Hg的土壤酶效应初步研究

采用土壤酶对汞生态毒性进行研究,在理论和实践上具有重要意义。通过室内模拟试验,针对我国几种主要类型土壤(黄褐土、风沙土、塿土和红壤)中影响土壤碳、氮、磷物质循环和微生物活性的土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶与Hg的关系进行了探讨。结果表明,Hg抑制土壤碱性磷酸酶、转化酶活性,但规律性不明显;土壤脲酶低浓度时激活,高浓度抑制;土壤脱氢酶和总体酶活性受到抑制。Hg浓度与脲酶、脱氢酶、总体酶活性间达显著或极显著负相关关系,揭示出其在一定程度上可表征土壤Hg污染的程度,其中尤以总体酶活性结果最优;计算Hg轻微污染时的ED10值0.0005～0.59mg·kg-1。土壤有机质和pH对二者关系具有重要影响。     

基于土壤酶的酚酸类化感物质效应研究

旨在准确评价化感物质环境效应,为科学决策秸秆还田措施提供依据。采用室内模拟方法,较为系统地研究3种典型化感物质(阿魏酸、对羟基苯甲酸、香豆素)对催化土壤碳、氮、磷、硫物质循环及微生物活性的6种土壤酶活性的影响。结果表明,有机质质量分数高的土壤酶活性较高;不同土壤酶对化感物质的响应不同,其中,转化酶、脲酶、磷酸酶、FDA水解酶活性随化感物质质量分数增加呈波动性变化,且多数处理间差异不显著,表明在供试质量分数范围内,3种化感物质对上述4种酶类的急性毒性效应未表现出规律性响应;化感物质抑制土壤脱氢酶活性,采用U=A+B×C和U=A/(1+B×C)模型可较好拟合二者关系,除加入香豆素的2号土样外,其他处理间均呈极显著负相关,表明土壤脱氢酶对化感物质表现为敏感的抑制作用;阿魏酸则显著激活土壤芳基硫酸酯酶活性,二者呈极显著正相关,表明芳基硫酸酯酶对阿魏酸较敏感;根据值最小最敏感的原则得出供试土壤化感物质临界值为24.63mg·kg-1。阿魏酸可激活土壤总体酶活性,对羟基苯甲酸表现为抑制,而香豆素则呈波动性变化。土壤脱氢酶是对化感物质较为敏感的土壤酶类,其他酶类的变化受化感物质类型、质量分数及土壤性质的影响,具体有待深入探讨。     

Cr3+的土壤酶效应研究

【目的】研究Cr3+对土壤酶活性的影响,为建立土壤重金属铬污染评价的酶学指标提供依据。【方法】以我国常见的红壤(酸性土壤)及褐土和风沙土(碱性土壤)为供试土样,采用室内模拟方法,在供试土样中添加0,50,100,300,500,1 000,1 500,3 000mg/kg Cr3+,研究不同Cr3+含量下土壤脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化氢酶、脱氢酶和总体酶活性的变化规律。【结果】Cr3+显著或极显著地抑制了土壤脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,且均为完全抑制作用(包括竞争性抑制和非竞争性抑制),供试土样中Cr3+轻度污染时的生态剂量(ED10)为25mg/kg;酸性土壤中脲酶、芳基硫酸酯酶和过氧化氢酶对Cr3+的毒害反应更敏感,碱性土壤中磷酸酶和脱氢酶的反应更敏感。【结论】土壤脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性及总体酶活性均可用来表征土壤Cr3+污染程度的大小;土壤pH、有机质含量对土壤酶与Cr3+的关系具有重要影响。     

草甘膦对土壤微生物量及呼吸强度的影响

以中国褐土、黄绵土、风沙土和红壤4类土壤共10个土样为材料,较为系统地研究了草甘膦对土壤微生物量、土壤呼吸及代谢墒的影响。结果表明,在碱性土壤中,草甘膦对微生物碳和微生物氮有一定的抑制作用;在酸性土壤中,草甘膦对微生物碳和微生物氮有一定的激活作用。这揭示出土壤性质对草甘膦的毒性有重要影响,特别是pH。草甘膦对土壤呼吸有轻微激活作用,但土壤代谢熵明显增加,不利于土壤微生物的生长,从而影响土壤品质。碱性和酸性土壤受草甘膦轻度和中度污染的临界质量分数分别为43.8和219.2mg/kg及58.2和291.0 mg/kg。     

土壤吸附草甘膦的热力学研究

[目的]为草甘膦的环境污染防治提供理论依据。[方法]研究了在298、303、308K温度下草甘膦的吸附平衡时间和吸附等温线的测定。[结果]草甘膦在水-土两相中分配6 h内达到平衡。Freundlich吸附等温线拟合得到的相关系数均大于Langmuir吸附等温线拟合得到的相关系数,适合描述草甘膦在土壤中的吸附行为。土壤吸附草甘膦的吸附过程是吸热吸附,温度升高有利于吸附。吸附过程是自发吸附过程,随着温度的升高,吸附过程自发趋势增大,但变化较小。吸附过程是熵增加过程。温度低时,土壤对草甘膦的吸附量小,土壤表面的混乱程度较大;温度高时,土壤对草甘膦的吸附量较大,土壤表面的混乱度较小。[结论]土壤吸附草甘膦的过程是一种自发吸热的吸附过程。     

草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响

为探究草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响,以转基因抗草甘膦大豆呼交06-698为材料,采用田间试验方法,研究了1.2、2.4、3.6 kg·hm^-2草甘膦对大豆田土壤氮（N）、磷（P）、钾（K）及其功能酶活性的影响。2年试验结果均表明,在草甘膦2.4 kg·hm^-2和3.6 kg·hm^-2用量下,大豆田土壤碱解氮含量、速效磷含量、脲酶、纤维素酶、磷酸酶和根瘤固氮酶活性显著降低,降低峰值分别为10.57%、11.30%、67.66%、40.62%、45.88%和74.49%,过氧化氢酶活性显著升高,2年间的升高峰值为131.93%,速效钾含量不受草甘膦影响。这种影响随草甘膦施用后时间延长而逐步恢复正常,长时间不会对土壤养分及其功能酶活性带来不利影响。通过主成分与综合评价方法分析,草甘膦用量为2.4和3.6 kg·hm^-2时,以土壤N、P、K养分及其功能酶活性为主成分的土壤质量均高于CK。研究结果可为农田生态系统可持续利用和转基因抗草甘膦大豆商业化种植提供理论依据。     

草甘膦在土壤中的残留动态研究

利用分光光度法测定了晴天和人工模拟降雨2种情况下草甘膦在土壤中的残留量，分析了草甘膦在土壤中的残留动态。结果表明，草甘膦在施入土壤后可迅速降解．施药后6d基本降解完毕。人工模拟降雨对草甘膦在土壤中的降解有明显影响，雨天环境下草甘膦降解得更快。     

杀虫双对土壤酶活性影响的研究

采用模拟方法探讨了杀虫双污染土壤酶活性的变化规律。结果表明 ,杀虫双对土壤脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶具有明显的抑制作用 ,在低浓度时酶活性抑制幅度较大 ,高浓度时抑制幅度较小。土壤酶活性的生态剂量 ED50 结果发现 ,土壤脲酶活性的 ED50 值最小 ,反映出脲酶对杀虫双反应最敏感 ,建议采用土壤脲酶活性作为土壤杀虫双污染程度的监测指标 ;此外获得了土壤中杀虫双污染浓度的 ED50 值 :土娄土和红壤分别为 1.30 1和0 .5 2 6 g/ kg。转化酶活性表现出在杀虫双低浓度时激活 ,在高浓度时抑制的变化规律。     

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.     

除草剂草甘膦和氯磺隆对植物毒性效应的研究进展

为了研究除草剂草甘膦和氯磺隆对作物的生态毒性效应,在概述2种除草剂的性质、作用机制以及使用现状的基础上,就其在土壤环境的残留对植物尤其是农作物生长过程中根长、芽长、光合作用、氧化损伤、矿物质元素、植物激素、代谢物以及代谢途径变化等影响的研究进展进行了综述,2种除草剂结构性质不同、作用机制各异,对植物的根长、芽长、光合作用、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性、矿物质元素及植物激素均有抑制作用,亦对2种除草剂导致植物代谢物和代谢途径变化的异同进行了比较。同时,就目前研究中出现的问题提出建议和展望,以期为这2类除草剂的生态毒性效应研究提供一定的参考依据。     

氧化乐果对土壤酶活性的影响

 【目的】氧化乐果是当今世界农业生产上施用的主要农药之一,为粮食增产提供了重要保障。但大量施用带来的环境污染、农产品品质降低等问题愈来愈受到人们的关注,因此开展其土壤生态毒理效应研究在理论和实践上具有重要意义。【方法】采用室内模拟方法,分析了不同氧化乐果污染浓度（0.0、0.5、1.0、5.0、10.0 g a.i.•kg-1）下,土壤中影响碳、氮、磷循环的三大水解酶（转化酶、脲酶和碱性磷酸酶）活性。【结果】氧化乐果可显著抑制土壤脲酶活性,关系达到显著或极著负相关;土壤脲酶活性可作为监测土壤污染程度的指标之一;模型U=A/(1+B×C)的较好拟合揭示出氧化乐果对土壤脲酶机理为完全抑制作用;从土壤脲酶角度计算获得土壤受氧化乐果轻微、中度和严重污染的临界含量分别为0.32、2.88和11.43 g a.i.•kg-1;而在供试氧化乐果浓度下,转化酶和碱性磷酸酶的最大变幅分别不超过18.61%和8.36%,揭示出转化酶和碱性磷酸酶对氧化乐果不敏感。【结论】在表征土壤氧化乐果的污染程度方面土壤脲酶最适;土壤酶与农药之间关系受到酶种类、农药品种、土壤性质等因素的影响。     

草甘膦对稻田土壤酶活力与土壤呼吸强度的影响

为探讨除草剂草甘磷对水稻田土壤微生物的影响,在室内模拟田间环境条件,对士壤施用不同浓度的草甘磷(0.000、0.006、0.058、0.567、5.321 μg/g干土),测定不同时间内土壤微生物呼吸强度和土壤酶活性的变化规律.结果表明:草甘磷对蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性在一定时间内有很强的抑制作用;草甘膦对脲酶...     

铜与草甘膦单一污染和复合污染对水稻土酶活性的影响

通过实验室培养试验,研究了铜与草甘膦单一污染和复合污染对水稻土中淀粉酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,铜与草甘膦单一和复合污染对土壤中4种酶活性的影响效果明显不同.当铜单一污染时,抑制淀粉酶、脲酶、磷酸酶的活性,对过氧化氢酶活性的影响是低浓度激活高浓度抑制;而草甘膦单一污染时,对4种酶活性的影响是:激活淀粉酶和脲酶,抑制过氧化氢酶,对磷酸酶活性的影响则是低浓度激活高浓度抑制.铜和草甘膦复合污染,显著改变了铜或草甘磷单一污染对土壤酶的毒性效应.即复合污染对过氧化氢酶的毒性大于单一污染;对淀粉酶、脲酶和磷酸酶的毒性,小于铜单一污染,但大于草甘磷.方差分析结果表明,不同铜浓度间和不同草甘膦浓度间4种酶活性差异均达到极显著水平(P<0.01);铜和草甘膦互作浓度间,淀粉酶和脲酶活性差异分别达到了显著水平和极显著水平,其他2种酶活性差异不显著.     

草甘膦N-乙酰转移酶反应动力学研究

草甘膦N-乙酰转移酶(glyphosate N-acetytransferase,GAT)是一种能够通过转乙酰基的反应将草甘膦代谢为低毒物质乙酰草甘膦的酶,在抗除草剂转基因作物中具有潜在的应用价值。通过将地衣芽孢杆菌Ba-cillus licheniformis(Weigmann)Chester AB 94036中的草甘膦N-乙酰转移酶(glyphosate N-acetyltransferase,GAT)基因克隆到大肠杆菌中,获得含有重组质粒pGEX 6p-1-gat的重组菌株。对重组菌株进行诱导表达,经过GST亲和层析纯化,获得约17 ku的目的蛋白。通过酶标仪和连续分光光度分析法,对GAT蛋白进行了酶反应动力学测定。研究表明GAT的催化常数kcat为6.420 min-1,米氏常数KM为1.162 mmol/L,由此得出其催化效率kcat/KM为5.52 L/(mmol.min)。     

草甘膦在土壤中的残留动态研究

利用分光光度法测定了晴天和人工模拟降雨2种情况下草甘膦在土壤中的残留量,分析了草甘膦在土壤中的残留动态。结果表明,草甘膦在施入土壤后可迅速降解,施药后6 d基本降解完毕。人工模拟降雨对草甘膦在土壤中的降解有明显影响,雨天环境下草甘膦降解得更快。     

草甘膦胁迫对马唐抗氧化酶系及丙二醛含量的影响研究

研究了在不同浓度草甘膦胁迫下,马唐(Digitaria sanguinalis L.)体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等3种抗氧化酶活性及其丙二醛(MDA)含量随时间的变化情况。结果表明:马唐在草甘膦胁迫初期,3种酶活性和MDA含量较对照值有所提高;草甘膦处理6 d后,各指标均达到最高值;第9天后,各指标开始下降;至第12天后,450、900和1 800 g/hm2草甘膦处理马唐的SOD、POD、CAT活性及MDA含量均降至对照水平。这表明草甘膦对马唐的伤害在经过一定时间的生长发育后可恢复,说明马唐对草甘膦较易产生抗药性。     

土壤酶活性对洛克沙胂残留的生物响应

采用室内模拟试验的方法,研究了外源洛克沙胂对土壤中性磷酸酶、过氧化氢、脲酶活性的影响。结果表明:洛克沙胂对几种土壤酶均表现出不同程度的抑制作用,且随浓度的增加作用程度加剧。在整个培养期内对各种酶的抑制率呈现上升-降低的趋势,在第10天达到峰值,中性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶分别最高可达54.71%,33.92%和13.81%。。以ED10来表征土壤酶对洛克沙胂的敏感程度由强到弱依次是中性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶,第10天分别为18.83mg.kg-1、48.31mg.kg-1和185.2mg.kg-1。利用指数负增长模型对酶活性的抑制率和时间进行拟合,得出洛克沙胂对土壤酶的毒性影响时间随浓度增大而延长,且同浓度毒性影响时间最长为中性磷酸酶,长达188.4d,过氧化氢酶和脲酶次之。     

6种植物生长调节剂对草甘膦生物活性的影响

空心莲子草经草甘膦分别与6种植物生长调节剂混合处理后测定对植株的抑制作用。草甘膦(300mg·L-1)药液中加入乙烯利、丁酰肼、赤霉素后,对植株地上部分鲜重抑制率提高了9.6%～22.8%个百分点,根茎抑制率提高了3.7%～11.4%。芸苔素内酯、萘乙酸和多效唑不同程度地降低了草甘膦的生物活性。空心莲子草幼苗经乙烯利(100mg·L-1)、赤霉素(500mg·L-1)处理后30d,基芽数分别增加了2.2和3.2个,是对照增加数的1.5和2.1倍。结果表明,乙烯利、丁酰肼、赤霉素提高了草甘膦对空心莲子草的控制效果,促进了草甘膦向根茎的传导。