乙草胺对玉米根际微生物和作物抗氧化酶活性的影响

乙草胺作为我国应用最多的三大除草剂之一，被广泛地应用于玉米、花生、大豆等农田中。作为外源有机污染物，乙草胺在施入土壤后，对作物构成一定的逆境胁迫。作物在逆境胁迫下，自身会发生相应的改变抵御迫害，其中根际、活性氧清除系统、除草剂的代谢酶等在作物抵御乙草胺等除草剂的迫害中起着十分重要的作用。 本文以我国重要的粮食作物-玉米作为供试作物，在田间实验条件下研究了低（田间用量）、中（田间用量的2倍）、高（田间用量的5倍）三个浓度乙草胺处理下，乙草胺在玉米根际和非根际环境中的残留特征，并探讨了玉米根际微生物和玉米超氧化物歧化酶、过氧化物酶、还原性谷胱甘肽、谷胱甘肽-S-转移酶对乙草胺施用的响应特征。 研究表明：（1）乙草胺在土壤中的降解迅速，并且在根际的降解得到强化，随着乙草胺的施用浓度增加，其在土壤中的最终残留量增大。（2）由于根际效应的存在，根际微生物量、真菌和细菌数量都显著高于非根际土壤，且根际和非根际土壤、高浓度处理和低、中浓度处理土壤间微生物群落结构明显不同。乙草胺各处理对根际微生物量有先抑制后刺激的作用，对根际细菌尤为显著，抑制作用随乙草胺浓度的增加而加强。乙草胺对本体土壤的微生物量影响较复杂，高浓度对本体土壤微生物量主要表现为抑制作用，而低、中浓度则是抑制和刺激作用交替出现，低浓度乙草胺对非根际土壤微生物的抑制作用未达到显著水平。乙草胺对对非根际真菌的抑制程度大于根际真菌。虽然各处理的微生物量都能恢复到正常水平，但非根际的恢复比根际需要更长的时间。土壤中细菌和真菌对乙草胺响应存在非同步性，并且群落变化具有一定的补偿作用。（3）除草剂乙草胺对玉米过氧化物酶（POD）的活性影响较小，POD不能作为乙草胺污染的生物标记物；超氧化物歧化酶（SOD）对乙草胺的污染有一定的指示作用，但其对乙草胺的敏感性不如谷胱甘肽-S-转移酶（GST）和还原性谷胱甘肽（GSH）高。低、中浓度乙草胺处理使玉米GST活性和GSH含量先升高后降低，高浓度抑制GST活性，降低GSH的含量。GST和GSH对乙草胺的响应非常敏感，可以作为评价除草剂对作物安全性评价的重要指标。 5倍田间用量乙草胺处理虽然对玉米产生了一定的影响，但玉米经一个月左右能恢复正常生长，说明乙草胺对玉米的安全性较高。但由于乙草胺在土壤中的最终残留量与初始浓度密切相关，且对土壤（根际和非根际）微生物群落会产生一定影响，所以应严格控制乙草胺的用量，以降低对土壤环境、水体环境和人类生活健康的风险性。