(一)对微生物的影响

有机污染物可引起土壤中微生物种群活细胞数量及组成结构的变化，同时土壤中的微生物也会在生理代谢方面做出响应，以适应环境的选择压力。

采用方差分析方法研究了丁苯乙烯、间-二氯苯、邻-二氯苯、氯苯、邻苯二甲酸二丁酯和十六烷等六种有机污染物对褐球固氮细菌(Azotobacter chroococcum)、纤维单胞菌(Cellulomonas sp.)和土壤中的放线菌、霉菌和酵母菌的影响，结果表明，在供试土壤中，邻苯二甲酸二丁酯在10 mg/kg和50 mg/kg两种浓度下均使纤维单胞菌无一存活，其他五种污染物对土壤微生物的抑制或刺激效应各不相同(曹幼琴等1991)。

农药污染对土壤微生物的影响是有选择性的。对于那些能利用污染物作碳源和能源的微生物来说，污染可能会刺激其生长与繁殖；而对于缺乏耐性的微生物来说，污染势必会对其产生抑制作用(石兆勇等2007)。微生物对农药的反应大体可分成可忽略、可忍受与可持久反应三类。有些微生物对农药非常敏感，其主要代谢过程易受农药干扰；有些农药则作用于动、植物和微生物共有或相同的生化过程，因而对非靶生物亦有影响。例如，除草剂地乐酚能够作用于生物反应的电子传递过程，从而阻碍三磷酸腺苷(ATP)的生成。地乐酚具有一定的广谱性，能对土壤藻类、细菌和真菌等许多微生物产生影响。农药的选择性一定程度上取决于其作用方式，通常内吸型比非内吸型杀真菌剂更具选择性。

除草剂主要作用点是叶绿体，因而它们对植物的毒性远远高于对微生物的毒性；但有些除草剂对植物和微生物均有不同程度的影响，例如镇草宁、杀草强、咪唑烷酮类和磺酰脲类除草剂可以抑制植物和微生物生长所需的某些氨基酸的合成；二硝基苯胺除草剂和氨基甲酸酯类农药能抑制植物和真菌维管束的形成，从而阻碍植物细胞分裂和抑制真菌的生长。氯乙酸替苯胺类除草剂(如草不绿、毒草安)也有抗真菌作用。虽然这些除草剂可能有许多不同的作用方式，但已经证实，它们与结构相似的杀真菌剂，如甲霜灵(Metalaxyl)和CGA29212(由瑞士Ciba-Geigy AG开发)都能抑制核糖核酸(RNA)的合成，只是它们的毒性A浓度远高于甲霜灵的阈浓度。

很显然，尽管农药对靶生物和非靶生物的作用方式相同，但大量比较研究表明，大多数农药对非靶生物的毒性远远低于对靶生物的毒性二农药作用方式与机理的研究有助于深入了解其对土壤微生物的生态效应。

1.对微生物数量的影响

一般认为，杀虫剂对土壤微生物种群数量影响很小，这也许是由于它们对微生物具有选择性，只能抑制某些敏感种，而其他种则取代敏感种，从而维持整体代谢活性不变。若以5.60～22.4 kg/(hm²·a)的剂量往一种砂质沃土中投加艾氏剂、狄氏剂、氯丹、DDT和毒杀芬，土壤中的细菌数量和真菌数量均不发生变化，也不影响微生物分解植物残体的能力。以2000 ug/g狄氏剂处理的土壤中，在12周的培养期间，真菌和细菌数量与对照相比亦无明显差异。然而高剂量林丹(0.5％)或毒杀芬(0.05％～0.5％)在一段时间内对土壤中的细菌有刺激作用；而DDT和狄氏剂在56 d培养期间，均使细菌数量降低，而真菌数量则有所增加。

有机磷农药对土壤微生物种群和数量也会产生一定的影响，这种影响随农药的种类、浓度以及土壤类型而变化。甲基对硫磷对红壤地区土壤微生物种群和数量影响的研究表明(曹慧等2004)，土壤微生物数量随甲基对硫磷添加的浓度、微生物类群和培养时间的不同而变化。高浓度甲基对硫磷能明显增加土壤细菌的数量，细菌数量的最大值出现在第10d左右；低浓度甲基对硫磷对土壤微生物数量影响不大。平板混合菌体培养实验证明，甲基对硫磷通过抑制或者杀灭某些种类土壤细菌，从而促进土壤生态系统中部分种类细菌的增殖。

由于石油产品需求量增加，大量的石油及其加工品进入土壤，产生了一些地区土壤的石油污染问题(王梅等2010)。我国北方产油地区原油污染面积逐年扩大，在辽河油田的重污染区，土壤原油含量达到约1.0×10⁴mg/kg。石油类物质进入土壤后，影响了土壤微生物的生长繁殖，引起土壤微生物群落、微生物区系的变化，大量的石油堵塞土壤孔隙，对土壤微生物和土壤酶活性均有抑制作用。对山东省主要类型土壤的试验结果表明，石油烃含量对细菌、真菌和放线菌三种微生物类群产生的影响以放线菌最为显著，当土壤石油烃含量为500 mg/ kg时，潮土、褐土和棕壤的放线菌总数在试验期间分别下降了80％、85％和89％，并且减少的放线菌数量在短时期内很难恢复原有的水平；石油烃对潮土真菌数量的影响较褐土和棕壤为大。

2．对呼吸作用的影响

呼吸作用的大小通常与土壤微生物的总量有关，呼吸作用越强，微生物数量越多。呼吸强度是评价污染物对土壤微生物生态效应的重要指标之一。除草剂对呼吸作用的影响与浓度有关。例如，2.0 ug/g西玛津对呼吸强度无任何影响，而10 ug/g西玛津能促进呼吸作用。一般来说，正常使用除草剂不会影响土壤呼吸作用。杀虫剂对呼吸作用的影响也很小。尽管土壤微生物消耗氧气的量随有机磷杀虫剂浓度的增大而提高，但这可能是农药被微生物代谢和利用的结果。

广谱杀真菌剂和熏蒸剂能强烈抑制土壤呼吸作用，然而这种影响通常是短暂的。田间施用农药对土壤微生物呼吸作用的影响主要决定于农药对微生物的毒性、农药种类与用量(傅丽君等2007)，高浓度甲基托布津会抑制土壤微生物群体的生命活动，降低土壤呼吸作用，进而影响土壤中有机质的分解与再循环，降低土壤肥力。

3．对土壤酶活性的影响

土壤酶主要来源于土壤微生物的生命活动，土壤酶参与许多重要的生物化学过程，因而土壤酶活性在一定程度上反映出土壤功能状况。20世纪70年代初，人们开始注意到土壤微生物活性与土壤酶的相关性。与此同时，土壤酶也逐渐被广泛应用于污染物对土壤微生物影响的研究。在一块施用4kg/(hm²·a)除草剂莠去津的果园土壤中(1958～1973年)。磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶和脲酶活性降低了50％以上。酶活性的降低可能并非完全由于农药的直接影响，而其中覆盖植物的减少亦可能是重要的原因。对吡氟氯禾灵(haloxyfop)、灭草环(tridiphane)和2-氯-6(2-甲氧基呋喃)-4-(三氯甲基)吡啶(pyroxyfur)等3种农药对脱氢酶、磷酸酶、脲酶和固氮酶影响的研究表明，脱氢酶活性有显著增强。脲酶抑制剂氢醌可暂时促进或抑制多酚氧化酶、脱氢酶、蛋白酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性，但培养结束时(88天)抑制和促进作用均消失。

淀粉酶与脲酶广泛存在于土壤中。淀粉酶能使淀粉水解生成糊精和麦芽糖，它是参与自然界碳素循环的一种重要的酶。脲酶酶促产物—氨是植物氮源之一，同时，脲酶与土壤其他因子，如有机质含量、微生物数量有关。石油烃对土壤淀粉酶活性的影响表明(王梅等2010)，在石油烃含量低于2000 mg/ kg时，潮土和褐土的淀粉酶活性受石油烃含量的影响显著，可以作为这两类土壤石油污染程度的敏感生化指标。石油烃对土壤酶活性抑制的原因可能包括直接作用于酶分子，改变酶的构象，使酶的活性中心受到抑制；抑制土壤微生物的生长繁殖，减少微生物体内酶的合成和分泌量；影响作物的代谢活力，抑制根系分泌和释放酶的能力。

4. 抗生素类兽药对土壤微生物的影响

近年来，兽药对生态与环境的影响逐渐成为研究的热点间题之一。兽药的种类很多，其中抗生素主要是用来防治细菌引起的疾病，它可抑制病原菌的生长，在很低浓度下即可影响微生物活性，土壤中1 mg/kg的四环素对脱氢酶和磷酸酶活性有明显抑制作用。在14d培养期内，土霉素和磺胺嘧啶显著降低了上壤微生物量，但真菌数量随这两种兽药浓度升高而升高，土霉素对真菌量的增加效果更明显。

兽药对土壤微生物的作用主要受兽药种类和土壤因子(如土壤有机质种类和含量、矿物种类、pH等)的影响，由于微生物吸收兽药是一个需能的主动过程，因此必须添加一定碳源，微生物才能将兽药转移至体内，从而兽药毒性才能表现出来；但经过一段时间后，微生物可表现出一定的抗性。兽药作用时间、有机物种类和数量是土壤微生物群落抗性发展的主要影响因子。有机物能够加速土壤微生物群落抗性的发展，由于兽药往往随粪便施入土壤，因此土壤微生物会很快获得群落抗性，从而对整个农田生态系统产生潜在危害。这种抗性甚至可以通过蔬菜、农作物而垂直进入人体，进而对人类产生极大危害(孔维栋等2007)。