严重。刚长出的幼叶呈现黄色 ,且植
株较对照组矮小 , 生长减缓。10μg·L-1处理组的叶
片也出现了皱缩现象 , 但程度较 10μg ·L-1处理轻 ,
失绿斑不明显 , 但植株高度较对照组矮小 , 生长减
慢 。1.0μg ·L-1处理组用药后生长比较正常 ,叶片上
无明显受害症状 , 与对照组相比生长情况无明显异
陈良燕等:莠去津乙草胺和甲磺隆 3种除草剂对青菜危害的生物测试
113农 业 环 境 保 护第 20卷第 2期
常。
3.1.4讨论
莠去津 、乙草胺和甲磺隆 3种除草剂通过叶片吸
收途径对青菜的生长影响有明显的差异 ,见表 1 。从
叶片的受害症状和受害浓度可将三者加以区别。
莠去津喷雾于青菜叶片 , 在 5mg·L -1及以上的
浓度 , 可以在暴露后的较短时间内使受试青菜枯萎 、
死亡 。受试青菜从开始出现危害症状直到完全枯萎 ,
其时间间隔较短 。与叶片同时暴露的茎部也出现相
同的症状 。
而在相同处理浓度下 ,乙草胺未对受试青菜造成
明显危害 ,以 10mg ·L-1乙草胺药液对青菜叶片连续
喷雾 7 d ,受试青菜未表现出明显的受害症状。因此 ,
通过叶面吸收途径进入植物体内时 ,青菜对莠去津的
敏感性大于乙草胺。
通过叶面吸收途径 ,甲磺隆在一定浓度下也会对
青菜产生危害 , 出现明显症状的浓度为 10μg ·L-1及
以上浓度 , 比莠去津的危害浓度低 2个数量级。其症
状与莠去津所造成的症状有明显的不同:甲磺隆不会
导致受试青菜的叶片迅速死亡 , 而是使叶片皱缩 , 凸
凹不平 , 出现失绿斑 , 不同于莠去津所造成的使暴露
叶片整体失绿 、变黄 ,继而枯萎的现象。
3.2 3种除草剂通过根系吸收途径对青菜的危害
3.2.1莠去津对青菜的危害
0.1、0.5、1.0、5.0 、10mg·kg -1不同浓度的莠去
津土壤处理组对青菜的危害表现出剂量-反应关系
和时间-反应关系。播种后的第 8 d , 青菜已长出子
叶 , 株高约 2 cm , 10 mg ·kg -1处理组的受试青菜子叶
枯萎 , 5mg ·kg -1处理组也出现枯萎现象 , 但程度较
轻 。而 1.0mg·kg -1及以下处理组的受试青菜生长正
常 。
随时间延续 , 10mg ·kg -1及 5mg·kg -1处理组受
害症状加重 , 枯萎叶片增多 , 且植株生长缓慢 。0.1 、
0.5及 1.0mg ·kg -1处理组也表现出不同程度的受害
症状。至播种后的第 21d ,10、5.0、1.0及 0.5 mg ·kg-1
处理组青菜的真叶未长出 , 子叶失绿变黄 , 叶尖干枯
并逐渐向整个叶片扩展 ,植株逐渐死亡;0.1mg ·kg -1
处理组受试青菜能够长出真叶 , 但植株较对照组矮
小 ,部分叶片干枯。
3.2.2乙草胺对青菜的危害
乙草胺对青菜的危害有剂量-反应关系和时间
-反应关系。播种后第 7d , 10mg·kg -1处理组的青菜
出现“倒伏”现象 ,并逐渐死亡 ,即从茎的中部折断 ,植
株倾倒。但在危害症状出现的初期 ,叶片和茎部均呈
现正常的绿色 ,无失绿 、枯萎现象。1.0mg·kg -1处理
组部分植株也出现了同样的症状 ,但程度较轻 。同时 ,
0.1及 0.01mg ·kg -1处理组青菜生长正常 。随时间
的延续 , 危害症状逐渐加重 。至第 21 d , 0.01
mg ·kg-1处理组与对照组相比较 ,叶片颜色 、形态与对
照组无明显差异 ,但株高略矮;0.1mg·kg -1处理组株高
较对照组矮小 ,生长慢 ,部分叶片绿色变浅 ,叶脉的绿
色突出。1.0mg·kg -1处理组只长出很小的真叶 , 生
表 1 3种除草剂对青菜的危害剂量及危害症状
T able 1 Sym ptoms and injure o f harmful dosages for 3 herbicides on greengrocery
除草剂 暴露方式 处理浓度 受害症状及受害过程
莠去津 叶面吸收 0.5mg·L-1 叶片形态、颜色与对照无明显差异 ,生长旺盛 ,未观察到明显的受害症状
1.0mg·L-1 叶片绿色变浅 ,出现少量的枯叶 ,长势不好≥5.0mg·L-1 大部分叶片失绿 , 从叶尖开始干枯 , 叶的边缘褪色 ,有的出现不规则的坏死伤斑 ,并逐渐向整个叶片
扩展 ,使植株枯萎死亡
根系吸收 0.1mg· kg -1 植株较对照组矮小 ,有部分叶片干枯
0.5mg· kg -1 真叶未长出 ,子叶失绿变黄 ,叶尖干枯并逐渐向整个叶片扩展 ,部分植株逐渐死亡
≥1.0mg· kg -1 症状同0.5mg· kg-1处理组 ,程度较之严重 ,植株全部死亡
乙草胺 叶面吸收 10mg·L-1 未出现明显受害症状
根系吸收 0.01mg· L-1 叶片颜色、形态与对照无差异 ,但株高略矮
0.1mg·L-1 株高矮 ,生长慢 ,叶片绿色变浅 ,叶脉清晰 ,呈深绿色 ,有的叶片发黄
1.0mg·L-1 只长出很小的真叶 , 生长缓慢 ,植株矮小 , 子叶绿色变深 , 真叶叶片失绿、变黄 , 叶脉呈深绿色 , 清晰
可见 ,少数植株死亡
10mg·L-1 大部分植株死亡 ,少数存活者停止生长 ,植株矮小
甲磺隆 叶面吸收 1.0mg·L-1 叶片无明显受害症状 ,但株高较对照组略矮
10mg·L-1 叶片皱缩 ,出现失绿斑 ,但程度较轻 ,植株较对照组矮小
100mg· L-1 叶片皱缩 ,凹凸不平 ,出现失绿斑 ,刚长出的新叶呈黄色 ,植株矮小 ,生长缓慢
根系吸收 0.1μg· kg-1 少数真叶绿色变浅 ,叶片形态基本正常 ,但株高小于对照组
1.0μg· kg-1 大部分真叶失绿变黄 ,新叶受害严重 ,株高较对照组明显矮小 ,主根短 ,侧根不生长 ,呈“鸡爪”状≥10μg· kg-1 不长真叶 , 子叶绿色变深 , 叶片变厚 , 植株严重矮化 , 从两片子叶中心开始褪绿变黄 , 逐渐向子叶的
尖端扩展 ,植株逐渐失绿死亡
114 2001年 4月
长缓慢 ,株高仅为 3—4 cm(对照组 12 cm左右)。子叶
绿色变深 ,真叶叶片失绿 、变黄 , 叶脉绿色突出 ,少数
植株死亡 。10mg·kg -1处理组大部分植株死亡 ,少数
存活者停止生长 ,株高仅 2 cm左右 。
3.2.3甲磺隆对青菜的危害
甲磺隆对青菜生长的危害也表现出剂量-反应
关系和时间-反应关系。在不同浓度甲磺隆处理的土壤
中播种青菜 ,播种后第 7d可以观察到 , 10μg·kg-1及以
上处理组的受试青菜只长出很小的子叶即停止生长 ,
株高仅 1—2cm(对照组株高4—5cm);1 μg·kg-1处理组
较对照矮小;而 0.1μg·kg -1处理组受害症状不明
显 ,生长状况较好。
以后 , 随暴露时间的延续 , 各处理组的受害症状
逐渐加重 。至第 21 d ,0.1μg·kg -1处理组已长出 1—
2片真叶 ,有少数真叶绿色变浅 ,叶片形态基本正常 ,
大部分植株高度可达 6—7 cm(对照组株高 12 cm左
右),该处理组受害程度最轻。1.0μg·kg-1处理组也
可长出 1—2片真叶 ,但大部分真叶失绿变黄 ,新叶受
害尤其严重。该处理组的株高 4—5 cm ,明显矮于对照
组。10μg ·kg -1及以上浓度组不长真叶 ,子叶绿色变
深 , 叶片变厚 , 植株严重矮化 , 仅 1—2 cm左右 , 且受
害植株从两片子叶中心开始褪绿变黄 ,逐渐向子叶的
尖端扩展 。继续观察 10 d ,可见部分受害严重的植株
失绿 、变黄 ,随后逐渐死亡。
3.2.4讨论
莠去津 、乙草胺及甲磺隆 3种除草剂通过根系吸
收途径对青菜的危害效应有明显的不同 , 见表 1所
列。可从危害症状和危害剂量两个方面加以说明 。
土壤中莠去津含量达 0.1 mg·kg -1时就可对青
菜造成危害 , 浓度越大 , 危害越严重 。其危害症状主
要表现为:经暴露的受试作物在较短时间内失绿 , 叶
尖干枯 , 有些叶片出现不规则的伤斑 , 并逐渐扩展到
整个叶片 , 造成植株枯萎 、死亡。受试青菜从开始出
现伤害症状直到作物完全枯萎 , 其时间间隔很短 , 在
1—2 d内即可完成 。
土壤施用乙草胺达 0.1mg ·kg -1时就可对青菜
造成危害 ,且危害程度随浓度的增加而增强 。土壤中
高浓度乙草胺(5—10mg·kg -1)可使受试青菜茎部折
断 ,植株倒伏 ,植株逐渐死亡;低浓度的乙草胺(0.1—
1.0mg ·kg -1)抑制青菜生长 , 使植株矮化 , 可使青菜
叶片的绿色变浅 ,受害叶片的叶脉相对于叶片的其它
部位颜色较深 。但乙草胺对青菜产生危害后 ,不会导
致青菜茎 、叶的干枯 , 这与莠去津所产生的危害症状
有明显的不同 。
在甲磺隆对青菜的药害试验中 , 土壤施用
1.0μg·kg -1甲磺隆即可对青菜的生长产生危害 , 比
莠去津 、乙草胺的危害浓度低 2个数量级。随浓度增
高 ,危害程度愈严重;随暴露时间延长 ,危害症状愈明
显。其危害的典型症状是抑制植物生长 ,高浓度暴露
下 , 青菜的真叶不能长出 , 生长点失绿 、坏死 ,并逐渐
向整个叶片蔓延 ,使青菜生长停止;低浓度暴露下 ,青
菜可以长出真叶 , 但新叶失绿 、变黄 ,生长缓慢 , 植株
矮化 。甲磺隆对受试作物的根系也产生危害 ,抑制主
根及侧根的生长 , 导致主根 、侧根短小 , 数量减少 ,与
莠去津 、乙草胺的危害症状有明显的区别。
3.3 生物测试结果在农药环境污染事故调查诊断中
的应用
由于这 3种除草剂对青菜的危害剂量 、危害症状
及出现症状的过程有明显不同 ,在农药环境污染事故
诊断中 , 可对莠去津 、乙草胺及甲磺隆对作物的危害
作出判断和鉴定。
以某农药厂附近受污染的地下水样对青菜进行
浇灌 , 至第 7 d ,累计浇灌量达 400mL·盆 -1时 , 可以
观察到受试青菜叶片褪绿变黄 , 叶脉的绿色较叶片
深 ,清晰可见 。叶片伸展 ,无异常卷曲 。继续浇灌至第
14 d , 累计浇水量 800mL·盆 -1 , 除以上症状外 , 污染
水样浇灌的处理组青菜株高略矮于对照组 。
对照 3种除草剂对青菜的危害症状 ,可以初步判
定以地下水样浇灌的青菜受害不是莠去津引起 , 因
此 , 青菜受害因子可以排除莠去津 , 但不能排除乙草
胺和甲磺隆 ,要进一步确定致害污染物还需对受污染
的地下水中污染因子进行综合分析和判定 。
需指出的是 ,生物测试方法在实际应用中存在一
定的局限 , 这是因为影响其结果的因素较多 , 尤其是
当受试环境样品中杂质多 、成分复杂时 , 生物测试的
结果会受到很大影响 ,污染因子的分析与判定也比较
困难 。因此 , 在污染事故诊断中 , 应结合其它方法 [ 5]
(如污染源调查 、污染途径分析 、现场监测等)进行综
合分析和判定 ,才能得出科学的结论。
参考文献:
[ 1] 张志杰 .环境生物监测[ M] .北京:冶金工业出版社 , 1990.169-
170.
[ 2] 林玉锁 ,徐亦钢 ,石利利 ,等 .农药环境污染事故调查诊断方法研
究[ J] .污染防治技术 , 1998 , 11(3):137-140 , 144.
[ 3] 农业部农药检定所 .新编农药手册[ M] .北京:农业出版社 , 1989.
522-524.
[ 4] 苏少泉 .除草剂概论[ M] .北京:科学出版社 , 1989.146-149,
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[ 5] 林玉锁 .环境污染事故调查诊断中的因果关系分析[ J] .环境导
报, 1998,(6):4-6.
陈良燕等:莠去津乙草胺和甲磺隆 3种除草剂对青菜危害的生物测试