全 文 ：　 　 倡 福建省自然科学基金（Z０５１６０４８） 、福建省教育厅项目（ JA０６０３８）和莆田市科技重点项目（２００５S０２）资助
收稿日期 ：２００６唱０４唱２６ 　 改回日期 ：２００６唱０７唱１９
4 种农药对枇杷园土壤磷酸酶活性及微生物呼吸的影响 倡
傅丽君 　杨文金
（莆田学院环境与生命科学系 　 莆田 　 ３５１１００）
摘 　 要 　 应用室内培养方法研究了甲基托布津 、代森锰锌 、杀灭菊酯 、阿维菌素 ４ 种农药对枇杷园土壤磷酸酶活性
及微生物呼吸的影响 ，并对 ４ 种农药进行了安全性评价 。 结果表明 ，经杀菌剂甲基托布津和代森锰锌处理的土壤 ，
磷酸酶活性受到明显抑制 ，且抑制效果未见恢复 。 经杀灭菊酯和阿维菌素处理的土壤 ，磷酸酶活性变化呈现“抑制
唱恢复唱激活”趋势 ；抑制作用随农药浓度的升高而增强 ；但 ７d 后磷酸酶活性受到了一定程度的激活 ，３５d 达到最高
值 ；高浓度杀灭菊酯和低浓度阿维菌素显示出较强的激活作用 。 农药对土壤微生物呼吸作用的影响初期表现为轻
微激活 ，５d 后出现抑制作用 ，１２d 后基本恢复正常 ，接近对照水平 。 通过安全性评价可知 ，供试 ４ 种农药对土壤微
生物的危害较小 ，为无毒害或无实际危害的农药 。
关键词 　 枇杷园 　 农药 　 土壤磷酸酶 　 土壤微生物 　 土壤呼吸
Effects of pesticides on soil phosphatase activity and respiration of soil microorganisms in loquat orchard ．FU Li唱Jun ，YANG Wen唱
Jin（Department of Environment and Life Sciences ，Putian University ，Putian ３５１１００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（６） ：１１３ ～ １１６
Abstract 　 The effects of ４ pesticides （ thiophanate唱methyl ，mancozeb ，fenvalerate and abamectin）on soil phosphatase activ唱
ity and respiration of soil microorganisms were investigated in this stud y ．Safety levels of the four pesticides were also eval唱
uated ．Results show an irrecoverable inhibition of phosphatase activity in soils treated with thiophanate唱methyl or mancoz唱
eb ．Phosphatase activity of fenvalerate or abamectin t reated soils are initially inhibited ，but then reactivated after ７ days and
hitting peak values ３５ days af ter treatment ．Reactivation gets stronger with higher concent ration of fenvalerate and lower
concent ration of abamectin ．Soil respiration is slightly stimulated during the initial period ，inhibited af ter ５ days ，and then
recovers to cont rol levels af ter １２ days ．Safet y evaluation shows that the four pesticides are slightly ，but not practically ，
harmful to soil microorganisms due to their inheren t toxicity ．
Key words 　 Loquat orchard ，Pesticide ，Phosphatase ，Soil microorganism ，Soil respiration
（Received April ２６ ，２００６ ；revised July １９ ，２００６）
　 　 化学农药在果园生产中必不可缺 ，但果园施用的化学农药大部分落入土壤中 ，直接或间接进入土壤表
层或耕作层 ，污染并破坏了自然的农业生态环境 ，从而对土壤微生物产生影响［１ ，２］ 。 通过研究外来物质对土
壤酶和微生物的影响 ，评价土壤生态环境 ，或将其作为一项生态毒理学指标 ，判断外来物质对土壤的污染程
度以及可能对生态环境造成的影响 ，是近年来活跃的研究领域［３ ，４ ，１２］ 。 测定农药对土壤微生物呼吸强度的
影响 ，不仅可比较各种农药对土壤微生物的相对毒性 ，还可预测田间用药后对土壤微生物的实际危害程度 。
土壤磷酸酶能促进有机磷化合物水解 ，磷酸酶活性与作物对营养元素的需求有很大关系 ，在生态系统 P元素
循环与周转中发挥重要作用 。研究表明 ，土壤磷酸酶分为酸性磷酸酶 、中性磷酸酶和碱性磷酸酶 ，不同环境下的土
壤磷酸酶活性有一定差异［１ ，２ ，５］ ，且农用化学物质可能影响磷酸酶的活性［５ ，６ ，１２］ 。莆田市现有枇杷栽培面积 １畅６ 万
多公顷 ，位于莆田西部山区的城厢区常太镇 ，现有投产枇杷面积 ７３００ 万公顷 ，被誉为“中国枇杷第一乡”［７ ，８］ 。 常太
枇杷园土壤母岩系凝灰岩 ，成土母质坡积物为主 ，果园土壤 pH为 ４畅９８左右 ，酸性磷酸酶活性最高 。 本试验应用酸
性磷酸酶活性研究农药对枇杷园土壤磷酸酶活性的影响 ，为生态果园的建立及可持续发展提供依据 。
1 　 试验材料与方法
以梅花形采样法采集莆田常太镇利车村枇杷园 ０ ～ ２０cm 表层土壤 ，土样经自然风化 ，过 １mm 筛备用 。
供试 ４ 种农药为 ８０ ％ 代森锰锌可溶性粉剂 、７０ ％ 甲基托布津可湿性粉剂 、２０ ％ 杀灭菊酯乳油和 １ ％ 阿维菌素
第 １５卷第 ６ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．６
２ ０ ０ ７年 １ １月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov ．，　 ２００７
乳油（均为本地区生产中常用农药种类） 。
农药用量对土壤磷酸酶活性影响的测定 ：取 １０g 风干土 ，置于 １００mL 容量瓶中 ，加入 １畅５mL 甲苯 ，轻摇
１５min 后 ，加入磷酸苯二钠溶液 １０mL ，再加入 pH９畅６ 的硼酸缓冲液 １０mL 。 然后向各容量瓶中分别加入代
森锰锌 、甲基托布津 ０mg 、４０mg 、８０mg 、１２０mg 、１６０mg 、２００mg ，杀灭菊酯 、阿维菌素 ０畅１mL 、０畅２mL 、０畅３mL 、
０畅４mL ，配成不同质量浓度的农药溶液 ，仔细摇匀后 ３７ ℃ 培养 ２４h ，测定磷酸酶活性 ，以清水为对照 ，设 ３ 组
重复 。 土壤磷酸酶活性的测定采用磷酸苯二钠法［９］ ，活性以单位干土 ２４h 酶促反应消耗苯磷酸二钠生成的
酚的毫克数（对照与试样测定的差）表示 。 农药对磷酸酶活性的抑制率按下式计算 ：
磷酸酶活性抑制率 ＝ （ A － B）／ A × １００ ％ （１）
式中 ，A 为不加农药土壤磷酸酶活性 ，B 为加农药磷酸酶活性 。 在软件上进行磷酸酶活性与农药浓度之间
线性关系的分析 。
培养时间对磷酸酶活性影响的测定 ：取风干过筛土样若干份 ，每份 １０g ，加入不同量的处理组农药 ，使其
在土样中浓度达 １０mg／kg 、１００mg／kg 和 １０００mg／kg ，再加入适量蒸馏水 ，使土样达到田间含水量的 ６０ ％ ，于
３７ ℃ 下培养 ０d 、１d 、３d 、７d 、１４d 、２８d 、３５d 后按上节方法测定磷酸酶活性 ，以清水为对照 ，设置平行样 。
土壤微生物呼吸强度的测定 ：采用密闭法测定农药对土壤微生物呼吸的影响［１０］ 。 取 ５０g 土壤 ，加入 １g
葡萄糖于 １００mL 烧杯中 ，搅拌均匀置于 ２L 密闭玻璃瓶中 ，在 ２５ ± １ ℃ 恒温培养室中预培养 ７d ，然后加入一
定量各种农药溶液 ，使其在土样中的浓度分别为 ０mg／kg 、１０mg／kg 、１００mg／kg 、１０００mg／kg ，添加水使土壤含
水量达田间持水量的 ６０ ％ 。 同时放入盛 ５０mL 标准 NaOH（０畅１mol／L）的小烧杯 ，密封瓶口后恒温培养箱中
继续培养 ，于 １d 、２d 、４d 、７d 、１２d后取出小烧杯 ，立即用 ０畅２mol／L HCl滴定剩余的 NaOH 。 同时放进盛有新
鲜 NaOH 液的小烧杯 ，继续培养 ，按期同上步骤进行测定 。 各处理重复 ３ 次 。 采用 DPS 软件进行数据分析 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 不同农药对土壤磷酸酶活性的影响
４ 种农药不同用量对土壤磷酸酶活性的影响见表 １ 。 从表 １ 可知 ，添加农药后土壤磷酸酶活性均小于对
照 ，农药对土壤磷酸酶活性的抑制率随浓度的增加而增大 ，且甲基托布津略高于代森锰锌 ，明显高于杀灭菊
酯和阿维菌素 ，说明相对甲基托布津和代森锰锌而言 ，杀灭菊酯和阿维菌素对土壤磷酸酶的危害较小 。
表 1 　 4 种农药不同用量对磷酸酶活性的影响 倡
Tab畅１ 　 Effects of different dose pesticides on phosphate activities
农药用量
／mg·（１０g） － １
［mL·（１０g） － １］
Applied amount
of pesticide
甲基托布津
T hiophanate唱methyl
代森锰锌
Mancozeb
杀灭菊酯
Fenvale ra te
阿维菌素
Abamectin
磷酸酶活性
Phosphatase
ac tivit y
抑制率 ／ ％
Inhibi tion
rate
磷酸酶活性
Phosphatase
ac tivit y
抑制率 ／ ％
Inhibi tion
rate
磷酸酶活性
Phosphatase
ac tivit y
抑制率 ／ ％
Inhibi tion
rate
磷酸酶活性
Phosphat ase
activit y
抑制率／ ％
Inhibi tion
rate
０ ２畅５６１ － ２畅５６１ － ２畅５６１ － ２畅５６１ －
４０（０畅１） １畅７８２ ３０畅４２ １畅８９２ ２６畅１２ ２畅０３９ ２０畅３８ ２畅３１６ ９畅５６
８０（０畅２） １畅６５９ ３５畅２２ １畅７６３ ３１畅１６ １畅９５２ ２３畅７８ ２畅１２８ １６畅９１
１２０（０畅３） １畅４９８ ４１畅５１ １畅５２５ ４０畅４５ １畅７７６ ３０畅６５ １畅８９５ ２６畅０１
１６０（０畅４） １畅３４１ ４７畅６４ １畅３８７ ４５畅８４ １畅６６４ ３５畅０３ １畅７９８ ２９畅７９
２００（０畅５） １畅１９７ ５３畅２６ １畅２３６ ５１畅７４ １畅５２９ ４０畅３０ １畅６０９ ３７畅１７
　 　 倡 磷酸酶活性单位为 mg（酚 ）／g·２４h 。
表 2 　 土壤磷酸酶活性与农药浓度的线性关系 倡
T ab畅２ 　 Regression equations between soil phosphatase activities
and pesticide concent ration
农 　 药
Pesticide
y ＝ a ＋ b x
　
r
　
F
　
甲基托布津 y ＝ ２畅２６６ － ０畅００６０ x ０畅９１８１ ２１畅４６ 倡 倡
代森锰锌 y ＝ ２畅３２６ － ０畅００６０ x ０畅９４５５ ３３畅７５ 倡 倡
杀灭菊酯 y ＝ ２畅３８２ － １畅８４６０ x ０畅９４６８ ３４畅６４ 倡 倡
阿维菌素 y ＝ ２畅５１９ － １畅８７０ x ０畅９９３８ ３２０畅９６ 倡 倡
　 　 倡 x为农药浓度 ，y为磷酸酶活性 ；倡 倡 表示差异性达 ０畅０１显著水平 。
　 　 对表 １ 测定结果进行回归分析 ，得到农药用
量与磷酸酶活性的回归方程式（表 ２） 。 各回归方
程的显著性检验表明 ，回归方程均达显著水平 ，且
４ 个方程的相关系数均较高 ，说明在本试验条件
下 ，４ 种农药对磷酸酶活性都有不同程度的抑制
作用 。
由图 １a和图 １b 可知 ，相对于清水对照组 ，杀
菌剂甲基托布津和代森锰锌处理的土壤磷酸酶活
性低于清水对照组 ，受到明显抑制 。 且施用后磷酸
１１４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
图 1 　 不同处理时间甲基托布津（a） 、代森锰锌（b） 、杀灭菊脂（c） 、阿维菌素（d）对土壤磷酸酶活性的影响
Fig畅１ 　 Effects of thiophanate唱mehyl（a） ，mancozeb（b） ，fenvalerate（c） ，and abamectin（d）on soil phosphatase
activities at different time
　　
酶的活性一直受到抑制 ，未见恢复 ，这与已有报道结果一致［１１］ 。 由图 １c和图 １d 可以看出 ，杀灭菊酯和阿维
菌素处理的土壤磷酸酶活性变化呈“抑制 － 恢复 － 激活”趋势 。 施药后 ，磷酸酶活性都受到不同程度抑制 ，
且农药浓度越高 ，抑制作用越明显 ，第 ７d达到最低值 。 但随后 ，磷酸酶受到了一定程度的激活 ，活性开始提
高 ，到 ３５d达到最高值 。 其中高浓度杀灭菊酯和低浓度阿维菌素具有较强的激活作用 。 施入化学农药阿维
菌素和杀灭菊酯后 ，短时间内土壤磷酸酶活性受到抑制 ，说明其能在短时间内降低土壤中有机磷的转化和
释放 ，从而降低土壤供 P能力 ，影响农作物的正常生长 。 后期杀灭菊酯和阿维菌素进入土壤后 ，经生物降
解 ，为微生物增殖提供了营养源和能源 ，从而表现出激活作用 。 同时可以看出 ，阿维菌素处理比杀灭菊酯处
理的土壤磷酸酶活性变化曲线平缓 ，说明阿维菌素对土壤磷酸酶活性抑制较弱 ，对生态环境的危害较小 。
不同农药在一定时间内对土壤酶抑制作用的高低 ，间接反映了其对生态环境的危害程度 。 杀灭菊酯具有多
个苯环结构 ，生物毒性强于生物农药阿维菌素 ，田间表现阿维菌素对土壤酶活性的影响最小 ，表明阿维菌素
施入土壤后对生态环境影响和危害程度较小 。
2畅2 　 不同农药对土壤微生物呼吸作用的影响
田间施用农药对土壤微生物呼吸作用的影响主要决定于农药对微生物的毒性 、农药种类与用量 。 甲基
托布津 、代森锰锌 、杀灭菊酯 、阿维菌素 ４ 种农药不同用量在不同培养时间下对土壤微生物呼吸作用影响见
表 ３ 。 由表 ３ 可知 ，甲基托布津 、代森锰锌和杀灭菊酯处理 CO２ 释放总量均低于对照组 ，阿维菌素处理土壤
CO２ 释放总量略高于对照组 。 显著性分析表明 ，除甲基托布津 １０００mg／kg 浓度处理土壤与对照组有显著差
异外 ，甲基托布津其他浓度处理及代森锰锌 、杀灭菊酯和阿维菌素处理与对照无显著差异 ，说明低浓度甲基
托布津和代森锰锌 、杀灭菊酯 、阿维菌素处理对土壤微生物活动均无明显影响 。 高浓度甲基托布津会抑制
土壤微生物群体的生命活动 ，降低土壤呼吸作用 ，进而影响土壤中有机质的分解与再循环 ，降低土壤肥力 。
在供试土壤中加入甲基托布津 、代森锰锌和杀灭菊酯 ３ 种浓度处理 ，处理 １d 、２d 时 CO２ 释放量均高于
对照组 ；４d 起 CO２ 释放量低于对照组 ，７d时达到最低 ；但 １２d 时 CO２ 释放量开始增加 ，接近对照水平 。 阿维
菌素不同浓度处理土壤CO２的释放量在不同时期均接近对照水平 。表明虽然有些农药对非靶生物的毒性
第 ６期 傅丽君等 ：４ 种农药对枇杷园土壤磷酸酶活性及微生物呼吸的影响 １１５　
表 3 　 不同农药不同剂量对土壤微生物呼吸强度的影响 倡
Tab畅３ 　 Effects of four pesticides with different concentrations on soil respiration
农 　 药
Pesticide
浓度 ／mg·kg － １
Concentratio n
CO２ 释放量／mL ·（１００g 土 ） － １ Released CO ２ amount
培养时间 ／d 　 Cult ivatio n time
１ ２ ４ ７ １２ ０ ～ １２
日平均
Daily average
CK ８２畅５７ ９０畅２１ ５５畅７７ ３８畅０１ ３８畅１７ ５８９畅２２ ４９畅１０aA
甲基托布津 １０ ８８畅８７ １１０畅１９ ４６畅０２ ２７畅１８ ３５畅７２ ５５１畅２６ ４５畅５４abA
１００ ８２畅７１ １０７畅２８ ４８畅４４ ２９畅３４ ３６畅９０ ５５９畅３８ ４６畅６２abA
１０００ ８９畅４６ １０１畅４３ ４４畅９７ ２３畅６６ ３５畅４３ ５２９畅５５ ４４畅１３bA
代森锰锌 １０ ８３畅７４ １１９畅９６ ４１畅４７ ２４畅１５ ３５畅０６ ５３４畅３６ ４４畅５３aA
１００ ８６畅８２ １３４畅５９ ４４畅７１ ２６畅０１ ３４畅３６ ５６０畅６３ ４６畅６９aA
１０００ ８２畅１３ １１４畅９４ ４０畅２１ ２３畅３８ ３２畅５８ ５１０畅５０ ４２畅５４aA
杀灭菊酯 １０ ９３畅５７ １０５畅３３ ４３畅４５ ３０畅７３ ３４畅７９ ５５１畅９５ ４５畅６０aA
１００ １０２畅３６ １１１畅９６ ４７畅５６ ３１畅７０ ３６畅４９ ５８５畅７５ ４８畅８１aA
１０００ ８９畅７５ １０３畅７７ ４５畅０５ ２６畅１４ ３３畅７６ ５３０畅８４ ４４畅２４aA
阿维菌素 １０ ９２畅１３ ９４畅７９ ５２畅４０ ３６畅６６ ３６畅８４ ５８５畅９０ ４８畅８３aA
１００ ９６畅３５ １０１畅０４ ５９畅２５ ３７畅２５ ３７畅６９ ６１６畅８８ ５１畅４０aA
１０００ ９０畅４２ １１０畅１８ ６０畅５０ ４０畅３３ ３４畅８７ ６１１畅３４ ５０畅９５aA
　 　 倡 CO ２ 释放量以 １００g 土计 ；数字后附不同大 、小写字母者分别表示差异达 ０畅０１ 、０畅０５ 显著水平 。
很大 ，但土壤微生物属低等生物 ，种类繁多 ，增殖速度很快 ，可逆性很强 ，且所有有机农药都能被相应的微生
物降解 ，一旦抑制作用消失 ，土壤微生物区系即可迅速恢复正常 ，农药对土壤微生物的实际危害不大 。
3 　 讨 　 论
磷酸酶能够催化磷酸单酯的水解及无机磷酸释放 。 施用农药对磷酸酶的作用既有促进又有抑制效果 。
生产上可利用农药对磷酸酶的抑制作用来延缓 P素的分解 ，提高 P肥利用率 。 但农药在毒杀有害杂草或害
虫同时也会毒害土壤中的有益生物 ，破坏土壤中正常运行的生物化学过程 ，并降低土壤酶活性 。 本试验结
果表明 ，同种农药不同浓度对土壤磷酸酶活性有不同影响 ，农药施用浓度越高 ，对土壤磷酸酶活性的影响越
大 。从对土壤生态环境危害的角度分析 ，施用过多农药会在较大程度上改变土壤生态环境 ，最终可能影响
作物的生长 。 不同农药对土壤磷酸酶活性抑制作用的高低 ，间接反映了不同农药品种对生态环境的危害程
度 。 杀菌剂对土壤磷酸酶的抑制作用较大 ，施用后磷酸酶的活性一直受到抑制 ，未见恢复 。 阿维菌素对土
壤磷酸酶活性的影响最小 ，表明其对土壤生态环境影响和危害程度均较小 。
农药施用初期对土壤微生物呼吸具有不同程度的促进作用 ，表现出一定的激发效应 。 随时间推移 ，出
现了抑制效应 ，且抑制作用不断增强 ，后期又逐渐恢复接近对照水平 。 这可能是因为在初期土壤微生物种
群未受到农药的影响 ，而由于乳化剂 、溶剂等的作用 ，促进了土壤中有机物质被微生物吸取利用 ，甚至农药
本身就可能被微生物用作 C 源或能源所致 。 故呈现出一定程度的激活效应 。 随着作用时间的延长 ，土壤中
微生物种群受到农药的抑制 ，表现出 CO２ 释放量下降 ，一定时间后随农药降解又逐渐恢复至对照水平 。
因此在果园施用农药时 ，既要考虑有益效果 ，又要考虑对土壤酶活性的抑制作用 。 农药用量不宜过大 ，
否则会对土壤肥力和作物生长产生潜在的后果 ，适宜的农药用量和施用时期是施用农药的关键 。
参 　 考 　 文 　 献
　 　 １ 　 周礼恺 ．土壤酶与植物营养以及与农药的相互作用 ．土壤学进展 ，１９８１ ，９（６） ：１８ ～ ２７
　 　 ２ 　 关松荫 ．土壤酶及其研究法 ．北京 ：农业出版社 ，１９８３
　 　 ３ 　 陈恩凤 ．土壤酶与土壤肥力研究 ．北京 ：科学出版社 ，１９７９ ．５４ ～ ６１
　 　 ４ 　 郑 　 巍 ，刘惠君 ，刘维屏 ．吡虫啉及代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响 ．中国环境科学 ，２０００ ，２０（６） ：５２４ ～ ５２７
　 　 ５ 　 关松荫 ．我国主要土壤剖面酶活性状况 ．土壤学报 ，１９８４ ，２１（４） ：３６８ ～ ３８１
　 　 ６ 　 朱南文 ，闵 　 航 ，陈美瓷 ，等 ．甲胺磷对土壤中磷酸酶和脱氢酶活性的影响 ．农村生态环境 ，１９９６ ，１２（２） ：２２ ～ ２４ ，６４
　 　 ７ 　 林顺权 ．世界枇杷生产与科研最新动态 ——— 第一届国际枇杷学术讨论会简介 ．柑桔与亚热带果树信息 ，２００３ ，１９（３） ：８ ～ １０
　 　 ８ 　 许光辉 ，郑洪元 ．土壤微生物分析方法手册 ．北京 ：农业出版社 ，１９８６ ．２５５ ～ ２５８
　 　 ９ 　 日本土壤标准分析测定委员会 ．土壤分析标准方法 ．北京 ：北京大学出版社 ，１９８８ ．１５５ ～ １５８
　 　 １０ 王黎明 ，徐冬梅 ，陈 　 波 ，等 ．外来污染物对土壤磷酸酶影响的研究进展 ．环境污染治理技术与设备 ，２００４ ，５（５） ：１１ ～ １７
　 　 １１ 张承东 ，韩朔睽 ，卢 　 颖 ．不同土壤中苯噻草胺的微生物降解 ．农业环境保护 ，２００１ ，２０（３） ：１５２ ～ １５４
　 　 １２ T u C ．M ．E ff ects o f f our experimental insecticides on enzyme ac tivities and levels o f adenosine triphosphat e in mineral and organic soils ．J ．Envi唱
ron ．Sci ．Health ，Part B ，１９９０ ，２５（６） ：７８７ ～ ８００
１１６　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷