镉与苄嘧磺隆除草剂单一污染和复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸以及土壤酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.研究了镉与苄嘧磺隆除草剂的单一污染和复合污染对这些生物学指标的影响随时间的动态变化,结果表明,无论是单一污染还是复合污染对土壤微生物生物量碳和氮、基础呼吸、磷酸酶和蔗糖酶活性的影响均随时间的推移表现为先增加后减小的趋势.镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染之间存在很明显的交互作用,对土壤生物学指标的影响依次为:镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染＞苄嘧磺隆除草剂＞镉.     

Zn、Pb与草甘膦复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳及酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.采用培养实验,研究了重金属Zn、Pb与草甘膦复合污染对这些生物学指标的影响.结果表明:培养期前后相比,土壤微生物生物量碳及过氧化氢酶、脲酶活性普遍降低,而转化酶活性普遍增加;Zn、Pb与草甘膦对微生物生物量碳和酶活性的影响在复合污染作用中与单独作用时差异较大;在复合污染条件下,Zn对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及转化酶活性均表现为负效应,而对脲酶活性则表现为一定的正效应;Pb对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及脲酶活性的影响为正效应,尤其对过氧化氢酶激活作用显著,其对转化酶则表现为负效应.在三者中,草甘膦对微生物生物量碳与酶活性的影响最大,尤其对过氧化氢酶表现为极显著抑制作用;Zn、Pb、草甘膦对土壤微生物生物量碳与酶活性的效应大小顺序为:草甘膦,Pb,Zn.     

外源Cd胁迫对红壤性水稻土微生物量碳氮及酶活性的影响

研究外源Cd对红壤性水稻土微生物学指标的影响。采集湖南长沙红壤性水稻土,设置外源Cd胁迫浓度梯度为0、1、3、5、7 mg·kg~(-1)和10 mg·kg~(-1),进行室内模拟土壤Cd污染培养实验,测定土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性指标。结果表明:土壤微生物生物量碳、氮含量随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先上升后降低的趋势,当外源Cd胁迫浓度为1 mg·kg~(-1)时,土壤微生物生物碳、氮含量达到最大值;土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶的活性随着外源Cd胁迫浓度的增加而显著降低;而土壤蔗糖酶活性随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先下降后上升再下降的趋势。由通径分析可知:外源Cd胁迫可以直接影响土壤微生物生物量,也可以通过酶活性间接影响土壤微生物生物量,Cd污染对酶活性的影响也有同样的作用机制;其中Cd胁迫对微生物生物量碳的直接抑制作用系数最大(-1.110),与脱氢酶的相关系数最大(-0.952~(**))。综上,外源Cd胁迫对土壤微生物生物量和酶活性均有不同程度的抑制作用,其中对脱氢酶活性抑制作用最为明显。     

重金属铜和锌污染对土壤环境质量生物学指标的影响

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物商、代谢商、土壤酶活性等是表征土壤质量的重要生物学指标,本文对浙江省富阳市环山乡遭受重金属复合污染的铜锌冶炼厂附近土壤进行了土壤生物学指标的测定,结果表明,污染土壤的重金属元素主要是铜和锌,二者对土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性具有不同程度的抑制作用,有效铜和有效锌与土壤代谢商均呈极显著的正相关,而与微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物商均呈显著负相关.     

重金属铅对土壤微生物活性的影响

以南京市近郊菜园土壤为材料,采用室内培养方法,系统地研究了在一定时间段(1、3、7、14、28、42和56 d)不同浓度铅(0、20、100和500 mg·kg-1)污染对土壤微生物生物量碳、土壤呼吸强度及土壤酶(脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶)活性的影响.结果表明:在污染初期,高浓度铅(500 mg·kg-1)污染对脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶活性均有激活作用,而低浓度铅(20 mg·kg-1)污染则产生抑制作用;随着时间的推移脱氢酶和过氧化氢酶酶活性均逐步下降;脲酶活性随着时间的推移先减弱后增强;受铅污染的土壤蔗糖酶活性与对照相比没有显著性差异.与对照相比高浓度铅污染使土壤呼吸强度增加而微生物生物量碳减少,低浓度铅污染则使呼吸强度减小而微生物生物量碳却增大.     

抗生素土霉素对小麦根际土壤酶活性和微生物生物量的影响

【目的】探明四环素类抗生素土霉素在小麦根际的微生态效应。【方法】通过根箱模拟栽培法,研究了土霉素对小麦烟农21(对土霉素不敏感品种)和核优1号(对土霉素敏感品种)根际土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶4种酶活性以及微生物生物量的影响。【结果】(1)土霉素处理能够显著降低小麦核优1号根区、近根区和远根区土壤脲酶、蔗糖酶(根区除外)、磷酸酶和过氧化氢酶活性,而只显著降低了小麦烟农21根区、部分近根区和远根区相应的土壤酶活性。(2)土霉素能够显著增加小麦根际土壤微生物生物量氮的含量,且其影响作用随着距根表距离的增加呈逐渐增加的趋势,就小麦品种而言,土霉素对烟农21的影响大于核优1号。土霉素显著降低了小麦根际的微生物生物量碳的含量以及微生物生物量碳氮比,且随着距根表距离的增加,其影响作用逐渐减弱,就小麦品种而言,土霉素对烟农21根际土壤微生物生物量碳的影响小于核优1号。【结论】土霉素对小麦根际土壤酶活性和微生物生物量是有影响的,且存在基因型差异。如就土壤酶活性而言,土霉素对耐性品种的影响弱于敏感品种。     

土壤微生物对邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯胁迫的生态响应

为了探讨和分析典型酞酸酯邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)对土壤微生物的生态毒性效应,采用室内避光培养模拟实验,设定DEHP在土壤中的染毒浓度为0、0.1、1、10、50 mg·kg-1,取样时间为7、14、21、28 d,考察了DEHP对3种土壤酶、土壤呼吸和土壤微生物生物量碳、氮的影响。结果表明:在染毒初期,过氧化氢酶活性受到明显抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用减弱,抑制率为25.0%~14.3%;0.1~10 mg·kg-1处理组脱氢酶活性受到显著抑制,抑制率分别为86.3%、54.7%和31.7%,但50 mg·kg-1处理组脱氢酶活性则是对照组的2.05倍;染毒前期脲酶对DEHP胁迫不敏感,染毒后期其活性受到抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用增强;过氧化氢酶和脲酶活性随时间呈下降趋势,而脱氢酶活性随时间呈先上升后下降的趋势。此外,在DEHP的胁迫下土壤呼吸强度和土壤微生物生物量碳及生物量氮均受到刺激,且随DEHP浓度的增加均呈先升高后降低的趋势,随时间均呈下降的趋势。总体来说,DEHP胁迫下,土壤酶活性、土壤呼吸强度和微生物生物量均发生明显变化,土壤微生物生态环境受到一定影响。     

甲磺隆污染土壤的微生物生态效应

通过实验室培养试验研究了甲磺隆除草剂对土壤微生物活性和多样性的影响。结果表明,甲磺隆除草剂10mg·kg-1浓度处理释放的CO2与对照无明显差异,根据危害系数法的分级方法其属于无实际危害级农药;甲磺隆除草剂处理土壤微生物生物量碳、氮测定结果显示,甲磺隆除草剂10mg·kg-1浓度处理在初始阶段明显降低土壤微生物生物量碳、氮,随培养时间延长土壤微生物生物量先有所恢复,随后又有所下降,在30d后其变化趋于平缓;甲磺隆除草剂对土壤微生物群落结构和多样性产生一定影响,其影响随培养时间不同而异,反映出微生物学指标在一定程度上可作为除草剂污染土壤环境质量变异的有效指标。     

乙草胺对玉米根际和非根际可培养微生物的影响

为探明土壤-植物系统中,田间施用量的乙草胺对玉米根际和非根际微生物数量的影响,采用田间试验及室内测试方法,在玉米苗期不同阶段测定了土壤中微生物量碳的变化,并进一步用平板稀释培养法研究了玉米根际和非根际土壤中细菌和真菌数量的变化.结果表明,乙草胺施用对玉米根际和非根际的土壤微生物群落均具有一定影响.可培养的根际细菌和真菌均呈现先抑制后刺激的变化,但与真菌不同,细菌受到的抑制作用时间较短,刺激作用时间较长;而本体土壤中可培养细菌和真菌则主要受到抑制作用,但是抑制作用的强度和持续时间差别很大.乙草胺对根际土壤微生物量碳可产生一定刺激作用,但影响并不湿著;由于乙草胺施用对非根际土壤细菌和真菌的影响不同步并存在群落结构的补偿作用,从而维持了非根际土壤总体微生物生物量碳的基本稳定.     

镉污染对紫茉莉根际土壤生物学特性的影响

采用室内盆栽模拟试验,研究不同浓度镉污染对紫茉莉根际土壤理化性质、土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响。结果表明,随着镉处理浓度的升高,紫茉莉根际土壤有机碳、全氮、全磷含量逐渐上升,其中全氮和全磷上升趋势显著;土壤微生物生物量碳、氮和磷则呈现出下降趋势,其中生物量氮下降趋势显著。酶活性研究结果表明,随着镉处理浓度的升高,除了多酚氧化酶活性上升外,其余5种酶活性均呈现出下降趋势,其中精氨酸脱氨酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、天冬酰胺酶下降趋势显著。由此可知,镉污染对紫茉莉根际土壤微生物生物量和酶活性均产生一定的抑制作用。     

基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中抗生素造成农田土壤生态风险的问题,对抗生素在养殖业-种植业生产系统中的流动与降解过程进行分析,建立基于农田土壤抗生素生态风险值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力。结果表明:1)黑龙江农垦和新疆生产建设兵团每hm2农田可承载的猪当量分别为58和66头。2)在畜禽粪便有机肥施用过程中,黑龙江农垦和新疆生产建设兵团农田土壤抗生素生态风险防范应以磺胺嘧啶和恩诺沙星等高生态风险抗生素为主。建议黑龙江农垦和新疆生产建设兵团未来设立地方标准,严控畜禽粪便中抗生素残留量,尤其高生态风险的抗生素种类;增强畜禽舍的环境调控,保障动物生长环境健康;优选畜禽粪便处理工艺,配套处理设施设备。     

畜禽粪便中残留四环素类抗生素和重金属的污染特征及其控制

兽用抗生素和微量重金属作为饲料添加剂广泛用于畜禽养殖业,但超量使用是导致畜禽粪便中高浓度抗生素和重金属残留的根本原因。随着我国畜禽养殖业的规模化发展,畜禽粪便中残留的四环素类抗生素和重金属（铜、锌、砷）及其复合污染对生态环境和人类健康构成了巨大的潜在威胁。针对这种状况,总结了我国四环素类抗生素（包括四环素、土霉素和金霉素）和微量重金属元素（铜、锌、砷）在畜禽粪便中的残留量及其区域分布特征,并概述了这两类物质在畜禽粪便生物处理过程（堆肥和厌氧消化）中的转化、降解及其影响。畜禽粪便中残留的抗生素和重金属可导致环境中出现耐药菌与抗性基因,是环境与健康领域的又一重大挑战,其影响不容忽视。     

施用猪粪土壤中抗生素的降解、植物有效性及土壤酶活性变化

在土壤中添加不同用量(0、1%、2%和4%)猪粪进行土壤培养和荔枝盆栽试验,研究来自猪粪的抗生素(金霉素、强力霉素)在土壤360 d内的降解动态和土壤酶活性的变化,并探讨不同时间(153 d和210 d)收获的荔枝植株吸收两种抗生素能力变化。结果表明:施用猪粪显著提高土壤两种抗生素含量(P0.05),金霉素和强力霉素在土壤中的半衰期分别为26.84 d和58.89 d;施入猪粪可提高土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。当猪粪施用量为1%和2%时,土壤3种酶活性与金霉素和强力霉素含量为显著正相关(P0.05)。随荔枝生长时间延长,植株金霉素含量显著提高,但与猪粪用量关系不大;植株强力霉素含量随猪粪用量增加而显著提高,但随荔枝生长被生物量稀释而下降。金霉素在植株体内向上转移能力较强(转移系数0.595~0.789),强力霉素则很弱(转移系数0.01)。收获荔枝植株后,根际土壤两种抗生素的累积也与猪粪用量正相关。荔枝为多年生果树,如长期连续大量施用此类禽畜粪肥,可能造成抗生素在果园土壤的累积,荔枝果实存在吸收抗生素、尤其是金霉素的风险。     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险。通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素——盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等)。结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P<0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P>0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险。     

施用含土霉素动物粪便对萝卜吸收土壤中土霉素及其生长的影响

[目的]兽用抗生素被广泛用于畜禽养殖业的疾病预防与促进动物生长,由于动物对抗生素的吸收率较低,抗生素可以母体或代谢产物方式残留于畜禽粪便中,并随畜禽粪便的施用进入农田环境,对农作物生长产生潜在的影响.鉴于此,该研究以作物体内抗生素的积累与作物生长状况为观察指标评估了土壤中土霉素污染对蔬菜作物的影响.[方法]在温室内,选择了砂质土和粘质土等2种土壤,通过使用畜禽粪及添加不同剂量的土霉素（0,2,5,10,25和50 mg/kg）进行了为期7个星期的萝卜生长试验,测定了萝卜地上和地下部分中土霉素含量,观察了萝卜光合作用强度及生物量的变化,模拟研究了由畜禽粪便引入的抗生素对萝卜生长及萝卜对土壤中土霉素的吸收.[结果]萝卜能吸收土壤中的土霉素,其体内土霉素含量随土壤中土霉素污染浓度增加而增加,并随作物生长时间的增加有所下降;萝卜根系中土霉素积累比地上部分明显.砂质土壤中土霉素的生物有效性高于粘质土壤.土壤中土霉素污染水平低于10 mg/kg对萝卜生长影响不明显,但污染水平在25 mg/kg以上时可显著减弱萝卜叶片的光合作用强度,减少根系和地上部分的生物量.[结论]由于抗生素可在蔬菜中的积累,研究认为长期施用含高量抗生素的畜禽粪便可引起人类食用蔬菜的健康风险.     

猪粪便中兽药盐霉素残留的降解动态研究

兽药抗生素在畜禽养殖生产中被大量使用,由于这些药物的大部分会被排入粪便并随粪便作为肥料而随处散播,增加了环境风险.通过实验室模拟不同的环境条件,研究了常用兽药抗生素--盐霉素在畜禽粪便中的降解动态及其影响因素(如药物残留浓度、粪便含水量、微生物及光照等).结果表明,盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解,光降解和化学降解只占很小比例,灭菌组的降解速率明显低于未灭菌组(P＜0.05),而光照对盐霉素的降解速率影响不大(P＞0.05);盐霉素的降解速率随粪便中盐霉素起始浓度增加而降低,表明粪便中降解微生物对盐霉素的浓度敏感;粪便含水量的增加明显加快了盐霉素残留的降解速率,因而在粪便施入农田前,可以通过降低粪便中盐霉素残留浓度或提高粪便含水量等方法加速盐霉素的降解,以降低其对环境土壤和水体的风险.     

农田系统中兽用抗生素的污染及其行为研究进展

抗生素在畜禽生产中的大量使用及其大部分可残留于畜禽粪便中并以有机肥形式进入农田,增加了其对生态环境及农作物生产的危害,加速了抗生素抗性基因的迁移与传播,可对人类和生态系统健康产生深远的影响。兽用抗生素及其代谢产物在土壤环境中能维持很长时间的活性,认识兽用抗生素在农业系统中的残留、迁移规律及其生理毒害作用对全面了解兽用抗生素的环境行为,保障农产品安全具有重要的意义。本文从农田系统中抗生素的来源、土壤中抗生素的残留、植物对抗生素的吸收、抗生素对土壤微生物的影响、土壤对抗生素的吸附及农田系统中抗生素的消解与迁移等方面对农田系统中兽用抗生素污染及其行为的研究进展进行了综述,并探讨了今后需要加强研究的科学问题。     

天津市家庭养殖环境中抗生素污染特征与风险评估

为了解我国农村地区家庭养殖环境中抗生素的污染特征,选取天津市蓟州区20户家庭养殖场为研究对象,采用固相萃取-高效液相色谱-质谱串联法,分析了4大类37种兽用抗生素在畜禽粪污中的污染特征及其对周边农田土壤的影响。结果表明,4大类抗生素在各种环境介质中均有检出,废水中检出率(0~80.0%)>粪便中检出率(0~74.4%)>土壤中检出率(0~35.0%),其中四环素类抗生素检出率高于其余3类抗生素。猪粪中抗生素总浓度的平均值(75.78 mg·kg^-1)分别为鸡粪(5.80 mg·kg^-1)和牛粪(0.26 mg·kg^-1)的13.1倍和291.4倍,猪场废水中抗生素总浓度的平均值(549.85μg·L^-1)是牛场废水总浓度平均值(5.27μg·L^-1)的104.3倍。此外,针对不同类型猪粪中抗生素残留的研究结果显示,肥猪粪(156.59 mg·kg^-1)>仔猪粪(49.38 mg·kg^-1)>母猪粪(23.97 mg·kg^-1)。对养殖场周边土壤研究表明,粪肥施用是土壤中抗生素污染的主要来源,且猪场周边土壤中抗生素污染倍数最高。研究表明,家庭养殖环境介质中抗生素污染非常普遍,其中四环素类抗生素在各环境介质中残留水平均为最高。抗生素的残留对环境产生了一定的生态风险,粪肥的还田利用可增加土壤中抗生素的生态风险,且废水中抗生素风险高于土壤中抗生素风险。     

畜禽粪对抗生素的吸持作用

抗生素是畜禽养殖业中常用的一类兽药,经饲料添加用量大,体内代谢率低,主要通过粪便排出体外。当畜禽粪便在养殖场周边堆放或施入农田后,会对生态环境造成一定的污染危害,而这种影响与畜禽粪对其的吸附强弱密切有关。研究了猪粪和鸡粪对土霉素、泰乐菌素、磺胺二甲嘧啶和恩诺沙星等4种常用抗生素的吸附能力。结果表明,畜禽粪对抗生素的吸附强度因抗生素种类的不同可有很大的变化,吸附强度大小为：土霉素>恩诺沙星>泰乐菌素>磺胺二甲嘧啶;鸡粪对抗生素的吸附强度略高于猪粪;从畜禽粪中分离的胶体物质对抗生素的吸附高于相应的畜禽粪。由此可以推断,当畜禽粪便在养殖场周边堆放或施入农田时,磺胺二甲嘧啶与畜禽粪结合较弱,以可溶态形式流失的风险较大,而土霉素、恩诺沙星和泰乐菌素以可溶态的流失风险较小,但它们也可呈胶体结合态随地表径流流失。     

动物源有机肥对茶树根际土壤酸度及微生物的影响

以腐熟发酵过的猪粪、牛粪、羊粪为材料,采用外源添加处理的方法,探讨不同用量动物粪便对茶树根际土壤酸度、微生物生物量及区系影响,以期为研究茶树根际土壤改良提供依据。结果表明,不同动物粪便处理后,能有效调节茶树根际土壤的酸度;随着处理动物粪便用量的增加,茶树根际土壤的微生物生物量碳、微生物呼吸强度、微生物生物量氮及细菌、放线菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、纤维素分解菌的数量呈现先上升后下降的趋势,而真菌数量则相反;不同动物粪以猪粪用量1.5 kg/m2,牛粪、羊粪用量2.0 kg/m2时对土壤微生物环境的改善程度最佳;不同粪便处理对茶树根际酸度的调节作用及对土壤微生物数量影响最强时,以猪粪最高、羊粪次之、牛粪最低。上述结果表明动物粪便的使用能有效调节茶树根际土壤的酸化,改善土壤微生物生存环境,提高土壤微生物活性。