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.     

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.     

镉污染对水稻土微生物量、酶活性及水稻生理指标的影响

水稻盆栽条件下,研究了外源Cd不同处理对土壤微生物学指标、土壤酶活性及部分水稻生理指标的影响.结果表明,土壤微生物量C和N开始随Cd浓度增加而上升,到一定浓度时则随Cd浓度增加而下降,其转折点因土壤性质有所差异.同时土壤酶活性变化规律与土壤微生物量C、N变化规律相似,但其转折点浓度因土壤类型及土壤酶种类不同而有差异.Cd污染后的变异系数依次为:脱氢酶＞酸性磷酸酶＞脲酶.土壤呼吸作用强度和代谢熵都随Cd浓度增大而缓慢增加.水稻叶绿素含量随Cd处理浓度增加表现出先上升后下降,其转折点受供试土壤性质不同而不同;脯氨酸含量与过氧化物酶活性随着Cd处理浓度增大而增加.Cd污染后水稻生理指标的变异系数在黄松田水稻土中依次为过氧化物酶活性＞叶绿素含量＞脯氨酸含量;黄红壤性水稻土中依次为过氧化物酶活性＞脯氨酸含量＞叶绿素含量.相关分析表明,种植水稻条件下Cd污染对土壤微生物量、酶活性及水稻生理指标的影响是相辅相成的.     

重金属对土壤中小麦种子发芽与根伸长抑制的生态毒性

测定了4种土壤（红壤、草甸棕壤、暗棕壤和栗钙土）条件下,Cu,Zn,Pb和Cd单一污染对小麦种子发芽与根伸长抑制主及其复合污染效应（暗棕壤条件下）。结果表明,同一浓度下,重金属对小麦根伸长抑制率均明显大于对种子发芽抑制率,植物根对金属污染的生态毒性比种子发芽敏感,土壤有机质和土壤N含量与Cu,Zn,Pb和Cd污染对小麦根伸长抑制率显著负相关（R^2OR=0.91,R^2K-N=0.92),土壤PH和阳离子交换量与Cu,Zn,Pb和Cd污染对小麦根伸长抑制率的相关性不显著（R^2PH=0.62,R^2CEC=0.60),在单一污染对小麦根伸长为刺激作用浓度（较低浓度）或为抑制作用浓度下（较高浓度）,复合污染均表现为协同作用。^     

汞、镉对土壤脲酶活性影响的研究Ⅰ.尿素浓度

对不同尿素浓度条件下重金属与土壤脲酶活性关系进行了研究。结果表明,尿素浓度对脲酶活性具有显著的影响。在供试浓度范围内可采用线性和Langmuir模型较好地表征二者关系。并得到脲酶活性的尿浓贡献率,尿浓贡献变化率和最大表观脲酶活性等参数;Hg,Cd明显降低了前述参数值,其中Hg Cd复合污染的抑制作用最强,Hg的生态毒性最大;同时初步获得土壤酶促反应过程中存在吸附机制。     

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.     

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.     

铜尾矿污染区土壤酶活性研究

对浙江省哩浦铜尾矿污染区土壤酶活性进行了研究,结果表明,尾矿区及其周边土壤环境受到不同程度的Cu、Zn、Pb、Cd污染,从尾矿库中心到外围重金属污染程度逐渐减轻,而土壤酶活性则不断提高,其中以脱氢酶和脲酶活性增加最明显,回归分析表明,单一脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶以及蛋白酶活性与重金属复合元素含量之间存在显著线性关系,主成分分析结果显示,尾矿区土壤酶信息系统的第一、二主成分方差贡献率之和达98．24％,以第一、二主成分建立了两个土壤总体酶活性指标,并用此指标对各供试样本进行空间分类,其结果与以重金属含量为依据的划分结果基本吻合,可见,采用酶活性构筑的土壤信息系统的总体酶活性来表征矿区土壤的重金属污染状况是可行的。     

镉、铅及其复合污染对大麦幼苗部分生理指标的影响

以Cd、Pb为胁迫因子,以大麦为试验材料,采用室内培养法,研究了重金属Cd﹑Pb及复合污染不同时间（3、5d）对大麦幼苗叶片部分生理指标的影响。结果表明,随着 Cd﹑Pb及Cd+Pb处理浓度的增加,大麦幼苗叶片中可溶性糖的含量表现为先升后降。在Cd﹑Pb单一处理条件下,不同浓度Cd﹑Pb均可造成叶细胞膜透性增大,叶片的相对电导率和脯氨酸含量上升。不同浓度的Cd+Pb复合处理对叶细胞膜的损伤均大于单一处理,低浓度Cd+Pb（5+50 mg·L^-1）复合处理组的可溶性糖含量比单一处理高。在不同处理时间（3、5d）内,所有Cd+Pb复合处理组叶中脯氨酸含量均高于单一处理组,Cd﹑Pb复合处理对脯氨酸的积累有促进作用。单一处理中Cd对大麦幼苗的毒性比Pb大,而复合处理（Cd+Pb）对大麦幼苗的损伤和毒害作用比单一处理更为严重,其交互作用机理值得进一步研究。     

酸雨、铜和莠去津对土壤水解酶活性的影响

运用正交试验设计方案,考察了酸雨、重金属铜和农药莠去津复合污染情况下各因素的主效应及两两交互作用对土壤脲酶、转化酶和酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,H^+、Cu^2+对酶活性影响显著且其对3种酶的抑制效应为H^+>Cu^2+;Al^3+仅对脲酶表现出一定的激活效应;而除磷酸酶外,莠去津对脲酶、转化酶活性无明显影响。交互作用试验表明：莠去津×Cu的协同作用主要表现为对磷酸酶活性的影响;而H×Cu对脲酶、转化酶均表现为颉抗作用;在本文所考察的浓度范围内,未见莠去津与氢有显著的交互作用存在3种酶中,以磷酸酶对外来污染物最为敏感。     

紫茎泽兰与非洲狗尾草单、混种群落土壤酶活性和土壤养分的比较

 植物对土壤有效养分的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一, 土壤酶活性对土壤有效养分的变化具有重要作用。该文研究了紫茎 泽兰(Ageratina adenophora)单种(A)、非洲狗尾草(Setaria sphacelata)单种(S)和两物种混种(A+S)群落4种重要的土壤酶活性和土壤养分的 变化及其规律, 并对土壤酶活性与土壤养分进行了相关分析。结果表明: 1)群落S土壤有效氮(NH₄⁺-N和NO₃^--N)含量高于群落A对应养分含量, 而与群落A＋S该养分含量没有显著差异; 群落S土壤有效磷和有效钾含量低于群落A对应指标, 而群落A＋S其含量最低。2)群落S、A+S和A土壤蛋 白酶和脲酶活性的高低次序分别为S>A＋S>A、A＋S>S>A; 群落A+S、S和A磷酸酶活性依次升高; 群落A+S、A和S蔗糖酶活性依次降低。3)在生长 过程中, 3类群落土壤NO₃^--N、有效磷和有效钾含量在生长初期(5月)最高, 随后逐渐降低; 土壤NH₄⁺-N含量呈现单峰趋势, 在生长后期(9月)最 高。3类群落土壤蛋白酶和蔗糖酶活性随生长时间推移而升高, 在生长末期(11月)最高; 土壤磷酸酶和脲酶酶活性在生长过程中呈现单峰趋势, 在生长旺盛期(7月)最高。3类群落间土壤酶活性与土壤肥力具有较一致的相关性。由此推断, 非洲狗尾草对土壤含氮化合物的活化能力比紫茎 泽兰强, 且在种间竞争中能够强烈抑制紫茎泽兰对土壤含磷、含钾化合物的活化能力是其竞争取胜的可能原因; 不同植物群落土壤酶活性的差 异是引起土壤有效养分变化的重要驱动机制之一。     

猪粪中铜对东北黑土的污染风险评价

集约化养殖使用大量铜(Cu)作为饲料添加剂,养殖废物的排放和利用可导致一定的环境问题.本文以东北黑土为供试材料,通过在盆栽试验中添加不同Cu浓度的猪粪来模拟不同施肥年限的菜园土,研究土壤中Cu累积对小白菜地上部分Cu浓度、地上部分生物量、土壤微生物生物量碳和土壤酶(脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶)活性的影响.结果表明：单独施用猪粪显著增加了小白菜地上部分生物量,对其Cu浓度则没有显著影响.猪粪的施用在一定时期内显著促进了脱氢酶和脲酶的活性,但随土壤Cu浓度的增加,脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性逐渐受到抑制.当土壤全Cu浓度达到301.3 mg·kg^-1后,小白菜地上部分生物量、土壤微生物生物量碳及脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性均受到强烈抑制.小白菜地上部分Cu浓度与土壤全Cu和水溶态Cu浓度呈显著正相关(P<0.01),而地上部分生物量与土壤全Cu浓度呈显著负相关(P<0.05).研究表明,可用于种植蔬菜的黑土Cu浓度阈值应小于301.3 mg·kg^-1.     

Effects of Cd or/and Pb on soil enzyme activities and microbial community structure

Heavy metals could have long-term hazardous impacts on the health of soil ecosystems and adverse influences on soil biological processes. A study of Cd or/and Pb effects on soil enzyme activities and microbial community structure was undertaken with brown soil in a greenhouse for a period of 10 weeks. The experiment results showed that urease, acid phosphatase and dehydrogenase activities were significantly lower (p < 0.05) in Cd or/and Pb treatments than in control. Three enzyme activities decreased with the increasing metal concentrations. The effects of Cd and Pb combined on enzyme activities were higher than Cd or Pb alone. The soil microbial populations were far lower in heavy metal treatments than in control, and soil microbial populations under different heavy metals levels showed a significant difference (p < 0.05). The PCR-DGGE banding patterns confirmed that the addition of metals had a significant impact on microbial community structure.     

百菌清对土壤氧化亚氮和二氧化碳排放的影响

在25 ℃、60%WHC（最大持水量）的好氧条件下进行14 d的培养试验,研究杀菌剂百菌清在添加水平为0 mg·kg^-1（CK）、5.5 mg·kg^-1（田间施用量,FR）及110 mg·kg^-1(20FR)和220 mg·kg^-1（40FR）时对酸性、中性和碱性土壤中N₂O和CO₂排放的影响.结果表明：百菌清对N₂O和CO₂排放的影响取决于土壤类型和施用浓度.与对照相比,百菌清在20FR和40FR时显著抑制了酸性土壤N₂O的产生与排放;3种施用量均显著促进了中性土壤N₂O的排放,其中FR水平的促进效果最显著;高浓度（20FR和40FR）的百菌清在培养初期抑制了碱性土壤N₂O的排放,而在培养后期显著促进了N₂O的排放.田间用量的百菌清对土壤CO₂排放量没有明显影响;高浓度（20FR和40FR）时显著促进了酸性土壤CO₂的排放,显著抑制了中性和碱性土壤CO₂的排放.     

Spectroscopic characterization of Co(II)-, Ni(II)-, and Cd(II)-substituted wild-type and non-native retroviral-type zinc finger peptides

The nucleocapsid protein (NCP) from Mason-Pfizer monkey virus (MPMV) contains two evolutionary invariant Cys-X₂-Cys-X₄-His-X₄-Cys retroviral-type zinc finger structures, where the Cys and His residues provide ligands to a tetrahedrally coordinated Zn(II) ion. The N-terminal zinc finger (F1) of NCP from MPMV contains an immediately contiguous Cys in the -1 position relative to the start of this conserved motif: Cys-Cys-X₂-Cys-X₄-His-X₄-Cys. Metal complexes of 18-amino acid peptides which model the native zinc finger sequence, SER-Cys-X₂-Cys-X₄-His-X₄-Cys (F1_SC), and non-native Cys-SER-X₂-Cys-X₄-His-X₄-Cys (F1_CS) and SER-SER-X₂-Cys-X₄-His-X₄-Cys (F1_SS) sequences have been spectroscopically characterized and compared to the native two-zinc-finger protein fragment, MPMV NCP 21-80. All Co(II)-substituted peptide complexes adopt tetrahedral ligand geometries and have S^-MCo(II) ligand-to-metal charge-transfer (LMCT) transition intensities consistent with three Co(II)-S bonds for F1_SC and F1_CS. The non-native F1_CS peptide binds Co(II) with K_Co=1.5᎒⁶ M^-1, comparable to that of the native complex, and 걄-fold tighter than F1_SS. Like the Co(II) derivative, the absorption spectrum of Ni(II)-substituted NCP 21-80 is most consistent with tetrahedral Ni(II) complexes with multiple thiolate donors. In contrast, Ni(II) complexes of F1_SC and F1_CS exhibit a single absorption band in the 400-550 nm region ()겨-300 M^-1 cm^-1), distinct in the two complexes, assignable to a degenerate d-d transition envelope characteristic of non-native square-planar coordination geometry, and an intense LMCT transition in the UV ()₂₅₅ᄾ,000 M^-1 cm^-1). Cd(II) complexes have intense absorption in the UV (5_max=233 nm), with absolute intensities consistent with 񬩈 M^-1 cm^-1 per Cd(II)-S bond. ¹¹³Cd NMR spectroscopy of ¹¹³Cd MPMV NCP gives '=649 ppm, consistent with S₃N coordination. Co(II) and Cd(II) complexes of non-native F1_CS peptides are more sensitive to oxidation by O₂, relative to F1_SC, suggestive of a higher lability in the non-native chelate. The implications of these findings for the evolutionary conservation of this motif are discussed.     

长期施肥及撂荒对土壤氮素矿化特性及外源硝态氮转化的影响

以黄土高原南部17年长期定位试验不同处理土壤为研究对象,研究了不同肥料处理及撂荒条件下土壤氮素矿化特性、灭菌与不灭菌条件下不同肥力土壤对施入外源硝态氮转化的影响.结果表明：氮磷钾化肥和有机肥配施（MNPK）及长期撂荒处理显著提高了土壤有机质和全氮含量以及土壤氮素矿化量和矿化率;氮磷钾化肥（NPK）处理虽然提高了土壤无机氮含量,但对土壤有机质、全氮、土壤氮素矿化量和矿化率的影响相对较小.高温高压灭菌显著增加了土壤铵态氮含量,但对不同处理土壤硝态氮含量无明显影响;在灭菌土壤培养过程中,土壤铵态氮含量呈显著增加趋势.同一土壤类型,不论灭菌与否,培养过程中施入土壤的硝态氮含量保持相对稳定,说明在本研究培养条件下,生物因素和非生物因素对外源硝态氮在土壤中的转化无明显影响.     

Effects of Gibberellic Acid on the Activation, Synthesis, and Release of Acid Phosphatase in Barley Seed

Acid phosphatase activity was present in unimbibed barley seed,but rose during incubation of embryoless half-seeds and isolatedaleurone layers, and was further increased by 10^–6 M gibberellicacid (GA₃). Release of total acid phosphatase activity fromhalf-seeds and aleurone layers was markedly enhanced by GA₃.Inhibitor studies with cycloheximide and actinomycin D suggestedthat de novo synthesis of acid phosphatase occurred followingimbibition. Gel nitration, electrophoresis, and [¹⁴C]leucineincorporation studies revealed that a single molecular formof acid phosphatase was present in dry seed, whereas on incubationtwo further forms arose. A proportion of the three molecularforms of the enzyme was synthesized de novo. Gibberellic acidstimulated activation, but not de novo synthesis, of all threemolecular forms of acid phosphatase. Although a small amountof one of the molecular forms was secreted in the absence ofGA₃, the presence of gibberellin greatly increased secretionof the same form of acid phosphatase.     

模拟氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响

氮沉降增加改变了森林土壤生态系统物质输入,影响土壤生物及酶活性,而土壤团聚体内相对稳定的微域生境可能减弱或延缓土壤生物和酶对氮沉降增加的响应强度。以广东省东莞大岭山森林公园荷木人工林为研究对象,用模拟N沉降方法,分析了2011年12月到2012年11月一年内氮沉降增加条件下表层混合土壤和土壤团聚体内脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性的变化及影响因素,旨在理解氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响。结果表明:氮沉降增加对表层混合土壤中脲酶和蔗糖酶的抑制作用不显著,而酸性磷酸酶受氮沉降显著影响,表现为低氮(50 kg N hm-2a-1)促进,高氮(300 kg N hm-2a-1)抑制的规律。表层土壤团聚体内脲酶活性随氮沉降增加而降低,N300处理显著低于对照;蔗糖酶和酸性磷酸酶活性随氮沉降增加先降低后增加,N100处理最低,分别比其他处理降低了6.46%—25.53%和42.33%—68.25%。试验区内各粒径土壤团聚体内酶活性高于混合土壤,且随团聚体粒径增加酶活性均为先增加后降低。不同粒径土壤团聚体的3种酶活性均以2—5 mm最高,但脲酶、酸性磷酸酶在各团聚体粒径间差异不显著,蔗糖酶活性2—5 mm显著高于5—8 mm。土壤酶相对活性指数和相对活性综合指数结果显示,超过85%的团聚体粒径内的相对酶活性指数大于1,而土壤酶相对活性综合指数均大于1。以上结果表明,氮沉降增加条件下土壤团聚体对其团聚体内的土壤酶活性有隔离保护作用,但其隔离保护效果与酶的种类和土壤团聚体粒径有关。     

马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层酶活性随雨旱季的变化

土壤酶活性随雨旱季的变化特征对于深入理解人工林土壤物质循环具有重要意义。2014年6月至2017年4月,采用原位土柱培养方法,研究了长江上游低山丘陵区的马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层转化酶、脲酶和酸性磷酸酶活性随关键时期（雨季初期;雨季中期;雨季末期;旱季初期;旱季末期）的变化特征。结果表明：土壤有机层和矿质土壤层酶活性随关键时期的变化显著,总体表现为雨季高于旱季。土壤有机层转化酶和脲酶活性呈现逐年降低的趋势;矿质土壤层酸性磷酸酶活性呈现逐年增加的趋势。土壤有机层转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于矿质土壤层。土壤有机层三种酶活性年际变化幅度及随关键时期的变化幅度均高于矿质土壤层。偏最小二乘分析（PLS）表明,土壤含水量、微生物量和底物含量对土壤酶活性具有显著影响,但其影响大小强烈取决于土壤层次和酶的种类。可见,马尾松人工林土壤有机层酶活性对环境因子变化的响应更敏感,而且驱动土壤有机层和矿质土壤层酶活性动态的主导因子也存在差异。