全 文 ：核 农 学 报 2010，24(3):585 ～ 588
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号:1000-8551(2010)03-0585-04
苯磺隆对土壤酶活性的影响
杜慧玲1 吴济南2 王丽玲2 郭平毅2
(1. 山西农业大学文理学院，山西 太谷 030801;2. 山西农业大学农学院，山西 太谷 030801)
摘 要:通过盆栽小麦试验，研究了苯磺隆污染对土壤尿酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性的动态影响。结果
表明，苯磺隆处理前期(14d 前)对土壤脲酶活性具有抑制作用(除第 1 天 0. 1、0. 5mg /kg 处理)，且抑制
作用随着苯磺隆浓度的增大而增强，第 7 天脲酶活性最小，最大抑制率为 74. 8%;处理后期(14d 后)对
脲酶活性具有一定的激活作用，最高激活率达 183. 0%。而低浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶
具有一定的激活效应，高浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶具有抑制 －激活效应，对碱性磷酸酶的
抑制作用表现在处理的最初 7d，对蛋白酶的抑制作用表现在处理前期(14d 前)。结果表明苯磺隆对土
壤酶活性的影响不仅与苯磺隆处理的浓度和培养时间有关，同时还与土壤酶的种类有关，土壤尿酶活性
对表征苯磺隆污染具有一定的指示作用。
关键词:苯磺隆;小麦;土壤酶活性
EFFECT OF TRIBENURON-METHYL APPLICATION ON ACTIVITY OF SOIL ENZYME
DU Hui-ling1 WU Ji-nan2 WANG Li-ling2 GUO Ping-yi2
(1. College of Arts ＆ Sciences，Shanxi Agricultural University，Taigu，Shanxi 030801;
2. College of Agriculture，Shanxi Agricultural University，Taigu，Shannxi 030801)
Abstract:A pot wheat experiment was conducted to evaluate that the dynamic effects of tribenuron-methyl pollution on
the activity of soil urease，alkaline phosphatase and protease were studied. The results showed that except 0. 1 and
0. 5mg /kg first day treatments，the activity of soil urease was all inhibited among other tribenuron-methyl treatments
during the early stage (the first 14 days after treatment)，and the inhibit effect became greater as the concentration of
tribenuron-methyl increased. The activity of soil urease was the least and the highest inhibitory rate reached 74. 8% at
the 7 th day. But tribenuron-methyl treatment activated soil urease with the highest activating rate of 183. 0% during the
later stage(after 14 days). On the contrary， the effect of tribenuron-methyl treatment on the activity of alkaline
phosphatase and protease appeared dosage effect. That is，low-concentration tribenuron-methyl had some activating
effect on the activity of alkaline phosphatase and protease，while high-concentration tribenuron-methyl had inhibitory-
activating effect. The inhibitory effect on alkaline phosphatase presented during the previous 7 days after treatment，but
the effect on protease appeared in the early stage of treatment (the first 14days). Thus the effect of tribenuron-methyl on
the activity of soil enzyme not only related to concentration and culture time but also related to types of soil enzyme. The
activity of soil urease could be an indicator for the pollution level of tribenuron-methyl in soil in the early stage of
tribenuron-methyl pollution.
Key words:tribenuron-methyl;wheat;activity of soil enzyme
收稿日期:2009-11-05 接受日期:2010-01-26
基金项目:山西省自然科学基金(20041095)，山西农业大学博士基金(412559)
作者简介:杜慧玲(1966-)，女，山西太谷人，博士，教授，研究方向为作物化学调控。E-mail:duhuiling66@ 163. com
通讯作者:郭平毅(1956-)，男，山西寿阳人，博导，教授，研究方向为作物化学调控。E-mail:pyguo@ sxau. edu. cn
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核 农 学 报 24 卷
作为土壤生物化学特性的重要组成部分，土壤酶
积极参与土壤发生、发育以及土壤肥力的形成、土壤净
化等代谢过程，在土壤生物化学转化、生物地球化学循
环及能量转换中起着重要的作用［1］，是表征土壤中物
质、能量代谢和土壤质量水平的一个重要生物指标。
大量研究表明，土壤酶的活性对环境胁迫反应比较敏
感，可以用来指示土壤环境的污染状况［2］。关于农药
对土壤酶的影响，国内外一些研究通过室内模拟试
验［3 ～ 7］表明，农药对土壤酶有激活和抑制作用，并且随
农药和土壤类型的不同而有较大差异。土壤酶活性与
环境条件，尤其是外源污染物对土壤生态环境的破坏
程度具有较强的相关性，对土壤质量状况具有一定的
指示作用［8，9］。苯磺隆是麦田广泛使用的一种磺酰脲
类除草剂，其对土壤酶活性的影响，尤其是对小麦生长
过程中土壤酶活性的影响尚未见报道。为此，本文拟
通过盆栽小麦试验，研究苯磺隆使用后，不同时间对土
壤酶活性的影响及变化规律，以期为进一步评价施用
农药对土壤质量的危害，以及农药使用安全性评价提
供一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试土壤采自山西农业大学试验地，为石灰性褐
土，质地中壤，未使用过除草剂。土壤理化性状为:有
机质 16. 85g / kg，全氮 0. 96g / kg，碱解氮 12. 87mg /kg，
速效磷 15. 58mg /kg，速效钾 129. 41mg /kg，pH 8. 3。采
集 0 ～ 20cm 土壤样品，晾干后过 3mm 筛，充分混匀，选
择 30cm × 26cm 的塑料桶，每桶装土 15kg。
供试冬小麦品种为农大 190。苯磺隆 95%由沈阳
化工研究院提供。
1. 2 试验设计与实施
所用苯磺隆浓度分别为 0. 1、0. 5、1. 0 和 10mg /
kg，以未添加苯磺隆为对照，每个处理重复 3 次。
按照试验设计，将事先配制好的苯磺隆母液，以水
稀释成苯磺隆浓度为 0. 1、0. 5、1. 0 和 10mg /kg 的苯磺
隆施用液各 500ml，于小麦返青后拔节前以滴浇法处
理土壤，处理后 1、3、7、14、28 和 60d 用土钻每盆取 0
～ 20cm 土样，进行酶活性测定。
1. 3 测定方法
脲酶活性采用苯酚钠比色法;蛋白酶活性采用茚
三酮显色比色法;磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法［10］。
1. 4 数据处理
试验数据采用 SAS 8. 1 进行方差分析，用 Duncan
新复极差法进行平均数的显著性检验。
2 结果与分析
2. 1 土壤脲酶对苯磺隆的动态响应
土壤脲酶是一种酰胺酶，能酶促含氮有机化合物
分子中酞键的水解。脲酶的作用是极为专性的，它仅
能水解尿素，可以用来表征土壤中有机态氮的转化状
况［11］。
土壤脲酶对苯磺隆的动态响应见图 1。由图可
见:随着处理时间的延长，苯磺隆对土壤脲酶活性主要
呈先抑制后激活的变化趋势。与对照相比，除第 1 天
0. 1 和 0. 5mg /kg 处理外，其余各处理在处理前期(14d
前)均显著低于对照，并且最初 7d 随着苯磺隆浓度的
增加脲酶活性降低的越多，其中第 7 天脲酶活性最小，
抑制率为 49. 8% ～ 74. 8%，表明苯磺隆对土壤脲酶具
有一定的抑制作用，且在一定范围内抑制作用随着苯
磺隆浓度的增大而增强。处理后期(14d 后)土壤脲酶
活性高于对照，且随着苯磺隆浓度增大酶活性增大。
第 28 天各处理脲酶活性均达到最大，分别为 26. 89
(CK)、28. 67、32. 98、35. 06 和 38. 59mg NH3-N / g 土·
h，表明此时苯磺隆对脲酶具有一定的激活作用，并且
随着苯磺隆浓度(0. 1 ～ 10mg /kg)的增大，激活作用增
大，激活率分别为 6. 60%、22. 6%、30. 4% 和 43. 5%。
第 60 天，低浓度(0. 1、0. 5mg /kg)处理的土壤脲酶活
性基本恢复到对照水平，高浓度(1. 0、10mg /kg)处理
仍显著高于对照，较对照分别增加了 1. 26 和 1. 83 倍，
可能是由于土壤中有机质对苯磺隆的吸附作用或者是
添加的苯磺隆被土壤微生物分解后的产物可以作为酶
促反应的底物所致。
2. 2 土壤碱性磷酸酶对苯磺隆的动态响应
土壤磷酸酶是催化土壤中磷酸单酯和磷酸二酯水
解的酶，它能促进有机磷酯或无机磷酸盐转化为植物
可利用的无机磷酸，为植物生长提供有效磷素，是评价
土壤磷素生物转化方向与强度的指标。土壤磷酸酶有
酸性、中性和碱性 3 类，它们测定的最适 pH 分别为
5. 0、7. 0 和 9. 8。由于供试土样为碱性，故进行了碱性
磷酸酶的研究。
本试验条件下，不同浓度苯磺隆对碱性磷酸酶活
性的影响如图 2。由图 2 可知，低浓度苯磺隆(0. 1、
0. 5mg /kg )处理下，随时间的延长碱性磷酸酶活性基
本呈先增后降的趋势，且均高于对照，如第 7 天的碱性
磷酸酶活性分别为 29. 82 和 27. 04 μg /土·h，与对照
23. 73 μg / g 土·h 相比，分别增加了 25. 6% 和 13. 9%，
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3 期 苯磺隆对土壤酶活性的影响
图 1 苯磺隆对土壤脲酶活性的影响
Fig. 1 Effect of tribenuron-menthyl on soil urease
图中不同小写字母表示差异显著(P < 0. 05)，
相同字母表示差异不显著(P > 0. 05)。下图均同。
图 2 苯磺隆对土壤碱性磷酸酶活性的影响
Fig. 2 Effect of tribenuron-menthyl on
soil alkaline phosphatase
表明低浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶具有一定的刺激
效应。与低浓度处理不同，高浓度苯磺隆(1. 0 和
10mg /kg)处理，土壤碱性磷酸酶活性呈降低 － 增加 －
降低的变化趋势，在处理的最初 7d 均显著低于对照，
表明高浓度苯磺隆处理初期对土壤碱性磷酸酶有一定
的抑制效应，抑制率最高达 53. 0%;第 14 天酶活性达
到最大，且显著高于对照;第 60 天，2 个浓度处理的土
壤碱性磷酸酶仍显著高于对照，且 10mg /kg 处理的酶
活性是对照的 2. 49 倍。
2. 3 土壤蛋白酶对苯磺隆的动态响应
土壤蛋白酶是氮素转化的重要酶类，能水解各种蛋
白质和肽类等化合物为氨基酸，因此土壤蛋白酶的活性
与土壤氮素营养的转化状况存在极重要的关系［12］。
图 3 苯磺隆对土壤蛋白酶活性的影响
Fig. 3 Effect of tribenuron-menthyl on soil protease
本试验条件下，土壤蛋白酶对苯磺隆的动态响应
见图 3。由图 3 可知，在整个处理过程中，低浓度
(0. 1、0. 5mg /kg )处理的土壤蛋白酶活性均高于对照
(除第 3 天 0. 5mg /kg 处理)，如第 14 天，其土壤蛋白
酶活性分别为 4. 49 和 3. 98mg Gly / kg 土·h，与对照的
3. 37mg Gly / kg 土·h 相比，分别增加了 33. 2% 和
18. 1%，表明低浓度苯磺隆对土壤蛋白酶具有激活作
用。高浓度(1. 0 和 10mg /kg)处理下，土壤蛋白酶活
性表现为降低-升高-降低的波动趋势，处理前期(14 天
前)的土壤蛋白酶活性均低于对照，其中第 7 天酶活
性最低，1. 0 和 10mg /kg 处理分别为 2. 82 和 1. 54mg
Gly / kg 土·h，与对照 3. 86mg Gly / kg 土·h 相比，分别
降低了 26. 9% 和 60. 1%，表明处理前期高浓度苯磺
隆对土壤蛋白酶具有一定的抑制作用，其抑制作用随
苯磺隆浓度的增加而增大。处理后期(14d 后)，1. 0
和 10mg /kg 处理的土壤蛋白酶显著高于对照，如第 28
天分 别 为 4. 57 和 5. 08mg Gly / kg 土·h，是 对 照
(3. 62mg Gly / kg 土·h)的 1. 26 和 1. 40 倍;第 60 天，
1. 0 和 10mg /kg 处理的土壤蛋白酶分别为 3. 14、
3. 71mg Gly / kg 土·h，分别是对照(2. 39mg Gly / kg 土·
h)的 1. 31 和 1. 55 倍。表明处理后期高浓度苯磺隆对
土壤蛋白酶具有一定的激活作用，随着苯磺隆浓度增
大其激活作用增强。
3 讨论
土壤酶是天然活性蛋白质，来源于土壤植物根系
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及其残体、土壤微生物和土壤动物及其遗骸的分泌物，
参与包括土壤生物化学过程在内的 N、P 和 C 等物质
的循环，催化土壤中复杂有机物质向简单无机化合物
的转化，对植物生长具有重要意义。研究土壤脲酶和
蛋白酶活性，能够了解土壤氮素转化能力和氮素有效
化强度，土壤脲酶活性的高低与土壤营养物质转化能
力、肥力水平、污染状况密切相关［13］。磷酸酶是一种
能够将有机磷化物转化为植物可吸收的无机磷酸盐的
土壤酶类，对土壤中含磷物质等的循环具有重要作用。
因此，在农药有机物污染条件下，土壤酶活性除受到土
壤微生物及植物根系分泌物的影响，同时还受到农药
有机污染物的影响。
3. 1 苯磺隆对土壤酶活性的影响
本研究表明，苯磺隆对土壤脲酶、碱性磷酸酶、蛋
白酶的影响较为复杂，但仍然有一定规律。对脲酶的
影响表现为，前期(14d 前)具有抑制作用(除第 1 天
0. 1、0. 5mg /kg 处理)，后期(14d 后)具有激活作用;而
对磷酸酶和蛋白酶表现为，在整个处理过程中，低浓度
(0. 1、0. 5mg /kg)处理均具有激活作用，高浓度(1. 0
和 10mg /kg)处理具有抑制 － 激活作用。这表明在农
药污染胁迫下，土壤酶活性并不是简单的受到抑制或
促进，可能与小麦生长、根系分泌物一起，通过自身的
调节而向着适应逆境的方向发展。另外，对土壤酶活
性的影响特性，可能与苯磺隆在土壤中存在的部位以
及土壤中苯磺隆的转化有关。处理后期苯磺隆对土壤
酶活性具有刺激作用，可能是随着时间的延长，苯磺隆
降解产物能够为土壤微生物提供碳源，从而促进了微
生物生长，导致了相应土壤酶活性的提高。
3. 2 土壤酶对苯磺隆响应的差异
土壤脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶对苯磺隆的响应
存在一定的差异。同一种农药对不同酶所表现出的差
异，可能与农药有机污染物对土壤酶的作用机理有关，
因为同一底物对不同酶的作用可能不同，农药分子可
能是某种酶的最适底物，也可能是另外一种酶的天然
抑制剂。此外，土壤酶活性对土壤中农药有机污染物
响应的差异性，可能与土壤中不同酶类的分布规律有
关，以游离态存在于土壤中的生物酶类易受农药类有
机污染物的影响，而以与生物细胞组分或土壤组分结
合形式存在的非生物酶类则不易受农药有机污染物的
影响。
本试验表明，处理前期(14d 前)苯磺隆对脲酶活
性具有抑制作用(除第 1 天 0. 1、0. 5mg /kg 处理)，处
理后期(14d 后)具有一定的激活作用;而土壤碱性磷
酸酶和蛋白酶对苯磺隆的响应，则因苯磺隆浓度不同
而不同，低浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶具
有一定的刺激效应，高浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶
和蛋白酶具有抑制 － 激活效应，对碱性磷酸酶的抑制
作用表现在处理的最初 7d，对蛋白酶的抑制作用表现
在处理前期(14d 前)。所以土壤脲酶活性能够较准确
地表征苯磺隆对土壤的污染。有研究表明，土壤酶能
够对土壤污染做出灵敏的反应，土壤酶可作为表征土
壤退化程度的生物活性指标［14，15］。可见，当用土壤酶
活性作为污染指标来表征农药有机污染物所引起的土
壤污染时，既要考虑农药的使用量，同时还应该考虑土
壤酶的种类。
参考文献:
［1 ］ 周礼恺 .土壤酶学［M］.北京:科学出版社，1987
［2 ］ Moreno J L，Garcia C，Hernandez T. Tox ic effect of cadmium and
nickel on soil enzymes and the influence of adding sew age sludge
［J］. European Journal of Soil Biology，2003，54:377 － 386
［3 ］ Kalam A，Tah J，Mukherjee A K. Pesticide effects on microbial
popula － tion and soil enzyme activities during vermicomposting of
agricultural waste［J］. Journal of Environmental Biology，2004，25
(2):201 － 208
［4 ］ Omar S A，Abdel-Sater M A. Microbial populations and enzyme
activities in soil treated with pesticides ［J］. Water Air＆Soil
Pollution，2001，127(1 － 4):49 － 63
［5 ］ Piero Perucci， Costantino Vischetti， Fabrizio Battistoni.
Rimsulfuron in a silty clay loam soil:c. ccts upon microbiological and
biochemical properties under varying microcosm conditions［J］. Soil
Biology and Biochemistry，1999，31:195 － 204
［6 ］ 郑 巍，刘惠君，刘维屏 . 吡虫啉及代谢物对土壤过氧化氢酶活
性的影响［J］.中国环境科学，2000，20(6):524 － 527
［7 ］ 和文祥，闵 红，王 娟 . 2，4-D 对土壤酶活性的影响［J］. 农业
环境科学学报，2006，25(1):224 － 228
［8 ］ 曹 慧，孙 辉，杨 浩，赵其国 .土壤酶活性及其对土壤质量的
指示研究进展［J］.应用与环境生物学报，2003，9(1):105 － 109.
［9 ］ 刘占锋，傅伯杰，刘国华 . 土壤质量与土壤质量指标及其评价
［J］.生态学报，2006，26(3):901 － 913
［10］ 关松荫，张德生，张志明 . 土壤酶及其研究法［M］. 北京:农业出
版社，1986
［11］ 和文祥，朱铭茂 .陕西土壤酶活性与土壤肥力关系分析［J］. 土壤
学报，1997，34(4):392 － 398
［12］ 郑洪元，张德生，郑莲嫡 . 土壤中具有蛋白酶活性的酶 － 腐殖质
复合物的提取及其性质的研究［J］. 土壤学报，1985，22(4):357
－ 364
［13］ Marzadori C，Ciavatta C，Montecchio D，Gessa C. Effects of lead
pollution on different soil enzyme activties［J］. Biology and Fertility
of Soils，1996，22:53 － 58
［14］ Kandeler E，Kampichler C，Horak O. Influence of heavy metals on
the functional diversity of soil microbial communities［J］. Biology
and Fertility of Soils，1996，23:299 － 306
［15］ 林立金，朱雪梅，邵继荣 . 锌铬复合污染对水稻不同生育期土壤
酶活性的影响［J］.核农学报，2007，21(6):623 － 629
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