文献综述
草甘膦施用对土壤微生物的影响
前言:草甘膦是一种非选择性、无残留灭生性除草剂,对多年生根杂草非常有效,广泛用于橡胶、桑、茶、果园及甘蔗地。主要抑制植物体内的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶,从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化,使蛋白质合成受到干扰,导致植物死亡。草甘膦是通过茎叶吸收后传导到植物各部位的,可防除单子叶和双子叶、一年生和多年生、草本和灌木等40多科的植物。草甘膦入土后很快与铁、铝等金属离子结合而失去活性。但在除去杂草的同时,草甘膦的残留会对周边的土壤,水资源,空气,人,畜等要素造成不同程度的危害和污染。当今社会,人们对于生活质量的要求日益提高,也因此对于草甘膦等农药对于环境等的危害日益重视,而农药对土壤酶活性及土壤微生物的影响也是农药安全性评价体系的重要内容。关于农药对土壤微生物的影响国内外均有大量相关研究,东北及东南地区土壤施用农药后对土壤微生物的影响这一主题在我国研究较多,本论文主要研究草甘膦对土壤中的几种微生物的影响。
1.土壤微生物
土壤微生物(soil microorganism)是土壤中一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称,严格意义上应包括细菌、古菌、真菌、病毒、原生动物和显微藻类,它也是土壤生物群落中种类最多的一种。其个体微小,一般以微米或毫微米来计算,通常1克土壤中有几亿到几百亿个,其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化。土壤微生物以共生状态存在于土壤中,在生态系统起着重要作用。它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程,促进土壤有机质的分解和养分的转化。土壤微生物的活性与诸多因素有关,土壤的理化性质是导致土壤微生物活性差异的原因之一。土壤微生物既是土壤形成过程的作用者,又是土壤的重要组成部分,还可以作为用来评价农药对生态环境安全性的一个重要指标。
1.1国内外土壤微生物的研究
1954年王组农提出土壤是一个十分复杂的有机自然物体,有自己的来源,固体颗粒之间有孔隙,水,空气及各种微生物的养料,因此土壤便成了微生物天然的培养基。【1】1964年陈子英阐释微生物在土壤中的活动是一个复杂的生命活动,是一个矛盾的统一体。既要合成,又要分解;既要积累,又要消耗。这个过程总朝着利于高等植物成长的方向发展。【2】1980年陈松生,李惠珍,蔡方井从微生物学角度,探究了氨肥增效剂双氰胺对土壤微生物的影响。【3】土壤微生物的活性与分布在森林生态系统中是对森林生长环境综合评价的主要依据之一。1988年周崇莲,齐玉臣研究了酸雨对于森林生态系统中土壤微生物的影响。【4】1994年薛琦分析了农药对于土壤微生物的影响,提到了土壤呼吸的方法,它是作为微生物活性的最概括的测定方法,同时也分析了土壤微生物对农药的分解。【5】姚健,杨永华,沈晓蓉等采用 RAPD 分子遗传标记技术研究了4种土壤微生物群落 DNA 序列在农用化学品不同使用环境下的多样性的变化。【6】
土壤微生物学的发展始终依赖于研究方法的突破和改进。土壤微生物硏究的重要里程碑是19世纪末建立的经典分离培养和稀释平板计数法。20世纪70年代土壤微生物量分析方法的建立则有效量化了土壤碳氮磷等养分元素的微生物周转过程,对土壤微生物学的生物化学过程研究有很大的推动作用。20世纪90年代土壤微生物学的研究对象也从单一的菌种资源拓展到整体的土壤微生物群落。这些新理论与新技术的应用,使得深入挖掘土壤微生物资源,定量描述土壤微生物过程,定向调控土壤微生物功能成为可能,土壤微生物讯速成为世纪之交的国际科学研究热点之一。新中国成立15年时间内,随着张宪武、陈华和樊庆笙等著名土壤微生物学家的积极推动,我国土壤微生物学从无到有,发展迅猛。
呼蕾,和文祥,高亚军在研究中选取了中国 4类主要土壤的 10 个土样以研究草甘膦对土壤微生物量的影响。土壤中微生物量既可作为土壤养分氮磷硫等元素的储备库,它又可以作为土壤氮素,碳素,磷素养分循环和转化研究中的重要参数,同时对于土壤微生物和肥力状况有较直观的反应。土壤微生物量对外界变化较为敏感,因而它对土壤管理等的变化反应较为明显。【7】林静雯,李莹,罗洁文从草甘膦的除草机理,林用生态风险,在林地土壤中的环境行为等方面综述了草甘膦在林业应用中的研究进展以期为草甘膦人工林经营过程中的合理使用提供科学参考,其中包括草甘膦对土壤微生物的影响。【8】姜佳昌在大田条件下研究不同除草剂分别以三种浓度施入燕麦田后对土壤微生物数量的影响,以研究不同的除草剂对土壤内环境产生的生态效应。作为草地生态系统草地发育演替和土壤质量变化的重要指示指标,土壤微生物参数受到广泛关注,它对土壤环境的变化较为敏感。【9】王根林,李玉梅,刘峥宇采用盆栽试验,对农田土壤除草剂残留环境进行模拟,研究生物炭在异噁草松残留的情况下对土壤微生物群落数量的影响。除草剂残留的情况下,生物炭以改善土壤微域环境的方式,加速除草剂的生物降解,影响土壤微生物群落变化,促进作物的生长。【10】徐蒋来,胡乃娟,张政文等为评价除草剂对水田土壤生态效应提供参考依据,通过开展大田实验,来探究常用除草剂及其浓度对稻田土壤酶活性及土壤微生物数量的影响。【11】徐晶,王迎迎,蒲国锋等综述了草甘膦对土壤酶和微生物的影响以及在土壤中的残留降解动态。【12】邹亚丽,呼丽萍,邓霏等通过田间定位试验,以草甘膦异丙铵盐和草甘膦钾盐为试材,探究两种盐剂的草甘膦对北方旱地果园土壤微生物的影响。【13】吴雪楠,孙菁菁,罗园园等采用微量量热法,以壤质潮土和黑土为供试土壤,研究了草甘膦对土壤微生物能量代谢的影响。【14】
