施用不同農藥對於水田土壤的碳及氮轉化影響

Abstract

農藥對於土壤環境及生物具潛在影響，經施用後進入到土壤中，可能改變土壤物化性質與影響土壤微生物的活性及多樣性，其中土壤微生物參與許多土壤中的反應過程，包含有機質分解及碳與氮的循環，而農藥可能會對土壤微生物及其參與之生化反應過程造成影響。本研究選用三種施用於水田之農藥，包含除草劑施得圃 (Pendimethalin)、丁基拉草 (Butachlor)，以及殺菌劑克枯爛 (Tecloftalam) 進行土壤孵育試驗，探討農藥以不同劑量施用於水田土壤環境中的消散情況，以及農藥對土壤碳及氮轉化作用、土壤微生物的代謝活性與群落結構之影響。本研究以國立臺灣大學農業試驗場水田土壤 (NTU) 及桃園農業改良場水田土壤 (TYD) 為試驗土壤，將土壤預孵育14天後進行農藥添加，以田間推薦用量及五倍推薦用量施用，並於施用後之第1天、第7天、第14天及第28天，分別測定土壤基本性質、土壤碳及氮轉化試驗、農藥殘留分析及微生物代謝活性與多樣性。結果顯示施得圃之施用會降低兩種水田土壤之有機碳含量與微生物的碳呼吸作用，於兩種土壤中殘留量皆隨時間顯著下降，且施用施得圃會改變兩種土壤微生物群落結構；於土壤氮轉化試驗結果，施得圃會促進NTU土壤氮轉化作用，而對於TYD土壤則無顯著影響。施用丁基拉草會降低TYD土壤pH值及EC值，對兩種土壤中微生物的碳呼吸作用有先降後升之情形，對於兩種土壤氮轉化作用則無顯著影響，於兩種土壤中殘留量皆隨時間遞減。丁基拉草以不同濃度施用皆會顯著影響TYD土壤微生物群落結構，而NTU土壤微生物群落結構則於高濃度施用下改變。施用克枯爛會降低兩種土壤EC值，及降低TYD土壤有機碳含量；碳轉化試驗結果，克枯爛會顯著降低TYD土壤微生物呼吸作用；氮轉化結果於施用前期會降低NTU土壤銨態氮含量，而對TYD土壤則會降低土壤硝酸態氮含量；施用不同劑量皆會顯著改變兩種土壤微生物群落結構。綜上所述，本研究結果顯示施得圃、丁基拉草以及克枯爛的施用會對不同性質的土壤發生影響，而對於土壤性質的影響需要依農藥性質分別檢視，而且土壤微生物所參與環境中兩個重要的循環—碳及氮轉化作用，亦隨農藥種類及土壤性質而有差異，故於使用農藥時需考量且準確評估其對環境污染等影響，以達環境友善與農業耕作管理相互平衡之關係。