土壤酶活性对土壤中土霉素的动态响应

采用室内培养试验研究了土霉素（OTC）对土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的影响。结果表明,在整个培养期间,土霉素对土壤过氧化氢酶和土壤磷酸酶活性具有明显的抑制作用;对土壤蔗糖酶和脱氢酶活性在培养前期具有轻微的抑制作用,但培养后期（培养第112 d）具有较强的抑制作用;而对土壤脲酶活性的影响则相反,在培养第1 d,OTC 100 mg/kg处理对脲酶具有显著的刺激作用,以后土霉素对脲酶活性影响不明显。土壤过氧化氢酶和磷酸酶对土霉素污染响应比土壤脲酶、蔗糖酶和脱氢酶更敏感,因而可以表征土壤受土霉素的污染程度。     

Cd、Pb单一及复合污染下土壤酶生态抑制效应及生态修复基准研究

由于土壤酶活性可有效地反映土壤重金属的污染程度,因此,本文通过研究Cd、Pb单一及复合污染对土壤酶（脱氢酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶和蔗糖酶）活性的影响,以期选取合适的土壤酶指标作为Cd、Pb污染的生物标记物,为建立Cd、Pb污染生态修复的基准提供科学依据。研究结果表明,不同的土壤酶活性对Cd、Pb的敏感性各不相同,并且酶活性随土壤重金属浓度增加表现为叠加效应或拮抗效应。Cd、Pb单一及复合污染对脲酶活性抑制作用显著,Cd、Pb复合污染对脲酶活性表现为叠加效应,因此,脲酶可作为土壤Cd、Pb污染的生物标记物。通过半数生态剂量模型研究发现：Cd、Pb污染下,50%脲酶活性受抑制的毒性阈值分别为2273和2703;Cd污染土壤的生态修复基准值为1.33mg·kg-1,Pb污染土壤的生态修复基准值为106mg·kg-1。     

铜和强力霉素复合污染对土壤微生物与酶活性的影响

当前土壤环境中重金属和抗生素的广泛共存及二者复合存在所诱导出的细菌抗性,与单一物质的污染相比,均能够加剧对土壤质量和作物安全的破坏。在在实验室模拟培养条件下,向土壤中加入不同浓度的重金属(铜)和抗生素(强力霉素),探讨抗生素和重金属复合污染对土壤微生物呼吸、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性和四环素抗性基因的丰度等土壤微生物指标的影响。结果显示,在整个培养期(30 d)内,铜和强力霉素单一及复合污染均会显著抑制土壤微生物呼吸强度,对脲酶活性主要表现为促进作用,对蔗糖酶、过氧化氢酶活性主要为抑制作用,对过氧化氢酶活性的抑制强度明显大于蔗糖酶。综合而言,铜和强力霉素的复合污染相对于单一污染对上述微生物指标的影响较大,强力霉素的加入可以促进铜对微生物呼吸或酶活性的初始影响。此外,该研究还表明添加为400mg·kg~(–1)铜可以提高强力霉素在土壤培养中后期诱导的抗性基因相对丰度的能力水平。本研究从微生物角度定量探讨铜与强力霉素单一及复合污染对土壤微生物指标的影响程度,以期为重金属与抗生素协同污染的土壤构建微生物预警体系,并为土壤修复和风险评估工作提供理论依据。     

施磷对吊兰修复镉污染土壤及土壤酶活性的影响

选用吊兰进行室内盆栽,研究在Cd污染土壤中,施用不同剂量磷肥对吊兰生理指标、土壤酶活性等的影响,为合理施用磷肥,提高Cd污染土壤的植物修复效果提供参考依据。结果表明:吊兰在100mg/kg的Cd污染土壤中能正常生长,施P对吊兰的叶绿素、细胞膜透性、抗氧化酶活性影响显著(p0.01),表现为低浓度促进,高浓度抑制作用。当施磷量为200mg/kg时,叶绿素含量、CAT酶活性最大,外渗电导率和MDA含量最低,POD酶活性开始上升,说明施磷能使吊兰的细胞膜受害程度最低,抗氧化作用增强。同时,施P有利于改善Cd污染土壤的酶系统,对过氧化氢酶、脲酶的活性表现为低浓度促进、高浓度抑制,对蔗糖酶的活性表现相反,对磷酸酶的活性表现抑制作用;且200mg/kg的磷处理时,过氧化氢酶、脲酶的活性最高,蔗糖酶的活性最低。4种土壤酶活性均与P浓度呈高度相关性(p0.05),相关性为脲酶过氧化氢酶蔗糖酶磷酸酶。     

MTBE和Cd复合作用对土壤酶活性和小麦吸收重金属的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0,5,10,50,100,200,300,400,500mg/kg)的MTBE和相同浓度系列MTBE与Cd(5 mg/kg)复合作用对土壤酶活性的影响以及复合作用对小麦吸收重金属的影响.结果表明:MTBE作用下土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性表现出先增高后降低的趋势,在MTBE浓度为50mg/kg时,3种土壤酶活性达到最高值,与对照相比分别提高了14.7％,4.2％,10.1％;复合作用下3种土壤酶活性表现出先降低然后升高再降低的趋势,在MTBE浓度为10mg/kg时与对照相比分别降低了17.2％,8.7％,14.0％;在MTBE浓度为50 mg/kg时,可以缓解重金属对3种土壤酶活性的抑制作用,但酶活性仍低于空白组;在MTBE浓度为200,300,400,500mg/kg时,2种物质的复合作用抑制了3种酶的活性;复合作用对土壤酶活性的抑制比MTBE作用要明显;复合作用下小麦中重金属含量表现出增高的趋势,这说明MTBE增加了Cd的可迁移性,从而使土壤中的Cd含量降低.     

三氯生与镉单一及复合污染对土壤呼吸和酶活性的影响

为了解典型药品和个人护理品(PPCPs)——三氯生与镉复合污染的生态效应,采用室内培养实验和联合毒性预测模型,首次评价了三氯生与镉单一及复合污染对土壤呼吸及参与土壤碳氮循环的相关酶活性的生态毒性。结果表明:三氯生与镉单一及复合污染对土壤呼吸呈现激活—抑制—激活的生态效应;刺激了蛋白酶活性,激活率先降低后升高,56 d时达到最大。整个实验期间均抑制了蔗糖酶活性,镉(10.0 mg kg-1)单一污染培养14 d抑制率达到最大值(81%),三氯生单一胁迫呈现负的剂量效应关系,两者复合污染无显著的剂量效应关系。联合效应评价模型预测表明,相比三氯生或镉单一污染,两者的复合胁迫对土壤呼吸呈现随时间变化的拮抗—协同—加和效应,对土壤蛋白酶呈现协同—加和—协同的联合效应,而对土壤蔗糖酶活性则主要为协同效应。     

乐果与Cd2＋复合污染对土壤微生物生态效应研究

土壤微生物数量及土壤酶活性是描述土壤的重要生物学指标。在实验室控制条件下,研究了农药乐果、Cd2＋单一污染及乐果与Cd2＋复合污染对土壤3大类群微生物数量和主要土壤酶活性的影响。结果表明,Cd2＋和乐果复合处理对土壤中微生物生长存在着明显的拮抗作用,复合抑制效应顺序为放线菌〉真菌〉细菌;而对土壤酶活性均有明显的协同作用,复合抑制效应顺序为蛋白酶〉蔗糖酶〉脲酶。单一污染时,100mg·kg-1乐果的处理可不同程度地抑制这些生物学指标,其中对土壤微生物数量的抑制效应顺序为真菌〉放线菌〉细菌,对土壤酶活性的抑制效应顺序与乐果和Cd2＋复合污染顺序一致;50mg·kg-1浓度的乐果对这些指标几乎无影响。     

三种抗生素与铜复合污染对土壤过氧化氢酶活性的影响

为分析抗生素与重金属单一及复合污染对土壤过氧化氢酶活性的影响,以三种兽用抗生素恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)、土霉素(Oxytetracycline,OTC)、磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine,SM2)和重金属铜(Cu)为目标污染物,采用高锰酸钾滴定法,研究其对土壤中过氧化氢酶活性的影响。结果表明,单一污染下,中低浓度的ENR各处理对酶活性有一定激活作用,最大激活率为5.52%;OTC处理组随着污染物浓度的增加,对酶活性的抑制作用增大,抑制率最大为8.36%;SM2处理初期,中低浓度处理组对酶有激活作用,最大激活率为7.46%,处理21 d,高浓度处理组对酶活性有显著促进作用,激活率为1.71%。Cu在第28 d时对过氧化氢酶活性表现为抑制。复合污染下,ENR与Cu复合污染组对过氧化氢酶活性的影响随污染浓度增加先抑制后激活;OTC与Cu处理第7 d,各浓度组与对照差异均不显著,14 d后,高浓度组产生抑制作用,抑制率最高为3.58%;SM2与Cu高浓度处理组在第7 d对土壤过氧化氢酶活性表现为明显激活作用,激活率高达10.00%,14 d后转为抑制作用,28 d时抑制率最高为4.49%。研究表明,单一污染下,抗生素对土壤过氧化氢酶的影响与其类型、暴露浓度以及暴露时间有关。复合污染下,抗生素和Cu的交互作用存在差异,表现为拮抗和协同两种作用,不仅与抗生素种类、复合污染浓度比例、暴露时间有关,还与抗生素和Cu配位反应产生复合物的比例有关。     

重金属镉、铜、镍复合污染对土壤酶活性的影响

采用回归正交设计方案，研究了Cd、Cu、Ni复合污染对6种土壤酶（脲酶、转化酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶）活性的影响。结果表明：6种土壤酶活性与Cd，Cu，Ni复合污染之间均呈显著或极显著的相关关系，但Cd，Cu，Ni复合污染对各种土壤酶活性的影响存在着明显差异。在复合效应影响中，重金属对土壤酶活性的抑制效应顺序为：Cd〉Cu〉Ni，Cd，Cu对土壤酶的活性多表现为抑制作用，而Ni多表现为激活作用，Cd，Cu，Ni对磷酸酶均表现出一定的激活效应。Cd，Cu，Ni复合污染对脲酶和脱氢酶具有相当大的毒性。因而认为脲酶、脱氢酶活性可作为指示土壤Cd，Cu，Ni复合污染程度的主要预警指标。     

不同土层土壤酶活性对重金属汞和镉胁迫的响应

通过室内模拟重金属污染土壤,研究了不同浓度Hg、Cd单一胁迫及Hg＋Cd复合胁迫对不同土层（0-20cm和20-40cm）土壤脲酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响。结果表明,不同土壤酶对Hg和Cd胁迫的响应并不一致,Hg对土壤脲酶和转化酶的影响较大,Cd对过氧化氢酶的作用更显著。转化酶对Hg、Cd胁迫的响应因处理浓度不同而表现为抑制或激活作用。相关分析显示,脲酶活性可作为土壤Hg及Hg＋Cd污染程度的生化监测指标;而过氧化氢酶活性可以作为Cd污染的指标。同一重金属浓度胁迫下,0—20cm土层的土壤酶活性明显高于20～40cm土层的土壤酶活性。Hg、Cd胁迫对0～20cm土壤脲酶和过氧化氢酶的抑制作用小于20～40cm相应土壤酶活性,高浓度Hg和低浓度Cd对0—20cm土壤转化酶表现为抑制作用,而对20-40cm土壤转化酶却表现为激活作用。     

铅对两个红壤中酶活性的影响

Enzyme activities have the potential to indicate biological functioning of soils. In this study, soil urease, dehydrogenase, acid phosphatase and invertase activities and fluorescein diacetate（FDA） hydrolysis were measured in two red soils spiked with Pb^2＋ ranging from 0 to 2 400 mg kg^-1 to relate the enzyme activity values to both plant growth and the levels of available and total Pb^2＋ concentrations in soils, and to examine the potential use of soil enzymes to assess the degrees of Pb contamination. Soil samples were taken for enzyme activities assaying during 3 month’s incubation and then after planting of celery（Apium graveolens L.） and Chinese cabbage（Brassica chinensis L.）. Enzyme activities in the red soil derived from arenaceous rock（RAR） were generally lower than those in the red soil developed on Quaternary red earths（REQ）. At high Pb^2＋ loadings, in both incubation and greenhouse studies, urease activity and FDA hydrolysis were significantly inhibited. But there were no significant relationships between soil dehydrogenase, acid phosphatase or invertase activity and soil Pb^2＋ loadings in both RAR and REQ soils. The growth of celery and Chinese cabbage increased soil urease activity and FDA hydrolysis, but had minimal effect on dehydrogenase and invertase activities. There were positive correlations between celery biomass and soil urease activity and FDA hydrolysis. These results demonstrate that urease activity and FDA hydrolysis are more sensitive to Pb^2＋ than acid phosphatase, dehydrogenase and invertase activities in the RAR and REQ soils.     

砂姜黑土中重金属Cu、Cd、Zn形态分布与土壤酶活性研究

采用小麦农田取样,对土壤中的重金属运用连续提取方法,研究了皖北砂姜黑土中Cu、Cd、Zn的化学形态特征及其与四种土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶)活性间的关系。结果表明:在砂姜黑土中,残留态Cu、Cd、Zn在总量中所占比例很高,交换态、有机态、碳酸盐结合态含量明显低于残留态。在三种元素中,Zn的化学形态变化趋势最为一致,表现为残留态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>有机态>交换态;砂姜黑土中交换态Cu、Cd、Zn对脲酶活性有显著抑制作用,有机态Cu、Cd、Zn对过氧化氢酶表现为一定程度的促进作用。因此,在砂姜黑土壤中,把交换态Cu、Cd、Zn和脲酶以及中性磷酸酶的活性共同作为评价土壤Cu、Cd、Zn污染程度的主要生化指标是可行的。     

不同配肥方案对塿土酶活性和小麦产量的影响

以塿土为研究对象,探讨不同有机无机肥料配比对土壤酶活性和作物产量的影响。结果表明,不同有机无机肥料配比条件下,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的动态变化特征没有明显改变;但对蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的影响显著,显著影响小麦干物质量和子粒产量。2/3CN+3/5OM处理蔗糖酶活性最高,达29.51 mg/g,分别比3/3CN、3/3CN+1/5OM、1/3CN+5/5OM和5/5OM处理提高33%、32%、89%和146%;2/3CN+3/5OM处理脲酶活性最高为0.75 mg/g,与其余处理差异达显著水平。2/3CN+3/5OM处理碱性磷酸酶活性则与其它处理差异不显著;但小麦子粒产量为5.7 t/hm2,比其它处理分别提高22%、18%、27%和45%。     

长期施肥及不同施肥条件下秸秆覆盖、灌水对土壤酶和养分的影响

以陕西省合阳县的28年定位试验为依托,通过主成分分析和聚类分析,研究了施肥及不同施肥条件下秸秆覆盖、灌水对土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性和土壤养分含量的影响。结果表明,NP肥施用对土壤脲酶无显著影响,而使磷酸酶、转化酶活性分别较对照提高119.6%和22.0%,NP有机肥(NPM肥)使脲酶、磷酸酶、转化酶活性分别较对照提高53.2%、130.8%和60.6%,NPM肥的作用大于NP肥;秸秆覆盖和灌水对脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响因施肥条件不同而表现不同;NP肥能提高土壤速效氮、速效磷和全氮含量,NP肥施用基础上灌水能提高土壤有机质、碱解氮和速效磷含量,NPM肥施量、NP肥及NPM肥施用基础上秸秆覆盖均能显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量,其中速效磷的提高幅度最大,NPM肥较对照提高64.4mg/kg,NPM肥基础上秸秆覆盖使速效磷含量较施用NPM肥提高44.0mg/kg,施肥、秸秆覆盖和灌水对土壤全钾含量和过氧化氢酶活性影响总体上不显著。主成分分析和聚类分析表明,NPM肥和NPM肥结合灌水更有利于土壤养分和酶活性综合因子的提高,提高土壤肥力;秸秆覆盖有利于提高土壤养分,不利于酶活性综合因子的提高;灌水的影响较小。生产上应注意大量秸秆覆盖对土壤酶活性的不利影响。     

长期施肥对黑土酶活性和微生物呼吸的影响

以农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站28年长期定位试验为平台,研究了长期施用不同肥料对黑土酶活性及微生物呼吸强度的影响。结果表明,长期不同施肥处理后黑土过氧化氢酶、转化酶和脲酶的活性均产生较大的差异,有机无机肥料配合施用处理的土壤中脲酶和转化酶活性显著地高于单施化肥、有机肥和不施肥处理,施肥对土壤过氧化氢酶具有一定的抑制作用。相同施肥条件下0~20 cm土层土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶的活性均高于20~40 cm土层酶活性。此外,施肥对土壤真菌、细菌的呼吸都有一定的抑制作用。