2，4—D對土壤酶活性的影響

鄔曉丹等

摘 要： 采用室內培養的方法，研究了2，4-D對土壤中脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性的影響。結果表明：2，4-D對脲酶表現出先激活后抑制的作用，并且激活與抑制的天數幾乎一致；對磷酸酶主要表現出抑制作用，開始有一段遲緩期隨后表現激活作用緊接著又是抑制作用，主要趨勢為抑制—激活—抑制；2，4-D對過氧化氫酶在中前期主要表現為抑制作用，后期出現刺激作用。

關鍵詞：2，4-D；土壤酶活；毒性

中圖分類號：S154.2 文獻標識碼： A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.08.008

Abstract： The influences of 2，4-D addition on soil urease， phosphatase and catalase activities in soil were studied by indoor incubation. The results showed that 2，4-D on soil urease had shown activation firstly and then inhibition， and activation and inhibition were almost the same days. The soil catalase activity was restrained by 2，4-D concentration which began to have a delayed period of activation and then followed by inhibition， the main trend was inhibiting， activation and inhibition. The soil catalase activity was restrained by 2，4-D concentration， which appeared in the late period of stimulation.

Key words： 2，4-D； soil enzyme； toxicity

2，4-D （2，4-二氯苯氧乙酸）是一種在世界范圍內廣泛使用的中等偏低毒性除草劑，在我國使用該除草劑已有50多年歷史，曾被認為是生態安全的除草劑，雖然2，4-D是一種低毒性物質，但它在自然條件下不太容易降解、水溶性低。進入自然環境中會產生一定累積，能改變土壤酸堿度和土壤成分的溶解性，影響土壤正常微生物菌群的生長[1-2]。

土壤作為人類賴以生存的生態環境的重要組成部分，由于農藥工業的迅速發展，各種殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等有機農藥的大量使用，使土壤圈被外源化合物污染并且大大超過了環境的自凈能力。本研究旨在了解農田2，4-D 污染對土壤中過氧化氫酶、脫氫酶、脲酶的影響規律， 了解2，4-D 與土壤養分轉換的關系， 以期為土壤農藥污染的監測、預防及保護提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

2，4-D、甲苯、NaOH、尿素、苯酚鈉、次氯酸鈉、 磷酸苯二鈉、氯代二溴對苯醌亞胺、硫酸鋁、苯酚、硫酸、高錳酸鉀溶液、過氧化氫均為分析純。水稻土：取0～20 cm 的某稻田表層土，自然風干磨碎，過孔徑0.15 mm篩，備用（表1）。

1.2 試驗方法

采用2，4-D濃度分別為0.1，1，5，10 mg·L-1的完全實試方案設計，取13個燒杯分別裝入500 g 風干過的盤錦土，每個土樣加入25 mL水，充分混勻置入（25±1） ℃恒溫箱中避光培養。分別在培養過程中的第1，3，6，10，15天時取樣測定每個土壤樣品的脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性。土壤脲酶活性采用靛酚藍比色法測定，土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定。

2 結果與分析

2.1 對照土樣酶活性

未經農藥處理過的土壤樣品中（對照土樣）3種土壤酶（脲酶，酸性磷酸酶，過氧化氫酶）的活性值見表2 。

由表2可以看出，對照土樣中3種酶（脲酶，酸性磷酸酶，過氧化氫酶）在培養前期活性變化趨勢是不完全相同的，脲酶在培養期間活性逐漸增大并且在第6天達到最大值，最大值為8.381 mg·g-1，而后逐漸保持穩定。對照土樣磷酸酶活性在培養期間活性變化趨勢與脲酶活性類似，都是逐漸增大，在第3天達到最大值4.711 mg·g-1，隨后逐漸保持穩定。脲酶和磷酸酶都表現出這樣的趨勢是因為土壤酶的活性與土壤微生物的數量密切相關[3]，試驗采用動態培養，土壤微生物（包括土樣培養過程中增殖的微生物）生長、繁殖會促進酶的分泌，從而使酶活性逐漸增強最后達到穩定。但是對照土樣的過氧化氫酶在培養期間酶活幾乎保持穩定，變化趨勢不大，沒有明顯規律。

2.2 2，4-D對土壤酶活性的動態影響

2.2.1 2，4-D對土壤脲酶活性的影響 由圖1可以看出，單一2，4-D 對土壤脲酶的活性在前3 d主要呈現激活作用，最大的激活作用出現在第1 天2，4-D濃度為1 mg·L-1時最大的激活率為430.03%。隨后激活的速率越來越小，到第6天的時候出現抑制作用，并且從第6 天到第15天2，4-D對脲酶一直都是抑制作用，不同濃度的2，4-D的抑制率雖然不盡相同，但相差也不是很多，并且隨著培養天數的增加抑制作用逐漸減小。

2，4-D 對土壤脲酶的抑制作用機理可能是：土壤中的脲酶除一小部分存在于土壤溶液中外，大部分被土壤粘粒、腐殖質等物質所吸附，呈吸附態酶[5-8]。有機質等可與農藥活性代謝產物發生吸附等反應[9-10]，使得農藥的形態發生變化，引起其對土壤酶等生物體毒性的改變，化學農藥各自的性質對吸附作用的影響也很大。在各種農藥的分子結構中，凡帶有 RN+、—CONH2、—NH2COR、—NH2、—OCOR、—NHR 官能團的農藥都能增強吸附強度，尤其是帶有—NH2的化合物，吸附能力更強[11]。低濃度2，4-D在試驗中、后期對酶的抑制作用可能是由于污染物（特別是有機污染物）被微生物分解或固定而喪失其有效生物毒性，使土壤微生物對污染物逐漸產生抗性，而低濃度2，4-D或其降解產物可作為碳源被微生物利用，因而刺激了脲酶活性。中、高濃度銅均顯著抑制脲酶活性，但由于2，4-D在土壤中發生了一系列復雜的吸附、水解等物理化學變化，使其對酶活性的抑制作用有所不同；或者是由于在高濃度條件下導致了微生物為了“抵御”污染物毒性作用而產生的基因突變或特異微生物種的大量繁殖，分泌更多的酶，從而使高濃度的抑制作用減弱。

總之，在單因子污染脅迫下，環境毒物或污染物對生物的毒害效應，基本上決定于其本身的理化性質，但受到暴露濃度水平的重要影響。

2.2.2 2，4-D對土壤磷酸酶活性的影響 由圖2可以看出，2，4-D單一污染對土壤磷酸酶活性的影響，在前6 d均是抑制作用并且隨著天數的增加抑制作用增強，最大的抑制作用出現在第6 天時1 mg·L-1 2，4-D 濃度下。在第10 天出現很強的激活作用。其中1 mg·L-1 2，4-D的激活作用最強為646.73%。培養到第15天仍然對土壤磷酸酶呈現出抑制作用。

污染物對土壤磷酸酶活性的影響包括直接影響和間接影響。化學物質進入土壤中，接觸土壤磷酸酶產生的抑制作用稱為直接影響。間接影響指化學物質對土壤生物產生作用，從而影響土壤生物分泌酶類。化學物質經生物降解，為微生物增殖提供營養源和能源，顯示了激活作用。而抑制作用表現為生物合成機制和細胞膜分泌及機能的減弱。

2.2.3 2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響 由圖3可以看出，不同濃度的2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響從整體看來還是以抑制作用為主，在第15 d有激活作用但是激活的程度都不是很明顯。隨著培養天數的增加不同濃度的2，4-D對過氧化氫酶活性的抑制作用逐漸減小。

3 結 論

土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學過程的強度和方向，其活性是土壤肥力評價的重要指標之一，同時也是土壤自凈能力評價的一個重要指標。2，4-D進入自然環境中會產生一定累積，能改變土壤酸堿度和土壤成分的溶解性，影響土壤正常微生物菌群的生長。

2，4-D對土壤脲酶活性的影響趨勢大致為前3 d出現很強的激活作用，第6天以后又出現很強的抑制作用。2，4-D對土壤磷酸酶活性主要是抑制作用。2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響表現為抑制—激活—抑制—激活的趨勢。2，4-D對土壤中脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的抑制作用順序為：脲酶>磷酸酶>過氧化氫酶。說明土壤中脲酶對農藥污染更加敏感，建議將其作為表征土壤2，4-D污染的指示酶。

參考文獻：

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[10 ]孔凡彬，葉暉， 蔣丹丹，等.烯酰嗎啉對土壤酶活性的影響[J].河南農業科學，2010（12）：52-54.

[11] 張輝.污染生態學[M].呼和浩特：內蒙古大學出版社，2000：58-79.

總之，在單因子污染脅迫下，環境毒物或污染物對生物的毒害效應，基本上決定于其本身的理化性質，但受到暴露濃度水平的重要影響。

2.2.2 2，4-D對土壤磷酸酶活性的影響 由圖2可以看出，2，4-D單一污染對土壤磷酸酶活性的影響，在前6 d均是抑制作用并且隨著天數的增加抑制作用增強，最大的抑制作用出現在第6 天時1 mg·L-1 2，4-D 濃度下。在第10 天出現很強的激活作用。其中1 mg·L-1 2，4-D的激活作用最強為646.73%。培養到第15天仍然對土壤磷酸酶呈現出抑制作用。

污染物對土壤磷酸酶活性的影響包括直接影響和間接影響。化學物質進入土壤中，接觸土壤磷酸酶產生的抑制作用稱為直接影響。間接影響指化學物質對土壤生物產生作用，從而影響土壤生物分泌酶類。化學物質經生物降解，為微生物增殖提供營養源和能源，顯示了激活作用。而抑制作用表現為生物合成機制和細胞膜分泌及機能的減弱。

2.2.3 2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響 由圖3可以看出，不同濃度的2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響從整體看來還是以抑制作用為主，在第15 d有激活作用但是激活的程度都不是很明顯。隨著培養天數的增加不同濃度的2，4-D對過氧化氫酶活性的抑制作用逐漸減小。

3 結 論

土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學過程的強度和方向，其活性是土壤肥力評價的重要指標之一，同時也是土壤自凈能力評價的一個重要指標。2，4-D進入自然環境中會產生一定累積，能改變土壤酸堿度和土壤成分的溶解性，影響土壤正常微生物菌群的生長。

2，4-D對土壤脲酶活性的影響趨勢大致為前3 d出現很強的激活作用，第6天以后又出現很強的抑制作用。2，4-D對土壤磷酸酶活性主要是抑制作用。2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響表現為抑制—激活—抑制—激活的趨勢。2，4-D對土壤中脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的抑制作用順序為：脲酶>磷酸酶>過氧化氫酶。說明土壤中脲酶對農藥污染更加敏感，建議將其作為表征土壤2，4-D污染的指示酶。

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2.2.2 2，4-D對土壤磷酸酶活性的影響 由圖2可以看出，2，4-D單一污染對土壤磷酸酶活性的影響，在前6 d均是抑制作用并且隨著天數的增加抑制作用增強，最大的抑制作用出現在第6 天時1 mg·L-1 2，4-D 濃度下。在第10 天出現很強的激活作用。其中1 mg·L-1 2，4-D的激活作用最強為646.73%。培養到第15天仍然對土壤磷酸酶呈現出抑制作用。

污染物對土壤磷酸酶活性的影響包括直接影響和間接影響。化學物質進入土壤中，接觸土壤磷酸酶產生的抑制作用稱為直接影響。間接影響指化學物質對土壤生物產生作用，從而影響土壤生物分泌酶類。化學物質經生物降解，為微生物增殖提供營養源和能源，顯示了激活作用。而抑制作用表現為生物合成機制和細胞膜分泌及機能的減弱。

2.2.3 2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響 由圖3可以看出，不同濃度的2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響從整體看來還是以抑制作用為主，在第15 d有激活作用但是激活的程度都不是很明顯。隨著培養天數的增加不同濃度的2，4-D對過氧化氫酶活性的抑制作用逐漸減小。

3 結 論

土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學過程的強度和方向，其活性是土壤肥力評價的重要指標之一，同時也是土壤自凈能力評價的一個重要指標。2，4-D進入自然環境中會產生一定累積，能改變土壤酸堿度和土壤成分的溶解性，影響土壤正常微生物菌群的生長。

2，4-D對土壤脲酶活性的影響趨勢大致為前3 d出現很強的激活作用，第6天以后又出現很強的抑制作用。2，4-D對土壤磷酸酶活性主要是抑制作用。2，4-D對土壤過氧化氫酶活性的影響表現為抑制—激活—抑制—激活的趨勢。2，4-D對土壤中脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的抑制作用順序為：脲酶>磷酸酶>過氧化氫酶。說明土壤中脲酶對農藥污染更加敏感，建議將其作為表征土壤2，4-D污染的指示酶。

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