铜离子与铜镉离子复合污染对稻田土壤酶活性的影响研究

通过对Cu2+单一处理和铜镉复合处理条件下土壤酶活性的对比分析,研究了铜镉元素对土壤酶毒性的不同复合效应以及稻田土壤重金属污染状况与土壤酶活性的相互关系.研究结果表明,重金属复合污染不仅与单一元素污染的生物学效应不同,而且对土壤酶活性的影响也更为复杂.Cu2+单一污染对稻田土壤酶的抑制效应顺序为磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶,与铜镉复合污染的抑制效应顺序脲酶＞磷酸酶＞过氧化氢酶不同.脲酶和磷酸酶对铜镉污染反应敏感,其活性与Cu2+浓度和铜镉复合浓度均呈显著负相关.铜镉复合污染对脲酶表现出协同抑制的特征;对过氧化氢酶和磷酸酶的毒性表现出不同程度的拮抗作用.建议综合脲酶和磷酸酶活性作为评价和预测稻田土壤铜镉污染的生物学指标.     

Cr~(3+)、Ni~(2+)单一及复合污染对水稻土酶活性的影响

在室内恒温培养条件下,研究了外源Cr3+、Ni2+单一及复合污染对水稻土脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响.结果表明,低浓度Ni2+处理对脲酶、酸性磷酸酶有不同程度的激活作用,而对过氧化氢酶起一定的抑制作用;中、高浓度Ni2+及各污染水平的Cr3+、Cr-Ni复合污染处理对3种酶活性均表现为抑制作用;Ni2+处理对土壤酶活性的抑制效应顺序为脲酶酸性磷酸酶过氧化氢酶;Cr3+和Cr-Ni复合污染处理对脲酶活性的抑制效应最大,对过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性的抑制效应相似;Cr-Ni复合污染处理对脲酶、酸性磷酸酶主要表现为协同作用,对过氧化氢酶则主要在污染初期表现为协同作用.     

膨润土对铜污染土壤酶活性的影响

为了研究膨润土对铜污染土壤的修复机理,通过油菜盆栽试验研究了粘土矿物膨润土对铜污染土壤酶活性的影响。结果表明：随着铜污染程度的增加,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性都受到不同程度的抑制。膨润土的施加能显著提高铜污染的土壤酶活性,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性分别提高了6.4%~15.4%、4.0%~19.3%、1.26%~1.85%和4.6%~10.9%,且对4种酶活性的增加幅度为：碱性磷酸酶>脲酶>硝酸还原酶>过氧化氢酶,并表现出在高污染下对土壤脲酶和碱性磷酸酶的增幅大于低浓度污染,在低浓度污染下对土壤过氧化氢酶和硝酸还原酶的增幅大于高浓度铜污染。说明膨润土对铜污染的土壤有一定的修复能力。     

铜铬复合污染对有、无作物种植的土壤酶活性影响

用盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cu、Cr单一和复合污染对土壤酶活性的影响,旨在为土壤重金属复合污染的生物酶学评价提供参考依据.结果表明,在相同污染水平下,Cr最低浓度(Cr5)处理对土壤过氧化氢酶有激活作用外,其余各浓度的Cu、Cr单一和复合污染均对供试的土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和硝酸还原酶活性产生抑制作用.4 种酶相比较,Cu、Cr复合污染对过氧化氢酶活性抑制最小,而对土壤硝酸还原酶活性抑制最大.各处理有作物种植的土壤脲酶和碱性磷酸酶活性抑制率均大于相应的无作物种植处理,而土壤过氧化氢酶和硝酸还原酶的抑制率却小于无作物对照.有作物处理的4 种供试酶活性抑制率与对应的无作物处理间均存在显著差异(P<0.04).无论是否有作物种植,Cu、Cr复合污染对土壤脲酶、碱性磷酸酶活性抑制率产生不同程度的协同作用,对土壤过氧化氢酶有一定的拮抗作用.无作物种植时,Cu、Cr复合污染对土壤的硝酸还原酶活性抑制率为协同作用,而有作物种植时则为拮抗作用.建议以土壤脲酶和碱性磷酸酶活性来共同表征Cu、Cr复合污染毒害作用的大小.     

外源硒（Se4+和Se6+）污染对土壤酶活性的影响

利用盆栽试验,研究了不同浓度、不同价态外源硒(Se4+、Se6+)对连续种植小白菜土壤中过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的影响,为土壤硒污染的生态风险评价和管理提供科学依据.结果表明:低浓度硒对土壤酶活性有不同程度的激活效应,而高浓度硒对4种土壤酶均产生抑制作用;外源硒对脲酶及脱氢酶活性的抑制作用大于碱性磷酸酶和过氧化氢酶.外源Se4+及Se6+浓度与土壤脲酶活性间都存在显著的负相关(P<0.01),且同浓度两个价态硒差异显著(P<0.05),说明脲酶可作为土壤硒污染程度的生态风险评价的生物指标;而过氧化氢酶、脱氢酶及碱性磷酸酶只能表征一定时间段内土壤硒污染的程度.土壤酶的ED50(生态剂量)均随硒施入时间的延长而增大,以脲酶的ED50值最小, Se6+的ED50 小于Se4+,生态毒性大于Se4+.     

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。     

镉与毒死蜱单一和复合污染对土壤酶活性的影响

采用室内模拟试验方法,研究了不同浓度的镉(2、10 mg/kg)和毒死蜱单一与复合污染对土壤酶活性的影响.结果表明,镉和毒死蜱单独处理或复合处理均能提高土壤过氧化氢酶的活性.低浓度镉处理可促进酸性磷酸酶的活性,高浓度则抑制其活性.毒死蜱单独处理可促进酸性磷酸酶活性,镉和毒死蜱复合处理,酸性磷酸酶活性比单独处理要低.低浓度镉和毒死蜱单独处理,低浓度镉毒死蜱复合处理,脲酶活性均比对照略高.高浓度镉单独处理、高浓度镉毒死蜱复合处理,脲酶活性均比对照低,其中高浓度镉毒死蜱复合处理脲酶活性最低.     

铜和铬复合胁迫对土壤酶活性的影响

采用恒温培养方法,通过模拟土壤污染,研究了不同浓度、不同胁迫时间下铜和铬复合胁迫对棕壤和潮土中脲酶、过氧化氢酶及蔗糖酶活性的影响.结果表明:铜和铬复合胁迫对棕壤脲酶、过氧化氢酶活性呈抑制作用,对蔗糖酶活性呈激活作用;对潮土三种土壤酶活性均呈抑制作用;棕壤中,随着铜和铬浓度的增大,脲酶和过氧化氢酶受抑制程度增大而蔗糖酶受激活程度减小;潮土中,三种酶受抑制程度均随铜和铬浓度增大而增大;两种土壤中,脲酶和过氧化氢酶对铜和铬复合胁迫较为敏感,处理20 d抑制率达最大,而蔗糖酶在处理30 d时,活性受铜和铬影响程度最大.     

锰对商陆根际微生物及土壤酶的影响

进一步阐明植物对锰毒的耐性机制,通过盆栽试验对不同Mn浓度下美洲商陆根际微生物及土壤酶活性的影响及用顺序浸提法研究商陆根际Mn形态与6种土壤酶的关系.结果表明:1)随Mn浓度的增加,真菌数量逐渐减少,细菌、放线菌数量变化呈波动性.2)低浓度Mn可刺激脲酶、磷酸酶的活性;高浓度下,脲酶、蛋白酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性均受到不同程度的抑制;多酚氧化酶活性在高浓度下增加.3)相关分析表明,锰浓度与土壤酶活性间存在显著负相关性,相关程度为过氧化氢酶＞脲酶＞磷酸酶＞多酚氧化酶＞蛋白酶＞转化酶;脲酶、蛋白酶、转化酶、多酚氧化酶、磷酸酶5种酶的活性间呈显著正相关,表明它们对锰胁迫有相似的适应性.过氧化氢酶、脲酶对锰的影响作用最敏感.4)土壤酶与锰化学形态多呈线性关系,各形态Mn与脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性均呈显著或极显著负相关,而与转化酶活性的负相关性很小,全Mn与蛋白酶活性及专性吸附态Mn与多酚氧化酶活性的相关性显著.5)各形态锰含量与土壤酶活性的相关关系优于总量锰,因此可将锰各形态含量关系作为评价红壤锰污染程度的主要生物学指标.     

铬铜复合污染下铬形态分布及与土壤酶活性的关系

采用土培盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cr单一和Cu-Cr复合污染条件下,外源施加的Cr在土壤中的形态变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明:随外源Cr浓度的增加,土壤交换态Cr含量增多,残渣态占总量的百分比减少,铁锰氧化物结合态与有机结合态变化不大(碳酸盐结合态未检出)。Cu-Cr复合污染条件下,≤400mg·kg-1Cu能促进Cr从有机结合态向交换态及铁锰氧化物结合态转化(P<0.05),而高浓度Cu(800mg·kg-1)却抑制了这种转化的发生。与对照(CK)相比,重金属Cu、Cr单一及复合污染均对土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性产生一定的抑制作用,且酶活性抑制率随外源金属浓度的增加而增大;3种供试酶相比较,Cr、Cu对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性影响较大,对除C(r5mg·kg-1)处理的过氧化氢酶活性影响较小;低浓度C(r5mg·kg-1)对土壤过氧化氢酶活性有一定激活作用。土壤脲酶活性受土壤交换态Cr含量的影响较大;碱性磷酸酶活性与铁锰氧化物结合态Cr含量有关;铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cr对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响。残渣态Cr含量与3种供试的土壤酶活性间无显著相关。     

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。     

吐纳麝香与Cd污染对土壤微生物数量及酶活性的影响

吐纳麝香（AHTN）为药品与个人护理品（PPCPs）类新型污染物之一,其能够与重金属镉（Cd）通过污水灌溉和污泥利用进入到土壤环境。本研究采用平板菌落计数、荧光qPCR、土壤酶活性测定以及联合效应分析,探究AHTN和Cd污染对土壤中微生物数量和酶活性的影响。结果表明：AHTN与Cd单一、复合污染对土壤中细菌均表现为显著抑制作用;随着AHTN浓度增加,对土壤真菌由促进作用转变抑制作用,对土壤中放线菌表现为显著抑制作用,可将放线菌作为AHTN污染的早期预警指标。AHTN单一及与Cd复合污染对土壤脲酶活性均表现为显著抑制作用（第1天除外）;随着AHTN浓度增加,对酸性磷酸酶活性从促进作用转变为抑制作用;在第1天对蔗糖酶表现为促进作用,之后均转为抑制作用。AHTN与Cd复合污染联合毒性效应,对土壤细菌和放线菌数量表现为拮抗作用;对真菌数量随着AHTN浓度升高表现为拮抗-协同-拮抗现象;随着暴露时间延长,对土壤脲酶活性由拮抗转为协同作用,对酸性磷酸酶活性和蔗糖酶由协同转为拮抗作用。     

铜胁迫对土壤酶活性的影响

采用室内培养方法,研究了铜胁迫对土壤中脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响。结果表明,铜对土壤脲酶表现出明显抑制影响,且随着铜浓度的增加,抑制程度增大。铜浓度的增加对土壤磷酸酶活性抑制程度增大,但抑制程度不如脲酶明显。铜对土壤过氧化氢酶也表现出抑制作用,且随着铜浓度的增加抑制程度增大,但铜对过氧化氢酶的抑制效应是3者中最小的。     

施肥对山地红枣林土壤微生物区系及酶活性的影响

采用田间试验与室内分析方法,研究施肥对山地红枣林土壤微生物区系及酶活性的影响。结果表明,施肥显著提高不同土层(0～20cm、20～40cm和40～60cm)中土壤微生物数量和酶活性(P<0.05),单一施肥与氮磷钾配施对土壤微生物区系和酶活性的影响有显著差异(P<0.05)。红枣林在施肥处理下土壤细菌、放线菌和真菌数量较CK样地均有不同程度增加:0～20cm土层微生物数量变化明显,其中N221.0P2O5272.7K2O 303.0和N303.7K2O 180.5两组处理的效果最明显。施肥处理下的土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均比CK有显著增加(P<0.05),N221.0P2O5272.7K2O 303.0和N303.7K2O 180.5处理的土壤磷酸酶和蔗糖酶活性最高,P2O5272.7处理的土壤脲酶和过氧化氢酶活性最高。土壤纵向分析表明,0～60cm土层土壤细菌、放线菌和真菌数量和土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均随深度增加而降低。N221.0P2O5272.7K2O303.0配施处理能明显提高枣园土壤微生物数量及磷酸酶和蔗糖酶活性。     

铜、锌和铅复合污染对土壤水解酶活性的影响

为研究土壤酶活性变化和重金属污染的关系,通过室内正交实验,考察重金属Cu、Zn 和Pb 复合污染对转化酶、脲酶和碱性磷酸酶3 种水解酶活性的影响。结果发现:Cu 浓度为400 mg·kg^-1时,脲酶和碱性磷酸酶活性分别是对照样品的49%和56%;Zn为500 mg·kg^-1时,与对照样品酶活性相比,转化酶和碱性磷酸酶活性分别是对照样品的97%和91%,脲酶活性有所增加;Pb 为500mg·kg^-1时,转化酶和脲酶活性比对照升高,碱性磷酸酶活性降低,是对照样品酶活性的87%。Cu 对3 种酶都有抑制作用,效果最显著,Zn次之,Pb 主要体现为激活效应;考虑交互作用时,Cu×Zn 对脲酶活性有显著影响 (P<0.05) ,在95%置信区间下,Cu×Zn、Cu×Pb对碱性磷酸酶酶活性影响显著;3 种水解酶中以碱性磷酸酶活性对重金属的影响反应最敏感,表明碱性磷酸酶活性可以表征土壤重金属Cu 的污染程度。     

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。     

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。     

稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响

通过室内培养和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响。结果表明 ,在培养试验中 ,镧对土壤脲酶活性表现为刺激作用并随浓度的升高而增强 ,在300mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ,镧对土壤酸性磷酸酶活性作用不明显 ;在盆栽试验中 ,镧对土壤脲酶、酸性磷酸酶均产生强烈的刺激作用 ,在30mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ;土壤脲酶和酸性磷酸酶活性是评价稀土农用效应的有效指标。