蚯蚓堆肥过程中蚯蚓生长性能及基料主要酶活性研究

为促进蚯蚓堆肥技术在处理有机废弃物方面的利用,以污泥、玉米芯、苹果渣等为材料,设置初始碳氮比分别为25∶1、20∶1的实验组,在实验室模拟进行蚯蚓堆肥,测定蚯蚓堆肥过程中的蚯蚓生长性能及基料主要酶活性变化规律。结果表明:养殖时间能极显著影响蚯蚓的日增重倍数(P0.001),基料起始比碳氮能显著影响蚯蚓的日增重倍数(P0.05);两组基料中有机碳含量均呈下降趋势,总氮含量先上升后下降,脲酶含量先下降后上升然后又下降,蛋白酶含量初期略有增长之后呈下降趋势,且在堆肥期间1组脲酶含量和蛋白酶含量均显著高于2组(P0.05);1组基料的C/N与蚯蚓平均重呈低度负相关、与基料脲酶含量呈显著负相关、与蛋白酶含量呈显著正相关。总之,1组比2组更利于蚯蚓的生长,利于脲酶和蛋白酶对基料相应物质的分解转化,建议在利用蚯蚓堆肥处理有机废弃物时,要注意堆肥配方起始碳氮比的调制。     

蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响

为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓（内层种）和赤子爱胜蚓（表层种）为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒（微板法）、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明：经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度（0.022 4~1.006 0 mg·kg^-1）显著低于对照组土壤（0.033 5~1.585 0 mg·kg^-1）。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

蚯蚓堆制猪粪过程中Cu、Zn形态变化与关键酶活性间关系的研究

本研究以半腐熟猪粪为研究对象,利用蚯蚓进行生物处理,探讨蚯蚓堆制猪粪过程中重金属形态与关键酶活间的关系。采用MBCR连续浸提法,研究了猪粪中重金属(Cu、Zn)的赋存形态和关键酶(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脱氢酶)的相关性。试验设4个处理,分别接种3种密度的蚯蚓(基质均为2 kg猪粪):对照处理(猪粪2 kg,不接种蚯蚓,CK);处理1,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/40,T1);处理2,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/20,T2);处理3,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/10,T3)。研究表明,与CK相比,T1、T2、T3各处理的重金属含量与酶活性的变化如下:重金属Cu的含量分别降低了19.66%、24.81%、26.41%,Zn含量分别降低了10.82%、14.34%、19.58%;蔗糖酶活性分别升高55.47%、46.87%和34.83%,碱性磷酸酶活性分别升高了116.38%、100.48%和94.65%,脲酶活性分别降低了42.02%、26.73%和10.08%,脱氢酶活性分别升高了32.79%、58.97%、53.87%。由本试验得出,蚯蚓处理后的堆制物中Cu、Zn两种重金属元素的含量下降,重金属形态随着蚯蚓处理向稳定态转化,两种重金属的形态均表现为残渣态含量较高。蚯蚓堆制过程中,各处理较CK处理能够显著提高酶活性。Cu、Zn的各化学形态与酶活性的关系是,可还原提取态和可氧化提取态对堆制物酶活性的抑制作用最大,残渣态和弱酸提取态对堆制物酶活性有一定的抑制作用,水溶态对堆制物酶活性影响程度较小。     

氮素形态配比对添加玉米秸秆白浆土微生物学特性的影响

探讨了不同氮素形态配比(铵态氮∶硝态氮为4∶1、1∶1、1∶4)对添加玉米秸秆白浆土酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的影响,以期筛选对于白浆土微生物学特性有优化作用的最佳氮素形态配比。结果表明,随培养时间增加,添加玉米秸秆的所有铵态氮与硝态氮配比处理白浆土的脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性以及微生物生物量碳、氮含量均表现为先增加后降低的趋势。与培养初始时相比,培养结束时,除了过氧化氢酶活性有较大程度提高外,其余酶活性及微生物生物量碳、氮含量均不同程度地下降。与其他2个处理相比,铵硝等比例混合处理土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的下降程度在一定程度上得到缓冲;同时,其对过氧化氢酶活性的促进作用更强。比较培养初始和培养结束时的结果可知,以硝态氮为主的处理对添加玉米秸秆白浆土的脲酶、蔗糖酶活性及微生物生物量氮含量有较强的抑制作用,而以铵态氮为主的处理则对碱性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物生物量碳含量有较强的抑制作用。     

喀斯特地区不同植被类型的土壤酶活性及相关性

为喀斯特地区的可持续发展提供土壤学理论依据,以不同植被类型(草地,竹林,灌丛)的土壤为样本,测定土壤A层(0~20cm)和B层(20~40cm)样本中的蔗糖酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、脲酶及多酚氧化酶的酶活性。结果表明:同一植被类型A层土壤中的蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和碱性磷酸酶的活性均大于B层土壤;多酚氧化酶活性竹林A层土壤略高于B层土壤,草地和灌丛则是B层土壤略高于A层土壤。不同植被类型竹林样地中的土壤蔗糖酶活性高于草地和灌丛,蔗糖酶活性A层土壤均显著高于B层土壤,脲酶活性随土层深度的增加而减弱,不同植被土壤中脲酶的活性均表现为草地竹林灌丛,灌丛土壤中蛋白酶活性最低。各植被类型的土壤碱性磷酸酶活性随着土壤深度的增加降低,相同土层中,土壤碱性磷酸酶活性均表现出竹林灌丛草地;不同植被类型、不同土层的多酚氧化酶话性表现为灌丛草地竹林,但差异不显著,土壤的脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、蛋白酶、蔗糖酶相互间相关性各异;相同植被类型不同土层各土壤酶活性相关性不同。     

氮镉交互作用对苋菜土壤酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了氮镉交互作用对苋菜土壤酶活性的影响。结果表明,在试验范围内,在不施氮的情况下,一定浓度的镉污染促进了蔗糖酶和蛋白酶活性,而抑制了脲酶活性,酸性磷酸酶的活性在0～1.0mg/kg范围内不受镉污染的影响;在不加镉的情况下,蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性分别在0.2g/kg和0.4g/kg的氮素水平时达最大,且与其他处理差异显著,脲酶的活性随氮素营养的增加显著降低,而蛋白酶的活性随氮素营养的增加显著增加;在镉氮交互作用下,对4种酶的活性都有显著影响,对蛋白酶的活性影响最大,其次是脲酶,然后是蔗糖酶,对酸性磷酸酶的活性影响最小。     

蚯蚓生物处理对竹浆造纸污泥生物活性的影响

为研究造纸污泥蚯蚓生物处理过程中污泥养分形态变化与生物酶活性和微生物之间的关系,在最佳蚯蚓生物处理条件下处理并测定了造纸污泥中养分含量、酶活性和微生物量.结果表明:蚯蚓生物处理后,污泥中有机质、氨氮、全氮量减少,全磷和全钾含量增加,速效氮、速效磷和速效钾增加,说明污泥养分的生物有效性显著提高;污泥中各种生物酶活性均呈增加趋势,但微生物活性显著减弱.在蚯蚓生物处理过程中,氨氮与蔗糖酶,全氮和全钾与脲酶,碱解氮与磷酸酶活性呈显著负相关关系;有机质和全氮与微生物活性呈显著正相关.     

外源镧对黑麦草-铜尾矿系统土壤酶活性的影响

对供试土壤添加不同含量的LaCl3,并通过盆栽试验研究外源镧对黑麦草-铜尾矿系统土壤酶活性的影响。结果表明:La的添加对试验组和对照组土壤的过氧化氢酶活性有一定的抑制作用,并且随着La含量的增加,抑制作用增强;蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶活性则随着La含量的增加而增强。试验组的土壤酶活性与对照组相比,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的平均活性分别上升了16.59%、30.65%和13.19%,过氧化氢酶的平均活性下降了6.33%。除脲酶外,蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶的活性,试验组与对照组都存在极显著差异(P<0.01)。研究显示,添加La可以增加种植黑麦草的土壤酶活性,对修复铜尾矿地区土壤铜污染的效果显著。     

不同水肥条件对土壤酶活性的影响

为探讨不同施肥处理和水分条件对土壤酶活性的影响和土壤酶活性的短期变化规律,设置了不施肥(CK)、化肥(F)、有机肥(M)和有机肥+化肥(FM)等4种不同施肥处理和2种水分状况(田间持水量的70%和90%)的室内培养试验,对不同时间土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性进行了测定分析。结果表明,培养过程中,不同施肥处理土壤脲酶活性呈现先升高后降低的趋势;土壤过氧化氢酶活性呈现先升高—降低—再升高—再降低的趋势;土壤碱性磷酸酶活性则呈逐渐降低的趋势;土壤蔗糖酶活性在整个培养过程处于一种波动变化。与CK相比,M和FM处理能够显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,单施化肥降低这些酶的活性。培养前期,M和FM处理降低土壤蔗糖酶活性,在后期提高其活性;单施化肥在一定程度上提高土壤蔗糖酶活性。与田间持水量为70%相比,过高的田间持水量会显著抑制土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性。     

不同有机物料对土壤养分和酶活性的影响

为明确有机物料对土壤的改良效果,采用室内培养试验研究了牛粪、鸡粪、猪粪及污泥等有机物料对土壤养分和酶活性的影响。结果表明:供试有机物料均显著提高土壤养分含量,牛粪对提高土壤有机质含量效果最大,鸡粪和猪粪对提高土壤全氮、碱解氮和速效钾含量效果最好,污泥的效果次于畜禽粪便。有机物料处理明显提高了土壤脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性,但对过氧化氢酶和蔗糖酶的活性影响不大,其中,牛粪对提高土壤蔗糖酶活性效果较好,污泥对提高土壤磷酸酶活性效果较好。