全 文 ：　 　  中国热带农业科学院环境与植物保护研究所资助项目部分研究内容
收稿日期 ：２００４１１１４ 　 改回日期 ：２００５０４２５
百草枯对土壤微生物影响的研究 
　 　 　 　 　 　 　 　 　邓 　晓 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　唐群锋
（中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 　儋州 　 ５７１７３７） 　 （华南热带农业大学农学院 　儋州 　 ５７１７３７）
摘 　要 　研究了 ５种不同浓度百草枯对土壤微生物种群数量及土壤中细菌 、放线菌和真菌生长速率的影响 。结果
表明 ，百草枯对土壤微生物的种群数量及土壤细菌 、放线菌和真菌生长速率均具有一定的抑制作用 ，且随药剂浓度
升高逐渐增强 。加药后 ２ ～ ７d ，对细菌种群抑制率为 １３３ ％ ～ １００ ％ ，抑菌圈直径达 ００７ ～ ０９３cm ；对放线菌种群
抑制率为 ８６ ％ ～ １００ ％ ，抑菌圈直径达 ０ ～ ３００cm ；对真菌种群抑制率为 ７６ ％ ～ １００ ％ ，生长速率的抑制率达
１４ ％ ～ ７７３ ％ 。抑制作用随加药时间延长又逐渐减弱 。
关键词 　百草枯 　土壤微生物 　细菌 　放线菌 　真菌
Effects of paraquat on soil microorganism ．DENG Xiao （Institute of Environment and Plant Protection ，Chinese Acade
my of Tropical Agricultural Sciences ，Danzhou ５７１７３７ ，China） ，TANG QunFeng （College of Agronomy ，South Tropical
Agricultural University ，Danzhou ５７１７３７ ，China） ，CJEA ，２００６ ，１４（４） ：１４６ ～ １４９
Abstract 　 The effects of paraquat at five different concentrations on the population of microorganism and the growth of
bacteria ，actinomyces and fungi in soil were studied ． The results show that the herbicide inhabits the population of mi
croorganism and the growth of bacteria ，actinomyces and fungi in soil ．And the inhibiting effect is more obvious with the
increasing of concentration of the herbicide ． The inhibiting rate of the population of bacteria is １３３ ％ ～ １００ ％ and the
diameter of inhibiting circle is ００７ ～ ０９３cm ， that of the population of actinomyces is ８６ ％ ～ １００ ％ and that of inhibit
ing circle is ０ ～ ３００cm ， that of the population of fungi is ７６ ％ ～ １００ ％ and the inhibiting rate of the growth of fungi is
１４ ％ ～ ７７３ ％ ．The inhibiting effect becomes weak with the prolonging of time ．
Key words 　 Paraquat ，Soil microorganism ，Bacteria ，Actinomyces ，Fungi
（Received Nov ．１４ ，２００４ ； revised April ２５ ，２００５）
土壤微生物是土壤生态系统的主要组成部分 ，对土壤肥力 、土壤生态系统的物质循环等具有重要意义 。
农药在有效保障农业生产稳产和高效的同时 ，也给环境尤其是土壤带来污染 ，导致生态失衡 ，从而影响农药
在土壤中的生物转化［５］ 。 Burnet M ．［６ ，７］等报道在纯培养条件下 ，有些除草剂能抑制芽孢杆菌 、固氮菌及酵
母菌等微生物体内乙酰乳酸合成酶的活性 ，从而影响微生物正常生长 ，乃至可能对土壤持续肥力和农作物
生长构成严重威胁［２］ 。百草枯 ，又名克芜踪 、对草快 ，主要防治玉米 、大豆 、蔬菜 、水稻 、果园中的杂草 ，具有
广谱 、速效 、耐雨性强等特点 ，但容易被土壤颗粒长时间吸附 ，在土壤中的残留对非靶标的陆上或水生生物
也有严重危害［３］ 。王向阳等［４］研究表明棉田施用克芜踪后土壤节肢动物物种数减少 １０ ％ ；地面节肢动物种
群数量也显著降低 ，这种影响在施药后可持续 ２个月 。 本试验根据百草枯在生产上的常用施药浓度设定培
养基中药液的添加浓度 ，从微生物种群数量 、生长速率方面探讨百草枯对土壤微生物的影响 ，旨在了解百草
枯对土壤环境质量的影响 ，为该除草剂的生态环境效应评价提供科学依据 。
1 　试验材料与方法
土壤采自海南省五指山尖峰岭原始森林 ，土壤质地为砂壤土 ，pH值为 ４５ ，有机质含量为 １８g／kg 。采用
蛇形采样法 ，取 ０ ～ １５cm深的耕作层土壤 ，风干 ，过 ４０目筛 ，备用 。供试农药为含 ２０ ％ （W／V）百草枯有效成分
的克芜踪水剂（先正达公司生产） 。细菌培养基采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基 ，真菌培养基采用马丁氏培养基 ，并
在 １０００mL培养液加入 １ ％孟加拉红水溶液 ３３mL 、氯霉素 ０１g 。放线菌培养基采用改良高氏 １号培养基 。
第 １４卷第 ４期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１４ 　 No ．４
２ ０ ０ ６年 １ ０月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct ．，　 ２００６
采用混菌培养法研究百草枯对土壤微生物种群数量的影响 。 取 １g 供试土壤 ，用无菌水按 １０ 倍稀释法
逐级稀释 。分别用细菌 、放线菌和真菌培养基制作 ３ 种平板检验 。 测定细菌所需稀释度为 １０ － ５ ，放线菌为
１０ － ４ ，真菌为 １０ － ３ 。 将百草枯用无菌水依次稀释 ，浓度分别为 ４０mg／kg 、２００mg／kg 、１０００mg／kg 、５０００
mg／kg 、２５０００mg／kg ，设无菌水为对照 ，每浓度重复 ３ 次 。 每个培养皿中加入 １８５mL 培养基 、１mL 药液 、
０５mL土壤稀释液 ，此时培养基中百草枯浓度分别为 ２mg／kg 、１０mg／kg 、５０mg／kg 、２５０mg／kg 、１２５０mg／kg ；编号
后细菌置 ３０ ℃ 恒温培养箱中培养 ，放线菌和真菌置 ２８ ℃恒温培养箱中培养 。 ２d 、３d 、４d 、５d 、６d 、７d 后分别检
查其中的菌落数 。
从供试土壤样品中分别用细菌培养基 、放线菌培养基和真菌培养基分离细菌 、放线菌和真菌 ，并进行纯
化培养 ，作为试验用菌种 。 将已纯化的优势菌种转接斜面 ，细菌 ３０ ℃ 培养 ３d ，放线菌 ２８ ℃ 培养 ７d ，真菌
２８ ℃培养 ５d ，加 １０mL 无菌水并刮下菌苔 。 将细菌和放线菌菌苔倒入另一无菌空试管 ，振荡混匀作为菌原
液 。真菌菌苔备用 。采用抑菌圈法研究百草枯对细菌和放线菌生长速率的影响 ，将百草枯用无菌水依次稀
释到浓度分别为 ２mg／kg 、１０mg／kg 、５０mg／kg 、２５０mg／kg 、１２５０mg／kg ，准备培养基平板 ，用三角玻璃涂布器
分别将稀释 １００倍的细菌 、放线菌菌原液均匀涂布于用细菌培养基 、放线菌培养基制作的平板上 ，用直径
６mm圆形滤纸片分别吸附不同浓度的药液 ，贴附于细菌培养基 、放线菌培养基平板中央 ，每个处理重复 ３
次 ，以无菌水作对照 ，置恒温培养箱中（细菌 ３０ ℃ ，放线菌 ２８ ℃ ）培养 ，分别于 ２d 、３d 、４d 、５d 、６d 、７d后 ，用百分
尺采用十字交叉法测量抑菌圈直径 。 采用生长速率测定法研究百草枯对真菌生长速率的影响 。 每个培养
皿中加入 １９mL 真菌培养基 ，１mL 浓度分别为 ４０mg／kg 、２００mg／kg 、１０００mg／kg 、５０００mg／kg 、２５０００mg／kg的
百草枯药液 ，使培养基中百草枯浓度分别为 ２mg／kg 、１０mg／kg 、５０mg／kg 、２５０mg／kg 、１２５０mg／kg ，每浓度重
复 ３次 ，设无菌水为对照 。无菌条件下用直径为 ６mm 的打孔器从预培养的菌苔上打取菌片贴附于平皿中
央 ，将平板放置于 ２８ ℃恒温培养箱中培养 ２d 、３d 、４d 、５d 、６d 、７d后 ，用百分尺十字交叉法测量菌落直径 ，计算
抑制率 。
2 　结果与分析
21 　百草枯对土壤微生物种群数量的影响
由图 １（a）可见 ，百草枯对细菌种群表现一定的抑制作用 ，且随药剂浓度提高而增强 。加药后 ２ ～ ７d ，浓度为
１２５０mg／kg的百草枯对细菌种群的抑制率均为 １００ ％ 。加药后 ２d ，２ ～ ５０mg／kg的百草枯对细菌种群的抑制率
为 ３３５ ％ ～ ７０９ ％ ，２５０mg／kg的百草枯对细菌种群的抑制率达 １００ ％ 。加药后第 ３d ，２ ～ ２５０ mg／kg的百草枯对
细菌种群的抑制率为 ２０２ ％ ～ ８６４ ％ ；加药后第 ４ ～ ５d抑制率为 １５７ ％ ～ ７７９ ％ ；加药后第 ６ ～ ７d抑制率为
图 1 　百草枯对土壤微生物细菌（a） 、放线菌（b）与真菌（c）种群数量的影响
Fig１ 　 The effects of paraquat on the population of microbe of bacteria（a） ，actinomyces（b） and fungi（c） in the soil
１３３ ％ ～ ７４２ ％ 。
这说明随加药时间
延长百草枯对细菌
种群的抑制作用逐
渐减弱 。 方差分析
表明 ，加药后 ２ ～
７d ，除 ５０mg／kg 与
２５０mg／kg ２ 种浓
度之间在加药后第
４d 对细菌种群数
量影响的差异不显
著（ P ＞ ００５） ，不同浓度对细菌种群数量影响的差异均达极显著水平（ P ＜ ００１） 。 图 １（b）表明 ，浓度为
２５０ ～ １２５０mg／kg的百草枯完全抑制放线菌的生长 。 ２ ～ ５０mg／kg 的百草枯对放线菌种群也表现抑制作用 ，
抑制作用随药剂浓度的提高而增强 。加药后 ２ ～ ３d ，放线菌未长出 。加药后第 ４d ，对放线菌种群的抑制率达
８６ ％ ～ １００ ％ ；加药后第 ５d抑制率达 ４８４ ％ ～ ７２６ ％ ；加药后第 ６ ～ ７d抑制率达 ３５３ ％ ～ ６７４ ％ 。这说明
抑制作用随加药时间的延长逐渐减弱 。方差分析表明 ，几种不同浓度之间的差异达极显著水平（ P ＜ ００１） 。
图 １（c）表明 ，浓度为２５０ ～ １２５０mg／kg的百草枯对真菌的抑制率达 １００ ％ 。 ２ ～ ５０mg／kg 的百草枯对真菌也
表现抑制作用 ，加药后第 ２d ，抑制率为 ２５２ ％ ～ １００ ％ ；加药后第 ３ ～ ４d ，抑制率为 ２３５ ％ ～ ４１６ ％ ；加药后
第 ５d ，抑制率为 １３７ ％ ～ ３０４ ％ ；加药后第 ６d和第 ７d ，５０mg／kg的百草枯对真菌种群表现出微弱的刺激作
第 ４期 邓 　晓等 ：百草枯对土壤微生物影响的研究 １４７　
用 ，其他两种浓度对真菌的抑制率为 ７６ ％ ～ ２７８ ％ 。方差分析表明 ，加药后第 ２d ，不同浓度间的差异达显
著水平（ P ＜ ００５） ；加药后第 ３ ～ ４d ，不同浓度间的差异不显著（ P ＞ ００５） ；加药后第 ５ ～ ７d ，１０mg／kg与 ５０mg／
kg之间差异不显著（ P ＞ ００５） ，但它们与 ２mg／kg之间的差异达极显著水平（ P ＜ ００１） 。
22 　百草枯对土壤微生物生长速率的影响
表 １表明 ，百草枯具有抑制细菌生长速率的作用 ，并随药剂浓度的提高而增强 。随着加药时间的延长抑制
作用又逐渐减弱 。抑菌圈直径由加药后 ２d的 ００７ ～ ０９３cm减少到加药后 ７d的 ０ ～ ０２０cm 。方差分析表明 ，
加药后 ２d ，１２５０mg／kg和 ２５０mg／kg 、１０mg／kg和 ２mg／kg的百草枯之间对细菌生长速率的影响差异不显著（ P ＞
００５） ，但它们与 ５０mg／kg间的差异极显著（ P ＜ ００１） ；加药后 ３ ～ ７d ，１２５０mg／kg与其他 ５种浓度间的差异显著
（ P ＜ ００５） ，１０mg／kg 、２mg／kg 、０mg／kg 之间差异不显著（ P ＞ ００５） ，但它们与 ５０mg／kg 间的差异显著（ P ＜
００５） 。
表 1 　百草枯对细菌生长速率的影响 
Tab１ 　 The effect of paraquat on the growth of bacteria
药剂浓 ２d ３d ４d ５d ６d ７d
度／mg·kg － １
Pesticide
concent r
ation
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
０ ０ dC ０ dD ０ dC ０ bB ０ bB ０ cB
２ ００７ dcC ０ dD ０ dC ０ bB ０ bB ０ cB
１０ ０２０ cBC ００７ dCD ０ dC ０ bB ０ bB ０ cB
５０ ０４０ bB ０２０ cC ０２０ cB ０１０ bB ０１０ bAB ００７ bB
２５０ ０８０ aA ０４７ bB ０３３ bAB ０１３ bB ０１３ abAB ００７ bB
１２５０ ０９３ aA ０８０ aA ０４７ aA ０３３ aA ０２７ aA ０２０ aA
　 　  表中数据采用 Ducan 测验 ，a ，b ，c ，d 代表 P ＝ ００５ ，A ，B ，C ，D 代表 P ＝ ００１ 的显著水平 ，下同 。
由表 ２可知 ，百草枯对放线菌生长速率的影响表现为抑制作用 ，随药剂浓度的提高对放线菌生长的抑制
作用增强 ，且随着加药时间的延长对放线菌的抑制作用又逐渐减弱 。 加药后 ２d ，未见放线菌长出 ；加药后
３ ～ ７d ，抑菌圈直径由 ０ ～ ３００cm减少到 ０ ～ ２３３cm 。方差分析表明 ，加药后 ３ ～ ７d ，１２５０mg／kg 、２５０mg／kg 、
５０mg／kg ３ 种浓度之间对放线菌生长速率影响的差异达极显著水平（ P ＜ ００１） ，２mg／kg 与 ０mg／kg 间的差
异不显著（ P ＞ ００５） ，它们与 １０mg／kg间的差异在加药后 ３d 、５d 、６d达显著水平（ P ＜ ００５） ，在加药后 ４d 、７d
差异不显著（ P ＞ ００５） 。
表 2 　百草枯对放线菌生长速率的影响
Tab２ 　 The effect of paraquat on the growth of actinomyces
药剂浓 ２d ３d ４d ５d ６d ７d
度／mg·kg － １
Pesticide
concent r
ation
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
抑菌圈／cm
Suppers
sion circle
显著性
Markedness
０ － aA ０ eD ０ dD ０ dD ０ dC ０ cC
２ － aA ０ eD ０ dD ０ dD ０ dC ０ cC
１０ － aA ０３０ dD ０２７ dD ０２０ cdCD ０１０ cdC ００７ cC
５０ － aA １６３ cC ０７７ cC ０４０ cC ０２３ cC ０２０ cC
２５０ － aA ２３７ bB ２１３ bB １８７ bB １３３ bB １２３ bB
１２５０ － aA ３００ aA ２７３ aA ２６０ aA ２５７ aA ２３３ aA
　 　表 ３表明 ，百草枯对真菌生长速率的影响也表现为抑制作用 ，加药后 ２ ～ ３d ，对真菌生长的抑制率为
５４ ％ ～ ７０９ ％ ；加药后 ４ ～ ７d抑制率为 １４ ％ ～ ７７３ ％ 。 随着药剂浓度的提高 ，对真菌生长速率的抑制作
用增强 。方差分析表明 ，加药后 ２ ～ ３d ，２５０mg／kg 和 １２５０mg／kg 之间 、１０mg／kg 和 ５０mg／kg 间对真菌生长
速率的影响差异不显著（ P ＞ ００５） ，２５０mg／kg ，１０mg／kg与 ２mg／kg间的差异达极显著水平（ P ＜ ００１） 。 加
药后 ４ ～ ７d ，除 １０mg／kg与 ２mg／kg间的差异不显著外 ，其他几种浓度间的差异均达显著水平（ P ＜ ００５） 。
１４８　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷
表 3 　百草枯对真菌生长速率的影响
Tab３ 　 The effect of paraquat on the growth of funguses
药剂浓 ２d ３d ４d ５d ６d ７d
度／mg·kg － １
Pesticide
concent r
ation
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
抑菌率／ ％
Inhibiting
rate
显著性
Markedness
２ １０７ cC ５４ cC ８０ dD ４２ cB １４ dB － cB
１０ １４３ bcBC ２００ bB ９３ dD ５２ cB ２２ dB ２６ cB
５０ ２１４ bB ２５４ bB ２２７ cC １２５ cB １６７ cB ９７ cB
２５０ ４６４ aA ６１８ aA ５８７ bB ５７３ bA ６２３ bA ６０４ bA
１２５０ ４６４ aA ７０９ aA ７７３ aA ７５０ aA ７８３ aA ７７３ aA
3 　小结与讨论
综上所述 ，百草枯在低于生产上的常用施药浓度时对土壤微生物种群数量及其生长均表现一定的抑制
作用 。它对 ３种菌类的抑制作用大小表现为 ：放线菌 ＞ 真菌 ＞ 细菌 。 且对土壤微生物种群数量及其生长的
抑制作用随药剂浓度的提高而增强 。由此可见 ，土壤中百草枯的残留物将导致土壤微生物群落结构发生变
化 ，使生物多样性减少 。而微生物结构的改变会破坏土壤中正常的生物化学过程 ，乃至对土壤肥力及农作
物生长造成潜在危害 。随着加药时间的延长 ，百草枯对土壤微生物种群数量以及细菌 、放线菌 、真菌生长的
抑制作用逐渐减弱 。这可能是由于百草枯逐渐降解导致的结果 。
参 　考 　文 　献
１ 　 杨永华 ，姚 　 健 ，华晓梅 ．农药污染对土壤微生物群落功能多样性的影响 ．微生物学杂志 ，２０００ ，２０（２） ：２３ ～ ２５
２ 汪海珍 ，徐建民 ，谢正苗 ．甲璜隆结合残留物对土壤微生物的影响 ．农药学学报 ，２００３ ，５（２） ：６９ ～ ７８
３ 　 吴厚斌 ，宋俊华 ，马 　 进等 ．百草枯在欧盟批准继续使用 ．农药科学与管理 ，２００４ ，２５ （１） ：３６ ～ ３７
４ 　 王向阳 ，王顺建 ，宋爱颖等 ．棉田施用除草剂对节肢动物群落种群数量的影响 ．安徽农业大学学报 ，２００２ ，２９（４） ：３５０ ～ ３５４
５ 　 Das A ．C ．， Mukherjee D ． Soil application of insecticide influences microorganisms and plant nutrient ． Applied Soil Ecology ，２０００ ，１４ ：５５ ～ ６２
６ 　 Boldt T ．S ．， Jacobsen C ．S ． Different toxic effects of the sulfonylurea herbicides metsulfuron methyl ， chlorsulfuron and thifensulf furon
methyl on fluorescent pseudomonads isolated from an agricultural soil ． FEMS Microbiology Letters ， １９９８ ，１６１ ：２９ ～ ３５
７ 　 Burnet M ．， Hodgson B ． Differential effects of the sulfonylurea herbicides chlorsulfuron and sulfometuron methyl on microorganisms ．
Archives of M icrobiology ，１９９１ ，１５５ ：５２１ ～ ５２５
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第 ４期 邓 　晓等 ：百草枯对土壤微生物影响的研究 １４９