外来污染物对土壤磷酸酶影响的研究进展

土壤酶活性对土壤环境变化的响应研究进展作者：吴怡董炜华李晓强谷志伟刘子宁邓守奇韦森超李陆鑫王成杨添月来源：《南方农业·上》2023年第08期摘要土壤酶作为一种生物催化剂，能够为土壤有机体的代谢和分解提供动力，与土壤生物、土壤理化性质及环境条件等密切相关。

土壤酶活性与土壤肥力关系密切，土壤管理措施（放牧、施肥、耕作等）会引起土壤酶活性发生很大改变。

基于提高土壤生产力，保护生物多样性的大背景下，探讨土壤酶活性对农田、湿地等不同生境下的水气热条件、有机质和土壤pH的响应，分析外源有机物输入对土壤酶活性的影响，进一步加深了解土壤酶在土壤生态系统中的指示作用，并对土壤酶学研究前景进行展望。

关键词土壤酶活性；土壤环境；外源有机物；响应中图分类号：S154.1 文献标志码：C DOI：10.19415/ki.1673-890x.2023.15.009土壤酶（Soil Enzyme）是土壤生态系统中最活跃的组分之一，来源于动物、植物、微生物及其分泌物[1-2]。

土壤酶作为一种生物催化剂，能够为土壤有机体的代谢和分解提供动力，与土壤生物、土壤理化性质及环境条件等密切相关[3-5]。

土壤酶在自然界物质循环中起着重要作用，尤其在参与土壤中各种生物化学过程的营养元素循环和能量转移时，其活性强弱往往能够影响物质循环的速率，又因为其活性易受环境等外界因素的影响，能够反映土壤养分转化的强度和方向[5]。

国内外研究表明，土壤酶活性可作为较全面地反映土壤环境变化的生物学指标，通过测定相应酶的活性，能够间接了解某种物质在土壤中的转化情况[6]。

近年来，随着土壤酶学的分析技术不断更新，关于森林、草原和农田等不同生态系统中的土壤酶活性研究也呈井喷式增长[7-8]，相对而言，森林和草原的土壤酶活性比农田土壤的酶活性更高[9]，且大多有随土层加深而活性降低的趋势[10-11]。

但是，随着社会化的进程不断推进，各种生态系统都遭到了更为严重的自然和人为双重干扰，土壤生态系统日益脆弱[5]。

土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应
土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应
通过室内培养和盆栽试验,研究了Se对黄棕壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶的生态毒理效应.结果表明,土壤Se对脱氢酶、碱性磷酸酶、转化酶有“抗性酶活性”现象.土壤Se对土壤过氧化氢酶和脲酶活性有抑制作用,脲酶受Se的抑制作用最强.土壤Se含量与脲酶抑制率之间具有显著相关性,脲酶抑制率可作为Se生态风险评价的一项生物指示物.
作者：林匡飞徐小清金霞项雅玲 LIN Kuang-Fei XU Xiao-qing JIN Xia XIANG Ya-Ling 作者单位：林匡飞,LIN Kuang-Fei(华东理工大学危险化学物质风险评价与控制研究中心,上海,200237)
徐小清,XU Xiao-qing(中国科学院水生生物研究所,湖北,武汉,430072)
金霞,JIN Xia(中国科学院武汉植物研究所,湖北,武汉,430072)
项雅玲,XIANG Ya-Ling(农业部环境质检中心,湖北,武汉,430070) 刊名：中国环境科学ISTIC PKU英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2005 25(z1) 分类号：X132 关键词：硒污染酶活性抑制率生态毒理效应生物指示物。

第37卷第4期2023年8月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .4A u g.,2023收稿日期:2023-02-09资助项目:国家自然科学基金项目(42167044);贵州省高层次创新型人才项目(黔科合平台人才[2018]5641);贵大培育项目(贵大培育[2019]10号);贵州省一流学科建设项目(C N Y L [2017]007) 第一作者:张友(1990 ),男,博士研究生,主要从事农业面源污染防治和环境水化学研究㊂E -m a i l :g s .y o u z h a n g 20@g z u .e d u .c n 通信作者:戴全厚(1967 ),男,博士,教授,博士生导师,主要从事喀斯特水力侵蚀与生态恢复重建研究㊂E -m a i l :q h d a i r i v e r @163.c o m施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展张友1,2,戴全厚1,2,严友进1,2,胡泽银1,2,周红1,2(1.贵州大学林学院,贵阳550025;2.贵州大学土壤侵蚀与生态修复研究中心,贵阳550025)摘要:草甘膦除草剂是农业生产中不可或缺的物资,过量使用会导致大量草甘膦及其衍生物在土壤中残留,对生态环境安全构成威胁㊂通过系统阐述草甘膦在环境中的迁移转化过程,以及草甘膦对土壤生物及环境质量的影响,着重分析了草甘膦对土壤蚯蚓㊁微生物群落的毒理效应,草甘膦与土壤其他污染物的协同效应和草甘膦驱动土壤碳氮磷生物地球循环变化㊂同时指出当前研究的不足,并提出下一步研究的重点:(1)加强草甘膦的降解机制和影响因素的研究,并筛选更高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦降解效率和修复草甘膦污染环境的能力;(2)定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性;(3)借助酶化学计量学等研究方法,探明草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂关键词:草甘膦;土壤质量;土壤生物;生态毒理中图分类号:S 19 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)04-0007-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.04.002R e s e a r c hP r o g r e s s o n t h e I m p a c t o fG l y ph o s a t e H e r b i c i d eA p p l i c a t i o no nS o i l Q u a l i t yZ H A N G Y o u 1,2,D A IQ u a n h o u 1,2,Y A N Y o u j i n 1,2,HUZ e y i n 1,2,Z HO U H o n g1,2(1.C o l l e g e o f F o r e s t r y ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025;2.S o i lE r o i o na n dE c o l o g i c a lR e s t o r a t i o nR e s e a r c hC e n t e r ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025)A b s t r a c t :G l y p h o s a t eh e r b i c i d e s a r e e s s e n t i a lm a t e r i a l s i n a g r i c u l t u r a l pr o d u c t i o n ,b u t e x c e s s i v e u s e c a n l e a d t o a l a r g e a m o u n t o f g l y p h o s a t e a n d i t s d e r i v a t i v e s r e m a i n i n g i n s o i l ,p o s i n g a t h r e a t t o t h e e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t .B y s y s t e m a t i c a l l y e l a b o r a t i n g t h em i g r a t i o na n d t r a n s f o r m a t i o n p r o c e s s o f g l y ph o s a t e i n t h e e n v i r o n m e n t ,a s w e l l a si t se f f e c t so ns o i lo r g a n i s m sa n de n v i r o n m e n t a l q u a l i t y ,t h et o x i ce f f e c t so f g l y ph o s a t eo ns o i l e a r t h w o r m s a n dm i c r o b i a l c o mm u n i t i e s ,t h e s y n e r g i s t i c e f f e c t s o f g l y p h o s a t ew i t ho t h e r s o i l p o l l u t a n t s ,a n d t h ec h a n g e si ns o i lc a r b o n ,n i t r o g e n ,a n d p h o s p h o r u sb i o g e o c h e m i c a lc y c l e sd r i v e n b y g l y p h o s a t e w e r e e m p h a t i c a l l y a n a l yz e d .A t t h e s a m e t i m e ,t h ed e f i c i e n c i e so f t h e c u r r e n t r e s e a r c hw e r e p o i n t e do u t ,a n d t h e f o c u s o f t h en e x t r e s e a r c hw a s p u t f o r w a r d :(1)S t r e n g t h e nt h es t u d y o nt h ed e g r a d a t i o n m e c h a n i s m sa n d i n f l u e n c i n g f a c t o r so f g l y p h o s a t e ,a n ds c r e e nf o rm o r ee f f i c i e n td e g r a d i n g m i c r o b i a l s t r a i n s t o i m p r o v e t h e d e g r a d a t i o ne f f i c i e n c y o f g l y p h o s a t ea n dt h ea b i l i t y t or e m e d i a t e g l y p h o s a t e -c o n t a m i n a t e de n v i r o n m e n t s .(2)T o c a r r y o u t r e g u l a rm o n i t o r i n g a n d r i s k a s s e s s m e n t o f g l y p h o s a t e i n a g r i c u l t u r a l e n v i r o n m e n t s ,m a p ou t t h em i g r a t i o n p a t h w a y s o f g l y p h o s a t e i nk a r s t a r e a s ,e x p l o r e t h e a d s o r p t i o n a n d r e m o v a l a b i l i t y o f g l y p h o s a t e i nk a r s t g e o l o g y ,s o a s t ob e t t e r e v a l u a t e t h e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n s t a b i l i t y o f k a r s t g e o l o g y a n d t h e s a f e t y of a q u a t i c e c o s y s t e m s .(3)B y u s i ng e n z y m es t o i chi o m e t r y an do t h e rr e s e a r c h m e t h o d s ,t h ec o n v e r s i o nr a t e ,f l u x ,a n d c o u p l i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e n g l y p h o s a t e a n dm i c r o b i a lm e t a b o l i s m ,n u t r i t i o n a l r e q u i r e m e n t s ,a n d e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s i n t h e s o i l c a nb e e x pl o r e d .K e yw o r d s :g l y p h o s a t e ;s o i l q u a l i t y ;s o i l b i o l o g y ;e c o t o x i c o l o g y Copyright ©博看网. All Rights Reserved.草甘膦除草剂作为提高农业生产和作物产量的重要生产资料,被广泛用于农业㊁林业㊁水产养殖及城市环境的杂草控制㊂草甘膦在环境不断富集,可能威胁到土壤的生产和生态功能,影响生态环境安全和人类健康[1-3]㊂我国是世界草甘膦生产国和使用国之一㊂据统计[4],2018年和2019年,中国草甘膦农药生产量分别为50万t 和55万t ,2019年的中国草甘膦使用量占世界8.9%,未来 免耕 种植农业和抗草甘膦作物的扩大,以及国家对百草枯等剧毒除草剂的禁止,草甘膦需求将继续增加[5]㊂随着草甘膦的大量使用,在世界范围内多个国家的地表水㊁土壤及地下水等环境中均被广泛检出草甘膦(表1),其中,在阿根廷土壤中的草甘膦高达(2299ʃ476)μg /k g ,其检测草甘膦浓度已超过了美国(700μg/L )和欧盟(0.1μg /L )的最大污染限制[6]㊂草甘膦残留可能改变土壤质量,影响生态系统的稳定性和多样性,威胁土壤和水生生态系统安全[7-9]㊂有研究[8,10]表明,施用草甘膦改变了土壤中碳磷循环过程㊁微生物活性以及群落结构㊂另外,草甘膦还可以通过风侵蚀的沉积物和灰尘作为环境运输途径,对环境和人类的影响远超出其应用的农业地区[3,11]㊂喀斯特地区的生态环境具有独特的复杂性和脆弱性,地表水和地下水污染对人类健康㊁水生生态系统㊁社会经济发展和农业活动的影响在过去几十年里已成为一个日益重要的问题[12-13]㊂据统计[14],全球大约1/4的人口生活在仅占陆域面积10%~15%的喀斯特地区,喀斯特地区大多是山区,以农业经济为主,土壤资源十分稀缺,人地矛盾尖锐㊂由于人口的增加和土地生产力的下降,农业甚至已经扩展到斜坡和山脊上的边缘土壤,高强度农业活动加剧土壤侵蚀㊁森林砍伐㊁化肥㊁杀虫剂和农业废物的污染[15]㊂其中,农药的面源污染备受关注,一方面是因为土壤污染物直接通过食物链对人类健康造成不利影响;另一方面,喀斯特区浅薄岩溶土壤对污染物的缓冲能力弱,污染物很容易通过高渗透性的裂缝和水流管道网络快速地进入地表水和地下水,对周边水生态系统构成威胁[16]㊂因此,本文系统梳理草甘膦在土壤环境中的迁移转化㊁草甘膦对土壤动物和微生物的生态毒理效应,以及草甘膦对土壤环境质量的影响等,为科学指导农业生产㊁土壤污染防治㊁改善环境质量等方面提供参考㊂表1 不同国家在土壤和径流中草甘膦残留情况国家样品年份浓度/(μg ㊃L -1)检测率/%参考文献加拿大地表水20026.0722[17]美国中西部地表水201327.0844[18]墨西哥地表水20151.42100[19]阿根廷地表水20120.10~7.6035[20]阿根廷土壤20122299ʃ48-[21]德国河流19980.59-[17]瑞士地表水20162.10-[22]法国地表水200416591[23]斯里兰卡土壤2015270~690100[24]斯里兰卡湖泊201528~45-[24]希腊土壤201426~406037[25]南非河流20150.42ʃ0.04-[26]澳大利亚河流20181.80ʃ2.2079[27]埃及土壤20180.42ʃ0.04-[28]中国地表水201832.49100[5]中国地下水20182.29100[5]1 草甘膦在环境中的降解、迁移及其归去掌握草甘膦在土壤环境中迁移转化及其归趋是开展其环境效应研究的基础㊂草甘膦在土壤环境中的迁移转化过程见图1㊂草甘膦可以通过生物途径或非生物途径降解,如吸附㊁化学催化氧化等㊂吸附是控制草甘膦在土壤中迁移㊁转化及其归趋的重要途径㊂其主要机制是通过草甘膦与不同土壤类型(砖红壤㊁红壤㊁黄棕壤㊁黑土㊁乌栅土)㊁土壤的矿物(伊利石㊁蒙脱石㊁高岭石㊁铁铝氧化物)以及土壤有机质(腐殖酸㊁苹果酸和柠檬酸)之间通过离子交换㊁络合㊁氢键㊁螯合㊁配位交换等吸附作用力发生作用[5]㊂化学催化氧化是通过过氧化氢㊁F e2+㊁高锰酸钾㊁活性炭㊁臭氧等催化剂氧化催化有效降解或去除草甘膦㊂但是目前所用氧化剂和催化剂均为人为制备,并且需结合多种方法和技术才能最终达到处理效果,容易产生二次污染等,限制其在实际中的应用㊂微生物降解是草甘膦在环境中的主要降解途径,主要包括细菌㊁真菌和放线菌,其中以细菌为主㊂微生物8水土保持学报第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.降解草甘膦的机制是通过草甘膦氧化还原酶的作用将草甘膦分解为氨基甲磷酸(A M P A)和甘氨酸,然后将A M P A进一步代谢为C O2㊁P O43-和N H4+,最终使草甘膦降解为无害物质㊂具体包括2种途径(图2):一是草甘膦先被C-N断裂酶催化为A M P A,然后A M P A在C-P裂解酶进一步分解为无机磷㊁二氧化碳和氨气,或A M P A在转氨酶驱动下分解为无机磷和甲醛;二是草甘膦在C-P键断裂酶作用下转化肌氨酸和无机磷,肌氨酸在氧化酶作用下进一步分解为甲醛和甘氨酸㊂其降解强度取决于微生物活性㊁种类㊁生物量以及环境p H㊁氧化还原条件等[29-30]㊂目前,可以将草甘膦作为磷源生长的微生物主要有假单胞菌属㊁苍白杆菌属㊁无色菌属㊁青霉属㊁酵母属㊁嗜热菌属㊁链霉菌属㊁曲霉属等[31-32]㊂虽然已经分离出了一些具有草甘膦降解能力的微生物,但是由于土壤p H㊁有机质和磷酸盐等多种因素的影响,它们修复草甘膦污染环境的能力仍然存在挑战㊂一方面,草甘膦的化学结构比较简单,只有一种氨基酸基团和磷酸基团,因此微生物降解草甘膦的过程相对困难,需要多个酶的协同作用,且代谢产物也可能对环境产生影响;另一方面,草甘膦在土壤中的降解速率较慢,需要在特定的生境和条件下才能发挥微生物的降解能力,否则可能出现降解效率低㊁代谢产物积累等问题㊂因此,为了提高草甘膦的降解效率,今后的研究中需要进一步研究草甘膦的降解机制和影响因素,并发掘和筛选更具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染环境的能力㊂图1草甘膦在土壤中的迁移转化过程图2草甘膦的主要降解过程2草甘膦对土壤生物的影响2.1草甘膦对土壤蚯蚓的影响蚯蚓被称为 生态系统工程师 ,同时也是土壤健康质量和肥力的重要生物指标[33]㊂草甘膦是一种广谱除草剂,在控制杂草的同时,对蚯蚓等非靶标生物也产生一定的影响㊂草甘膦暴露可能导致蚯蚓死亡㊁行为异常(如降低移动速度和食欲减退等)以及生长发育受到抑制等[34]㊂此外,草甘膦可能对蚯蚓的生殖和生殖能力产生负面影响,从而影响种群的繁衍[35]㊂草甘膦对蚯蚓的毒害作用主要是通过影响蚯蚓体内的代谢和生理过程来实现的㊂草甘膦可以抑制蚯蚓体内的氨基酸合成㊁糖原合成和A T P合成等9第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.关键代谢过程,从而导致蚯蚓死亡或生长发育异常[36]㊂另外,有研究[37]表明,草甘膦对蚯蚓没有显著的毒理效应,并且蚯蚓的体重和茧产量也没有受到草甘膦的影响;L e s c a n o等[38]研究发现,蚯蚓还加速草甘膦的降解速率㊂导致这些不同结果的原因可是受草甘膦的剂量㊁频率以及蚯蚓类型等多因素影响有关㊂因此,亟须解决草甘膦对蚯蚓毒害阈值浓度或筛选和培育耐受性强的蚯蚓品种㊂另外,优化农业管理措施,替代或者减少草甘膦等化学农药使用,保护土壤生态系统的健康和平衡㊂2.2草甘膦对土壤微生物的影响微生物参与土壤有机质的分解㊁养分循环㊁土壤结构的形成等土壤的生态系统过程㊂因此,开展外来农药对土壤微生物的风险评估是科学指导农药使用和污染防控治理的重要依据㊂草甘膦作为一种广谱除草剂,通常会进入土壤中,对土壤中的微生物群落产生影响:(1)土壤中部分微生物(如原核微生物的细菌㊁放线菌,真核微生物的酵母㊁霉菌等)与植物的芳香族化合物代谢途径是一致的,均经过莽草酸途径进行生物代谢,因此,草甘膦对微生物的毒害机制与植物相似,即通过莽草酸毒害微生物,抑制微生物群落的生长和代谢,降低微生物的活性和数量[37]㊂(2)草甘膦对土壤中的氮㊁磷和其他元素的循环和转化产生影响,这些元素对微生物生长和代谢至关重要,草甘膦的使用可能抑制微生物对这些元素的转化和利用[39]㊂(3)草甘膦的使用可以导致土壤中有益微生物较少,增加土壤病原微生物的数量㊂例如,草甘膦导致土壤有益的荧光假单胞菌㊁锰还原菌和吲哚乙酸产生菌数量减少,而增加有害的镰刀菌数量[40]㊂总之,农药对土壤微生物的影响是农业生产中不可忽视的问题,然而,目前缺乏长期的监测数据,无法准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂由于研究对象和方法的不同,目前的研究结果存在一定的差异性㊂其次,目前的研究主要集中在实验室环境中进行,缺乏实际田间试验的研究㊂综上所述,草甘膦对土壤微生物的影响是一个复杂和多样的问题,需要进行系统的研究来完善对其影响的了解㊂同时,需要采取适当的农艺管理措施来减少草甘膦对土壤微生物的负面影响㊂3草甘膦对土壤环境质量的影响3.1草甘膦对土壤抗蚀性的影响土壤团聚体稳定性是评价土壤抗冲抗蚀能力的重要指标[41],而团聚体的形成和稳定与土壤矿物㊁有机质和生物间关系密切[42]㊂草甘膦通过影响土壤矿物㊁有机质和生物来间接影响土壤团聚体的稳定性㊂草甘膦在环境中的有效使用率仅有30%,其余被矿物表面氢键的配位与阳离子吸附在土壤中,草甘膦在矿物上的吸附能力依次为F e3+-蒙脱石>C a2+-蒙脱石>N a+-蒙脱石和F e3+-高岭石>C a2+-高岭石>N a+-高岭石[43]㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中的矿物质反应,改变矿物的结构和化学性质,从而影响土壤颗粒之间的黏着力和团聚体的形成和稳定性㊂有机质可以通过其黏合剂的作用促进土壤颗粒之间的黏结,而土壤有机质是影响草甘膦吸附量的主要因素,草甘膦分子的羧基㊁氨基和磷酸极性基团通过氢键与腐殖酸结合,影响土壤有机质的含量,进而影响土壤团聚体的形成与稳定[44]㊂土壤微生物在土壤团聚体形成和稳定性方面起着重要作用㊂总之,草甘膦的使用可能加剧土壤中的团聚体失去稳定性,这可能加剧土壤侵蚀和贫瘠化等问题㊂植被是控制土壤侵蚀的有效工具,尤其是根系的缠绕㊁固结和串联土体作用,提高土体的水稳结构和抗蚀强度,从而使土壤不易被径流带走[45-47]㊂草甘膦的使用打破根孔微环境平衡;同时驱动土壤团聚体㊁植物覆盖㊁植物根系系统等近地表特征发生改变[45]㊂草甘膦所致的根系系统死亡腐烂使土壤失去根系的固结作用,渗透能力急剧减弱,抗虫性能进一步恶化,为少数几次暴雨条件下地面超渗径流冲刷动力的形成创造了条件㊂3.2草甘膦对土壤碳氮磷生物地球循环的影响碳㊁氮和磷在生物地球化学循环中发挥着关键作用㊂近年来,草甘膦在农业生产活动中大量投入,驱使土壤氮㊁碳㊁磷生物地球化学特征改变㊂草甘膦不会直接影响碳循环,但它可能影响植物的生长和死亡,从而影响碳在生物体内的积累和释放㊂此外,草甘膦会杀死微生物,从而影响土壤呼吸作用,导致碳从土壤中释放,这可能会增加大气中的二氧化碳浓度㊂草甘膦作为磷源添加到土壤,草甘膦中的羧基㊁膦酸等基团与土壤中铝结合态磷㊁铁结合态磷和钙结合态磷发生等点位竞争,从而降低土壤对磷的吸附固定能力,导致土壤中磷释放,增加磷流失的风险[48]㊂土壤中施用草甘膦提高了土壤磷酸酶的活性[10],加速有机磷的矿化,从而提高有机磷的生物有效性㊂草甘膦土壤被微生物酶降解产生的无机磷不仅能被微生物使用,也被植物利用[49]㊂根据草甘膦的分子结构 C3H8N O5P , 1m o l e草甘膦能够降解为1m o l e无机磷,在磷限制条件下,部分浮游植物能够可以将草甘膦作为唯一的磷源支持生长[50]㊂因此,在水生态安全防治过程中,草甘膦对藻类供磷作用不容忽视㊂微生物是生物地球化学循环的重要驱动因素,草甘膦通过改变微生物群落㊁酶活性影响土壤氮碳磷循环㊂例如,施用高剂量的草甘膦时,增加有机碳降解01水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.酶(葡萄糖苷酶)和有机氮降解酶(如N-酰-氨基葡萄糖酶和氨基肽酶)的活性,同时也抑制土壤功能性酶(过氧化氢酶㊁脲酶㊁转化酶和酸性磷酸酶)活性㊁土壤细菌和真菌生长,进而影响碳氮循环[51-53]㊂此外,草甘膦对碳氮磷的影响受到土壤类型㊁土壤理化性质和农艺管理措施等影响[51]㊂例如,草甘膦可以刺激中性p H土壤中的硝化过程,影响氮的转化[54]㊂3.3草甘膦对土壤其他污染物的影响土壤重金属污染被环境学界称为 化学定时炸弹 ,具有不可逆性㊁隐蔽性和长期性的特点,草甘膦含有胺㊁膦酸㊁羧酸基团等有机配体,具有较强的络合金属能力,能够与土壤中的金属离子发生络合反应,从而影响草甘膦或重金属对生物的毒性㊂例如,目前的研究[55]已经表明,草甘膦与砷㊁镉㊁铜㊁铅㊁镍和锌螯合,产生拮抗作用,降低其在土壤中的毒性和生物利用度;此外,草甘膦可能会络合和解吸与沉积物结合的重金属,最终将重金属从固相迁移到水介质中,促进重金属污染物向地下水和表层水中的迁移㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中其他的有机污染物(如农药㊁工业化学品㊁石油和烷基苯等)共存,对土壤生态系统和生物多样性产生协同效应㊂例如,草甘膦和抗生素的联合作用刺激有毒蓝藻的形成,对水生生态系统的危害比单一污染更大[56]㊂聚苯乙烯微塑料和草甘膦协同通过增加抗氧化酶活性来激活葫芦草抗氧化防御系统,以应对氧化应激[57]㊂另外,草甘膦和农用地膜碎片之间的相互作用还降低土壤溶解态有机碳和有机磷含量,导致生物可利用碳和磷损失[58]㊂4存在不足与展望草甘膦是一种广泛使用的除草剂,在提高粮食生产方面具有重要作用,但施用草甘膦所产生的环境问题已日益凸显㊂近年来,众多学者针对在草甘膦环境中的迁移转化规律㊁生态毒理㊁环境化学等多领域取得诸多成就,但草甘膦污染涉及到水㊁土㊁气等界面,其作用机制十分复杂,包括物理㊁化学㊁生物等多过程,亟须开展系统的研究来全面评估其对环境的影响,并制定相应的管理和控制措施㊂(1)草甘膦一直以来被认为是安全㊁低毒性农药,但在周边水体的检测频率仍然很高,其对土壤生物和土壤环境质量的影响可能被忽视㊂特别是在脆弱的喀斯特地区,土层浅薄,下垫面粗糙易渗漏,加之高温多雨的气候特征,草甘膦可能很少或没有自然过滤(很少或没有化学分解)就进入岩溶裂缝或管网;草甘膦随地表和地下径流搬运而发生污染风险转移,形成非连续的污染风险格局,威胁岩溶地质碳汇稳定和水生生态系统安全㊂因此,有必要定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,进一步探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性㊂(2)土壤中的生物活性可以通过土壤中碳㊁氮㊁磷和酶活性的增加来反映㊂此外,生态化学计量学可以将元素之间的多重平衡,并与碳㊁氮㊁磷阈值建立联系㊂同时,土壤酶活性被认为是评估土壤生态系统总生物活性的敏感指标,对于农药生物降解也有重要作用㊂酶活性还可以作为分解草甘膦的限速步骤之一,对土壤中的氮碳磷元素的营养有效性也有影响㊂因此,可以借助酶化学计量学方法来研究草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂(3)复合污染物质间的协同效应可以更准确地评估环境风险,对于环境保护和人类健康具有十分重要的意义㊂目前对于草甘膦与其他有机污染物之间的协同效应的研究相对较少㊂这可能是由于草甘膦已被广泛使用,并且在不同的环境条件下,与其他有机污染物的协同效应可能存在差异㊂此外,研究这种协同效应需要复杂的试验设计和数据分析㊂因此,有必要进一步研究和探讨草甘膦和其他有机污染物对土壤生态系统的影响,揭示草甘膦与其他污染物作用机制和影响程度,开发出更有针对性㊁更适用的污染物处理方法㊂(4)开展田间试验获取长期的监测数据,准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂进一步发掘和筛选具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染的能力㊂参考文献:[1] S o a r e sC,P e r e i r aR,S p o r m a n nS,e t a l.I s s o i l c o n t a m-i n a t i o nb y a g l y p h o s a t ec o mm e r c i a lf o r m u l a t i o nt r u l yh a r m l e s s t on o n-t a r g e t p l a n t s E v a l u a t i o no fo x i d a t i v ed a m a ge a n da n t i o x i d a n t r e s p o n s e s i nt o m a t o[J].E n v i-r o n m e n t a l P o l l u t i o n,2019,247:256-265.[2] C o n n o l l y A,J o n e sK,B a s i n a sI,e ta l.E x p l o r i n g t h eh a l f-l i f e o f g l y p h o s a t e i n h u m a n u r i n e s a m p l e s[J].I n t e r-n a t i o n a l J o u r n a l o fH y g i e n e a n dE n v i r o n m e n t a lH e a l t h, 2019,222(2):205-210.[3] B e n t oCP M,G o o s s e n sD,R e z a e iM,e t a l.G l y p h o s a t ea n dAM P Ad i s t r ib u t i o n i nw i n d-e r o d e d s e d i m e n t d e r i v e df r o ml o e s ss o i l[J].E n v i r o n m e n t a lP o l l u t i o n,2017,220:1079-1089.[4]杨益军,张波.2021年全球氨基酸类除草剂发展概况和趋势综述[J].世界农药,2021,43(4):19-34. [5] G e n g Y,J i a n g LJ,Z h a n g DY,e t a l.G l y p h o s a t e,a m i-n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d,a n d g l u f o s i n a t e a mm o n i u mi na g r i c u l t u r a l g r o u n d w a t e r a n d s u r f a c e w a t e ri n C h i n a11第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.f r o m2017t o2018:O c c u r r e n c e,m a i n d r i v e r s,a n de n v i r o n m e n t a l r i s ka s s e s s m e n t[J].S c i e n c eof t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2021,769:e144396.[6] S a u n d e r sL,P e z e s h k iR.G l y p h o s a t e i n r u n o f fw a t e r s a n d i nt h eR o o t-Z o n e:Ar e v i e w[J].T o x i c s,2015,3(4):462-480.[7] R o m a n o-A r m a d aN,A m o r o s oMJ,R a j a l VB.E f f e c t o fg l y p h o s a t ea p p l i c a t i o no ns o i l q u a l i t y a n dh e a l t hu n d e rn a t u r a l a n d z e r o t i l l a g e f i e l d c o n d i t i o n[J].S o i l a n dE n v i-r o n m e n t,2017,36(2):141-154.[8] P a n e t t i e r iM,L a z a r oL,Lóp e z-G a r r i d oR,e t a l.G l y p h o s a t ee f f e c t o n s o i l b i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s u n d e r c o n s e r v a t i o n t i l l a g e[J].S o i l a n dT i l l a g eR e s e a r c h,2013,133:16-24.[9] S i h t mäeM,B l i n o v a I,Kün n i s-B e r e sK,e t a l.E c o t o x i-c o l o g i c a l e f f e c t s o fd i f fe r e n t g l y p h o s a t ef o r m u l a t i o n s[J].A p p l i e dS o i l E c o l o g y,2013,72:215-224.[10] C háv e z-O r t i zP,T a p i a-T o r r e s Y,L a r s e n J,e t a l.G l y p h o-s a t e-b a s e d h e r b i c i d e s a l t e r s o i l c a r b o n a n d p h o s p h o r u sd y n a m i c s a n d m i c r o b i a la c t i v i t y[J].A p p l ie dS o i lE c o l o g y,2022,169:e104256.[11] S i l v aV,M o n t a n a r e l l aL,J o n e sA,e ta l.D i s t r i b u t i o no fg l y p h o s a t ea n da m i n o m e t h y l p h o s p h o n i ca c i d(A M P A)i na g r i c u l t u r a l t o p s o i l so f t h eE u r o p e a n U n i o n[J].S c i e n c eo ft h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,621:1352-1359. [12]J a r v i eH P,S m i t hDR,N o r t o nLR,e t a l.P h o s p h o r-u s a n d n i t r o g e n l i m i t a t i o n a n d i m p a i r m e n t o f h e a d w a t e rs t r e a m s r e l a t i v e t or i v e r s i n G r e a tB r i t a i n:A n a t i o n a lp e r s p e c t i v e o ne u t r o p h i c a t i o n[J].S c i e n c eo f t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,621:849-862.[13] H u a n g JC,Z h a n g YJ,B i n g HJ,e t a l.C h a r a c t e r i z i n g t h er i v e rw a t e r q u a l i t y i nC h i n a:R e c e n t p r o g r e s s a n do n-g o i n gc h a l l e n g e s[J].W a t e rR e s e a r c h,2021,201:e117309.[14] H a r t m a n nA,G o l d s c h e i d e rN,W a g e n e r T,e t a l.K a r s t w a-t e r r e s o u r c e s i nac h a n g i n g w o r l d:R e v i e wo fh y d r o l o g i c a lm o d e l i n g a p p r o a c h e s[J].R e v i e w so fG e o p h y s i c s,2014,52(3):218-242.[15] C h e n W,Z e n g F M,L i u W,e t a l.O r g a n o c h l o r i n e p e s t i-c ide s i nk a r s t s o i l:L e v e l s,d i s t r i b u t i o n,a n d s o u r c e d i a g n o-s i s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n dP u b l i cH e a l t h,2021,18(21):e11589.[16] P a nLY,D a i J F,W uZQ,e t a l.S p a t i a l a n d t e m p o r a lv a r i a t i o n s o f n i t r o g e na n d p h o s p h o r u s i ns u r f a c ew a t e ra n d g r o u n d w a t e r o fM u d o n g R i v e rw a t e r s h e d i n H u i x-i a nK a r s tW e t l a n d,S o u t h w e s tC h i n a[J].S u s t a i n a b i l i-t y,2021,13(19):e10740.[17] V a nB r u g g e nA H C,H e M M,S h i nK,e t a l.E n v i-r o n m e n t a l a n dh e a l t he f f e c t so ft h eh e r b i c i d e g l y p h o-s a t e[J].S c i e n c e o f t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,616/617:255-268.[18] M u t u r iEJ,D o n t h uR K,F i e l d sCJ,e t a l.E f f e c t o fp e s t i c i d e so n m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s i nc o n t a i n e ra q u a t i ch a b i t a t s[J].S c i e n t i f i cR e p o r t s,2017,7(1):1-9.[19] R e n d o n-v o nO s t e n J,D z u l-C a a m a lR.G l y p h o s a t e r e s i-d ue s i n g r o u n d w a t e r,d r i n k i n g w a t e r a n du r i n eof s u b-s i s t e n c ef a r m e r sf r o mi n t e n s i v ea g r i c u l t u r el o c a l i t i e s:As u r v e y i nh o p e l c hén,c a m p e c h e,m e x i c o[J].I n t e r n a-t i o n a l J o u r n a lo fE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n d P u b l i cH e a l t h,2017,14(6):e595.[20] A p a r i c i oVC,D eG e rón i m oE,M a r i n oD,e t a l.E n v i-r o n m e n t a lf a t e o f g l y p h o s a t ea n d a m i n o m e t h y l p h o s-p h o n i ca c i di ns u r f a c e w a t e r sa n ds o i lo fa g r i c u l t u r a lb a s i n s[J].C h e m o s p h e r e,2013,93(9):1866-1873.[21] P r i m o s tJE,M a r i n o D J G,A p a r i c i o V C,e ta l.G l y p h o s a t e a n dAM P A, p s e u d o-p e r s i s t e n t p o l l u t a n t su n d e rr e a l-w o r l da g r i c u l t u r a lm a n a g e m e n t p r a c t i c e s i nt h e M e s o p o t a m i c P a m p a s a g r o e c o s y s t e m,A r g e n t i n a[J].E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n,2017,229:771-779.[22] P o i g e rT,B u e r g e I J,Bäc h l iA,e t a l.O c c u r r e n c eo f t h eh e r b i c i d e g l y p h o s a t ea n di t s m e t a b o l i t e A M P Ai ns u r f a c ew a t e r s i nS w i t z e r l a n dd e t e r m i n e d w i t ho n-l i n es o l i d p h a s ee x t r a c t i o n L C-M S/M S[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dP o l l u t i o nR e s e a r c h,2017,24(2):1588-1596.[23] L s V A,H u m b e r tJF.H e r b i c i d ec o n t a m i n a t i o no ff r e s h w a t e r e c o s y s t e m s:I m p a c t o nm i c r o b i a l c o mm u n i-t i e s[J].I n t e c h,2011,16:286-321.[24] G u n a r a t h n aS,G u n a w a r d a n aB,J a y a w e e r a M,e ta l.G l y p h o s a t ea n d AM P A o fa g r i c u l t u r a ls o i l,s u r f a c ew a t e r,g r o u n d w a t e ra n ds e d i m e n t si na r e a s p r e v a l e n tw i t hc h r o n i ck i d n e y d i s e a s eo fu n k n o w ne t i o l o g y,S r iL a n k a[J].J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dH e a l t h,P a r tB,2018,53(11):729-737.[25] K a r a s a l iH,P a v l i d i sG,M a r o u s o p o u l o uA.I n v e s t i g a-t i o no f t h e p r e s e n c e o f g l y p h o s a t e a n d i t sm a j o rm e t a b-o l i t eAM P Ai nG r e e ks o i l s[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c ea n dP o l l u t i o nR e s e a r c h,2019,26(36):36308-36321.[26]H o r nS,P i e t e r s R,Bøh n T.A f i r s ta s s e s s m e n to fg l y p h o s a t e,2,4-Da n dC r yp r o t e i n s i n s u r f a c ew a t e r o fS o u t hA f r i c a[J/O L].S o u t hA f r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e,2019,115(9/10):D O I:10.17159/s a j s.2019/5988.[27] O k a d aE,A l l i n s o n M,B a r r a lM P,e t a l.G l y p h o s a t e a n da m i n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d(A M P A)a r e c o m m o n l y f o u n di nu r b a n s t r e a m s a n dw e t l a n d s o fM e l b o u r n e,A u s t r a l i a[J].W a t e rR e s e a r c h,2020,168:e115139.[28] E l-G e n d y K,M o s a l l a m E,A h m e dN,e t a l.D e t e r m i-n a t i o no f g l y p h o s a t er e s i d u e s i nE g y p t i a ns o i l s a m p l e s[J].A n a l y t i c a l B i o c h e m i s t r y,2018,557:1-6. [29] A r aúj oASF,M o n t e i r oR T R,A b a r k e l iRB.E f f e c to f g l y p h o s a t e o n t h em i c r o b i a l a c t i v i t y o f t w oB r a z i l i a ns o i l s[J].C h e m o s p h e r e,2003,52(5):799-804.[30] V e i g aF,Z a p a t aJ M,M a r c o s M,e t a l.D y n a m i c so fg l y p h o s a t e a n d a m i n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d i n a f o r e s ts o i l i n G a l i c i a,n o r t h-w e s tS p a i n[J].S c i e n c e o ft h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2001,271(1/3):135-144.21水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.[31] S t o s i e kN,T e r e b i e n i e cA,Zᶏb e kA,e t a l.N-p h o s p h o-n o m e t h y l g l y c i n e u t i l i z a t i o n b y t h e p s y c h r o t o l e r a n ty e a s tS o l i c o c c o z y m at e r r i c o l a M3.1.4.[J].B i o o r g a n i cC h e m i s t r y,2019,93:e102866.[32] Z h a nH,F e n g Y M,F a nX H,e t a l.R e c e n t a d v a n c e si n g l y p h o s a t eb i o d e g r a d a t i o n[J].A p p l i e d M i c r o b i o l o g ya n dB i o t e c h n o l o g y,2018,102(12):5033-5043.[33] L i uT,C h e nX Y,G o n g X,e t a l.E a r t h w o r m s c o o r d i-n a t e s o i l b i o t a t o i m p r o v em u l t i p l e e c o s y s t e mf u n c t i o n s[J].C u r r e n tB i o l o g y,2019,29(20):3420-3429. [34] P o c h r o nS T,M e z i c M,B y r n eS,e ta l.E x p o s u r et or o u n d u p i n c r e a s e sm o v e m e n t s p e e da n dd e c r e a s e sb o d ym a s s i ne a r t h w o r m s[J/O L].F r o n t i e r s i nE n v i r o n m e n-t a lS c i e n c e,2022,10.h t t p s://d o i.o r g/10.3389/f e n v s.2022.991494.[35] G a u p p-B e r g h a u s e n M,H o f e rM,R e w a l dBe t a l.G l y p h o-s a t e-b a s e dh e r b i c i d e s r e d u c e t h e a c t i v i t y a n d r e p r o d u c t i o n o fe a r t h w o r m s a n dl e a dt oi n c r e a s e ds o i ln u t r i e n tc o n c e n t r a-t i o n s[J].S c i e n t i f i cR e p o r t s,2015,5(1):e12886. [36]杨晓霞,张雪梅,张伟,等.蚯蚓细胞色素P450亚酶及代谢组学对土壤亚致死剂量草甘膦除草剂的响应[J].环境科学学报,2021,41(3):1091-1100. [37] P o c h r o nS,C h o u d h u r y M,G o m e zR,e t a l.T e m p e r a-t u r e a n db o d y m a s sd r i v ee a r t h w o r m(E i s e n i af e t i d a)s e n s i t i v i t y t o a p o p u l a r g l y p h o s a t e-b a s e dh e r b i c i d e[J].A p p l i e dS o i l E c o l o g y,2019,139:32-39.[38] L e s c a n o M R,M a s i nCE,R o d ríg u e zA R,e t a l.E a r t h-w o r m st oi m p r o v e g l y p h o s a t ed e g r a d a t i o ni n b i o b e d s[J].E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e a n d P o l l u t i o n R e s e a r c h,2020,27(21):27023-27031.[39] W i d d i g M,H e i n t z-B u s c h a r tA,S c h l e u s s P,e t a l.E f f e c t s o fn i t r o g e na n d p h o s p h o r u sa d d i t i o no n m i c r o b i a l c o m m u n i t yc o m p o s i t i o n a nde l e m e n t c y c l i n g i na g r a s s l a n ds o i l[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2020,151:e108041.[40] Z o b i o l e L H S,K r e m e r R J,O l i v e i r a R J,e ta l.G l y p h o s a t e a f f e c t s m i c r o-o r g a n i s m s i nr h i z o s p h e r e so fg l y p h o s a t e-r e s i s t a n t s o y b e a n s[J].J o u r n a lo f A p p l i e dM i c r o b i o l o g y,2011,110(1):118-127.[41] M u s t a f aA,M i n g g a n g X,A l i S h a hSA,e t a l.S o i l a g g r e-g a t i o n a n d s o i l a g g r e g a t e s t a b i l i t y r e g u l a t e o r g a n i cc a r b o na n dn i t r o g e ns t o r a g ei nar e ds o i lo fs o u t h e r nC h i n a[J].J o u r n a lo fE n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t,2020,270:e110894.[42]刘亚龙,王萍,汪景宽.土壤团聚体的形成和稳定机制:研究进展与展望[J/O L].土壤学报:1-18[2023-03-02].h t t p://k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/32.1119.P.20220729.1322.004.h t m l.[43]王玉军,周东美,孙瑞娟,等.除草剂草甘膦在几种土壤和矿物上的吸附研究[J].土壤学报,2006,43(5):780-785.[44]孙立思,王娜,孔德洋,等.土壤理化性质对草甘膦残留检测的影响[J].生态与农村环境学报,2017,33(9):860-864.[45] W a n g B,L iPP,H u a n g C H,e ta l.E f f e c t so f r o o tm o r p h o l o g i c a l t r a i t so ns o i l d e t a c h m e n t f o r t e nh e r b a-c e o u ss p e c i e si nt h eL o e s sP l a t e a u[J].S c i e n c eo ft h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2021,754:e142304.[46] W a n g B,Z h a n g G H.Q u a n t i f y i n g t h e b i n d i n g a n db o n d i n ge f f e c t s o f p l a n t r o o t s o n s o i l d e t a c h m e n t b y o v e r l a n d f l o w i n10t y p i c a l g r a s s l a n d so nt h eL o e s sP l a t e a u[J].S o i lS c i e n c eS o c i e t y o fA m e r i c a J o u r n a l,2017,81(6):1567-1576. [47]刘定辉,李勇.植物根系提高土壤抗侵蚀性机理研究[J].水土保持学报,2003,17(3):34-37. [48]周垂帆,林静雯,李莹,等.草甘膦对土壤磷形态及有效性的影响[J].西北林学院学报,2016,31(6):71-77.[49] S u n M J,L iH,J a i s iD P.D e g r a d a t i o no f g l y p h o s a t ea n db i o a v a i l a b i l i t y o f p h o s p h o r u sd e r i v e d f r o m g l y p h o-s a t e i nas o i l-w a t e rs y s t e m[J].W a t e rR e s e a r c h,2019,163:e114840.[50]王聪.浮游植物对除草剂草甘膦的响应及其机制的研究[D].福建厦门:厦门大学,2018.[51] W o'z n i a kAG M.Y i e l d a n d q u a l i t y o f s p r i n g w h e a t a n ds o i l p r o p e r t i e s a s a f f e c t e db y t i l l a g e s y s t e m[J].P l a n t,S o i l a n dE n v i r o n m e n t,2014,60(4):141-145.[52] H a t t i VRBK.S o i l p r o p e r t i e s a n d p r o d u c t i v i t y o f r a i n-f e d f i ng e rm i l l e t u n d e r c o n s e r v a t i o n t i l l a g e a n dn u t r i e n tm a n a g e m e n t i nE a s t e r n d r y z o n e o fK a r n a t a k a[J].J o u r-n a l o fE n v i r o n m e n t a l B i o l o g y,2018,39(5):612-624.[53] S t r a t t o n G W.E f f e c t so f t h eh e r b i c i d e g l y p h o s a t eo nn i t r i f i c a t i o ni nf o u rs o i l sf r o m A t l a n t i c C a n a d a[J].W a t e r,A i r,a n dS o i l P o l l u t i o n,1990,51(3):373-383.[54]王冰洁,姜蕾,潘波,等.C u2+㊁P b2+与2种除草剂单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性[J].农药,2020,59(6):425-429.[55]许杨贵,李晶,秦俊豪,等.水环境中草甘膦和三价砷对大型溞的联合毒性评价[J].农业环境科学学报,2015,34(11):2076-2082.[56] X uSJ,L i uY,Z h a n g J,e t a l.P r o t e o m i cm e c h a n i s m sf o r t h e c o m b i n e ds t i m u l a t o r y e f f e c t so fg l y ph o s a t e a n da n t ib i o t i cc o n t a m i n a n t so n M i c r o c y s t i sa e r u g i n o s a[J].C h e m o s p h e r e,2021,267:e129244.[57] H e r nán d e z-G u t iér r e zE,R e n dón-v o nO s t e nJ,E s c a l o-n a-S e g u r aG,e t a l.M o r p h o s p e c i e s a b u n d a n c e o f a b o v e-g r o u n d i n v e r t e b r a t e s i n a g r i c u l t u r a l s y s t e m s u n d e rg l y p h o s a t ea n d m i c r o p l a s t i c si ns o u t h-e a s t e r n m e x i c o[J/O L].E n v i r o n m e n t s,2021,8(11):130.h t t p s://d o i.o r g/10.3390/e n v i r o n m e n t s8110130.[58] L i u H F,Y a n g X M,L i a n g C T,e ta l.I n t e r a c t i v ee f f e c t s o fm i c r o p l a s t i c s a n d g l y p h o s a t e o n t h e d y n a m i c so f s o i l d i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r i naC h i n e s e l o e s ss o i l[J].C a t e n a,2019,182:e104177.31第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. 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BVOCs的研究进展摘要：生物挥发性有机物(BVOCs)作为大气中的一种痕量气体，积极参与着大气中各类化学反应。

植物BVOCs排放的影响机制，以及BVOCs与大气其他化学成分之间的反馈作用是目前全球变化研究的热点内容之一。

本文综述了BVOCs的排放影响因素、生物学功能、对大气化学的影响以及其采样、测定方法等，并阐述了国内外BVOCs研究现状及未来的研究方向。

关键词：生物挥发性有机物异戊二烯单萜释放速率影响因素大气化学分析1.引言VOCs(Volatile organic compounds)是由各种人类活动和生物代谢排放到大气中的挥发性有机化合物的总称。

由人类活动产生的VOCs，称为人为源VOCs(Anthropogenic volatile organic compounds，AV—OCs)，由生物代谢排放的VOCs称为生物源VOCs(Biogenic volatile organic compounds，BVOCs)。

尽管在某些地区特别是城市，AVOCs是大气中主要的VOCs源，但从全球尺度来看，BVOCs的排放量要远大于AVOCs的排放量(Guenther et a1．，1995)，BVOCs的全球排放量达到1 273 Tg C·a-1(1 Tg C=1012gC)，其中仅陆地生态系统中的植被所排放的BVOCs就达1 150 Tg C·a-1 (Guenther et a1．，1995)。

2.BVOCs的种类与特性大气中的BVOCs绝大多数是由植物通过一系列生理过程产生并排放到大气中，包括异戊二烯、萜类、烷烃类、烯烃类、醇类、酯类等，由表1.1[1]可知，BVOCs全球年排放量以异戊二烯与单萜类为主。

BVOCs具有较强的挥发性，除直接危害人体健康外，由于其在对流层大气中活性很强，在一定的条件下还会形成光化学烟雾，并进一步与大气中的无机氧化物等反应生成二次有机气溶胶。

数据来源Dam are derived fxom Guenther et a／．，1995；Kesselmeier＆Staudt，1999；Pefiuelas＆Llusiia，2001，2003异戊二烯分子式为C5H8，它的分子结构有两个烯键，属于非饱和碳氢化合物。

土壤酶活性与重金属含量关系的研究进展近年来，随着工业化和城市化进程的加速，土壤重金属污染问题逐渐引起了广泛关注。

重金属污染不仅对土壤质量和环境生态造成了严重威胁，还对人类健康产生潜在危害。

因此，研究土壤重金属污染的成因和修复方法显得尤为重要。

近年来，许多研究发现土壤中的酶活性与重金属含量之间存在一定的关系，这为解决土壤重金属污染问题提供了新的途径和理论依据。

土壤中的酶活性是衡量土壤生态系统功能和健康状况的一个重要指标。

土壤中常见的酶主要有脲酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和脱氢酶等。

这些酶能够参与土壤的养分循环、有机物降解以及环境物质转化等过程。

重金属污染会对土壤中的酶活性产生影响，从而影响土壤的生态功能。

研究发现，重金属的含量增加往往会抑制土壤中酶的活性，特别是对于一些对重金属敏感的酶。

首先，土壤中的重金属会直接影响酶的结构和功能。

重金属通过与酶的活性位点结合，干扰酶的正常构象和功能。

例如，重金属离子与酶中的硫醇基团或顺丁烷酰胺酶结合，形成金属螯合物，导致酶活性的丧失。

此外，重金属还可以改变酶的溶解度、稳定性和催化效率。

因此，土壤中重金属含量的增加会显著影响土壤酶的活性。

其次，土壤中的酶活性也受到重金属所诱导的氧化应激的影响。

重金属的氧化还原反应会产生大量的游离基和有害氧化物。

这些有害物质会进一步氧化和破坏土壤中的有机物质和酶，导致酶活性的降低。

例如，重金属可以通过增加土壤中的过氧化氢含量，抑制土壤中过氧化酶的活性。

此外，它们还可以干扰土壤中其他有机物的降解过程，阻碍土壤酶的正常功能。

最后，酶活性与重金属含量之间的关系还受到土壤类型、土壤性质和重金属种类等因素的影响。

不同的土壤类型和性质会对重金属的迁移和转化过程产生不同的影响。

例如，酸性土壤中重金属的迁移速率更高，更容易造成酶活性的抑制。

此外，不同的重金属对酶活性的抑制程度也不同。

一些重金属如铅、镉和汞等对酶活性的抑制效果更为明显。

为了解决土壤重金属污染问题，提高土壤质量和生态环境的健康状况，人们提出了一系列的修复策略。