全 文 ：第 33卷 第 5期 生 态 科 学 33(5): 951−954
2014 年 9 月 Ecological Science Sep. 2014

收稿日期: 2013-06-28; 修订日期: 2013-09-09
基金项目: 沈阳市科技计划项目(F11-264-1-02)
作者简介: 杨春璐(1978—), 女, 博士, 副教授, 主要从事生态学方面研究, E-mail: 38960662@qq.com
作者简介: 王杰(1981—), 女, 博士, 实验师, 主要从事生态学方面研究, E-mail: 94266689@qq.com

杨春璐, 方玉帆, 王杰, 等. 豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响[J]. 生态科学, 2014, 33(5): 951−954.
YANG Chunlu, FANG Yufan, WANG Jie, et al. Effects of chlorimuron-ethyl on soil enzyme activity[J]. Ecological Science, 2014, 33(5):
951−954.

豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响
杨春璐, 方玉帆, 王杰*, 袁园
辽宁大学环境学院, 沈阳 110036

【摘要】 通过室内模拟方法, 以北方具有代表性的草甸棕壤为研究对象, 研究了除草剂豆磺隆对土壤脲酶、转化酶和
三种磷酸酶活性的影响。结果显示, 在试验浓度范围内, 豆磺隆对土壤脲酶和转化酶总体上有激活作用, 影响幅度分
别为 3.07%—20.02%和−1.73%—5.67%; 除个别浓度外, 豆磺隆对三种土壤磷酸酶均有抑制作用, 豆磺隆浓度为 5 mg⋅kg–1
时对酸性磷酸酶的抑制作用最强, 抑制率为 17.92%, 对中性磷酸酶的抑制率仅在 0.77%—1.54%之间, 对碱性磷酸酶
的抑制率为 8.95%—20.60%。豆磺隆对脲酶、转化酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响较小, 且未表现出明显规
律性, 仅与碱性磷酸酶呈显著(p < 0.05)的对数负相关关系, 表明碱性磷酸酶在一定程度上可作为豆磺隆污染土壤的监
测指标。

关键词：豆磺隆; 土壤; 脲酶; 转化酶; 磷酸酶
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2014.05.021 中图分类号：S154.2 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2014)05-951-04
Effects of chlorimuron-ethyl on soil enzyme activity
YANG Chunlu*, FANG Yufan, WANG Jie, YUAN Yuan
School of Environmental Science, Liaoning University, Shenyang 110036, China
Abstract: Through simulation test, the influences on the soil activities of urease, invertase and three kinds of phosphotase in
meadow burozem were studied. Results showed that in the range of test concentrations, soil urease and invertase were
generally activated, and the varying extents of urease and invertase were 3.07%-20.02% and −1.73%-5.67%, respectively.
The acidic, alkaline and neutral phosphotase activities were all decreased expect individual concentrations. The maximum
inhibition rate on acid phosphatase by chlorimuron-ethyl was 17.92% when the concentration of chlorimuron-ethyl was 5
mg⋅kg–1. The inhibition rate on neutral phosphatase and alkaline phosphatase by chlorimuron-ethyl was 0.77%-1.54% and
8.95%-20.60%, respectively. The influence of chlorimuron- ethyl on the activities of urease, invertase, acid phosphatase and
neutral phosphatase was small and the regularity was not obvious. The relationship between alkaline phosphatase and
chlorimuron-ethyl concentration can be described by logarithmic equations significantly (P < 0.05). To some extent, soil
alkaline phosphatase can be used as an index to characterize the soil contamination of chlorimuron-ethyl.
Key words: chlorimuron-ethyl; soil; urease; invertase; phosphotase
1 前言
我国是农业大国, 农药因其在消灭杂草、害虫
及提高农产品产量和质量方面见效快而被广泛使用,
研究表明, 施用的农药只有少部分留在植物上产生
作用, 而 80%—90%将最终进入土壤[1], 农药对土壤
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的污染研究已成为土壤科学领域的研究方向之一。
豆磺隆又称氯嘧磺隆、豆威, 是获得农业部农药登
记的一种超高效磺酰脲类大豆田专用除草剂, 此农
药对多种阔叶杂草具有成本低、效率高、使用方便
等诸多特点, 是造成土壤污染的主要农药之一。土
壤酶因对环境因素引起的变化较敏感, 又因其专一
性和综合性特点使其有可能成为一个有潜力的土壤
生物指标。近年来众多学者[2–7]将土壤酶应用到土壤
重金属的生态毒理研究中, 先后提出脲酶、转化酶、
磷酸酶等潜力指标, 取得了较满意的结果。而对豆
磺隆污染后土壤酶活性变化的报道则较少。本实验
拟通过豆磺隆污染土样后, 土壤脲酶、转化酶和三
种磷酸酶活性的分析, 探讨和揭示土壤酶活性与豆
磺隆之间的关系, 为土壤环境保护提供参考。
2 材料与方法
2.1 供试土样
供试土样采自沈阳农业大学长期定位实验基地
(41.8303° N, 123.5678° E), 为未受污染的耕地棕壤。
采集深度5—20 cm, 土样风干混匀后, 过1 mm尼龙
筛, 剔除植物残体, 备用。土壤基本理化性质见表 1。
2.2 供试药品
试验所用豆磺隆为农药标准品, 纯度为 99.0%,
由大连瑞泽农药股份有限公司提供。
2.3 试验方法
向 5 g 土样中加入 1 mL 甲苯并静置 15 min,
添加 5 mL 不同浓度豆磺隆(0, 0.01, 0.1, 1, 5, 10,
20 mg⋅kg–1)溶液, 混匀, 30 min 后, 加入基质和缓冲
液, 放入恒温箱 37 ℃培养, 培养结束后测定其酶活
性。每个处理重复 3 次, 为了消除土壤中原有基质
引起的误差, 各土样做无基质对照, 整个试验做无
土壤对照。
土壤基本理化性质的测定采用常规分析方法[8]。
土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定[9], 土壤转化
酶活性采用 3,5-二硝基水杨酸比色法测定[9], 土样
中磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定[9], 3 种酶
活性分别以每克土每小时将尿素水解成NH4+-N的量
或将蔗糖转化成葡萄糖的量或将磷酸苯二钠转化成
酚的量表示。
3 结果与分析
3.1 豆磺隆对土壤脲酶活性的影响
土壤脲酶是存在于土壤中能催化尿素分解的一
类水解酶, 能酶促尿素生成氨、二氧化碳和水。生
成的氨是植物氮素营养来源之一, 在氮肥利用和土
壤氮素代谢方面有重要的意义。

表 1 供试土壤的基本理化性质
Tab. 1 Basic physico-chemical properties of the test soil
机械组成/(mm,%) 有机质/
(g⋅kg–1) pH
全氮/
(g⋅kg–1)
全磷/
(g⋅kg–1)
全钾/
(g⋅kg–1)
阳离子交换量/
(cmol⋅kg–1) < 0.001 < 0.01
1.87 6.50 0.53 0.42 19.70 18.52 24.02 35.80


图 1 豆磺隆对土壤脲酶活性的影响
Fig. 1 The effect of chlorimuron-ethyl on soil urease activity
豆磺隆对土壤脲酶活性的影响见图 1。在试验
浓度范围内, 豆磺隆对土壤脲酶有激活作用, 但这
种激活作用未表现出规律性变化。方差分析表明,
除豆磺隆浓度 10 mg⋅kg–1 处理与对照有显著差异
(p < 0.05)外, 其余各处理与对照均没有显著差异
(p > 0.05)。豆磺隆浓度为 10 mg⋅kg–1 时, 最大激活
率为 20.02%。试验结果表明, 土壤脲酶与豆磺隆
农药之间存在着比较复杂的关系, 原因可能是受
到土壤类型、有机质含量等的影响。在研究百草
枯、草甘膦、西维因和阿特拉津 4 种农药对 11 个
土样脲酶活性影响时也发现, 除个别土样外, 4 种
农药均对土壤脲酶有激活作用, 但对脲酶的影响
幅度随土样性质不同也表现出了极大的差异。
5 期 杨春璐, 等. 豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响 953
3.2 豆磺隆对土壤转化酶活性的影响
蔗糖酶是根据其酶促基质——蔗糖而得名的,
又叫转化酶或 β－呋喃果糖苷酶, 它对增加土壤中
易溶性营养物质起着重要的作用。一般情况下, 土
壤肥力越高, 土壤转化酶活性越强。它不仅能够表
征土壤生物学活性强度, 也可以做为评价土壤熟化
程度和土壤肥力水平的一个指标。
豆磺隆对土壤转化酶活性的影响见图 2。土样
加入豆磺隆后, 除在浓度为 1 mg⋅kg–1时对土壤转化
酶有微弱抑制(抑制率为 1.73%)作用外, 其他豆磺
隆浓度均对土壤转化酶活性产生激活作用, 但激活
作用不明显, 在 0.01 mg⋅kg–1 时, 激活率最大, 为
5.67%。由方差分析可知, 各豆磺隆浓度处理与对照
均没有显著性差异(p > 0.05), 即在试验浓度范围内,
豆磺隆对土壤转化酶活性无显著影响。

图 2 豆磺隆对土壤转化酶活性的影响
Fig. 2 The effect of chlorimuron-ethyl on soil invertase
activity
3.3 豆磺隆对土壤磷酸酶活性的影响
磷酸酶是一种酶促有机磷化合物的水解酶, 可
将有机磷化合物转化为无机磷[10], 提供作物磷素营
养。在 pH 4—9 的土壤中均有磷酸酶, 积累的磷酸
酶对土壤磷素的有效性具有重要作用。土壤中存在
3类磷酸酶: 酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶,
最适 pH 分别为 4.0—5.0、6.0—7.0、8.0—10.0。
豆磺隆对碱性、中性和酸性三种磷酸酶活性的
影响见图 3。豆磺隆对碱性磷酸酶活性始终表现为
抑制作用, 抑制率为 8.95%—20.60%。方差分析表明,
所有处理的碱性磷酸酶活性均与对照有显著差异
(p < 0.05), 其中豆磺隆浓度 1.0 mg⋅kg–1 以上的各
处理与对照有极显著差异(p < 0.01)。豆磺隆浓度
为 10 mg⋅kg–1 时, 抑制作用最大。将碱性磷酸酶活性
(或相对活性, 即不同处理的酶活性与对照酶活性的
比值)与豆磺隆浓度用各种方程进行拟合, 结果显示,
用对数方程拟合最合适, 两者之间呈显著对数负相
关关系(如图 4 所示)。此相关分析表明, 碱性磷酸酶
在一定程度上可作为豆磺隆污染土壤的监测指标。
豆磺隆对中性磷酸酶活性的影响较复杂, 有
激活, 有抑制, 规律性差且变幅小。在 1 mg⋅kg–1
和 20 mg⋅kg–1 时表现为激活作用, 激活率分别为
1.28%和 0.79%, 其余浓度表现为抑制作用, 但抑制
作用并不明显, 抑制率在 0.77%—1.54%之间。方差
分析表明, 各豆磺隆浓度处理与对照均没有显著差
异(p > 0.05)。
豆磺隆对酸性磷酸酶活性产生抑制作用, 但
变化规律不明显。方差分析表明, 除豆磺隆浓度
5 mg⋅kg–1 处理与对照有显著差异(p < 0.05)外, 其余

图 3 豆磺隆对土壤磷酸酶活性的影响
Fig. 3 The effect of chlorimuron-ethyl on soil phosphotase activity
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图 4 土壤碱性磷酸酶相对活性与豆磺隆的关系
Fig. 4 The relationship between soil alkaline phosphatase
relative activity and chlorimuron-ethyl
各处理与对照均没有显著差异(p > 0.05)。在豆磺隆
浓度 5 mg⋅kg–1 时, 酸性磷酸酶活性受到较强抑制,
抑制率为 17.92%。
4 结论
综上所述, 在试验浓度范围内, 豆磺隆对北方
草甸棕壤中五种土壤酶的活性均有一定的影响, 不
同浓度的影响效果不同, 同一浓度对不同酶的影响
效果也不同。豆磺隆的加入使土壤脲酶、转化酶的
活性略有增加, 表现出微弱的激活作用; 除个别浓
度外, 豆磺隆对酸性、中性和碱性三种磷酸酶活性
总体上呈抑制作用。方差分析表明, 不同浓度豆磺
隆处理对碱性磷酸酶活性的影响与对照均有显著差
异(p < 0.05), 其中豆磺隆浓度 1.0 mg⋅kg–1 以上的各
处理与对照有极显著差异(p < 0.01); 在豆磺隆对脲
酶、转化酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响
中, 除豆磺隆浓度 10 mg⋅kg–1 处理的脲酶活性与对
照有显著差异(p < 0.05)以及豆磺隆浓度 5 mg⋅kg–1处
理的酸性磷酸酶活性与对照有显著差异(p < 0.05)
外, 其余各处理与对照没有显著差异(p > 0.05)。碱
性磷酸酶相对活性与豆磺隆浓度用对数方程拟合
最合适, 豆磺隆浓度与碱性磷酸酶呈显著对数负相
关关系, 揭示了碱性磷酸酶具有初步检测土壤中豆
磺隆污染程度的潜力。
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