滴灌條件下毒死蜱在土層中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對(duì)土壤微生物特性的影響

何華，楊小春，張嬌

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，青島市農(nóng)村環(huán)境工程研究中心，山東 青島 266109）

毒死蜱是目前國(guó)際市場(chǎng)上使用最廣泛、性價(jià)比最理想的殺蟲殺螨劑，也是環(huán)境中殘留檢出頻率最高的農(nóng)藥品種之一。毒死蜱的主要施用方法有噴施、灌根和播種前土壤處理，無(wú)論以何種方法施用，土壤均是毒死蜱在環(huán)境中的主要?dú)w宿。進(jìn)入土壤中的毒死蜱受吸附、遷移及降解等過(guò)程控制。毒死蜱具有中等水溶性，易被土壤顆粒吸附而富集于土壤中，但同時(shí)也會(huì)隨水向下遷移，進(jìn)而污染地下水。因此，研究土壤中毒死蜱的遷移轉(zhuǎn)化有著重要的環(huán)境意義。

土壤中毒死蜱通過(guò)水解、光降解、微生物降解及作物的吸收得以轉(zhuǎn)化脫毒，其中微生物降解是毒死蜱在土壤中降解的主要途徑。土壤中毒死蜱的半衰期與土壤類型、土壤環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等多種因素有關(guān)，短至幾周，長(zhǎng)達(dá)幾年。3，5，6-三氯-2-吡啶酚（TCP）是毒死蜱的主要代謝產(chǎn)物，其具有較高的水溶性和遷移能力，毒性更強(qiáng)，半衰期更長(zhǎng)，對(duì)土壤和水環(huán)境造成了較大的威脅。毒死蜱的環(huán)境行為不僅取決于其內(nèi)在屬性，而且取決于環(huán)境條件和農(nóng)業(yè)實(shí)踐，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)毒死蜱遷移轉(zhuǎn)化的影響不容忽視。灌溉方式影響土壤中毒死蜱的降解，毒死蜱濃度較低時(shí)，漫灌條件下其半衰期高于噴灌；間歇灌溉模式下耕作層土壤孔隙水中的毒死蜱濃度總體低于持續(xù)淹水模式下。含水率影響毒死蜱在土壤中的降解，其在80%含水率時(shí)的消解速率最快，在潮濕的熱帶耕作土壤中毒死蜱會(huì)迅速消散。植物和生物炭能促進(jìn)毒死蜱的降解。在單一污染和復(fù)合污染條件下，毒死蜱的降解行為存在明顯差異；土壤消毒延長(zhǎng)了毒死蜱的半衰期，毒死蜱濃度越高，消毒對(duì)其半衰期影響越大?？梢?jiàn)，灌溉模式、種植作物及土壤消毒均影響毒死蜱在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。滴灌是公認(rèn)的節(jié)水高效灌溉方式，該方式可以消除深層滲濾和徑流，減少土壤蒸發(fā)。在滴灌條件下，農(nóng)藥更可能殘留在土壤中。目前關(guān)于滴灌條件下種植作物、土壤消毒、土壤水分對(duì)毒死蜱在土壤中遷移轉(zhuǎn)化的研究少有報(bào)道。

土壤酶是土壤物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的主要參與者，其活性變化能夠敏感地反映土壤微生態(tài)狀況，影響土壤物質(zhì)循環(huán)。研究表明，毒死蜱和TCP能改變土壤酶活性，對(duì)土壤微生物有明顯的抑制作用，因此對(duì)土壤酶活性和微生物量的測(cè)定可以為毒死蜱和TCP對(duì)土壤代謝活性的影響提供有用信息。滴灌增加了土壤微生物生物量碳含量，膜下滴灌可以提高土壤堿性磷酸酶活性，并對(duì)磷的吸收有促進(jìn)作用。關(guān)于毒死蜱對(duì)土壤酶活性和土壤微生物的影響已開展了大量研究工作，但是關(guān)于滴灌條件下毒死蜱對(duì)土壤微生物和土壤酶活性影響的研究相對(duì)較少。

基于上述分析，本研究采用室內(nèi)模擬土柱試驗(yàn)，探討滴灌條件下，代森鋅消毒、種植作物和不同土壤含水率對(duì)毒死蜱在土壤中的分布及土壤酶活性和土壤微生物生物量碳的影響，以期為土壤毒死蜱污染和殘留的評(píng)估及其對(duì)土壤微生態(tài)環(huán)境的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)于溫室中進(jìn)行，供試土壤為棕壤，采自青島農(nóng)業(yè)大學(xué)惜福鎮(zhèn)試驗(yàn)田，采集表層0~20 cm土壤，剔除雜質(zhì)后過(guò)2 mm篩備用。供試土壤的基本性質(zhì)為：pH 5.69，土壤容重 1 .29 g·cm，土壤有機(jī)質(zhì) 9 .78 g·kg，堿解氮 0 .70 g·kg，速效磷 2 .37 g·kg，速效鉀1.98 g·kg，陽(yáng)離子交換量189.28 mmol·kg。

毒死蜱（99.8%）、TCP（99.8%）標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自美國(guó)Accustandard公司，供試農(nóng)藥為毒死蜱乳油（樂(lè)斯本，毒死蜱含量為480 g·L），消毒試劑為代森鋅可濕性粉劑（含量為65%）。乙腈、乙酸乙酯、丙酮均為色譜純，冰醋酸、無(wú)水硫酸為優(yōu)級(jí)純。

1.2 試驗(yàn)裝置

模擬土柱采用內(nèi)徑16 cm、柱長(zhǎng)60 cm的聚氯乙烯（PVC）管材加工而成，從頂端開始，在15、25、35、45 cm處設(shè)置采樣口（圖1），管底墊2層無(wú)紡布，并捆綁紗網(wǎng)，無(wú)紡布上墊有約2 cm厚洗凈的石英砂。采用干土法向柱體填充供試土壤，敲打柱體，使土壤填充均勻密實(shí)，至土柱53 cm處，上層覆蓋約2 cm毒死蜱污染土壤。

圖1 試驗(yàn)裝置圖Figure 1 Schematic of experimental setup

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置未消毒、土壤消毒和種植作物3種處理方式，每一處理方式設(shè)置60%、70%和80% 3種土壤含水率水平，共計(jì)9個(gè)處理，每一處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。其中未消毒處理和種植作物處理直接將供試土壤裝填入柱；消毒處理采用代森鋅進(jìn)行土壤消毒，每立方米土壤施65%代森鋅粉劑60 g，均勻攪拌后用薄膜覆蓋2~3 d，以殺滅土壤有害病菌，揭去薄膜，待藥味揮發(fā)后填裝土柱。

試驗(yàn)采用模擬滴灌裝置，每個(gè)土柱設(shè)置3個(gè)滴頭，滴頭設(shè)計(jì)流量為2 L·h，土壤初始含水率控制在田間持水量的60%、70%和80%。每間隔7 d灌水1次，使含水率保持在田間持水量的50%~60%、60%~70%和70%~80%。土壤裝填入柱后開始滴灌。種植作物土柱每柱栽種5棵辣椒，觀察其生長(zhǎng)情況，待其成活后，每柱保留3棵長(zhǎng)勢(shì)相近的辣椒。

稱取29.8 kg過(guò)篩土壤放置于牛皮紙上，將4.5 mL毒死蜱與300 mL甲醇混合均勻，使用噴壺均勻噴灑在土壤上，攪拌均勻。待甲醛揮發(fā)后，將噴施毒死蜱的土壤倒入模擬土柱上方，每個(gè)土柱倒入1.1 kg含毒死蜱的土壤，濃度約為50 mg·kg。

從加入毒死蜱土壤后開始計(jì)時(shí)，每隔10 d用長(zhǎng)柄采樣勺采集不同深度的土樣，將土樣自然風(fēng)干，過(guò)100目篩后儲(chǔ)存待測(cè)。

1.4 樣品測(cè)定

土壤中的毒死蜱、TCP采用超純水（含0.2%的冰醋酸）和乙酸乙酯振蕩提取，乙酸乙酯和乙腈（pH=2）純化，高效液相色譜法測(cè)定，毒死蜱和TCP的加標(biāo)回收率分別為83.8%~109.6%和94.5%~116.4%。土壤過(guò)氧化氫酶活性采用紫外分光光度法測(cè)定，土壤堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，土壤脲酶活性采用尿素水解法測(cè)定，土壤微生物生物量碳、氮采用氯仿熏蒸，KSO提取后，使用元素分析儀進(jìn)行分析測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2013對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用Origin 2018進(jìn)行圖形繪制，采用SPSS 23統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 毒死蜱在土層中的分布

不同深度土壤中的毒死蜱含量有明顯差異（圖2）。表層土壤中毒死蜱含量隨時(shí)間延長(zhǎng)迅速降低，20 d以后基本穩(wěn)定在3.0~5.0 mg·kg之間。前10 d，10 cm土層中的毒死蜱含量迅速增加，最大值為4.5~34.0 mg·kg，此后逐漸降低，40 d后基本穩(wěn)定在3.0~6.0 mg·kg。20 cm和30 cm土層中毒死蜱含量分布較為接近，10 d時(shí)，均有毒死蜱檢出，20 d時(shí)含量略有增加，30 d后基本穩(wěn)定在3.0~5.0 mg·kg。在40 cm土層中，30 d時(shí)有毒死蜱檢出，含量在2.0~3.0 mg·kg。由此可見(jiàn)，在滴灌初期，毒死蜱主要?dú)埩粼?0 cm以上土層中，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，毒死蜱會(huì)向下遷移，對(duì)地下水造成潛在的威脅。

不同處理毒死蜱含量在10 cm以上土壤中存在較大的差異，但是在20~40 cm土層中差異并不明顯。在10 cm土層中，消毒處理毒死蜱的含量最高，在17.0~34.0 mg·kg之間，未消毒處理毒死蜱含量在8.0~22.0 mg·kg之間，種植作物處理土壤中毒死蜱含量最低，在3.0~17.0 mg·kg之間。土壤含水率可在一定程度上反映水對(duì)土壤中毒死蜱的淋溶強(qiáng)度，理論上，毒死蜱的淋溶應(yīng)隨著含水率的增加而增加，但是由圖2可見(jiàn)，含水率對(duì)10 cm以上土層中毒死蜱的含量影響較大，對(duì)20 cm以下土層中毒死蜱的含量影響較小。在消毒處理中，前10 d表層土壤中毒死蜱含量均隨著含水率的增加而下降，10 cm土層毒死蜱含量均隨著含水率的增加而增加，說(shuō)明淋溶對(duì)毒死蜱的遷移有重要影響。但是在試驗(yàn)后期，含水率對(duì)毒死蜱分布的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律。在未消毒處理中，試驗(yàn)初期，10 cm以上土壤中70%含水率的毒死蜱含量最高，說(shuō)明在這一含水率下生物轉(zhuǎn)化作用可能最弱。與之相反，種植作物處理10 cm以上土壤中，70%含水率的土柱中毒死蜱的含量最低，說(shuō)明在此含水率下，作物對(duì)毒死蜱轉(zhuǎn)化的影響最大。

2.2 TCP在土層中的分布

土壤中TCP的含量在0.1~1.5 mg·kg之間（圖3）。施用毒死蜱20 d后，30 cm土層中有TCP檢出，在30 d時(shí)，40 cm土層各處理均有TCP檢出?？梢?jiàn)TCP遷移性較強(qiáng)，對(duì)土壤及地下水環(huán)境存在潛在的威脅。

圖3 TCP在土層中的時(shí)間分布特征Figure 3 Temporal distribution characteristics of TCP in soil layer

不同土層中TCP的含量存在一定差異。在消毒和未消毒處理中，前10 d表層土壤中TCP含量明顯高于其他土層（未消毒處理80%含水率除外），30 d后各層土壤中TCP含量沒(méi)有明顯差異。在種植作物處理中，除70%含水率土柱中10、20 cm土層TCP含量明顯較高外，其余各處理TCP含量差異較小。種植作物處理表層土壤TCP含量低于消毒和未消毒處理，但20、30 cm土層中TCP含量高于其他處理，結(jié)合圖1，種植作物處理表層毒死蜱的含量較低，說(shuō)明作物的存在沒(méi)有加速表層土壤毒死蜱的降解，反而使毒死蜱的轉(zhuǎn)化率降低。但對(duì)于根際土壤（10、20 cm土層），作物存在下毒死蜱的生物降解速率快，TCP含量較高。

土壤含水率對(duì)TCP的土層分布有一定影響。在未消毒處理中，表層80%含水率下TCP含量最低，但在10 cm土層中，80%含水率土柱中TCP含量明顯高于其他土層，達(dá)到1.3 mg·kg，結(jié)合圖2，此含水率下毒死蜱含量在兩土層中均較低，可以得出，80%含水率下毒死蜱的生物降解性最強(qiáng)，但由于灌水量較大，TCP隨水向下遷移，致使10 cm土層中TCP富集。在消毒處理中結(jié)果恰好相反，表層土壤中80%含水率下TCP含量最高，10 cm土層中TCP含量最低，這一現(xiàn)象可能是因?yàn)橥寥澜?jīng)消毒后毒死蜱降解菌被抑制，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物活性逐漸恢復(fù)，80%含水率下微生物活性最強(qiáng)，因此表層毒死蜱降解率最高，但高速降解過(guò)程發(fā)生在第二次灌水之后，所以TCP沒(méi)有向下遷移。在種植作物處理中，70%含水率土柱中，10、20 cm土層中TCP含量在試驗(yàn)前期明顯高于其他含水率，同時(shí)此含水率下毒死蜱含量最低，說(shuō)明種植作物時(shí)，70%含水率下毒死蜱的生物降解率最高。

圖2 毒死蜱在土層中的時(shí)間分布特征Figure 2 Temporal distribution characteristics of chlorpyrifos in soil layer

2.3 土壤酶活性

土壤過(guò)氧化氫酶活性的初始值在種植作物處理最高（圖4），其次為消毒處理，未消毒處理最低。這一結(jié)果表明，土壤消毒對(duì)過(guò)氧化氫酶有一定的激活作用，作物生長(zhǎng)對(duì)土壤中過(guò)氧化氫酶活性有促進(jìn)作用。不同處理過(guò)氧化氫酶活性的基本變化趨勢(shì)均為上升-下降-上升-下降。消毒和未消毒處理中過(guò)氧化氫酶活性隨時(shí)間波動(dòng)明顯，而種植作物處理過(guò)氧化氫酶活性隨時(shí)間變化較小，說(shuō)明作物的種植減弱了毒死蜱對(duì)土壤酶活性的影響。過(guò)氧化氫酶活性在10 d內(nèi)隨時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加，消毒處理的上升趨勢(shì)比其他處理更為顯著，說(shuō)明低濃度毒死蜱可能激活了過(guò)氧化氫酶活性，而土壤消毒則減弱了其激活作用。各處理土壤過(guò)氧化氫酶活性在第10天達(dá)到最大值后開始下降，說(shuō)明較高的毒死蜱和TCP含量可能會(huì)抑制土壤過(guò)氧化氫酶活性。20 d后，過(guò)氧化氫酶活性開始上升，直至第30天，其中消毒處理過(guò)氧化氫酶活性上升更明顯。30 d后，過(guò)氧化氫酶活性開始顯著下降，說(shuō)明較低濃度的毒死蜱可能刺激了過(guò)氧化氫酶活性。土壤含水率對(duì)過(guò)氧化氫酶活性有一定的影響，不同處理下其影響也有所差異。消毒處理20 d內(nèi)過(guò)氧化氫酶活性在70%含水率下最高，60%含水率最低，而未消毒處理則相反。在消毒處理中，60%與80%含水率下過(guò)氧化氫酶活性存在顯著的差異。在未消毒和種植作物處理中，不同含水率下過(guò)氧化氫酶活性沒(méi)有明顯差異。

圖4 10 cm土層土壤酶活性變化Figure 4 Temporal variation of soil enzyme activities in 10 cm depth

3種處理中土壤磷酸酶活性整體變化趨勢(shì)一致，在20 d時(shí)達(dá)到最大值后下降。未消毒土柱在10 d內(nèi)有輕微下降（70%含水率處理除外），此時(shí)土壤中TCP增加趨勢(shì)明顯，說(shuō)明TCP對(duì)磷酸酶有一定的抑制作用。試驗(yàn)開始時(shí)，消毒處理的土壤堿性磷酸酶活性略低于未消毒處理，說(shuō)明土壤消毒對(duì)土壤堿性磷酸酶活性有一定的抑制作用。堿性磷酸酶活性在未消毒處理下80%含水率時(shí)最強(qiáng)，在60%含水率時(shí)最弱。結(jié)合圖2、圖3，毒死蜱含量在80%含水率時(shí)相對(duì)較低，而TCP最高，說(shuō)明毒死蜱的降解與土壤堿性磷酸酶活性有關(guān)。種植作物處理的堿性磷酸酶活性為80%含水率>60%含水率>70%含水率，這一順序與毒死蜱的分布基本相同，說(shuō)明種植作物改變了毒死蜱和土壤堿性磷酸酶的分布。

脲酶是一種酰胺水解酶，在土壤中可以催化尿素水解釋放出氨，導(dǎo)致土壤氮素?fù)p失。由圖4可見(jiàn)，不同處理的土柱中脲酶活性變化趨勢(shì)不同。消毒處理中的脲酶活性呈現(xiàn)增加-降低-增加的趨勢(shì)；未消毒處理中，不同含水率下脲酶活性的變化趨勢(shì)有一定差異，80%含水率與消毒處理趨勢(shì)總體一致，60%含水率為先增加后降低的趨勢(shì)，而70%含水率呈現(xiàn)增加-降低-增加-降低趨勢(shì)。經(jīng)消毒處理的土柱中初始脲酶活性高于其他兩個(gè)處理，說(shuō)明土壤消毒對(duì)脲酶活性有一定的促進(jìn)作用，在10 d之內(nèi)，脲酶活性均顯著提升，這一時(shí)期土壤中毒死蜱及TCP含量均顯著增高，說(shuō)明毒死蜱和TCP對(duì)脲酶有激活作用。10 d后，未種植作物的土柱中脲酶活性大幅下降，顯示出毒死蜱及TCP對(duì)脲酶活性的抑制作用，而種植作物的土柱中脲酶活性仍保持上升趨勢(shì)，說(shuō)明植物的存在降低了毒死蜱對(duì)脲酶活性的抑制，或者植物的存在促進(jìn)了脲酶活性的增加。

含水率對(duì)脲酶活性存在顯著的影響。在消毒處理中，70%含水率的脲酶活性明顯低于80%含水率；未消毒處理中，30 d前60%含水率時(shí)最高，試驗(yàn)中期，80%含水率最低；在種植作物處理中，不同含水率下脲酶活性無(wú)顯著差異。

2.4 微生物生物量碳

土壤微生物生物量碳（MBC）作為土壤有機(jī)質(zhì)中最活躍和最易變化的組分，能在很大程度上反映土壤質(zhì)量和土壤微生物數(shù)量，是評(píng)價(jià)土壤微生物數(shù)量和活性的重要指標(biāo)，對(duì)土壤管理有重要的指示作用。

3種處理土柱中初始MBC有一定差別（圖5），消毒處理中初始值最低，其次是未消毒處理，種植作物處理的MBC明顯高于其他兩個(gè)土柱。說(shuō)明土壤消毒對(duì)土壤微生物有一定的抑制作用，而作物的生長(zhǎng)促進(jìn)了微生物的增殖，微生物活性較強(qiáng)。

圖5 10 cm土層土壤微生物生物量碳（MBC）變化Figure 5 Temporal variations of soil microbial biomass carbon（MBC）in 10 cm depth

相比于種植作物，未種植作物的土壤中MBC在前20 d內(nèi)明顯下降，此后逐漸恢復(fù)，說(shuō)明毒死蜱對(duì)MBC有明顯的抑制作用，隨著毒死蜱含量的降低，微生物活性逐漸增加。在種植作物處理中，毒死蜱對(duì)MBC沒(méi)有明顯的抑制作用，反而隨著作物的生長(zhǎng)MBC有明顯的增加。

含水率對(duì)MBC有一定影響，在消毒處理中，試驗(yàn)前期含水量越高，MBC越低，這與含水率對(duì)毒死蜱的影響相反。在未消毒處理中，前期土壤MBC隨著含水率的增加而增加，后期則明顯下降。種植作物處理中70%、80%含水率土壤中MBC總體上高于60%含水率。結(jié)合圖1，含水率對(duì)MBC的影響與對(duì)毒死蜱的影響基本一致（未消毒土柱略有差異），說(shuō)明含水率影響土壤微生物含量，進(jìn)而影響毒死蜱的降解。

2.5 相關(guān)性分析

如表1所示，毒死蜱含量與過(guò)氧化氫酶活性總體呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明在試驗(yàn)條件下毒死蜱對(duì)過(guò)氧化氫酶活性以促進(jìn)作用為主。其中在種植作物處理中相關(guān)系數(shù)均較低（70%含水率下為負(fù)值），說(shuō)明植物的存在減弱了毒死蜱對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響。毒死蜱與脲酶活性呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，不同處理的相關(guān)系數(shù)均在0.339以上，消毒處理的相關(guān)系數(shù)略高于其他兩個(gè)處理。分析認(rèn)為，毒死蜱經(jīng)降解和遷移后，10 cm土層中其含量在試驗(yàn)周期內(nèi)只在10 d左右較高，其他時(shí)間段以低濃度存在，因此對(duì)過(guò)氧化氫酶和脲酶活性以促進(jìn)為主。毒死蜱與堿性磷酸酶的關(guān)系較為復(fù)雜，僅在消毒和種植作物處理中70%含水率下呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，在其他處理中均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明毒死蜱對(duì)土壤堿性磷酸酶活性影響較弱，或有微弱的抑制作用。毒死蜱與MBC以負(fù)相關(guān)為主，說(shuō)明毒死蜱對(duì)土壤微生物有抑制作用。

表1 不同含水率下毒死蜱、TCP與土壤酶活性和微生物生物量碳的相關(guān)關(guān)系Table 1 Correlation coefficients between chlorpyrifos，TCP and enzyme activity or MBC under different soil water contents

TCP含量與過(guò)氧化氫酶活性以正相關(guān)為主，與脲酶活性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明TCP在試驗(yàn)條件下對(duì)過(guò)氧化氫酶活性有一定的促進(jìn)作用，對(duì)脲酶活性有抑制作用。TCP與堿性磷酸酶相關(guān)關(guān)系比較復(fù)雜，在消毒處理中均為正相關(guān)關(guān)系，在未消毒處理中均為負(fù)相關(guān)關(guān)系，在種植作物處理中以正相關(guān)為主。TCP與MBC以負(fù)相關(guān)為主，說(shuō)明TCP對(duì)土壤微生物有抑制作用。

3 討論

3.1 毒死蜱在土壤中的遷移與降解

毒死蜱為疏水性有機(jī)磷農(nóng)藥，更容易通過(guò)分配作用吸附到土壤有機(jī)質(zhì)中，較難向下遷移。本研究結(jié)果表明，在毒死蜱施用初期，其主要?dú)埩粼?0 cm以上土層中，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，毒死蜱會(huì)向下遷移，至30 d左右，遷移深度超過(guò)40 cm。TCP是毒死蜱生物降解的主要產(chǎn)物，在試驗(yàn)條件下，土壤中TCP的含量在0.1~1.5 mg·kg之間。施用毒死蜱30 d，各處理40 cm土層中均有TCP檢出，與CHAI等的研究結(jié)果相似。毒死蜱和TCP的吸附容量常數(shù)范圍分別為34~170和0.62～0.67，兩者均可通過(guò)土壤大孔隙優(yōu)先流快速遷移至50 cm深度土層?？梢?jiàn)，毒死蜱及其代謝產(chǎn)物TCP在一定條件下均有較深的遷移距離，對(duì)地下水存在潛在的威脅。

生物降解是毒死蜱轉(zhuǎn)化脫毒的主要形式，表層土壤中毒死蜱含量在10 d內(nèi)迅速減少，此后下降過(guò)程緩慢，與劉寒冰等的研究結(jié)果基本一致。毒死蜱易被土壤膠體吸附，尤其易與胡敏素結(jié)合而殘留。

在經(jīng)消毒的土壤中，試驗(yàn)初期，毒死蜱在10 cm以上土層中降解速率低于未消毒處理，但試驗(yàn)后期沒(méi)有明顯的差別。土壤消毒在有效殺滅土壤病原微生物的同時(shí)也會(huì)抑制毒死蜱降解菌，從而影響毒死蜱和TCP的有效降解。代森鋅在土壤中的降解半衰期為12.6~15.1 d，因此，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，代森鋅被降解，土壤微生物活性逐漸恢復(fù)，對(duì)毒死蜱的降解能力增強(qiáng)。

作物的存在對(duì)表層土壤中毒死蜱含量影響較小，但明顯降低了10 cm土層中毒死蜱的含量，作物本身對(duì)毒死蜱有一定的吸收作用，但從TCP和MBC的分布來(lái)看，作物的存在增加了土壤微生物數(shù)量，有利于毒死蜱的微生物轉(zhuǎn)化。研究表明，植物本身對(duì)有機(jī)污染物只有少量的吸收作用，而根際微生物在有機(jī)物的降解過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。根際微生物不僅能降解有機(jī)污染物，還能增強(qiáng)植物對(duì)污染環(huán)境的適應(yīng)能力，從而有利于有機(jī)污染物的降解。灌水量直接影響農(nóng)藥在土壤中的遷移距離，灌水量越大，農(nóng)藥向下遷移距離越大。本研究是在滴灌條件下進(jìn)行的，灌水量（含水率）對(duì)毒死蜱的遷移有一定的影響，但這種影響主要是在10 cm以上土層，對(duì)于深層毒死蜱分布影響并不明顯。這可能與灌溉方式有關(guān)，滴灌是一種節(jié)水灌溉模式，可在一定程度上減少農(nóng)藥化肥的向下遷移。含水率在不同處理中對(duì)毒死蜱遷移和降解的影響不同，在10 cm土層，消毒處理中毒死蜱含量均隨著含水率的增加而增加，說(shuō)明灌水量是影響毒死蜱遷移的主要因素；在未消毒處理中，試驗(yàn)初期，在10 cm以上土層中，80%含水率的毒死蜱含量最低，這可能與生物降解有關(guān)，一般情況下農(nóng)藥的降解隨著含水率的增加而增加，因?yàn)橥寥浪帜軌虼龠M(jìn)微生物活性；在種植作物處理土壤中，70%含水率的土柱中毒死蜱的含量最低，其次是60%含水率，80%含水率最高，這與叢鑫等的研究結(jié)果不同，其研究表明毒死蜱在80%含水率下消解速率最快，其次是60%含水率，這可能與灌溉方式、作物類型、土壤類型等多種因素有關(guān)。

3.2 毒死蜱和TCP對(duì)土壤酶活性及微生物生物量碳的影響

農(nóng)藥對(duì)土壤微生態(tài)的影響是評(píng)價(jià)農(nóng)藥對(duì)土壤生態(tài)效應(yīng)的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，毒死蜱和TCP與MBC均以負(fù)相關(guān)為主，說(shuō)明毒死蜱和TCP對(duì)土壤微生物呈抑制作用。消毒處理對(duì)土壤微生物有一定的抑制作用，而作物的存在減輕了毒死蜱對(duì)微生物的抑制作用。不同處理中，含水率對(duì)MBC的影響不同，但總體而言，其對(duì)MBC的影響與其對(duì)毒死蜱的影響基本相反，說(shuō)明含水率通過(guò)影響毒死蜱分布來(lái)影響土壤微生物生物量碳的含量。這與陳婷等在未受毒死蜱脅迫條件下的研究結(jié)果不同，其研究表明在滴灌條件下，黃瓜根際土壤微生物生物量碳、氮含量隨灌水量的增加呈先升高后下降的趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，低含量毒死蜱可能激活了過(guò)氧化氫酶活性，而土壤消毒則減弱了其激活作用，較高的毒死蜱和TCP含量可能會(huì)抑制土壤過(guò)氧化氫酶活性。植物種植減弱了毒死蜱對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響。這一結(jié)果與張心明等的研究結(jié)果相近。土壤磷酸酶活性在20 d時(shí)達(dá)到最大值，此后下降，原因是在試驗(yàn)前10 d，10 cm土層中毒死蜱含量最高，此后毒死蜱逐漸被降解，產(chǎn)生的有機(jī)磷中間產(chǎn)物促進(jìn)了土壤堿性磷酸酶活性。毒死蜱、TCP與堿性磷酸酶活性沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系，一方面土壤磷酸酶與有機(jī)磷的礦化及植物的磷素營(yíng)養(yǎng)關(guān)系密切，另一方面毒死蜱對(duì)堿性磷酸酶的影響表現(xiàn)為先激活后抑制的效應(yīng)。土壤中毒死蜱及TCP含量較高時(shí)，對(duì)脲酶活性存在一定抑制作用，但隨著毒死蜱含量的降低，脲酶活性很快恢復(fù)，在試驗(yàn)期間，總體而言毒死蜱對(duì)脲酶活性呈現(xiàn)激活作用，這與周世萍等的研究結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論

（1）滴灌條件下，作物種植、土壤消毒、土壤含水率對(duì)毒死蜱和TCP的土層分布均有不同程度的影響，作物種植有利于毒死蜱的降解，土壤消毒減緩了毒死蜱的降解，含水率促進(jìn)毒死蜱和TCP向下遷移，同時(shí)影響微生物對(duì)毒死蜱的降解。

（2）毒死蜱和TCP對(duì)微生物以抑制作用為主，對(duì)土壤酶活性的影響主要與兩者的濃度和土壤含水率有關(guān)，作物的存在減弱了兩者對(duì)土壤微生物和土壤酶活性的影響。