汞、豆磺隆复合污染对土壤脲酶活性及动力学特征的影响

通过室内模拟研究了重金属汞(Hg)和除草剂豆磺隆单一和复合污染条件下对草甸棕壤和黑土4个土样脲酶活性和动力学参数的影响.结果发现:汞对脲酶活性、Km、Vmax、Vmax/Km均有负效应,其影响幅度分别为39%～98%、46%～74%、90%～98%、20%～68%;HgCl2浓度与脲酶活性之间符合对数方程,与3动力学参数之间呈显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)线性负相关;豆磺隆对脲酶有激活作用,除2号土样脲酶活性对不同浓度豆磺隆影响差异不明显外,其余3土样最大增幅分别为17%、18%和15%,原因可能是豆磺隆的加入提高了脲酶酶促反应的初速度;汞、豆磺隆复合污染对脲酶活性和3特征参数均产生负效应,其影响幅度与汞单一污染情况相似,但与污染物浓度之间的相关性较差,豆磺隆的加入使汞与脲酶之间的相互作用趋于复杂.     

豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响

通过室内模拟方法, 以北方具有代表性的草甸棕壤为研究对象, 研究了除草剂豆磺隆对土壤脲酶、转化酶和三种磷酸酶活性的影响。结果显示, 在试验浓度范围内 , 豆磺隆对土壤脲酶和转化酶总体上有激活作用 , 影响幅度分别为 3.07%-20.02%和−1.73%-5.67%; 除个别浓度外, 豆磺隆对三种土壤磷酸酶均有抑制作用 , 豆磺隆浓度为 5 mg⋅kg–1时对酸性磷酸酶的抑制作用最强, 抑制率为 17.92%, 对中性磷酸酶的抑制率仅在 0.77%-1.54%之间 , 对碱性磷酸酶的抑制率为 8.95%-20.60%。豆磺隆对脲酶、转化酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响较小 , 且未表现出明显规律性, 仅与碱性磷酸酶呈显著(p < 0.05)的对数负相关关系 , 表明碱性磷酸酶在一定程度上可作为豆磺隆污染土壤的监测指标。     

呋喃丹对土壤酶活性的影响

通过模拟方法,研究了呋喃丹与土壤中3种重要水解酶类—土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶的关系及其影响因素.结果表明:呋喃丹加入土壤后,土壤脲酶活性最初受到抑制,随培养时间的延长,呋喃丹的生态毒性逐渐降低,并最终激活脲酶;在0.3%呋喃丹浓度范围内,土壤脲酶、碱性磷酸酶和转化酶均被激活,且部分样品的转化酶活性与呋喃丹浓度呈显著或极显著正相关,说明转化酶活性可在一定程度上表征土壤受呋喃丹污染的程度,且0.3%浓度呋喃丹的生态毒性较弱,对土壤质量及生态环境比较安全.     

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.     

小麦-不同施肥方式对黑土微生物数量和酶活性的影响

采用温室盆栽的方法,探讨了不同化肥和小麦根系活动对土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明:不种小麦条件下,施氮磷钾处理显著增加了土壤真菌数量,增幅为47.0%;不同肥料均显著增加了土壤脲酶活性和土壤磷酸酶活性,增幅为17.2%～32.7%和21.2%～25.9%。种植小麦条件下,根系活动极显著促进了土壤微生物数量、土壤脲酶和土壤磷酸酶活性的增加,增幅分别为39.0%、302%和38.5%;根系活动与肥料耦合增加土壤微生物数量,增幅为3.3%～31.4%。小麦和肥料耦合显著增加土壤脲酶和磷酸酶活性,增幅为59.0%～168%和15.2%～26.7%。磷酸酶活性、细菌数量、真菌数量与小麦根生物量、地上生物量呈显著正相关。     

高寒草甸土壤脲酶活性的研究

高寒草甸是青藏高原分布广、面积大的主要草场类型。我们于1984年6—10月在海北高寒草甸生态系统定位站,对四种植被类型土壤的脲酶活性进行了测定,数据列于表1。试验结果表明:(1)脲酶活性有明显的季节性动态,脲酶活性出现的高峰期均在7月和8月份,9月以后随温度的下降而逐渐降低;(2)脲酶活性也有明显的层次性差异,0—10厘米深土壤脲酶活性最高,并随土壤深度的加深而递减;(3)脲酶活性与某些氮素代谢微生物的数量有不同程度的相关性;(4)脲酶活性与某些氮素代谢微生物的生化活性也有一定的相关性;(5)脲酶活性与土壤温度具有一定的相关性;(6)脲酶活性与月降水量也相关,高寒草甸的不同植被类型土壤脲酶活性的季节性变化有所不同,并且与氮素代谢微生物的数量及活性的相关性也有差异,与土壤温度和降水量的相关程度也不一样。 关于土壤脲酶活性的研究,国外已有不少报道。在国内也有一些学者对土壤脲酶活性进行过研究。但对青藏高原高寒草甸土壤的脲酶活性的研究,目前尚未见报道,因为脲酶是氮循环的一种关键酶,与土壤肥力有关。本文对高寒草甸四种植被类型土壤的脲酶活性进行了初步的研究。     

黑土和棕壤对铜的吸附研究

研究了黑土与棕壤对Cu吸附的热力学和动力学特性．结果表明,在实验所采用Cu^2+浓度范围内,黑土和棕壤对CU^2+的吸附量均随着加入Cu^2+浓度的增加而增加,但黑土对cu^2+的吸附固定能力明显高于棕壤．在吸附平衡液Cu^2+浓度为95mg·kg^-时,棕壤对cu^2+的吸附量接近3720mg·kg^-1,黑土对Cu^2+的吸附量高达6076mg·kg^-1,最大CuCl2浓度(400mg·kg^-1)时,黑土和棕壤对Cu^2+的吸附量分别达到6159．0和4736．6mg·kg^-1．两种土壤对Cu^2+的吸财等量线与Freundlich和Temkin方程均有较好的拟合性,可以用Freundlich方程对其吸附行为进行描述．Langmuir方程不适宜描述两种土壤对Cu^2+的等温吸附过程．黑土和棕壤对Cu^2+的吸附均较快,最初2min内就可以达到平衡后吸附量的90％以上,在15-20min左右吸附基本达到平衡．描述黑土和棕壤动力学过程的最优模型为双常数速率方程,其次为一级动力学方程和Elovich方程。     

长期培肥黑土脲酶活性动态变化及其影响因素

以东北典型黑土区长期(自1980年)不同培肥试验地土壤为研究对象,采用两种不同量有机肥、化肥和不施肥4个处理,对土壤脲酶在作物生长季的动态变化进行研究。结果表明,施用有机肥,生长季黑土脲酶活性明显高于施用化肥和不施肥,其生长季脲酶保护容量在160mg·kg^-1·h^-1以上,季节性变化平稳。保持土壤脲酶免遭变性、免遭分解作用显著．脲酶活性的动态变化与绝大多数土壤生物、理化特性指标的动态变化没有明显的相关性;与土壤生物、理化特性,植物N、P、K有极显著的正相关关系;与土壤含水量、籽粒粗蛋白含量呈显著正相关关系。     

砷对土壤脲酶活性影响的研究

采用模拟方法对As污染土壤脲酶特征进行了研究．结果表明,土壤中As浓度在0～200mg·kg^-1浓度范围内,反应初期脲酶活性变化无明显规律;一年后砷激活土壤脲酶活性,二者达到显著或极显著正相关．随As浓度增加,土壤脲酶Km值基本不变或略有增加,Vmax增大,从机制上揭示出As加速脲酶-尿素复合物的解离．厩肥和无肥土样脲酶对As的反应类似,只是变化幅度有所差异．     

长期施肥对东北黑土酶活性的影响

在中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验基础上,研究了长期施用化肥和有机肥对黑土0～20cm和20～40cm土层土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性及土壤全碳和全氮的影响.结果表明：长期施用化肥和有机肥均不同程度地提高了0～20cm和20～40cm土层土壤磷酸酶、脲酶和转化酶活性,特别是化肥和有机肥配合施用显著增加了该3种土壤酶的活性,增幅分别为43.6%～113.2%、25.9%～79.5%、14.7%～134.4%（0～20cm）和56.1%～127.2%、14.5%～113.8%、16.2%～207.2%（20～40cm）,长期施用化肥对土壤过氧化氢酶活性影响不大.随着土层深度的增加,土壤磷酸酶、脲酶和转化酶活性均有所降低;长期施用氮肥对土壤脲酶、施用磷肥对土壤磷酸酶有明显的促进作用;长期施肥对土壤全C、全N含量及C/N也有明显影响.     

外源硒对大豆产量、植株氮磷含量及土壤酶活性的影响

利用盆栽试验,研究了不同浓度、不同价态外源se对大豆产量、N、P含量及与N、P代谢密切联系的土壤脲酶和磷酸酶活性的影响．结果表明,施用浓度为0．25和0．5μg·g^-1土的Se^4+和Se^6+后,大豆产量、含N量及土壤脲酶活性增加,大豆含P量和土壤磷酸酶活性降低．当Se^6+浓度为0．5μg·g^-1土时,大豆植株含N量与土壤脲酶活性呈极显著的抛物线相关关系;Se^6+浓度为0．25μg·g^-1土时,大豆植株含P量与土壤磷酸酶活性呈极显著的抛物线相关关系。Se^4+处理的大豆N、P含量和土壤脲酶和磷酸酶活性均无显著相关关系。     

生物有机肥对连作当归根际土壤细菌群落结构和根腐病的影响

研究生物有机肥料DZF-363对当归生长、根腐病的发病情况及土壤微生物群落结构和功能的影响,可为其对连作当归根际土壤环境的调节和改善提供理论依据.本研究以连作2年的当归及其根际土壤为对象,设置对照(不施农药和微生物肥料,CK)、农药(15%的阿维毒死蜱乳油+50%多菌灵可湿性粉剂,N)和生物有机肥DZF-363(DZF)处理,利用高通量测序和比色的方法,研究施用DZF-363对当归根际土壤微生物群落结构和土壤脲酶、磷酸酶活性的影响.结果表明:施用DZF-363比对照和农药处理分别增产18.8%和6.8%.施用DZF-363使当归根腐病病情指数显著降低,对根腐病防效达52.0%;整个生育期当归根际土壤的脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶活性显著提高,苗期、生长中期及收获期脲酶活性分别提高52.4%、13.9%、10.3%,中性磷酸酶活性分别提高15.5%、10.2%、10.3%,碱性磷酸酶活性分别提高10.3%、4.4%、4.0%,酸性磷酸酶活性在当归生长中期及收获期分别提高15.6%、8.2%.放线菌门在CK、N和DZF处理中的占比分别为11.3%、10%和20%,未知的放线菌纲和芽孢杆菌纲在DZF处理中的占比显著高于CK和N处理.施用DZF-363能显著增加当归根际土壤Shannon指数,且Shannon指数和Simpson指数与当归产量呈正相关,与根腐病呈负相关.表明施用DZF-363能显著增加当归根际土壤细菌多样性,改变当归根际土壤细菌群落结构,提高根际土壤脲酶和磷酸酶活性,减轻当归根腐病的发生,显著提高当归产量.     

藏北高寒草地土壤有机质化学组成对土壤蛋白酶和脲酶活性的影响

土壤酶作为生态系统的生物催化剂, 是土壤有机体的代谢驱动力, 在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。该研究以藏北5种不同类型高寒草地(高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠)为研究对象, 利用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)分析不同类型草地土壤有机质化学组成, 并建立其与土壤蛋白酶和脲酶活性之间的相互关系。结果表明, 5种高寒草地土壤(0-15 cm)的酶活性表现出一定差异性, 高寒荒漠草原土壤的脲酶活性显著高于蛋白酶活性, 而其余类型高寒草地的脲酶和蛋白酶活性之间的差异未达到显著水平; 蛋白酶活性在5种高寒草地土壤之间的差异显著, 而脲酶活性在5种草地土壤之间的差异未达到显著水平。相关分析发现, 土壤蛋白酶活性与土壤有机质烷烃、烯烃和芳香烃的相对丰度和糠醛:吡咯的值密切相关, 土壤脲酶活性与土壤有机质化学组成之间相关性未达到显著水平。综上所述, 高寒草地类型和土壤有机质化学组成是影响高寒草地土壤蛋白酶活性的重要因素, 而对土壤脲酶活性的影响均未达到显著水平, 其影响因素有待进一步深入的研究。     

脲酶／硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响．结果表明,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH4^+含量2％-53％。显著降低了氧化态N的浓度,抑制了土壤中铵态N的氧化,增加土壤总有效N34％-44％,小麦吸N量增加0．26％-6．79％。其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显．抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持,有利于后期土壤有效态N的矿化．     

Distribution and Diversity of Acyl Homoserine Lactone Producing Bacteria from Four Different Soils

The distribution and diversity of acyl homoserine lactone (AHL) producing bacteria in black, brown, red, and meadow soils were investigated using culture-dependent method. One out of seventy six and five out of fifty isolates from the black and the brown soil were AHL-biosensor active, respectively. They were affiliated to the genera Ensifer and Pseudomonas and the family Enterobacteriaceae. Thin layer chromatography showed that the most of them produced AHLs with acyl side chain of 6 or 8 carbons. No AHL-producer was found in red and meadow soils. A potential novel AHL-based quorum sensing and quenching system was identified by sequencing in the black soil isolate Ensifer adhaerens X097 that harbored two AHL synthetase-like proteins and one amidohydrolase-like protein. This is the first report of comparison of AHL-producers among different soils. Our data showed that composition of AHL-producers were niche specific and were not in proportion with community population.     

松嫩草甸3种主要植物群落土壤脲酶的初步研究

 松嫩草甸羊草（Leymus chinensis）群落、碱茅（Puccinellia tenuiflora）群落和虎尾草（Chloris virgata）群落土壤脲酶活性的季节动态呈单峰曲线变化,在土体中随土层的加深,其活性逐渐递减。各群落0～10 cm土层中的土壤脲酶活性与月平均降雨量呈幂函数关系,与土壤温度呈指数函数关系。土壤脲酶活性受多种土壤理化因子的共同影响,对于羊草群落,各因子的影响程度依次为：pH值>有机质>速效氮>C/N>容重>全氮>速效磷;碱茅群落为：有机质>C/N>全氮>容重>速效磷>速效氮>pH值;虎尾草群落为：全氮>有机质>速效氮>pH值>C/N>速效磷>容重。对该地区土壤肥力影响因子的主成分分析表明：有机质、全氮、速效氮、C/N和土壤容重对土壤肥力的贡献率占主导地位,土壤脲酶活性所占的比重较小,它不能完全反映土壤肥力状况。     

Microbial Community Dynamics during the Bioremediation Process of Chlorimuron-Ethyl-Contaminated Soil by Hansschlegelia sp. Strain CHL1

Long-term and excessive application of chlorimuron-ethyl has led to a series of environmental problems. Strain Hansschlegelia sp. CHL1, a highly efficient chlorimuron-ethyl degrading bacterium isolated in our previous study, was employed in the current soil bioremediation study. The residues of chlorimuron-ethyl in soils were detected, and the changes of soil microbial communities were investigated by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. The results showed that strain CHL1 exhibited significant chlorimuron-ethyl degradation ability at wide range of concentrations between 10μg kg^-1 and 1000μg kg^-1. High concentrations of chlorimuron-ethyl significantly decreased the total concentration of PLFAs and the Shannon-Wiener indices and increased the stress level of microbes in soils. The inoculation with strain CHL1, however, reduced the inhibition on soil microbes caused by chlorimuron-ethyl. The results demonstrated that strain CHL1 is effective in the remediation of chlorimuron-ethyl-contaminated soil, and has the potential to remediate chlorimuron-ethyl contaminated soils in situ.