微塑料添加对橘园土壤有机碳矿化的影响

为探究微塑料污染对土壤有机碳矿化的影响,采集湖北当阳橘园土壤,进行室内有机碳矿化培养,研究添加微塑料和秸秆条件下土壤有机碳矿化特征及酶活性变化.结果表明,秸秆和微塑料混施显著影响了土壤有机碳矿化,但仅添加微塑料对土壤有机碳矿化无显著影响.与单施秸秆相比,低量微塑料与秸秆混施处理（PP1+S）显著促进了有机碳矿化,有机碳累积矿化量增加了8.20%,而中高量微塑料与秸秆混施处理（PP2+S和PP3+S）显著降低了有机碳累积矿化量,其中,高量微塑料与秸秆混施对土壤有机碳矿化抑制最明显,降低了10.13%.添加微塑料显著降低了β-葡萄糖苷酶活性,高量微塑料添加对酶活性的抑制最显著,与对照相比,在第1、6和35 d分别降低了20.52%、43.93%和17.79%;但是,添加秸秆缓解了微塑料输入对土壤β-葡萄糖苷酶活性抑制作用.有机碳矿化速率与DOC、MBC含量和β-葡萄糖苷酶活性均呈显著正相关.     

水解-交替脉冲曝气工艺处理城市污水研究

采用淹没式膜法水解-交替脉冲曝气系统对城市污水的处理效能进行研究,讨论了装置进水COD浓度变化对生活污水处理效果的影响、处理工艺沿程COD、NH3-N浓度变化状况、NH3-N的去除、水解对COD去除效果的影响以及进水COD/N比与反硝化的关系。研究表明,该系统能有效地去除COD和NH3-N。进水COD在450mg/L以下时,出水COD基本维持在60mg/L以下;进水NH3-N<50mg/L时,出水NH3-N<10mg/L。     

土壤中邻苯二甲酸酯类物质的降解及其对土壤酶活性的影响

邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)是一类在环境中广泛存在的有毒有机化合物,本研究探讨了不同浓度梯度的4种PAEs在土壤中的降解,及其对不同土壤酶活性的影响.用GC-MS法测定土壤溶液中PAEs的浓度,结果表明,土壤中的微生物对PAEs的降解起主要作用,对降解数据拟合发现,PAEs降解符合一级动力学方程,并且碳链越短的酯降解效果越好,降解速率越高.在相对高浓度的PAE30环境中,碳链较长的DnOP的降解效率要低于相对低浓度时的降解率,且在40 d后只能降解73%.采用标准方法测定基质酶的活性,在PAEs加入土壤之后,β-葡萄糖苷酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性均有变化.磷酸酶的活性先降低后升高,β-葡萄糖苷酶活性缓慢下降,蛋白酶活性先升高后降低,脲酶则呈逐渐升高的趋势.但是随着胁迫时间的延长(20 d后),除了β-葡萄糖苷酶的活性继续降低,其他酶活性都逐渐恢复,并超过了对照组.     

长期施肥对不同深度稻田土壤碳氮水解酶活性的影响特征

与稻田土壤碳周转密切相关的酶活性是评价土壤肥力和肥料管理的重要指标.本研究选取秸秆还田(ST)、化肥(NPK)和不施肥(CK)的长期定位试验田,以10 cm的间距分段采集土壤剖面0~40 cm范围内的新鲜土样,利用96微孔酶标板荧光分析法,测定参与土壤碳氮转化过程关键酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性,探讨不同施肥措施对不同深层土壤酶活的影响.结果表明,相比不施肥的土壤,施用化肥和秸秆土壤的BG酶活性分别提高了35%~118%和55%~342%;NAG酶活性分别提高了9%~30%和102%~484%.同时,随着土层深度的增加,土壤酶活性逐渐降低,0~20 cm深层土壤酶活性显著高于20~40 cm深层土壤.在不同施肥措施中秸秆还田可高程度影响稻田深层土壤.RDA分析表明土壤碳氮含量主要与0~20 cm的土壤酶活性有显著的正相关关系,与20~40 cm的土壤酶活性呈负相关关系.综上所述,随着土壤深度增加土壤微生物量和土壤酶活性显著降低.长期施肥显著提高了不同深层土壤生物量和土壤酶活性,其中秸秆还田作用尤为突出.因此,合理的秸杆还田有利于改善稻田深层土壤肥力,优化农田土壤养分循环,为作物生长提供良好的土壤环境.     

中亚热带不同林龄马尾松林土壤酶学计量特征

土壤酶活性是表征土壤微生物养分需求与养分限制状况的重要指标.本文以中亚热带不同林龄(9、17、26、34和43 a)马尾松人工林为研究对象,通过测定β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(POX)和过氧化物酶(POD)活性,并计算土壤酶化...     

稻田土壤β-1, 4-葡萄糖苷酶活性对温度变化的响应特征

温度是土壤酶活性的关键非生物影响因子,调控着土壤物质周转过程.为了探究温度变化对稻田土壤有机质周转及其关键胞外酶活性的影响,设计室内培养试验,分别在5、15、25和35℃下测定亚热带稻田土壤BG（β-1,4-葡萄糖苷酶）活性,探究温度对土壤胞外酶活性及其与碳氮转化过程的影响特征.结果表明:稻田土壤中w（DOC）（DOC为可利用态碳）、w（NH₄+-N）和w（MBC）（MBC为微生物生物量碳）在5~25℃下随着培养时间的增加而降低.在第15天时BG活性达到306.57~437.75 nmol/（g·h）,并随温度的增加表现为先增后减,在第3、75天时,25℃下BG活性为184.46~207.60 nmol/（g·h）.土壤酶活性的Q₁₀（温度敏感性）在15℃升至25℃时表现出正响应（Q₁₀=1.5）,而在5~15℃和25~35℃时Q₁₀ < 1,表现为消除效应.土壤酶活性的变化是多因素共同影响的结果,温度作为关键影响因子,升温显著改变了土壤中w（DOC）、w（NH₄+-N）、w（MBC）、w（MBN）（MBN为微生物生物量氮）,进而影响土壤BG活性;土壤中w（MBC）对BG活性具有直接的显著负影响作用.研究显示,对参与稻田土壤碳转化BG酶活性的温度敏感性及其与土壤关键理化因子之间的耦合关系进行量化,有助于深入开展水稻土碳循环及其调控机制研究.      

秦岭中段撂荒地植被恢复过程中土壤微生物代谢特征

明确撂荒地植被恢复过程中土壤微生物养分限制特征及其驱动机制对揭示土壤养分循环和维持生态系统稳定具有重要意义.以秦岭中段不同年限撂荒地为研究对象,通过测定土壤理化性质、5种胞外酶活性[β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷...     

季节性冻融对扎龙湿地土壤微生物群落结构和胞外酶活性的影响

选取扎龙湿地芦苇沼泽为研究对象,采用磷脂脂肪酸法和微孔板法研究了季节性冻融期土壤微生物群落结构和胞外酶活性的动态变化规律.结果表明,微生物总磷脂脂肪酸（PLFA）含量和细菌PLFA含量均呈先降低后升高趋势,而真菌PLFA含量呈先升高后降低趋势.冻融初期至融冻初期,β-葡萄糖苷酶显著降低了71.84%,β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶表现为先升高后降低趋势,酸性磷酸酶在融冻初期最高、冻融初期最低,过氧化物酶和多酚氧化酶峰值均出现在融冻后期.主成分分析表明,季节性冻融显著改变了土壤微生物群落结构.冗余分析发现,土壤含水率与总PLFA、细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌、过氧化物酶和多酚氧化酶呈显著正相关（p<0.05）;土壤全磷、速效磷、速效氮与真菌和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶呈显著正相关;β-葡萄糖苷酶主要受土壤碳氮比和有机质影响,而土壤微生物与胞外酶活性在不同冻融时期具有显著相关性（p<0.05）.因此,探究全球变化背景下土壤微生物和胞外酶对季节性冻融过程的响应机制,可为深入解析扎龙湿地土壤质量演变特征及湿地生态系统功能的恢复与保护提供科学依据.     

SO_4~(2-)对SRB颗粒污泥性能的影响

文章利用取自厌氧折流板反应器中的硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同质量浓度的SO42-对SRB颗粒污泥性能的影响。结果表明,当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性(SMA)为406.2mL/g·d,SO42-的去除率达93.4%,Cu2+的去除效率高达97.1%,且Cu2+的去除率与SO42-的还原率呈正相关关系;而ω(COD)/ω(SO42-)=2～4时,COD去除率稳定在88.8%以上,最大去除率在ω(COD)/ω(SO42-)=2.7处。     

人工湿地基质中酶活性和细菌生理群的时空动态特征

对复合垂直流人工湿地基质中6种酶酶活性和5种细菌生理类群数量进行了测定.结果表明各种酶酶活性在不同月份存在显著差异(p<0.05):纤维素酶、蛋白酶和磷酸酶在6月、9月和12月时都表现出较高的酶活性,并且都显著地高于3月的酶活性;β-葡萄糖苷酶在6月时酶活性显著地高于其它月;而脲酶活性在9月和12月时极显著地高于3月和6月(p<0.01);脱氢酶酶活性在6月和12月时明显高于3月和9月.相比较而言,6种酶酶活性的空间特征较为一致,下行流池酶活性显著高于上行流池活性(p<0.05),并且随着基质层深度的增加,酶活性亦相对递减.细菌生理类群数量在6月和9月达到高峰,并且所反映出来的空间规律与酶活性有一致性.     

复合人工湿地系统酶活性及其与污染物净化效果的相关性

构建目前广泛应用的复合垂直流人工湿地系统,从酶学角度探讨湿地主要污染物净化机理。通过对下行流-上行流复合人工湿地和下行流-下行流复合人工湿地2套系统磷酸酶、脲酶活性的测定发现,磷酸酶、脲酶活性随系统流程逐级降低,一级池磷酸酶、脲酶活性较高且日变化较大,同一一级池中磷酸酶、脲酶活性呈显著相关性。系统脲酶活性和TN去除率相关性显著,磷酸酶活性与TP去除率不存在显著相关性,磷酸酶、脲酶活性与COD去除率相关性亦不显著。     

洱海流域稻油轮作农田土壤水解酶活性特征

土壤酶是驱动土壤碳氮素转化的重要生物因素。该研究在滇西洱海流域油菜-水稻水旱轮作农田设置5个处理(1个不施肥对照,1个施化肥对照,3个有机物料配施化肥处理)的长期定位试验,考察土壤碳氮水解酶活性特征及有机碳源物料施用条件下土壤碳氮水解酶活性动态变化特征,结合Pearson相关性分析和RDA冗余分析,解析土壤酶活性对有机碳输入的响应特征。结果表明,单施化肥处理对β-1,4-葡萄糖苷酶(GC)活性的影响不显著(P≥0.05),但显著提高β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05);有机碳源物料配施化肥各处理则均显著提高2种土壤碳氮水解酶活性(P<0.05)。GC酶和NAG酶的活性与土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量呈极显著正相关(P<0.01);土壤GC和NAG酶活性均与土壤碳氮比(C/N)极显著正相关(P<0.01);土壤OM和TN对碳氮水解酶活性影响的解释度最高。基于酶活性和土壤养分及碳氮比关系分析,需要施用适宜C/N的有机碳源配施氮肥,通过调控GC酶和NAG酶活性,提高土壤碳氮转化速率,从而维持土壤C/N在适宜范围。     

絮凝剂对活性污泥氧化还原酶活性的影响

为了研究絮凝剂对污泥活性的影响,考察了SBR反应器中投加聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对脱氢酶活性、过氧化氢酶活性以及COD去除率的影响。结果表明,投加10 mg/L的PAC对污泥中脱氢酶活性和过氧化氢酶活性均有不同程度的抑制作用;投加10 mg/L的PFS和0.1 mg/L的CPAM对脱氢酶活性和过氧化氢酶活性有明显的促进作用,但由于其在活性污泥微生物体内的毒性累积作用,在接触后期活性呈现缓慢降低趋势。PAC系统抑制了COD的去除,而CPAM和PFS促进了系统中COD的去除,且PFS对系统中COD的去除率略大于CPAM。     

水稻不同生育期根际与非根际土壤胞外酶对施氮的响应

与稻田土壤碳氮循环(矿化、转化等)密切相关的酶活性可以反映微生物的生长和代谢过程.为明确水稻不同生育期根际与非根际土壤胞外酶对施氮的响应,采用根际袋法区分水稻根际和非根际土壤,利用96微孔酶标板荧光分析法,测定其碳氮过程关键酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性,探讨根际效应、施氮和生育期对土壤酶活的影响及其调控机制.结果表明,施氮使拔节期土壤BG酶活性相对于不施氮处理降低了7.4~13.5 nmol·(g·h)~(-1),而使成熟期BG酶活性增大了7.0~31.4 nmol·(g·h)~(-1),同时根际与非根际土壤中BG酶活性也随水稻的生育期而发生相应的变化.与不施氮处理相比,施氮使水稻成熟期非根际土壤NAG酶活性增加了1.1倍,根际土壤降低了0.3倍.施氮和生育期显著影响土壤BG酶活性,而水稻生育期、施氮和根际效应及其交互作用均对NAG酶活性有极显著影响.RDA分析表明土壤微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量主要影响水稻根际土壤胞外酶活性;而非根际土壤中酶活性的变化主要受微生物生物量氮(MBN)和铵态氮(NH_4~+-N)的影响.土壤酶活性与多种因素存在复杂关系,需要综合考虑植物生理特征、土壤酶活性和土壤特征,分析N添加对微生物群落组成的影响.     

2013年秋末黄渤海海水中胞外酶活性水平和垂直变化

于2013年11月6~23日对黄渤海进行了现场调查研究,对42个大面站以及A7、E7两个垂直站位进行了采样及环境参数的测定,研究了该海域海水中的9种胞外酶活性的水平及垂直变化.结果表明:秋末黄渤海表层海水中,9种胞外酶的平均活性由高到低排列为碱性磷酸酶[77.31nmol/(L·h)]>脂肪酶[23.59nmol/(L·h)]>β-D-葡萄糖苷酶[3.87nmol/(L·h)]>木糖苷酶[2.63nmol/(L·h)]>α-D-葡萄糖苷酶[1.58nmol/(L·h)]≈纤维素酶[1.47nmol/(L·h)]≈几丁质酶[1.29nmol/(L·h)]>肽酶[1.09nmol/(L·h)]>β-D-半乳糖苷酶[0.74nmol/(L·h)];表层海水9种胞外酶的活性大都呈现出黄海大于渤海,即南高北低的变化规律;表层海水中的β-D-葡萄糖苷酶活性和纤维素酶活性与温度呈现弱的正相关(P0.05);A7和E7两个站位的胞外酶活性的垂直分布显示不同胞外酶的活性在不同水深有明显的差异,基本表现为表层、10m和30m的活性高于50m、75m和底层的活性.     

都柳江河道急流-深潭-沙(砾)滩系统水质差异研究

河流是流域生态系统的重要组成部分,河流形态结构与水质变化间关系研究可以为河流生态修复提供理论依据。河流是由急流-深潭-沙(砾)滩不断重复出现构成的系统,急流-深潭-沙(砾)滩是河流的基本结构单元,并以都柳江上、中、下游9个急流-深潭-沙(砾)滩单元为对象,测定了水质指标,分析了山区典型河道基本结构单元与水质变化之间的关系。结果表明:都柳江深潭水体中氮素浓度与pH值大于急流,其浓度分别是总氮0.97mg/L和0.87mg/L;硝酸盐氮0.60mg/L和0.56mg/L;氨氮0.22mg/L和0.20mg/L;pH8.22和8.14。而磷素、溶解氧、BOD5和COD则是深潭小于急流。其浓度分别是总磷0.0187mg/L和0.0202mg/L;正磷酸盐0.0070mg/L和0.0085mg/L;溶解氧11.93mg/L和13.50mg/L;BOD53.75mg/L和5.36mg/L;COD10.986mg/L和12.807mg/L。电导率深潭与急流相等,均为169.7μS/cm。方差分析表明,深潭与急流水体总氮和硝酸盐氮在夏季差异极显著;磷素和pH在春季差异极显著;电导率在秋季差异极显著;氨氮、溶解氧、BOD5和COD差异均不显著。研究工作显示,河流形态结构变化影响着水环境质量,急流-深潭-沙(砾)滩不断重复出现使河流水质得到改善,在河道生态修复中需要遵循河流形态结构规律以便提高河流的自净能力。     

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺深度处理煤化工废水

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考察耦合系统处理性能及不同臭氧投加量和进水COD量比值的影响.结果表明,微气泡臭氧催化氧化处理能够有效降解废水中难降解含氮芳香族污染物,去除部分COD并释放氨氮,显著提高废水可生化性,臭氧利用率接近100%,无需进行臭氧尾气处理;同时为生化处理提供充足溶解氧(DO),实现生化处理对COD和氨氮的进一步有效去除,生化处理无需曝气.在系统出水回流比为30%、臭氧投加量和进水COD量之比为0.44 mg·mg~(-1)的运行条件下,耦合系统处理性能较好.微气泡臭氧催化氧化处理对COD去除率为42.5%,臭氧消耗量与COD去除量比值为1.38 mg·mg~(-1),臭氧利用率为98.0%;生化处理对COD去除率为42.3%;耦合系统整体COD去除率为66.7%,最终平均出水COD浓度为91.5 mg·L~(-1),估算整体臭氧消耗量与COD去除量比值为0.68 mg·mg~(-1),具有较优的技术经济性能.     

螺螨酯对土壤微生物及土壤酶的毒性效应

为明确螺螨酯对土壤微生物数量和酶活性的毒性效应,采用室内培养方法,研究了经1.0、5.0和10.0 mg/kg 3个浓度螺螨酯处理后供试土壤中微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明,各浓度螺螨酯对细菌数量具有抑制作用,浓度越高,抑制作用越强,而螺螨酯对土壤真菌数量有刺激作用,其中低浓度(1.0 mg/kg)处理对真菌刺激作用最大;随着时间的延长,各浓度螺螨酯处理对土壤微生物数量影响有减弱趋势。螺螨酯对土壤脲酶、蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶活性表现为抑制作用,并随浓度升高而增强;脱氢酶活性对螺螨酯表现为刺激-抑制-逐渐恢复的变化趋势;低浓度(1.0 mg/kg)螺螨酯处理14 d后,4种土壤酶活性均可恢复至对照水平,而中浓度(5.0 mg/kg)和高浓度(10.0 mg/kg)螺螨酯处理土壤酶活性恢复则需较长时间。该研究结果可为螺螨酯对土壤微生物的安全性评价和合理使用提供科学依据。     

短期氮添加对黄山松林土壤碳组分的影响及其微生物机制

人类活动和大气沉降增加了陆地生态系统氮的输入,显著改变了生态系统碳循环.为了更好地理解氮沉降如何调节森林土壤有机碳组分动态,及其潜在的微生物机制.本研究在福建戴云山黄山松林设置3个氮添加梯度（对照（0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（40 kg·hm^-2·a^-1）、高氮（80 kg·hm^-2·a^-1） ）以模拟氮沉降.通过测定土壤基本理化性质、土壤微生物生物量、酶活性和碳利用效率,利用两步硫酸水解法将土壤有机碳分为量小、周转快的活性碳组分和量大、周转慢的惰性碳组分,以探究两年氮添加对亚热带黄山松土壤有机碳组分的影响.与对照相比,氮添加显著降低0~10 cm土壤活性碳组分含量,增加土壤惰性碳含量.氮添加提高了参与碳、氮和磷获取的3种水解酶活性（β-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基酸葡糖苷酶、酸性磷酸单酯酶）,并显著降低了土壤微生物碳利用效率.冗余分析和随机森林模型表明,土壤微生物碳利用效率、微生物生物量和β-葡萄糖苷酶是影响土壤碳组分变化的主要因子,且土壤微生物碳利用效率与活性碳呈显著正相关,与惰性碳呈显著负相关;微生物生物量碳与活性碳呈显著正相关,与惰性碳无显著关系.综上所述,土壤微生物生物量减少、碳利用效率的下降导致活性碳组分含量减少,而惰性碳组分含量增加,进而提高黄山松林土壤有机碳的稳定性.     

秦岭中段不同恢复阶段弃耕农田植物多样性变化及其驱动因素

植被恢复过程往往伴随着显著的地上植物多样性的变化,探讨枯落物养分-土壤养分-酶活性化学计量对地上植被变化的驱动机制,对于维持区域生物多样性保护和生态稳定至关重要.以秦岭不同恢复年限（1、8、16、31和50 a）的典型弃耕农田为研究对象,通过野外调查分析了植被恢复过程中植物群落多样性的变化特征,测定了枯落物养分、土壤养分、β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）和酸性磷酸酶（AP）这5种胞外酶活性等指标,探讨了植被恢复过程中枯落物养分、土壤养分和酶活性化学计量比的变化特征及其对植物多样性变化的驱动机制.结果表明：植物群落多样性指数随植被恢复年限增加均呈先减小后增大的趋势,在恢复16 a时最小;主成分分析结果表明,植被恢复不同年限植物群落多样性指数及枯落物-土壤-酶化学计量特征之间有显著区别,植物群落多样性指数与枯落物碳磷比及枯落物氮磷比具有强烈的正相关关系,而与土壤酶碳磷比（EEA C∶P）具有明显的负相关关系;冗余分析结果表明EEA C∶P对植被恢复过程中植物多样性变化的解释率最高,为25.93%,其次为土壤全磷（TP）,解释率为5.94%,是调控植物多样性变化的关键因子.综上所述,秦岭中段弃耕农田植被恢复后期植物种类和数量明显增多,土壤环境的变化影响了微生物的代谢活动从而改变了酶活性,枯落物-土壤-土壤胞外酶通过反馈与调节对群落环境和植物多样性产生影响,EEA C∶P和TP是植被恢复过程中地上植物多样性变化的主要驱动因素.