文档介绍：苦参碱对土壤酶活性的影响
摘 要:土壤酶活性是影响土壤代谢的重要因素,为探讨植物源农药对土壤酶活性的影响,本文以苦参碱为试材,在实验室条件下探究其对土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性的影响。结果表明:随着苦参碱处理时间trine; urease; catalase; polyphenol oxidase
中國是农业大国,传统化学农药的使用对生物和环境造成了严重的危害。植物源农药的有效成分是天然物质,不仅对人、畜安全无毒,而且不污染环境,因此植物源农药将是今后发展的重点之一[1]。
土壤酶活性是土壤的本质属性之一,是决定土壤代谢的重要因素,它直接影响着土壤的物质转化,可以反映土壤中进行的各种生物化学过程的强度和方向。有学者发现,土壤酶具有评价土壤肥力、诊断土壤污染、评价土壤质量、培肥土壤及防治植物病虫害等方面的功能[2]。土壤脲酶可水解土壤中尿素生成氨、二氧化碳和水[2],加速土壤中潜在养分的有效化,其活性是评价生态系统氮素转化机制及其功能演变时最常见的酶学指标[3],因而检测土壤中脲酶活性可以作为衡量土壤肥力的指标之一,并能部分反映土壤生产力。过氧化氢酶活性与土壤有机质含量有关[4],与微生物数量也有关[5],能酶促过氧化氢的分解有利于防止过氧化氢对植物体的毒害作用[6]。因为土壤过氧化氢酶的活度与土壤有机质含量和土壤全氮量呈显著相关[6],因此对土壤肥力特征具有表征作用[7]。据报道,土壤中过氧化氢分解的活性,有30%或40%以上是耐热的,既非生物活性,常由锰、铁引起催化作用[8]。土壤多酚氧化酶是一类以铜和锰为活性中心的氧化还原酶[9],在土壤芳香化合物的转化方面起着关键的作用[10],是生态系统中的重要氧化还原酶,可以反映土壤的腐殖化程度[4]。有研究显示,多酚氧化酶在碱性介质中活性最强,但在酸性土壤中不能显示最大活性[11]。苦参碱是天然植物性农药,对人畜低毒[12],是广谱杀虫剂,具有触杀和胃毒作用,对各种作物上的黏虫、菜青虫、蚜虫、红蜘蛛有明显的防治效果,已被广泛的应用于农作物病虫害防治。但苦参碱对土壤酶研究报道较少。苦参碱系从豆科植物苦参(Sophora flavescens Ait.)的干燥根、植株、果实或平科植物广豆根(Sophora subprostrata Chun et T. Chen)中分离出来的生物碱。苦参碱能溶于水、苯、***仿、甲醇、乙醇,微溶于石油醚[13]。纯品苦参碱为白色粉末或白色晶体,农业方面一般使用母液,%水剂、1%苦参碱可溶性液剂和3%苦参碱水乳剂。本文分别以土壤脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶为土壤酶活性评价的指标,在实验室条件下设置培养试验,通过向土壤中添加不同浓度梯度的苦参碱,明确苦参碱对土壤酶活性的影响,期望通过此项研究能够对农药与土壤酶的作用机理进行探讨。
1 材料和方法
试验材料及设备
采用随机定点取样法,在耕作土表层(0~15 cm)取土壤样品带回实验室,自然风干后去除石块等杂质,过40目筛备用;苦参碱(2%水剂,河北瑞宝德生物化学有限公司)。
光照培养箱(宁波赛福实验仪器有限公司),紫外分光光度计(UH5300 UV/VIS,),三角瓶,定性滤纸。
试验方法
称取供试土壤200 g于500 mL三角瓶中,添加适量苦参碱溶液,使土壤中的苦参碱浓度分别为1,10,50,100,500 mg·kg-1,同时设置空白对照(空白试验组不添加任何农药,只填加等量的蒸馏水),每个处理重复3次。苦参碱添加入土壤后充分混匀,在培养1,3,4,5,6,7,8,9,10,14 d 时定时取样。
土壤脲酶活性采用苯酚钠-次***酸钠比色法[14]测定;土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法[15]测定;土壤多酚氧化酶活性采用碘量法[16]测定。
数据处理及统计分析
本文采用土壤酶活性的抑制率 (激活率)衡量苦参碱对土壤酶活性的影响,其计算公式为:
抑制率或激活率(%)=[(B-A)/A]×100
式中,A为空白对照的土壤酶活性;B为不同处理所得的土壤酶活性。结果为正值时表示激活率,为负值时表示抑制率。
文中数据为平均值±标准差表示,数据采用SPSS 统计软件进行分析,并对不同处理间的数据用单因素方差分析(ANOVA)和 Duncan 多重比较进行差异显著性检验(P<),通过Microsoft Excel2010对数据进行分析和绘图。
2 结果与分析
苦参碱对脲酶活性的影响
供试土壤脲酶活性的变化见图1,随着苦参碱处理时间的延长,各处理(包括对照)土壤脲酶活性基本上呈现出降低