鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤酶活性的影響

周 健，張 舜，龔道新，2*，肖 浩

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所，湖南長(zhǎng)沙 410128)

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鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤酶活性的影響

周 健1，張 舜1，龔道新1，2*，肖 浩1

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所，湖南長(zhǎng)沙 410128)

[目的]了解鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤酶活性的影響。[方法]采用室內(nèi)模擬方法，研究了鹽酸嗎啉胍可濕性粉劑對(duì)植物煙草土壤中3種常見(jiàn)酶(蔗糖酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶)活性的影響。[結(jié)果]鹽酸嗎啉胍對(duì)蔗糖酶的作用表現(xiàn)為激活；對(duì)脲酶的作用表現(xiàn)為先激活后抑制；對(duì)過(guò)氧化氫酶的作用表現(xiàn)為先抑制后激活再抑制。試驗(yàn)采用的4種不同濃度的鹽酸嗎啉胍對(duì)3種酶的影響各不相同，總體而言，鹽酸嗎啉胍的濃度越高，其影響作用越強(qiáng)。試驗(yàn)進(jìn)行到30 d后，鹽酸嗎啉胍可濕性粉劑對(duì)3種酶活性的影響作用減弱，即對(duì)供試土壤生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境影響作用減弱。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)農(nóng)藥改進(jìn)提供了參考。

鹽酸嗎啉胍；蔗糖酶；脲酶；過(guò)氧化氫酶；活性；影響

土壤酶是土壤中產(chǎn)生專(zhuān)一生物化學(xué)反應(yīng)的生物催化劑。土壤酶一般吸附在土壤膠體表面或呈復(fù)合體存在，部分存在于土壤溶液中，測(cè)定各種酶的活性可以表征土壤的各種理化性質(zhì)。土壤酶參與土壤中各種生物化學(xué)過(guò)程，如腐殖質(zhì)的分解與合成；動(dòng)植殘?bào)w和微生物殘?bào)w的分解，及其合成有機(jī)化合物的水解與轉(zhuǎn)化；某些無(wú)機(jī)化合物的氧化、還原反應(yīng)。土壤酶的活性大致反映了某一種土壤生態(tài)狀況下生物化學(xué)過(guò)程的相對(duì)強(qiáng)度；測(cè)定相應(yīng)酶的活性，可以間接地了解某種物質(zhì)在土壤中的轉(zhuǎn)化情況。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施用的化學(xué)農(nóng)藥大部分直接或間接地進(jìn)入土壤表層或耕作層，污染并破壞了自然的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，從而對(duì)土壤微生物產(chǎn)生影響[1]。土壤酶活性受到多種因素的影響，而活性的改變將影響土壤養(yǎng)分釋放，從而影響作物生長(zhǎng)[2]。

鹽酸嗎啉胍又稱病毒靈，在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用廣泛，對(duì)多種病毒有抑制作用，能抑制病毒的DNA和RNA聚合酶的活性及蛋白質(zhì)的合成，從而抑制病毒繁殖。國(guó)內(nèi)外關(guān)于鹽酸嗎啉胍的研究主要集中在醫(yī)藥學(xué)[3-4]、檢測(cè)生物體液[5-6]方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上鹽酸嗎啉胍是一種嗎啉類(lèi)廣譜病毒防治劑，對(duì)植物病毒病具有較好的控制作用，對(duì)蔬菜、瓜類(lèi)、果樹(shù)、大田作物等病毒病有一定的治療作用。鹽酸嗎啉胍在煙草上的應(yīng)用還比較少，對(duì)植煙土壤中蔗糖酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶活性的影響的研究在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，筆者研究了鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤酶活性的影響，旨在為煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)農(nóng)藥改進(jìn)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1主要儀器。SPH-2012C恒溫振蕩器(上海世平實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、WFJ型721紫外分光光度儀(尤尼柯儀器有限公司)、人工氣候箱(浙江杭州科力儀器儀表有限公司)、電子天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(河南鞏義予華儀器有限責(zé)任公司)。

1.1.2主要試劑。鹽酸嗎啉胍標(biāo)準(zhǔn)樣品由上海惠光科技有限公司提供；30%過(guò)氧化氫溶液、98%濃硫酸、0.10 mol/L高錳酸鉀溶液(用草酸鈉標(biāo)定)、氫氧化鈉溶液、8%蔗糖溶液、葡萄糖、甲苯、10%尿素、1.35 mol/L苯酚鈉溶液、0.9%次氯酸鈉溶液、硫酸胺、3，5-二硝基水楊酸、磷酸緩沖溶液(pH 5.5)、檸檬酸-磷酸緩沖溶液(pH 6.7)等，以上試劑均為分析純。

1.1.3供試土壤。試驗(yàn)土壤取自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園煙草基地的河潮土。土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干后，人為去除土壤中的石粒、植物根系物等非土壤成分，研碎過(guò)20目篩后備用。供試土壤的理化性質(zhì)如下：土壤有機(jī)質(zhì)含量23.1 g/kg，pH 6.2，土壤粘粒、粉粒和砂粒含量分別為24.5%、48.3%和27.2%。

1.2 試驗(yàn)方法將試驗(yàn)土壤過(guò)10目(2.0 mm)篩多次，直至均勻。用電子天平稱取200.0 g已制備好的土壤樣品若干份分別置于500 ml燒杯中，計(jì)算使試驗(yàn)土壤中鹽酸嗎啉胍的含量分別為0(CK)、1.0、10.0和50.0 mg/kg的量，用微量注射器在鹽酸嗎啉胍標(biāo)準(zhǔn)樣品中取樣并均勻噴灑于土樣中(平行3次)，整個(gè)過(guò)程用玻璃棒攪拌，噴完后，加入蒸餾水240 ml使土水重量之比為1∶1.2，再次用玻璃棒攪勻土水混合體，并記錄最高液面。然后放入人工氣候箱于(25±1)℃下培養(yǎng)，調(diào)節(jié)亮度使光暗周期為14∶10 h，培養(yǎng)過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水使液面保留在最高液面，平行試驗(yàn)3組。在培養(yǎng)的第1、3、5、7、10、20、30天分別量取11.0、11.0、4.4 ml的土水混合物測(cè)定蔗糖酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶活性。

1.3 植煙土壤中酶活性的測(cè)定方法土壤酶活性采用比色法和滴定法測(cè)定[7-8]。其中蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定[9]，過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤蔗糖酶活性的影響由圖1可知。各濃度鹽酸嗎啉胍均能夠激活蔗糖酶的活性，并且隨著濃度的升高其活性增強(qiáng)。培養(yǎng)1 d后，各濃度鹽酸嗎啉胍濃度對(duì)土壤蔗糖酶都表現(xiàn)出一定的激活作用。在第11天時(shí)，激活程度達(dá)到最大，添加1.0、10.0、50.0 mg/kg鹽酸嗎啉胍的土壤蔗糖酶活性分別比對(duì)照增加了6.62、8.66、10.37倍。處理后11 d，各濃度處理的激活作用都逐漸減小，到30 d時(shí)，蔗糖酶活性恢復(fù)到正常水平。

2.2 鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤脲酶活性的影響由圖2可知，鹽酸嗎啉胍對(duì)脲酶的活性表現(xiàn)為先激活后抑制的作用。在處理的前7 d所有濃度的鹽酸嗎啉胍對(duì)脲酶均表現(xiàn)出激活作用，隨后7～11 d除了1.0 mg/kg鹽酸嗎啉胍外其他濃度處理均表現(xiàn)出抑制作用，但不同濃度鹽酸嗎啉胍的抑制作用并無(wú)明顯規(guī)律。11～30 d各濃度均表現(xiàn)出抑制作用，到30 d時(shí)，脲酶的活性回歸至正常水平。

2.3 鹽酸嗎啉胍對(duì)植煙土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響由圖3可知，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鹽酸嗎啉胍表現(xiàn)出抑制(培養(yǎng)7 d內(nèi))→激活(培養(yǎng)7～20 d)→抑制(培養(yǎng)20～30 d)的趨勢(shì)。試驗(yàn)初期，培養(yǎng)7 d內(nèi)，各濃度的鹽酸嗎啉胍對(duì)過(guò)氧化氫酶的活性均有一定抑制作用，且濃度越高抑制作用越大，但抑制效果比較微小，50.0 mg/kg鹽酸嗎啉胍的抑制率為5.6%；7～20 d，各濃度的鹽酸嗎啉胍對(duì)過(guò)氧化氫酶有激活作用，激活作用的大小與鹽酸嗎啉胍濃度的高低呈正相關(guān)，20～30 d又開(kāi)始抑制，到30 d時(shí)，過(guò)氧化氫酶的活性恢復(fù)至正常水平。

3 結(jié)論

鹽酸嗎啉胍對(duì)土壤中蔗糖酶的影響較大，總體表現(xiàn)為激活作用，并且濃度越高激活作用越明顯。

鹽酸嗎啉胍對(duì)土壤脈酶的影響表現(xiàn)為先激活再抑制，1～7 d所有濃度均表現(xiàn)為激活作用，7～11 d除了1.0 mg/kg鹽酸嗎啉胍外其他濃度處理均表現(xiàn)出抑制作用，不同濃度的鹽酸嗎啉胍的抑制作用并無(wú)明顯規(guī)律。

鹽酸嗎啉胍對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響表現(xiàn)為“抑制-激活-抑制”過(guò)程，且各濃度的鹽酸嗎啉胍對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響呈正相關(guān)。

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Effects of Moroxydine Hydrochloride on Activities of Enzymes in Tobacco-planting Soil

ZHOU Jian1, ZHANG Shun1, GONG Dao-xin1,2*et al

(1. College of Resource and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128; 2. Institute of Agricultural Environmental Protection, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128)

[Objective] The aim was to understand effects of moroxydine hydrochloride on activities of enzymes in tobacco-planting soil. [Method] Effects of Moroxydine hydrochloride wettable powder on the activities of sucrase, urease and catalase in tobacco-planting soil were analyzed by lab simulation. [Result] The results showed that Moroxydine hydrochloride activated sucrase, inhibition effect after the first activation on urease; while from inhibition to activation, and then back to inhibition on catalase. The effect of Moroxydine hydrochloride at different concentrations on these three kinds of enzymes was different. Generally, the higher the concentration was, the more strongly the impact was. After the test was carried out for 30 days, the impact of Moroxydine hydrochloride wettable powder on the three kinds of enzymes in tobacco-planting soil was weakened, namely the impact on the test soil’s ecological environment was weakened. [Conclusion] The results provide reference for development of tobacco agriculture and enhancement of pesticide improvement.

Moroxydine hydrochloride; Sucrase; Urease; Catalase; Activity; Effect

周健(1989- )，男，湖南湘鄉(xiāng)人，碩士研究生，研究方向：農(nóng)藥殘留分析及其生態(tài)毒理與環(huán)境行為。*通訊作者，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事農(nóng)藥殘留分析及其生態(tài)毒理與環(huán)境行為等研究。

2014-12-15

S 481+.8

A

0517-6611(2015)04-135-02