施用螯合剂对重金属污染土壤酶活性和呼吸强度的影响

[目的]研究不同螯合剂对重金属污染土壤酶和呼吸强度的影响。[方法]在盆栽油菜的土壤中添加螯合剂,测定土壤pH值、土壤脲酶、过氧化氢酶活性以及土壤呼吸强度。[结果]施用螯合剂EDTA、DTPA和柠檬酸刺激了土壤过氧化氢酶、土壤脲酶活性。土壤中施入螯合剂后,土壤呼吸强度降低,尤其是在施入初期降低作用最为明显。螯合剂DTPA和柠檬酸施入初期、2周时,土壤pH值降低,随处理浓度的增加pH值降低更为明显,而螯合剂EDTA处理则相反。[结论]在重金属污染土壤上以施用螯合剂EDTA、DTPA为好。     

土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg^-1,然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统（TCS）和磷酸转移酶系统（PTS）总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

重金属和酞酸酯复合污染对土壤酶活性的影响

探讨了重金属与酞酸酯复合污染对脲酶和过氧化氢酶活性的影响,旨在为研究利用土壤酶活性评价土壤重金属复合污染的可行性提供科学支撑,以土壤环境中的2类典型污染物:重金属(Cd、Zn、Pb)和酞酸酯(DMP、DnBP、DEHP)为研究对象,采用均匀试验设计,通过室内试验的方法,观察6种不同性质的无机与有机污染(Cd、Pb、Zn、DEHP、DMP、DnBP)复合污染。影响土壤脲酶活性的主要因子依次为:Cd>DnBP×DMP>Pb×DMP>DMP×Zn>DnBP>Zn;影响过氧化氢酶活性的主要因子依次为:Cd>Pb>DMP×Zn>DnBP×Pb>DMP>Zn。复合投加2类污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降,重金属和酞酸酯复合污染与污染物的浓度密切相关,但脲酶活性较过氧化氢更为敏感。     

重金属和酞酸酯复合污染对土壤酶活性的影响

探讨了重金属与酞酸酯复合污染对脲酶和过氧化氢酶活性的影响,旨在为研究利用土壤酶活性评价土壤重金属复合污染的可行性提供科学支撑,以土壤环境中的2类典型污染物:重金属(Cd、Zn、Pb)和酞酸酯(DMP、DnBP、DEHP)为研究对象,采用均匀试验设计,通过室内试验的方法,观察6种不同性质的无机与有机污染(Cd、Pb、Zn、DEHP、DMP、DnBP)复合污染。影响土壤脲酶活性的主要因子依次为:Cd>DnBP×DMP>Pb×DMP>DMP×Zn>DnBP>Zn;影响过氧化氢酶活性的主要因子依次为:Cd>Pb>DMP×Zn>DnBP×Pb>DMP>Zn。复合投加2类污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降,重金属和酞酸酯复合污染与污染物的浓度密切相关,但脲酶活性较过氧化氢更为敏感。     

铜和丁草胺污染对土壤呼吸强度的影响

[目的]探讨重金属铜（Cu）与丁草胺复合污染影响土壤呼吸的交互作用以及复合污染和单一污染对土壤呼吸的影响。[方法]通过24 h室内密闭培养碱液吸收法测定土壤呼吸强度,采用2因素4水平（丁草胺质量浓度为0、10、100、200 mg/kg;重金属质量浓度为30、60、100、160mg/kg）的完全组合试验方案设计,共16个处理。[结果]重金属Cu和丁草胺对土壤呼吸强度的影响,在培养期随污染物浓度的变化而变化,铜离子浓度在0～100 mg/kg时,土壤微生物的呼吸强度在碳源丁草胺存在情况下逐渐增加。高浓度Cu离子存在时,土壤呼吸强度变化主要取决于Cu离子的毒性作用,CO_2释放量明显低于对照。[结论]重金属Cu与丁草胺复合污染对土壤呼吸强度影响表现出拮抗效应,Cu离子浓度较高时,复合污染对土壤呼吸变化主要取决于Cu离子。     

耕作措施对东北黑土微生物呼吸的影响

【目的】利用东北黑土13年保护性耕作定位试验,研究耕作措施（免耕和秋翻处理）对土壤微生物的影响,从土壤微生物角度分析免耕是否有利于土壤有机碳（SOC）的固定,为合理评价农田黑土碳“源”与“汇”功能提供科学依据。【方法】以连作玉米为研究对象,采用单因素随机区组设计,耕作处理包括免耕和秋翻。免耕除播种外不扰动土壤,秸秆覆盖地表。秋翻处理的田间管理包括人工除草、中耕起垄和秋翻,秋翻时将秸秆翻于地表之下。土壤微生物呼吸速率通过PVC环在野外采用动态气室法（Li-Cor8100）直接测定（去除植物根系）,定期监测土壤微生物呼吸速率的季节变化,并在土壤微生物呼吸速率最高的季节取样分析不同处理土壤微生物量碳和数量特征。【结果】生长季节内免耕和秋翻处理下土壤微生物呼吸速率分别为0.42-3.35和0.48-3.24 μmolCO₂·m^-2·s^-1,两处理平均值差异不显著（8.8%）,但土壤累积CO₂-C释放量免耕比秋翻高10.0%（2012）和4.3%（2013）（P＜0.05）。免耕显著地增加0-5 cm表层土壤细菌、真菌和放线菌的数量,分别比秋翻高125.7%、112.4%和53.3%;还显著地增加了其他土层的真菌数量,分别为105.3%（5-10 cm）,159.4%（10-20 cm）和114.7%（20-30 cm）。耕作处理影响土壤温度,主要体现在春季,秋翻（0-5 cm,5-10 cm）春季（6月）土壤温度比免耕分别高2.8%和5.8%。土壤微生物呼吸速率表现出显著的季节变化规律,与土壤温度具有相似的动态变化,夏季（7、8月份）最高,秋季较低。尽管耕作处理没有明显地影响土壤微生物呼吸速率的季节动态格局,但秋翻的土壤微生物呼吸最高值比免耕晚半个月。土壤微生物呼吸速率随土壤温度（5 cm和10 cm）呈指数型增长,10 cm处的回归模型明显好于5 cm。耕作处理只改变了5 cm的Q₁₀值,免耕比秋翻高10.8%。土壤微生物呼吸速率与土壤温度、水分混合回归模型能更好地反应其变化规律,解释土壤微生物呼吸速率变异的65%（秋翻）和81%（免耕）。【结论】免耕增加了表层（0-5 cm）的SOC含量,从而使得该土层的土壤微生物量碳和活性增加,但是由于免耕处理增加0-30 cm 土层SOC含量的加权平均值,因此相对于传统的耕作措施（秋翻）,免耕有利于SOC含量的增加。     

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。     

重金属污染对土壤酶活性的影响

[目的]探求表征土壤重金属污染的主要指示酶,为重金属污染土壤环境质量评价提供理论依据。[方法]以东北黑土为主要研究对象,采用实验室模拟试验,研究不同浓度重金属Cu、Zn、Pb、Cd单因素污染对土壤中过氧化氢酶、脲酶、转化酶、蛋白酶和脱氢酶活性及微生物群落的影响。[结果]土壤脲酶活性与重金属的污染程度呈良好的负相关关系,土壤过氧化氢酶活性对Cu、Zn含量的增加表现较敏感,土壤转化酶活性对Cu非常敏感。[结论]土壤脲酶活性最适于作为土壤重金属污染的敏感指标。     

生物有机肥对连作西瓜土壤酶活性和呼吸强度的影响

研究了生物有机肥对连作西瓜土壤酶和呼吸强度的影响,结果表明:施用生物有机肥对土壤酶影响不同,施肥处理2周时土壤过氧化氢酶活性均比对照低,刺激了土壤脲酶活性,有机肥处理提高了土壤呼吸强度,但随处理时间的延长,并不能长期维持下去,土壤脲酶活性和呼吸强度都有下降趋势,有机肥V施用后连作西瓜枯萎病发病率有增加趋势,有机肥II防治效果较好。     

4种农药对土壤微生物呼吸及过氧化氢酶活性的影响

研究了甲基托布津、代森锰锌、杀灭菊酯、阿维菌素4种农药对土壤微生物呼吸及过氧化氢酶活性的影响,并对农药进行了安全性评价.4种农药对土壤过氧化氢酶都有不同程度的抑制作用,表现为抑制→激活→恢复3个阶段.浓度越高,抑制作用与激活效应越明显.4种农药对土壤微生物的呼吸作用,初期表现为轻微的激活,5 d后出现抑制作用,12 d后基本恢复正常,接近对照水平.通过安全性评价可知,供试农药对土壤微生物的危害都较小,为无毒害或无实际危害.     

双草醚对土壤呼吸作用及土壤酶活性的影响

通过模拟试验研究了除草剂双草醚对土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响。结果表明,双草醚施用初期刺激土壤呼吸作用但随后产生抑制作用,施用20d后,浓度愈大对土壤呼吸作用的抑制愈明显;双草醚轻微抑制土壤中过氧化氢酶活性,21d后基本恢复正常;双草醚对脲酶活性有刺激作用,且低浓度处理酶活性明显高于高浓度处理。统计分析结果表明双草醚属于低毒农药。     

淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应

【目的】针对安徽淮北砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”等不良属性,通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响,揭示土壤酶对施肥模式的响应机制,为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验（1981至今）为基础,研究5种不同施肥模式下（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））小麦-玉米轮作系统中耕层土壤（0-20 cm）脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势,并进行相关性分析和成对比较,分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比,长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%,但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用;长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性,同时明显抑制其他3种土壤酶的活性;在同等施氮水平下,有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平,弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下,有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性,但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系：脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系,而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外,砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下,有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比,能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性,有利于改善土壤生物化学环境,进而提高土壤可持续生产力;土壤酶之间相关关系各有不同,呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶,而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系;砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。     

文冠果种仁壳基改性活性炭吸附邻苯二甲酸二甲酯的研究

[目的]为了解决环境水体中钛酸酯类物质的污染问题。[方法]选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)作为目标物质,以经HNO_3氧化改性结合金属离子浸渍改性的文冠果种仁壳基活性炭为吸附剂,考察吸附剂对DMP的吸附效果。[结果]经HNO_3氧化改性后再进行金属离子浸渍改性的文冠果种仁壳基活性炭(记为PAC_(N-Mn)~(2+))可较大幅度地提高其对水体中DMP的吸附去除率,且Mn~(2+)浸渍改性效果较好,其DMP去除率可达88.21%。[结论]PAC_(N-Mn)~(2+)对水体中DMP去除率受溶液pH的影响较大,最佳pH范围在3.04~5.75之间。动力学初步研究发现其吸附过程符合二级动力学模型。     

黑土酶活性对不同施肥条件的响应

以中国科学院海伦农业生态实验站黑土为供试土壤,在田间调查、采样的基础上,研究了与碳、氮、磷循环有关的酶活性的状况与差异.结果表明:土壤酶在土壤循环中起到了生物学催化剂的作用,其活性可以作为表征土壤肥力的指示性指标.有机无机肥料的不同施用方法及作物种类会对土壤酶活性产生显著影响.磷肥能够明显增强转化酶与蛋白酶的活性,增施...     

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...     

吡嘧磺隆二氯喹啉酸对土壤呼吸强度和酶活性的影响

采用室内模拟试验方法,研究了除草剂吡嘧磺隆、二氯喹啉酸对土壤呼吸强度和酶活性的影响。研究结果表明,吡嘧磺隆和二氯喹啉酸使用后均能刺激土壤呼吸作用,抑制土壤过氧化氢酶活性,抑制中性磷酸酶活性随后又产生一定刺激作用;吡嘧磺隆、二氯喹啉酸抑制土壤转化酶活性,在培养前期轻微刺激土壤脲酶活性而后又表现为抑制作用。     

施氮水平对塿土微生物群落和酶活性的影响

 【目的】研究不同施氮量对土壤微生物群落功能多样性和酶活性的影响。【方法】通过野外大田定位试验,于2009年7月15至2009年9月30采用微生物自动分析系统BIOLOG微平板分析法,对不同施氮水平下土壤微生物群落功能多样性,及水解酶活性的动态变化进行了研究。研究涉及N0（0 kg·hm-2）、N1（60 kg·hm-2）、N2（120 kg·hm-2）和N3（180 kg·hm-2）4个施氮水平。【结果】低氮（N1）、中氮（N2）和高氮（N3）处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于零氮（N0）处理,其中N2处理最高。主成分分析表明,不同施氮水平土壤微生物功能多样性差异明显,起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类。土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均以N2处理最高,分别为24.85 mg glucose·g-1·(24 h)-1、1.04 mg NH3-N·g-1·(24 h)-1 和2.40 mg hydroxybenzene·g-1·(24 h)-1。【结论】氮肥的施用可以提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性。低量和中量氮肥能够提高蔗糖酶和脲酶活性,而中量和高量氮肥可以增加碱性磷酸酶活性。     

不同种植模式对铅污染土壤微生物数量及酶活性的影响

通过盆栽试验,测定4种植物白三叶、一串红、翠菊、鸢尾单种和两两混种模式下根际及非根际土壤微生物数量、酶活性及理化性质等指标,分析不同植物种植模式对铅污染的修复效果。结果表明：土壤微生物数量、酶活性、呼吸作用强度及有机质含量指标均表现为根际>非根际>对照,混种>单种>对照;土壤pH表现为对照>非根际>根际,对照>单种>混种;电导率、氧化还原电位指标表现为非根际>根际,单种>混种;土壤Pb²⁺含量则表现为对照>根际>非根际,对照>混种>单种。同时,细菌的变化对土壤酶的影响最大,其次是真菌,放线菌影响最小;细菌的变化对土壤理化性质的影响最大,其次是真菌,放线菌影响最小。可见,4种不同的植物单种和混种均能对铅污染起到修复作用,而混种比单种更能提高土壤微生物数量及酶活性,且白三叶与鸢尾混种优于其他几种模式。