重金属污染区土壤酶活性变化

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明： 4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、Zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

重金属污染区土壤酶活性变化——以福建龙岩新罗区特钢厂污水灌溉区为例

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明:4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

花椒叶浸提液对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

通过用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗,研究浸提液对土壤酶和土壤微生物的影响.结果表明, 花椒叶浸提液使根际土中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数均有不同程度的减少,根际土中真菌和放线菌的数量变化呈降-升-降-升的趋势.20、60和80 g·L^-1浓度的叶浸提液使非根际土中细菌的数量显著增加21.59%、107.55%和8.62%,而40 g·L-1浓度的叶浸提液则使非根际土中细菌数量显著降低22.56%.叶浸提液使根际土蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显低于非根际土相应的酶活性,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著升高.土壤的蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关,与土壤放线菌数量呈显著负相关;多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关,与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关;放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关,与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著.     

铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性

对铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性特征进行了研究.结果表明,凤丹根际土壤各种酶活性显著大于非根际土壤.凤丹非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性能敏感地反映土壤重金属复合污染状况;根际环境对土壤酶活性的影响表现为: 磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶＞蔗糖酶＞多酚氧化酶,影响率分别为131.562%、92.492%、87.557%、59.673%34.076%;土壤各种酶活性与重金属复合污染程度呈显著负相关,相关系数均-0.868以上,表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.凤丹可有效地改善土壤环境,提高土壤各种酶的活性.     

苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性

缺苞箭竹是四川西部亚高山针叶林下层重要的优势植物种群。对缺苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性进行了研究。结果表明,各龄级缺苞箭竹根际土壤细菌、真菌数量显著高于非根际土,而放线菌数量无显著差异,土壤酶活性比值(R/S值)平均分别为2.36、2.08和1.08。各龄级缺苞箭竹根际土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶以及多酚氧化酶等酶活性均显著高于非根际土,R/S值平均分别为1.48、1.57、2.14、1.37、1.98和1.67。各龄级缺苞箭竹间相比较,根际土壤中的细菌、真菌数量及各土壤酶活性总体上表现3、5、7龄>9、11、13龄>1龄竹,而放线菌数量在各龄级之间无显著变化,即箭竹在幼龄阶段(1~5龄)随竹龄增加根际微生物数量与酶活性逐渐增加,以后随竹龄老化,根际微生物数量和酶活性逐渐降低。     

污染条件下VAM玉米元素积累和分布与根际重金属形态变化的关系

为了了解重金属Cu、Zn、Pb、Cd在土壤－根际－植物系统中的行为,揭示VAM植物减弱土壤中过量重金属对植物生理毒的抗性机理,采用原子吸收光谱测定Cu、Zn、Pb、Cd在污灌土壤中生长的VA菌根玉米和无菌根玉米中的积累和分布,并用连接形态分析技术分析了菌根际中Cu、Zn、Pb、Cd的形态分布和变化趋势,结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd在菌根玉米中的积累量比非攻根中积累量分别减少10％、18％和29％,Cd积累量没有改变,生长7周后,菌根玉米是非菌根玉米生物量的1．5倍,与对照土壤相比,根际中除Cu交换态显著增加外,Zn、Pb、Cd各形态相对改变量显著大于非菌根,且菌根根际上中Cu、Zn、Pb有机结合态增加量显著大于非根际土,说明菌根际金属向稳定状态转移的程度显著大于非菌根际,同时,讨论了根际金属形态对金属有效性的影响,及其与菌根植物金属抗性机理的关系。     

喀斯特不同植被恢复阶段土壤有机酸季节变化与有效氮磷的关系

植物分泌有机酸在提高土壤养分有效性方面起到重要作用。为了解喀斯特地区不同植被恢复阶段土壤有机酸含量季节性变化与氮磷有效性的关系,在灌木林和原生林各选择3种优势植物,测定雨季和旱季两个季节根际土和非根际土的有机酸含量、碳氮磷含量和比值、有效性氮磷含量及微生物生物量碳。结果表明:原生林植物根际土的草酸含量高于灌木林,而苹果酸和乙酸含量则低于灌木林;根际土草酸含量均高于非根际土;2个植被根际土和非根际土的草酸含量在雨季高于旱季,而苹果酸和乙酸含量则低于旱季;土壤草酸含量与有机碳、全氮、全磷和N∶P值呈显著正相关,与C∶N呈显著负相关;土壤有效氮和有效磷与草酸和微生物生物量碳呈显著正相关。上述结果表明,植物分泌有机酸的季节性变化与土壤养分状态和自身养分需求相关,而有机酸耦合微生物对养分有效性的提高具有积极的作用。因此,根际土的有机酸季节变化可能是喀斯特生态系统中植物适应土壤养分限制的一种重要机制。     

喀斯特不同植被恢复阶段土壤有机酸季节变化与有效氮磷的关系

植物分泌有机酸在提高土壤养分有效性方面起到重要作用。为了解喀斯特地区不同植被恢复阶段土壤有机酸含量季节性变化与氮磷有效性的关系,在灌木林和原生林各选择3种优势植物,测定雨季和旱季两个季节根际土和非根际土的有机酸含量、碳氮磷含量和比值、有效性氮磷含量及微生物生物量碳。结果表明:原生林植物根际土的草酸含量高于灌木林,而苹果酸和乙酸含量则低于灌木林;根际土草酸含量均高于非根际土; 2个植被根际土和非根际土的草酸含量在雨季高于旱季,而苹果酸和乙酸含量则低于旱季;土壤草酸含量与有机碳、全氮、全磷和N∶P值呈显著正相关,与C∶N呈显著负相关;土壤有效氮和有效磷与草酸和微生物生物量碳呈显著正相关。上述结果表明,植物分泌有机酸的季节性变化与土壤养分状态和自身养分需求相关,而有机酸耦合微生物对养分有效性的提高具有积极的作用。因此,根际土的有机酸季节变化可能是喀斯特生态系统中植物适应土壤养分限制的一种重要机制。     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响

采用盆栽土培试验,研究了工业污泥(化工厂底泥)及城市污水处理厂剩余污泥中重金属存在的形态与含量,以及两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响。结果表明,两种污泥中的重金属主要是以非交换态存在,城市污水处理厂剩余污泥中总的重金属含量比工业污泥低,而重金属的有效性比工业污泥高;污泥的施用能增加潮土中脲酶的活性,多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性与污泥的施用量有一定相关性,并与土壤中交换态Zn、Cu含量呈一定负相关,土壤多酚氧化酶及过氧化氢酶活性可作为土壤中重金属Zn污染的指示指标;污泥的施用有提高潮土中交换态Cu、Zn及Pb含量的趋势。     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

粤东铅锌尾矿三种优势植物对重金属的吸收和富集特性研究

为探讨铅锌矿废弃地优势植物在重金属污染土壤植物修复中的应用潜力,利用野外采样分析法,从粤东梅县丙村铅锌尾矿区采集其三种优势植物类芦、黄荆、盐肤木的根、茎、叶和土壤样品,测定和分析Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属含量.结果表明:该矿区土壤污染严重,Pb、Zn、Cd含量远超土壤环境质量的三级标准,Cu超出二级标准;根际土壤和非根际土壤重金属含量均为Pb＞Zn＞Cu＞Cd,但根际土壤的重金属含量显著低于非根际土壤;这三种植物对Pb、Zn、Cu的转移系数大于1.0,对Cu的富集系数最高,Pb最小,但对四种重金属的富集系数均小于1.0,均未达到超富集植物临界含量标准.三种植物为该矿区的优势植物,说明它们对土壤的重金属污染有很强的耐性,虽然并非典型的超富集植物,但对污染土壤仍有较好的修复效果.     

普通鹿蹄草品质与根际和非根际土壤的关系

以野外调查和室内分析相结合,采用相关分析、主成分分析、回归分析、通径分析等多种分析方法,对秦岭太白山区不同生境下野生普通鹿蹄草有效成分(总黄酮、单宁、金丝桃苷、槲皮素和抗氧化活性(DPPHIC50)与其根际和非根际土壤性质的关系做了研究。结论如下:(1)根际土壤速效钾、pH和脲酶与单个有效成分含量之间呈现出显著或极显著作用,而非根际土壤速效钾与5种有效成分均达到显著或极显著正相关。(2)根际土壤速效钾、pH、转化酶和脲酶是影响普通鹿蹄草有效成分含量的主导因子,而非根际土壤有效氮、速效钾、pH和转化酶是综合影响其含量的主导因子。(3)根际土壤速效钾是影响普通鹿蹄草有效成分含量的主要决策因素,而pH、转化酶和脲酶是其主要限制因素;非根际土壤有效氮和速效钾是影响普通鹿蹄草有效成分含量的主要决策因素,而pH和转化酶是其主要限制因素。由此得出,普通鹿蹄草有效成分含量受根际和非根际多种土壤因子的综合影响,且土壤速效钾含量、pH、转化酶是影响其含量的共同因子。     

三种土壤条件下紫茎泽兰根际的酶活性及细菌群落状况

紫茎泽兰被列为我国危害最严重的外侵植物,为探索其侵入机制,以四川省凉山州的3种主要土壤?红壤、黄壤和紫色土为研究对象,比较了根际和非根际土壤(距离根系约20 cm)的酶活性及细菌群落。结果表明,尽管土壤类型不同,根际酶活性(过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶)及微生物量碳氮显著高于非根际,说明紫茎泽兰的根系生命活动促进根际微生物生长繁殖,数量增加,活性增强,有益于土壤养分供应,促进紫茎泽兰生长,提高生存竞争优势。在不同类型的土壤中,紫茎泽兰根际细菌的分类单元数和主成分方差比非根际降低或无显著变化,说明紫茎泽兰对土壤细菌群落的影响因土壤而异。3种土壤的优势菌株种类差异极大,根际20种优势细菌中仅链霉菌1(Streptomyces1)为共有菌株,非根际仅有绿弯菌(Chloroflexi KD4-96)为共有菌株,说明紫茎泽兰能在细菌群落不同的土壤上生长,具有极强的适应性。但是,3种土壤的优势细菌均为放线菌门、变形菌门和拟杆菌门,合计占细菌总量的60.69%—78.75%;就同一种土壤而言,根际20种优势细菌中有8—11株与非根际相同。因此,土壤类型是决定细菌群落的主要因素,但因紫茎泽兰入侵而发生一定程度的变化。     

Oxidation of pipecolic acid in soils and in rhizosphere soil of different plants

Soil respiration was proportional to its total carbon content. Maximum respiratory activity occurred in garden soil, followed in descending order by chernozem soil, brown soil, and sand. The oxidation of pipecolic acid, as studied by the Warburg manometric technique, in different rhizosphere soils from four crops 7, 13 and 20 days after planting as well as from one crop grown in different soils, was consistently in all cases faster than that by the corresponding non-rhizosphere soils. The curves of the rate of oxygen consumption during pipecolic acid oxidation, by garden soil (whether rhizosphere or non-rhizosphere soil) as well as by chernozem rhizosphere soil of different plants at the three stages of plant growth studied contained two peaks (two phases), whereas in non-rhizosphere chernozem soil as well as in brown soil and sand (whether affected or not affected by plant roots) only one peak was attained in the curves of the rate of oxygen uptake. The rapidity with which pipecolic acid was oxidized in the rhizosphere soil differed from plant to plant and at different phases of plant growth, and also with the type of soil used for plant growing. The extent of pipecolic acid oxidation after the first and second (if it occurred) phases did not differ in the different soils, both rhizosphere and non-rhizosphere soil, but the rate of oxygen uptake was higher in rhizosphere than in the corresponding non-rhizosphere soil. During the first phase, oxygen uptake accounted for slightly less than one-third of the total amount of oxygen required for complete oxidation of the added pipecolic acid. About two-thirds of that total amount were taken up during the both phases of oxidation.     

酸雨对毛竹入侵阔叶林缓冲区根系形态及分布格局的影响

为明确亚热带毛竹与阔叶树根系对酸雨的适应策略,于2017-2018年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区毛竹入侵阔叶林过渡区开展酸雨模拟试验,选取T1（pH=4.0）、T2（pH=2.5）、CK（pH=5.5）3个模拟酸雨梯度,分析不同强度酸雨作用下毛竹与阔叶树的根系变化。结果表明：T1对阔叶树根系形态指标具有显著的抑制作用（P<0.05）,导致阔叶树根系的总根长、总表面积、总体积及和细根比根长分别下降了39.9%,39.4%,42.3%和16.2%;T2对毛竹和阔叶树根系指标均有显著的抑制作用（P<0.05）,导致毛竹的根系总根长、总表面积、总体积及细根比根长分别下降了41.5%,42.9%,46.4%和15.1%,阔叶树根系分别下降了60.2%,63.3%,61.8%和20.5%。随着酸雨强度的增加,林内根系生物量密度减少,毛竹将更多的根系置于土壤表层。在水平方向上阔叶树根系则随离树距离的增加而逐渐减少,毛竹2-5 mm径级根系生物量在离竹20 cm,离树40 cm和20 cm之间差异显著（P<0.05）。pH、有机质、可溶有机碳、碱解氮、有效磷和速效钾对毛竹的根系可塑性具有显著的影响（P<0.05）。这些结果表明,毛竹在酸雨作用下利用根系形态可塑性实现种群竞争优势。     

集约经营对毛竹林土壤碳氮库及酶活性的影响

为探明集约经营对毛竹林土壤碳库、氮库以及酶活性的影响,在浙江省临安市选取相邻的粗放经营毛竹林和集约经营毛竹林(经营年限为15年),测定表层(0～20 cm)与亚表层(20～40 cm)土壤不同形态碳氮和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性.结果表明: 长期集约经营显著降低毛竹林土壤有机碳含量和储量,表层和亚表层土壤有机碳储量分别下降13.2%和18.0%;集约经营15年后,毛竹林表层和亚表层土壤水溶性碳、热水溶性碳、微生物生物量碳和易氧化碳含量均显著降低;与粗放经营毛竹林相比,集约经营毛竹林表层和亚表层土壤氮储量分别增加50.8%和36.6%;集约经营显著增加毛竹林土壤硝态氮和铵态氮含量,显著降低土壤水溶性氮和微生物生物量氮含量;集约经营15年后,毛竹林表层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均显著下降,亚表层土壤酸性磷酸酶活性显著下降,而其他酶活性均无显著变化.长期集约经营导致毛竹林土壤碳储量、活性碳库和微生物活性显著下降,在以后的经营过程中要注意化肥与有机肥配合使用,以保证毛竹林的可持续经营.