苦參堿對土壤酶活性的影響

李航 崔新儀 趙丹丹

摘? ? 要：土壤酶活性是影響土壤代謝的重要因素，為探討植物源農(nóng)藥對土壤酶活性的影響，本文以苦參堿為試材，在實(shí)驗(yàn)室條件下探究其對土壤脲酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶活性的影響。結(jié)果表明：隨著苦參堿處理時(shí)間的延長，各處理土壤脲酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶活性的變化趨勢基本與對照一致;但同一處理時(shí)間不同濃度苦參堿處理相關(guān)酶活性的表現(xiàn)并不一致。至苦參堿處理14 d時(shí)，各濃度對土壤脲酶活性均表現(xiàn)為促進(jìn)作用，且隨著處理濃度的降低呈先升后降的趨勢，在10 mg·kg-1處理最高;不同濃度的苦參堿及其對土壤過氧化氫酶和多酚氧化酶活性的影響率存在劑量-效應(yīng)關(guān)系，均以500 mg·kg-1處理時(shí)促進(jìn)效應(yīng)最大。綜上所述，在土壤酶活性基本上趨于穩(wěn)定的14 d時(shí)，苦參堿在一定的濃度范圍（50～500 mg·kg-1）內(nèi)，有助于提高土壤脲酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶的活性。

關(guān)鍵詞：苦參堿;脲酶;過氧化氫酶;多酚氧化酶

中圖分類號(hào)：S482? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.03.009

Effect of Matrine on Soil Enzyme Activties

LI Hang， CUI Xinyi， ZHAO Dandan

（Tianjin Agricultural University， Tianjin 300380， China）

Abstract： Soil enzyme activity is an important factor affecting soil metabolism. In order to investigate the effect of plant-derived pesticides on soil enzyme activity， this paper studied the influence of Matrine on soil urease， catalase and polyphenol oxidase activities under laboratory conditions. The results showed that with the extension of Matrine treatment time， the change trend of urease， catalase and polyphenol oxidase activity in the soil was basically the same as that in the control group; but the expression of the enzyme activity of Matrine at different concentrations in the same treatment time was not consistent. When treated with Matrine for 14 days， each concentrations showed auxo-action on soil urease activity， and with the reduce of treatment concentration， it increased first and then decreased， and the highest concentration was at 10 mg·kg-1.There was a dose-effect relationship between the influence rate of Matrine at different concentrations on the activity of catalase and polyphenol oxidase in soil， and the maximum promoting effect was obtained when treated with 500 mg·kg-1.In summary， Matrine in a certain concentration range （50～500 mg·kg-1） at 14 d， when the soil enzyme activity was basically stable， was helpful to improve the activities of soil urease， catalase and polyphenol oxidase.

Key words： Matrine; urease; catalase; polyphenol oxidase

中國是農(nóng)業(yè)大國，傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥的使用對生物和環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。植物源農(nóng)藥的有效成分是天然物質(zhì)，不僅對人、畜安全無毒，而且不污染環(huán)境，因此植物源農(nóng)藥將是今后發(fā)展的重點(diǎn)之一[1]。

土壤酶活性是土壤的本質(zhì)屬性之一，是決定土壤代謝的重要因素，它直接影響著土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，可以反映土壤中進(jìn)行的各種生物化學(xué)過程的強(qiáng)度和方向。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，土壤酶具有評(píng)價(jià)土壤肥力、診斷土壤污染、評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量、培肥土壤及防治植物病蟲害等方面的功能[2]。土壤脲酶可水解土壤中尿素生成氨、二氧化碳和水[2]，加速土壤中潛在養(yǎng)分的有效化，其活性是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)氮素轉(zhuǎn)化機(jī)制及其功能演變時(shí)最常見的酶學(xué)指標(biāo)[3]，因而檢測土壤中脲酶活性可以作為衡量土壤肥力的指標(biāo)之一，并能部分反映土壤生產(chǎn)力。過氧化氫酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)[4]，與微生物數(shù)量也有關(guān)[5]，能酶促過氧化氫的分解有利于防止過氧化氫對植物體的毒害作用[6]。因?yàn)橥寥肋^氧化氫酶的活度與土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤全氮量呈顯著相關(guān)[6]，因此對土壤肥力特征具有表征作用[7]。據(jù)報(bào)道，土壤中過氧化氫分解的活性，有30%或40%以上是耐熱的，既非生物活性，常由錳、鐵引起催化作用[8]。土壤多酚氧化酶是一類以銅和錳為活性中心的氧化還原酶[9]，在土壤芳香化合物的轉(zhuǎn)化方面起著關(guān)鍵的作用[10]，是生態(tài)系統(tǒng)中的重要氧化還原酶，可以反映土壤的腐殖化程度[4]。有研究顯示，多酚氧化酶在堿性介質(zhì)中活性最強(qiáng)，但在酸性土壤中不能顯示最大活性[11]。苦參堿是天然植物性農(nóng)藥，對人畜低毒[12]，是廣譜殺蟲劑，具有觸殺和胃毒作用，對各種作物上的黏蟲、菜青蟲、蚜蟲、紅蜘蛛有明顯的防治效果，已被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)作物病蟲害防治。但苦參堿對土壤酶研究報(bào)道較少。苦參堿系從豆科植物苦參（Sophora flavescens Ait.）的干燥根、植株、果實(shí)或平科植物廣豆根（Sophora subprostrata

土壤脲酶活性是表征土壤供氮能力的重要指標(biāo)[2]。本研究中，隨施入苦參堿時(shí)間的延長，各處理（包括對照）土壤脲酶活性基本上呈現(xiàn)出降低-升高-降低-升高的趨勢;同一處理時(shí)間，土壤脲酶活性在不同濃度苦參堿處理下的表現(xiàn)并不一致，至第14天時(shí)，各苦參堿處理土壤脲酶活性均高于對照且隨著苦參堿濃度的降低呈先增后降的趨勢。

本試驗(yàn)施用苦參堿后，土壤過氧化氫酶活性先被抑制達(dá)到抑制高峰（第4天）后逐漸恢復(fù)，接著抑制作用再次增強(qiáng)達(dá)到峰值（第7天）后開始表現(xiàn)為激活作用，至處理后第14天，苦參堿處理除1 mg·kg-1處理表現(xiàn)為抑制外其他濃度均表現(xiàn)為激活，且苦參堿的濃度越高，對土壤過氧化氫酶活性的激活作用越大。鄭巍等[17]也做過吡蟲啉及代謝產(chǎn)物對土壤過氧化氫酶活性的影響研究，其結(jié)果與此試驗(yàn)結(jié)果類似。

本試驗(yàn)中，隨著苦參堿施入時(shí)間的延長，其對土壤多酚氧化酶影響變化幅度較大，在促進(jìn)和抑制作用的交替中最終（14 d）表現(xiàn)為其苦參堿影響率隨著濃度的增加而增加，其中50，100，500 mg·kg-1處理表現(xiàn)為正效應(yīng)，且此時(shí)苦參堿與土壤多酚氧化酶呈現(xiàn)明顯劑量-效應(yīng)關(guān)系，與石瑛等[18]研究1， 4-二氯苯與土壤多酚氧化酶活性之間關(guān)系結(jié)論一致。

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