兽药磺胺间甲氧嘧啶对土壤和植物的生态毒性效应研究

摘要

集约化、规模化养殖业的快速发展,各种兽药和饲料添加剂的广泛使用,导致大量兽药随动物粪便排出体外。含有残留兽药的粪便作为有机肥施入农田可造成农业土壤污染,对人类健康和土壤生态系统产生潜在危害。为评价兽药污染对生态环境造成的潜在风险,研究了常用兽药磺胺间甲氧嘧啶(SMM)对土壤和植物的生态毒理效应。
　　 采用室内培养的方法,研究了SMM对黄潮土土壤微生物呼吸及土壤酶活性的影响。实验结果表明,SMM可显著影响土壤呼吸强度,抑制率和激活率可分别高达72％和254％。药物对土壤酶活性的影响小于其对土壤呼吸强度的影响。在添加SMM的前11d,其对脲酶活性的影响主要以抑制作用为主;药物对蔗糖酶活性的影响较为明显,最大抑制和激活率可分别达到18％和30％;SMM作用于过氧化氢酶和磷酸酶主要表现为激活效应,最大激活率分别为17％和25％。在试验浓度范围内,土壤呼吸及酶活性的抑制率或激活率呈现一定的波动性。
　　 采用急性毒性试验方法,研究了SMM单一及SMM-Cd复合污染对4种作物(小麦、白菜、萝卜和西红柿)种子发芽、根伸长及芽伸长的影响。结果表明,在单一SMM作用下,根仲长抑制率和芽伸长抑制率与药物浓度显著相关(P＜0.05),发芽抑制率与药物浓度不相关(P＞0.05);药物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SMM对4种作物根伸长的IC50(抑制率为50％时污染物浓度)分别为33.7、4.41、8.82、49.3mg·kg-1,即4种作物在SMM的胁迫下,其敏感性顺序为:白菜＞萝卜＞小麦＞西红柿。在SMM-Cd复合污染实验中,随SMM浓度的增加,3个不同Cd处理(0、200、500mg·kg-1)对作物根(芽)伸长抑制率的差异逐渐减小,当抑制率高于60％时,高Cd(500mg·kg-1)作用下,SMM对白菜和萝卜的根(芽)伸长的影响小于低Cd(0、200mg·kg-1);在高Cd(500mg·kg-1)作用下,二者的联合效应中Cd起主要作用。
　　 对小麦幼苗生理毒性实验表明,高浓度(10mg·kg-1和20mg·kg-1)SMM在胁迫后期叶片中叶绿素含量显著低于对照;小麦幼苗根系中可溶性蛋白质(SP)含量及SOD活性在SMM处理后的1d显著下降,且有较好的剂量.效应关系,表明根系中SP含量和SOD活性可以作为SMM污染胁迫的生物标记物;SMM胁迫下,小麦幼苗叶片和根中MDA含量大都有所增加,且对根系的损伤较叶片大,在胁迫后期各处理MDA含量与对照之间没有显著性差异;叶片POD活性在SMM胁迫下呈现出先下降后上升的趋势,根系POD活性被激活,小麦幼苗根系的POD活性大于叶片POD活性。