汞对土壤酶活性的影响

利用室内模拟方法,研究了重金属Hg对不同土样脲酶、转化酶和中性磷酸酶活性的影响.结果表明,Hg可显著地抑制土壤脲酶和转化酶的活性,但不同土样Hg对两种酶活性的抑制程度有很大差别.HgCl₂浓度与两种酶活性之间的关系均可用对数方程很好地描述(P<0.05).4个土样的脲酶ED₅₀(生态剂量)分别为87.99、5.47、24.05和19.88 mg·kg^-1;转化酶的ED₅₀分别为76.68、727.49、236.52和316.59 mg·kg^-1.脲酶对Hg污染比转化酶敏感;有机质对土壤酶活性有一定的保护作用.除连续2年施用大量有机肥的草甸棕壤土样中Hg对中性磷酸酶有显著的激活作用外(P<0.05),其它土样无显著变化,表明中性磷酸酶活性对Hg污染反应不敏感.     

高铜、高锌猪粪对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了高Cu、高Zn猪粪条件下Cu、Zn单一与复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应.结果表明,Cu、Zn浓度与蚯蚓死亡率显著正相关(a=0.05, rCu=0.99, rZn=0.99),与体重增长率显著负相关(a =0.05,rCu=-0.99,rZn=-0.96).蚯蚓个体对Cu、Zn的耐受程度不同,其毒性阈值(引起蚯蚓个体死亡浓度)分别为:Cu 250 mg·kg^-1、Zn 400 mg·kg^-1.LD50分别为:Cu 646.68 mg·kg^-1、Zn 947.38 mg·kg^-1.复合污染情况下,Cu浓度为250、500 mg·kg^-1时,Cu、Zn复合污染表现为协同效应;Cu浓度为750 mg·kg^-1时,Cu、Zn复合污染表现为拮抗效应.可见,猪粪中Cu、Zn复合污染的毒性效应与各组浓度组合密切相关.     

一种新发现的铜积累植物——密毛蕨

对铜尾矿上生长的密毛蕨(Petridium revolutum)进行了野外调查分析和温室营养液砂培实验.结果表明,密毛蕨所生长的废铜矿土壤中Cu含量平均为2 432 mg·kg^-1 DW,最高达7 554 mg·kg^-1 DW;地上部生物量平均为18.33 g·plant^-1 DW,最高达40.05 g·plant^-1 DW;地上部Cu含量平均为201 mg·kg^-1 DW,最高达567 mg·kg^-1 DW;地下部Cu含量平均为346 mg·kg^-1 DW,最高达1 723 mg kg^-1 DW;密毛蕨对Cu的转移系数平均为0.81,最高达3.88.在营养液砂培的条件下,Cu 7 mg·L^-1处理没有抑制密毛蕨地上部的生长;密毛蕨体内的Cu含量随着介质中Cu浓度的增加而显著增加,但是大部分的Cu积累在地下部.密毛蕨对Cu具有较强的忍耐和较高的积累能力,可作为修复Cu污染土壤的新材料.     

镉、汞复合污染对土壤脲酶和酸性磷酸酶活性的影响

通过土壤培养试验, 研究了重金属镉（Cd）、汞（Hg）复合污染对小粉土和黄红壤脲酶和酸性磷酸酶活性的影响.结果表明：整个培养过程中,Cd、Hg单一及复合污染都对两种土壤中脲酶和酸性磷酸酶的活性具有明显抑制作用,且随重金属浓度增强而增强（浓度≤1 mg·kg^-1Cd除外）.与单一Cd或Hg污染相比,同剂量Cd和Hg复合污染时两种酶活性的净变化量均大于0,表明Cd和Hg复合污染在两种土壤中对土壤脲酶和酸性磷酸酶活性的抑制作用均表现为一定的协同作用.所有处理黄红壤脲酶和酸性磷酸酶活性均高于小粉土,这可能与黄红壤有机质和粘粒含量相对较高有关.     

铜对三叶草土壤酶系统的影响

通过盆栽实验研究了重金属Cu污染对植物（三叶草） 土壤酶（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶）系统的影响.结果表明,随着Cu浓度增加,脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均逐渐减小,与Cu浓度有高度相关性,蔗糖酶>多酚氧化酶>脲酶>过氧化氢酶.在处理浓度不变情况下,酶活性随时间而变化,且呈现低Cu浓度（<500 mg·kg^-1）时4种酶活性均有所上升,而Cu浓度增高（500～3 000 mg·kg^-1）时各酶活性逐渐下降的趋势.统计分析表明,在每一梯度浓度上,4种酶在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01),与植物受重金属Cu污染时的生长情况一致.随着Cu浓度增加,土壤pH值逐渐下降,而电导率上升;同一Cu浓度下的pH值和电导率均随时间呈缓慢上升趋势,统计分析显示,二者在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01).土壤pH值和电导率与4种土壤酶活性有高度相关性,多酚氧化酶>蔗糖酶>过氧化氢酶>脲酶.这4种酶同时可作为检测土壤环境质量的指标.     

汞污染对水稻土微生物和酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了两种水稻土中不同汞处理的微生物学和酶学效应.结果表明：水稻收获后,除部分土壤的呼吸强度和代谢商随汞处理浓度的增加而持续增加外,不同浓度汞处理后土壤微生物量碳、呼吸强度、土壤脲酶、酸性磷酸酶和脱氢酶均表现为在低浓度汞处理(<2 mg Hg·kg^-1)时升高,而在高浓度汞处理(≥2 mg Hg·kg^-1)时则下降.土壤微生物商是对汞处理比较敏感的微生物学指标.黄红壤不同浓度汞处理的土壤酶活性大于小粉土.对重金属生态剂量ED₅₀进行分析表明,汞对小粉土脲酶活性和黄红壤磷酸酶活性的生态毒性均较强.     

不同品种小白菜对镉的吸收积累差异

通过盆栽试验,研究了60个小白菜品种在不同程度镉污染土壤中吸收和积累镉能力的差异.结果表明：在土壤镉浓度为0.6 mg·kg^-1时,小白菜镉含量超过国家标准的为8.33％;而在土壤镉浓度为1.2 mg·kg^-1时其超标率达66.67%,表明小白菜容易受到镉污染.2种镉浓度下白菜地上部分镉含量均低于国家食用标准,且其生物量不受影响的小白菜品种为：长梗白菜、上海青、矮箕苏州青、青优四号、矮脚葵翩黑叶白菜、皱叶黑油冬儿、高华青梗白菜、早生华京、金冠清江白、夏王青梗菜、利丰青梗白菜和杭州油冬儿.这12个品种可作为在镉轻度污染土壤中种植的安全系数较高的小白菜品种.     

外源四环素对土壤酶活性和油菜品质的影响

通过向土壤中添加四环素溶液研究种植油菜条件下,不同浓度（0、0.30、0.60、0.90 mg·kg^-1）的外源四环素对土壤酶活性和油菜品质的影响.结果表明：各处理土壤的脲酶与0.90 mg·kg^-1浓度处理的土壤转化酶活性在整个培养期均受到抑制,0.30、0.60 mg·kg^-1浓度处理的土壤转化酶活性则表现为激活-抑制-激活趋势,各处理土壤蛋白酶活性表现为抑制-激活趋势,且土壤酶活性受到外源四环素的影响程度及持续时间与处理浓度呈正相关（r=0.950**）.各处理土壤过氧化氢酶活性在前期被激活,后期差异不明显.四环素对土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶和蛋白酶活性的作用时间分别为：7周、6～8周、7周和6～7周.收获时0.30、0.60、0.90 mg·kg^-1处理的油菜叶片中可溶性糖含量与对照相比分别下降91.99%、87.92%和90.12%,而可溶性蛋白质含量分别上升26.47%、28.13%和23.22%.     

冶炼厂污灌区土壤铜和锌污染与土壤酶活性

通过对冶炼厂污灌区土壤和水稻中Cu、Zn含量分析以及土壤酶活性的测定,研究了距冶炼厂不同距离土壤Cu、Zn含量状况、水稻对它们的吸收和分配以及土壤酶活性的变化.结果表明,冶炼厂造成了周围农田土壤的Cu、Zn污染,其中Cu污染较严重,距离冶炼厂100 m处的全量和提取态Cu分别为182.45和81.91 mg·kg^-1,是对照的10³和35倍.污灌区水稻各器官Cu、Zn的分布规律是,Cu:根>茎叶>米;Zn:茎叶>根>米.Zn在水稻体内的移动能力大于Cu,Cu主要累积在水稻根部,根可作为一种屏障阻碍Cu向地上部分迁移,使地上部分免受其害.水稻茎叶Cu含量和土壤中Cu的浓度密切相关.对蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性测定表明,脲酶活性变化最显著,其活性与土壤中Cu的浓度显著相关,建议用脲酶活性作为污灌区Cu污染指标.     

硒对水稻的生态毒理效应及临界指标研究

通过土壤添加硒盆栽试验,研究了黄棕壤不同浓度Se对水稻生物量、叶绿素含量、抗氧化酶系统的影响.结果表明,低浓度Se（<8 mg·kg^-1）对水稻根和地上生物量、叶绿素a含量、叶绿素a/b有促进作用,并整体提高了作物抗氧化酶系统,使MDA下降,SOD、CAT、POD、GSH Px活性相应提高.而高浓度Se（>16 mg·kg^-1）对水稻根和地上生物量、叶绿素a含量、叶绿素a/b有明显的抑制作用,对抗氧化酶系统产生胁迫效应,使GSH-Px明显上升,MDA上升,SOD、CAT、POD酶活性明显下降.各项生理指标与土壤Se处理浓度之间相关分析表明,土壤Se浓度与地上部干重相对百分率、根干重百分率、叶绿素a/b、MDA、SOD、CAT、POD之间有显著相关性.比较胁迫效应10%值的临界指标EC10值表明,作物地上部干重抑制率作为土壤临界值制定的依据更为可靠,EC10为21 mg·kg^-1.     

施用有机肥对高砷红壤中小白菜砷吸收的影响

通过盆栽试验,研究了施用猪粪和鸡粪条件下红壤中的砷对小白菜生长和吸收的影响及土壤有效态砷含量的变化.结果表明：向高砷红壤中施用猪粪和鸡粪两种有机肥均使小白菜的生物量有不同程度的增加,其中,施用猪粪处理的小白菜生物量显著高于对照处理(P<0.05);猪粪和鸡粪两种有机肥的施用可导致土壤有效砷含量明显提高,施用猪粪后土壤有效砷含量增幅达394.9%～1033.6%,而施用鸡粪的土壤有效砷含量增幅为30.4%～94.1%; 施用有机肥明显促进了小白菜对砷的吸收,其中猪粪处理下小白菜的砷吸收量比对照增加20.7%～53.9%. 根据本研究结果,对砷含量较高的高风险农田,施用猪粪、鸡粪等有机肥可能会在一定程度上提高土壤有效砷含量和作物对砷的吸收量,使农产品质量和环境风险增加.     

不同施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响

利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了6种施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响.结果表明: 番茄生育期间不同施肥模式土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶和磷酸酶的活性总体上均呈先增后降的趋势,土壤脲酶活性呈先增高后趋于平缓的趋势.与全部施用化肥氮相比,5种有机无机肥料配施模式土壤酶活性均有所提升,且随猪粪施用量的增加,尤其是配施秸秆条件下,土壤酶活性显著增加.番茄各生育期土壤酶活性与土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮之间总体上呈显著或极显著正相关关系.同等养分投入量下,有机无机肥配施,特别是配施一定的秸秆可有效提高设施菜田土壤酶活性,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续生产.     

长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤微生物和酶活性的影响

采用室内培养实验(25℃),研究了不同培养时间下重金属Cd、Zn、Cu、Pb(浓度分别为50,800,400,800mg.kg-1)污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性随着培养时间的增加而显著下降,在培养20d的时候达到最小值,然后酶活性缓慢升高。Cu对脲酶活性以及Cd对酸性磷酸酶和脲酶活性的抑制作用随时间增加而增加。土壤微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌数量随培养时间的增加均表现出先降低后升高的变化趋势。Cd和Cu对微生物生物量氮的抑制作用则随着培养时间的增加而增强,在培养30d时微生物生物量氮到达最低值,分别较培养10天减少了12.6%和16.5%。     

施肥对日光温室黄瓜生长和土壤生物学特性的影响

采用田间试验研究了施肥对黄土高原日光温室黄瓜生长发育和产量,以及对土壤微生物区系和土壤酶活性的影响。结果表明,施用有机肥和沼肥明显促进了黄瓜生长发育,提高了黄瓜产量,叶面施肥可以降低无机化肥和有机肥用量,施肥对日光温室土壤生物学特性有明显影响,施用有机肥和叶面施肥增加了土壤细菌数量;施用无机化肥和沼肥增加了真菌的数量,施用有机肥降低了真菌的数量;施肥增加了放线菌的数量．同时施肥提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性,但对过氧化氢酶影响较小．施用有机肥提高了脲酶和磷酸酶活性,施用化肥和沼肥对土壤脲酶和土壤磷酸酶活性影响差异不大。     

入侵植物假苍耳对土壤中铜、铅重金属污染的富集特征

通过室内盆栽试验研究入侵植物假苍耳(Iva xanthifolia)在营养生长阶段对铜、铅的耐性及富集特征。实验结果表明,在1~16 mg·L^-1的添加铜处理及0.5~14 mg·L^-1的添加铅处理条件下,假苍耳对铜、铅两种单一金属均有很强的耐性及富集作用,重金属在植物体地上部和地下部的富集量分别为607.59、137.20,404.38、34.53 mg·kg^-1,对应的富集系数为11.39、4.18,转运系数4.43、11.71,且重金属在植物体内的分布规律均表现为：茎部＞叶片＞根部,地上部分的积累量远大于地下部分。对叶色、株高及生物量等特征的观察表明假苍耳的生长未受到抑制,符合超富集植物的基本特征。与一般超富集植物相比,假苍耳作为一种外来入侵植物,具有生长迅速、植物材料易得,生物量大且分布范围广的优点。     

Effects of water gradients on soil enzyme activity and active organic carbon composition under Carex lasiocarpa marsh

The responses of soil enzyme activity of freshwater marsh, microbial biomass carbon (MBC), dissolved organic carbon (DOC) and aboveground biomass to water gradients were studied with Carex lasiocarpa pot culture experiment. The relationships between soil enzyme activity and MBC, DOC and aboveground biomass were discussed. The water gradients were W1, 15 cm; W2, ?5 cm; W3, ?5–5 cm; W4, submerged. The results indicated that acid phosphatase, invertase and urease activities were decreased with the increase of water level, while catalase activity was increased with moisture content increasing. Drying-wetting alternation (W3) increased soil enzyme activities if compared with W1. MBC content followed the order of W3 > W1 > W2 > W4, and the activities of invertase, urease and catalase were significantly positively correlated with MBC (p < 0.05). DOC content presented the order of W4 > W1 > W3 > W2, and the activities of urease and acid phosphatase were most significantly negatively correlated with DOC (p < 0.01). In addition, drying-wetting alternation promoted the growth of Carex lasiocarpa. When water submerged plants, the growth of Carex lasiocarpa was significantly inhibited. The aboveground biomass was positively related to soil enzyme activities. There were close relationships between the activities of invertase, urease and catalase and the growth situation of Carex lasiocarpa.     

Application of a green manure and green manure composted with beet vinasse on soil restoration: effects on soil properties

Beet vinasse (BV), a green manure constituted by Trifolium pratense L. uncomposted (TP) and composted with beet vinasse (at 1:1 rate, (TP+BV)1, and 2:1 rate, (TP+BV)2) at 10t organic matter ha(-1) rate were applied during a period of four years for purpose of restoration of a Xelloric Calciorthid located near Seville (Guadalquivir Valley, Andalusia, Spain). The effect on the plant cover, soil physical (structural stability and bulk density), chemical (exchangeable sodium percentage), and biological properties (microbial biomass, soil respiration and enzymatic activities such as dehydrogenase, urease, beta-glucosidase, phosphatase and arylsulfatase) were determined. The application of BV had a detrimental impact on soil physical (structural stability decreased 16.5% and bulk density increased 18.7% respect to the control soil), chemical (exchangeable sodium percentage increased 87.3% respect to the control soil), and biological properties (microbial biomass, soil respiration, and dehydrogenase, urease, beta-glucosidase, phosphatase and arylsulfatase activities decreased by 53.5%, 24.5%, 27.8%, 15%, 39.7%, 42.7%, and 65.6%, respectively with respect to the control soil), probably because high quantities of monovalent cations (Na principally) were introduced into the soil by the vinasse, thus destabilizing its structure. The application of TP had a positive impact on soil physical (structural stability increased 5.9% and bulk density decreased 6.1% respect to the control soil), and biological properties (microbial biomass, soil respiration, and dehydrogenase, urease, beta-glucosidase, phosphatase and arylsulfatase activities increased by 66.3%, 45.6%, 97.7%, 98.9%, 97.7%, 87.2%, and 89.4%, respectively with respect to the control soil). However, when BV was co-composted with a green manure, principally at a 2:1 rate, the resulting compost had a positive effect on soil physical (structural stability increased 10.5% and bulk density decreased 13.5% respect to the control soil), and biological properties (microbial biomass, soil respiration, and dehydrogenase, urease, beta-glucosidase, phosphatase and arylsulfatase activities increased by 68.9%, 46.2%, 97.5%, 98.4%, 99.1%, 90.5% and 91.6%, respectively with respect to the control soil). After four years, the percentage of plant cover decreased 64.3% in the BV-amended plots respect to the control soil, whereas increased 82.8%, 81.6% and 81% in the (TP+BV)2, (TP+BV)1 and TP treatments, respectively. While the application of BV deteriorates the soil and therefore does not contribute to its restoration, the application of TP, and BV composted with TP protects the soil and will contribute to its restoration.