十溴联苯醚对土壤酶活性及土壤呼吸强度的影响

采用室内模拟试验考察十溴联苯醚对土壤呼吸强度和土壤脲酶活性、磷酸酶活性及过氧化氢酶活性的影响,探讨十溴联苯醚外源化学物质对土壤环境的生态效应.结果表明,在w(十溴联苯醚)为10,100和500 mg/kg的条件下,十溴联苯醚对土壤呼吸强度和土壤脲酶活性有显著的抑制作用,且随处理土壤样品中w(十溴联苯醚)的增加,抑制作用增强. 十溴联苯醚对过氧化氢酶活性的作用表现为先激活后抑制,而土壤磷酸酶活性对十溴联苯醚不敏感.十溴联苯醚对土壤生态系统具有一定的破坏作用.      

邻苯二甲酸酯复合污染对土壤微生态的影响

在实验室模拟条件下,通过测定土壤呼吸,w(PAEs)和微生物RAPD条带数,研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)3种PAEs复合污染对农田土壤基础呼吸、微生物多样性的影响. 结果表明,PAEs污染初期的土壤基础呼吸被激活,但这种激活作用随着培养时间的延长而减弱,400 mg/kg组土壤基础呼吸最高;3种PAEs含量均有一定程度的下降,其中w(DEP)显著降低;试验终止时各组多样性条带的比例较预培养后有所增加(平均增加13%);不同处理组土壤微生物群落DNA序列Shannon-Weaver指数顺序为0 mg/kg>50 mg/kg>100 mg/kg>200 mg/kg>400 mg/kg. 可见,PAEs复合污染提高了土壤基础呼吸,但降低了土壤微生物多样性.      

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。     

DOP与Pb单一及复合污染对土壤酶活性的影响

以4种土壤酶活性为指标,通过室内模拟试验研究w(DOP)为10,50和500 mg/kg与w(Pb)为300 mg/kg下的单一及复合污染对土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响. 结果表明,在试验条件下4种土壤酶活性受到不同程度的抑制,其中转化酶最为敏感,其活性可作为表征DOP与Pb复合污染的重要参考指标. 试验期(56 d)内,DOP与Pb复合污染的交互作用类型与污染物浓度水平有关;DOP与Pb复合污染对过氧化氢酶活性具有协同作用;对转化酶活性以拮抗作用为主;对脲酶活性的影响,低浓度水平时表现为协同作用,中、高浓度水平时表现为拮抗作用;对磷酸酶活性的影响,低浓度水平时表现为拮抗作用,高浓度水平则主要表现为协同作用.      

土壤微生物活性对石油原油、铅镉及其复合污染的响应

随着工农业生产的迅猛发展、石油原油及重金属等原材料的广泛开采与使用,使石油原油、重金属及其复合污染日趋加重,对环境及人类的危害也越来越大.采用室内培养试验,利用人工模拟污染土壤,研究石油原油、铅镉及其复合污染胁迫对土壤微生物活性的影响.试验设置4个处理:1新鲜土壤(S)作为对照;21000 mg·kg~(-1)石油原油污染土壤(SP);3500 mg·kg~(-1)铅和50 mg·kg~(-1)镉污染土壤(SH);41000mg·kg~(-1)石油原油污染、500 mg·kg~(-1)铅和50 mg·kg~(-1)镉复合污染土壤(SPH).结果表明:与对照相比,SH、SP、SPH处理土壤基础呼吸强度最高分别增加约100.99%、36.61%、25.80%,铅镉污染(SH)对土壤基础呼吸影响最显著,反映出重金属污染对土壤基础呼吸的激活作用最强;石油原油污染(SP)与石油原油及铅镉复合污染(SPH)刺激土壤微生物量碳增加,SP处理最高增加了90.25%,而铅镉污染(SH)则使土壤微生物量碳减少.不同土壤酶对污染处理的响应不同,其中,石油原油污染(SP)对FDA水解酶及脱氢酶活性表现为激活作用;石油原油或石油原油及铅镉复合污染(SP、SPH)对脲酶及过氧化氢酶活性主要表现为激活作用,而铅镉污染(SH)对脲酶及过氧化氢酶活性主要表现为抑制作用.该研究表明,石油原油及铅镉复合污染对土壤微生物活性的影响与石油原油或铅镉污染的影响不同,它们之间存在着明显的交互作用.     

溴硝醇对土壤脲酶和过氧化氢酶活性的影响

研究了溴硝醇农药施入土壤后,土壤中脲酶和过氧化氢酶活性的变化情况。结果表明:低浓度1mg/kg时,施入溴硝醇对土壤脲酶表现为激活—抑制—激活—恢复过程,而对过氧化氢酶活性则一直表现出一定激活作用。高浓度20mg/kg时,则对土壤脲酶活性表现为抑制—恢复过程,而对过氧化氢酶活性表现为抑制—激活—恢复的过程,这种抑制作用随着溴硝醇浓度的增高而增强。在过氧化氢酶被激活的阶段,溴硝醇浓度越高则被激活率也越高,然后随着时间的延长逐步得到恢复。土壤脲酶和过氧化氢酶都对溴硝醇比较敏感。     

芘对土壤微生物氮转化功能菌群的影响特征

通过构建好氧降解微环境,分析环境浓度下的芘(12.09mg/kg)对土壤酶活性,氮转化全过程以及相关功能微生物的影响.结果发现,芘仅在降解第1d显著促进了脲酶活性,而在降解最初和后期均显著刺激了脱氢酶活性.从细菌群落结构分析可知,由于氨氧化菌(Nitrososphaeraceae)相对丰度的变化,导致花在处理前期对其介导的好氧氨氧化,硝化功能表现为促进作用,在后期表现为抑制作用,而对于固氮细菌(Bradyrhizobium,Mesorhizobium和Ensifer),尿素分解细菌(Roseomonas)以及硝酸盐还原细菌(Opitutus)则作用相反.与微生物群落结构以及相关功能预测的变化不同,功能基因定量分析表明,芘虽在培养初期对固氮基因nifH表现为抑制作用,但nifH的丰度呈增长趋势.结合土壤氨氧化和反硝化过程中关键酶活性及编码基因的变化,芘在培养前期未促进氨氧化过程,但在15d后明显抑制了土壤氨氧化和反硝化过程,其中对氨氧化过程的抑制作用更为显著.本研究阐明了芘对土壤微生物氮转化过程的影响特征,为了解芘的环境风险提供重要参考价值.     

鄱阳湖湿地土壤酶及微生物生物量的剖面分布特征

为探明淡水沼泽湿地土壤微生物功能活性随土壤剖面深度的变化,以鄱阳湖区内典型的苔草湿地土壤为研究对象,选择剖面深度为1 m共5层(0~20、>20~40、>40~60、>60~80、>80~100 cm)的土壤,对土壤酶[Bglu(β-葡萄糖苷酶)、NAG(乙酰氨基葡萄糖苷酶)、Bxyl(β-木糖苷酶)、Phos(酸性磷酸酶)、Phox(酚氧化酶)、Pero(过氧化物酶)]活性、w(MBC)(微生物生物量碳含量)和w(MBN)(微生物生物量氮含量)及土壤理化性质进行研究.结果表明,代表微生物功能活性的土壤酶和w(MBC)、w(MBN)均随着剖面深度的增加而逐渐降低,表层(0~20 cm)土壤中的酶活性和w(MBC)、w(MBN)均显著高于深层土壤.值得注意的是,不同土壤酶活性随着剖面深度的变化规律不一,但总体酶活性在土壤深度为>40~60 cm时达到稳定,并且仍都具有较高活性;表层土壤中w(MBC)为65.58~161.90 mg/kg,w(MBN)为7.39~16.28 mg/kg,二者占所研究剖面土壤总微生物碳氮含量的51%~69%.进一步的相关性分析发现,土壤微生物功能特性与有机质AFDM(去灰分干重)、w(TOC)、w(TN)、含水量及pH存在显著的相关性,其中土壤w(TOC)、w(TN)是影响鄱阳湖湿地土壤微生物数量和活性的最主要因素.研究显示,土壤深度对湿地土壤微生物功能特性及土壤性质具有显著影响,表层土壤中微生物功能活性最高,但湿地深层土壤中仍存在大量的微生物,由微生物参与的代谢活动仍然活跃,深层土壤微生物功能特性不容忽视.      

稀土元素钇对土壤微生物活性的影响

通过室内培养实验研究了稀土元素钇对土壤中细菌、真菌、放线菌三大微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:在低浓度的情况下,钇对细菌、真菌、放线菌均表现为刺激作用,最大刺激率,细菌为16.8%,真菌为31.1%,放线菌为41.8%,在高浓度下表现为抑制作用,外源稀土对三大微生物起抑制作用的临界浓度分别为1 000 mg/kg、500 mg/kg、500 mg/kg。而在土壤酶活方面,钇对过氧化氢酶的作用只表现为抑制作用,并且在低浓度时下降的更为显著;钇对蛋白酶活性的影响表现为低浓度促进,最大刺激率达到了54.8%,而在高浓度抑制,最大抑制率为23.3%,且产生抑制作用的临界浓度为1 000 mg/kg;而钇对脲酶的影响不是很明显。因此微生物指标可以用作稀土环境风险的判断指标。     

双酚A对稻田土壤细菌群落特征及土壤酶活的影响

采用FQ-PCR(实时荧光定量PCR)、PCR-DGGE(PCR扩增和变性梯度凝胶电泳)技术和土壤酶学研究法对不同浓度双酚A污染的稻田土壤细菌群落特征及土壤酶活性进行了研究.结果表明:经双酚A高浓度处理〔即w(双酚A)分别为200和1 000 mg/kg〕的稻田土壤细菌数量显著低于未受污染的对照(CK)和低浓度处理〔w(双酚A)为50 mg/kg〕,并且高浓度处理分别较CK处理(3.64×109 g-1)下降90.44%和99.83%.细菌16S rDNA V3可变区DGGE图谱表明,受双酚A污染的土壤明显产生了数条特征性条带.UPGMA(非加权组平均法)聚类分析进一步表明,双酚A污染明显改变了稻田土壤的细菌群落组成.2次采样土壤总体酶活性参数均为CK>w(双酚A)为50 mg/kg处理>w(双酚A)为200 mg/kg处理>w(双酚A)为1 000 mg/kg处理.可见,高浓度的双酚A污染明显影响稻田土壤细菌数量以及细菌优势菌群,使农田土壤细菌群落多样性发生变化.      

Organic carbon accumulation capability of two typical tidal wetland soils in Chongming Dongtan, China

We measured organic carbon input and content of soil in two wetland areas of Chongming Dongtan (Yangtze River Estuary) to evaluate variability in organic carbon accumulation capability in di erent wetland soils. Observed di erences were investigated based on the microbial activity and environmental factors of the soil at the two sites. Results showed that the organic carbon content of wetland soil vegetated with Phragmites australis (site A) was markedly lower than that with P. australis and Spartina alterniflora (site B). Sites di erences were due to higher microbial activity at site A, which led to higher soil respiration intensity and greater carbon outputs. This indicated that the capability of organic carbon accumulation of the site B soils was greater than at site A. In addition, petroleum pollution and soil salinity were di erent in the two wetland soils. After bio-remediation, the soil petroleum pollution at site B was reduced to a similar level of site A. However, the culturable microbial biomass and enzyme activity in the remediated soils were also lower than at site A. These results indicated that greater petroleum pollution at site B did not markedly inhibit soil microbial activity. Therefore, di erences in vegetation type and soil salinity were the primary factors responsible for the variation in microbial activity, organic carbon output and organic carbon accumulation capability between site A and site B.     

Variability of soil organic carbon reservation capability between coastal salt marsh and riverside freshwater wetland in Chongming Dongtan and its microbial mechanism

Two representative zones in Chongming Dongtan which faced the Yangtze River and East China Sea respectively were selected to study the variability of soil organic carbon (SOC) reservation capability between coastal wetland and riverside wetland in the Chongming Dongtan wetland as well as its mechanism by analyzing soil characteristics and plant biomass. The results showed the SOC content of riverside wetland was only 48.61% (P = 0.000 < 0.05) that of coastal wetland. As the organic matter inputs from plant litter of the coastal wetland and riverside wetland were approximately the same, the higher soil microbial respiration (SMR) of riverside wetland led to its lower SOC reservation capability. In the riverside wetland, the high soil microbial biomass, higher proportion of β-Proteobacteria, which have strong carbon metabolism activity and the existence of some specific aerobic heterotrophic bacteria such as Bacilli and uncultured Lactococcus, were the important reasons for the higher SMR compared to the coastal wetland. There were additional differences in soil physical and chemical characteristics between the coastal wetland and riverside wetlands. Path analysis of predominant bacteria and microbial biomass showed that soil salinity influenced β-Proteobacteria and microbial biomass most negatively among these physical and chemical factors. Therefore the low salinity of the riverside area was suitable for the growth of microorganisms, especially β-Proteobacteria and some specific bacteria, which led to the high SMR and low SOC reservation capability when compared to the coastal area.     

荧光假单胞菌对洞庭湖湿地镉污染土壤碳氮生理类群和微生物活性的影响

为探讨功能微生物对洞庭湖湿地镉污染土壤环境质量的影响,以从洞庭湖湿地植物蒌蒿体中分离获得的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)Y5为对象,通过室内培养试验研究其对洞庭湖湿地镉污染土壤碳氮生理类群和微生物活性的影响。结果表明菌株Y5可明显增加洞庭湖湿地镉污染土壤的氨化菌、硝化菌、好氧性自生固氮菌、好氧性纤维素分解菌的数量,明显提高洞庭湖湿地镉污染土壤的脲酶和蔗糖酶活性,显著增加土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN),明显降低土壤基础呼吸及代谢墒,从而有利于改善洞庭湖湿地镉污染土壤的营养状况和环境质量。     

陆地生态系统土壤呼吸时空变异的影响因素研究进展

土壤呼吸是碳循环中的1个重要过程,土壤呼吸作用的过程及其影响因子对理解陆地碳循环极为关键.本文对迄今为止国内外关于土壤呼吸时空变异性影响因素的一些研究进行综述,分析了气候、植被、土壤因素对土壤呼吸变异性的影响规律.以往的研究表明,气候因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子为气温和降水,植被因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子...     

不同种类食细菌线虫对石油污染土壤微生物的影响

通过在石油污染土壤中接种不同种类食细菌线虫,探究土壤微生物活性和多样性的变化.本试验设置5个处理：杀灭线虫土壤（NFS）、石油污染土壤（SP）、在石油污染土壤中分别接种不同线虫,即秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,SPN1）、头叶属线虫（Cephalobus persegnis,SPN2）和小杆属线虫（Rhabditis marina,SPN3）.结果表明,经过168d试验,和NFS相比,SP的土壤基础呼吸和脲酶活性增大,而微生物量碳含量和蔗糖酶活性减小.和SP相比,SPN1、SPN2、SPN3的基础呼吸增大,微生物量碳减少了34.59%~72.48%,蔗糖酶活性增加了15.66%~22.89%.SP、SPN1、SPN2和SPN3的微生物的丰富度（S）分别下降了5.00,7.25,2.50和9.75,Shannon-Wiener指数（H'）分别显著下降了0.18,0.15,0.15和0.23.不同种类的食细菌线虫可通过捕食作用对石油污染土壤微生物活性及多样性产生影响并有种间差异,有利于提高石油污染土壤微生物活性,促进石油降解.     

基于组分区分的亚热带湿地松人工林土壤呼吸对氮添加的响应

氮沉降在很大程度上会对土壤呼吸产生扰动,进而影响到生态系统碳收支.以我国亚热带湿地松人工林为研究对象,通过定位模拟氮沉降控制试验,定量研究根系呼吸和微生物呼吸对氮添加的响应差异,并通过土壤环境的同步监测,初步探讨影响上述过程的生物地球化学与微生物学机理.结果表明:不同氮素添加水平下土壤呼吸速率及其组分总体上都呈现出单峰曲线特征,峰值出现在7月或8月,氮添加对土壤呼吸的季节模式没有明显影响.CK（0,对照）、LN〔60 kg/（hm2·a）,低氮〕和HN〔120 kg/（hm2·a）,高氮〕处理下土壤总呼吸速率的年均值分别为3.91、2.30和1.73 μmol/（m2·s）,各组根系呼吸速率年均值分别为1.41、0.87和0.66 μmol/（m2·s）,各组微生物呼吸速率年均值分别为2.50、1.44和1.07 μmol/（m2·s）.施氮后土壤总呼吸及其组分都受到明显抑制,并且随着施氮水平的提高,土壤总呼吸及其组分明显减小.与对照样地微生物呼吸占比65.2%相比,低氮和高氮处理下微生物呼吸占比显著降低,降幅分别为62.6%和62.1%,说明氮素添加对微生物呼吸的抑制作用大于根系呼吸.施氮后一年,氮素输入对土壤呼吸的抑制在消退.施氮对表层土壤w（TOC）（TOC为总有机碳）、w（NH₄+）、w（NO₃-）、w（DOC）（DOC为可溶性有机碳）、w（DON）（DON为可溶性有机氮）、w（MBC）（MBC为微生物生物量碳）和w（MBN）（MBN为微生物生物量氮）都没有显著影响.氮素添加主要是通过降低土壤pH、加速湿地松人工林土壤酸化,对影响土壤有机质转化的土壤脲酶和蔗糖酶活性产生显著抑制,从而影响到土壤微生物活性,导致土壤微生物呼吸降低,这可能是土壤呼吸对氮添加响应的关键机制.      

Effect of heavy metals on soil microbial activity and diversity in a reclaimed mining wasteland of red soil area

The microbial biomass, basal respiration and substrate utilization pattern in copper mining wasteland of red soil area, southern China, were investigated. The results indicated that soil microflora were obviously different compared with that of the non-mine soil. Microbial biomass and basal respiration were negatively affected by the elevated heavy metal levels. Two important microbial ecophysiological parameters, namely, the ratio of microbial biomass C（ Cmic ）/organic C（ Corg ） and metabolic quotient（qCO2 ） were closely correlated to heavy metal stress. There was a significant decrease in the Cmic/Corg ratio and an increase in the metabolic quotient with increasing metal concentration. Multivariate analysis of Biolog data for sole carbon source utilization pattern demonstrated that heavy metal pollution had a significant impact on microbial community structure and functional diversity. All the results showed that soil microbiological parameters had great potential to become the early sensitive, effective and liable indicators of the stresses or perturbations in soils of mining ecosystems.     

石灰组配有机改良剂对农田铅镉污染土壤微生物活性的影响

农田铅（Pb）、镉（Cd）污染已成为危害全球土壤环境质量的主要问题之一,开展安全有效的Pb、Cd污染土壤修复材料研究对保障农产品安全及人体健康具有重要意义.采用室内盆栽试验,探讨0.2%石灰配施不同剂量（1%、2%和5%）的腐殖酸或生物质炭对Pb、Cd污染土壤有效态Pb、Cd含量,以及对基础呼吸强度、微生物量碳含量和土壤酶活性的影响.结果表明:①与CK（不施加改良剂,对照组）相比,两种组配改良剂处理均能显著降低污染土壤有效态Pb、Cd含量,以石灰配施5%生物质炭效果最佳,其有效态Pb、Cd含量较CK分别降低了96.30%和98.10%.②石灰配施腐殖酸或生物质炭均能显著提高土壤基础呼吸强度和微生物量碳含量.③两种组配改良剂处理均会促进土壤脲酶和过氧化氢酶活性,其中石灰配施2%生物质炭对土壤脲酶活性的促进作用最显著,较CK最大提高了47.42%;石灰配施5%生物质炭对土壤过氧化氢酶活性的促进效果最佳,较CK最大提高了113.56%.④相关分析表明,土壤基础呼吸强度、土壤过氧化氢酶活性均与土壤有效态Pb、Cd含量呈极显著负相关（p < 0.01）;土壤蔗糖酶活性与土壤有效态Pb、Cd含量均呈极显著正相关（p < 0.01）.研究显示,应用石灰配施腐殖酸或生物质炭对土壤重金属有效态含量有显著降低作用,对土壤微生物基础呼吸强度、土壤微生物量碳含量及相关土壤酶活性均有增强作用.      

不同海拔对干热河谷土壤微生物量及活性的影响

以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择不同海拔下的土壤为研究对象,研究不同海拔下土壤微生物量及其活性的变异特征.结果表明,在干热河谷区,海拔对微生物量、基础呼吸强度、诱导呼吸强度(SIR)影响显著,且随着海拔高度的升高,上述指标呈显著线性增加.在海拔705~1005m处随着干热风影响的减少,微生物量及其活性逐渐增加,其后随着海拔的继续升高,干热风影响降低,微生物量及其活性总体趋于稳定.海拔1005~1400m可以作为是干热风影响的过渡区.微生物量、基础呼吸强度、SIR具有明显的干湿季变化且变化规律相似,其中干季微生物量及其活性显著低于湿季.干季代谢商(qCO2)随海拔先降低后升高并趋于稳定,湿季没有显著差异.干季和湿季土壤微生物量与理化属性具有较强的相关性,可以作为评价土壤肥力的指标.上述研究结果表明,在金沙江干热河谷区,干热风是影响土壤微生物量及其活性的主要因子之一,从生态恢复角度出发,应该尽可能的减少干热风和水分对土壤和植被的胁迫作用,促进该区域生态的可持续性发展.     

Salinity influence on soil microbial respiration rate of wetland in the Yangtze River estuary through changing microbial community

Estuarine wetland, where freshwater mixes with salt water, comprises different regions（rivers and marine ecosystems） with significantly varying tidal salinities. Two sampling areas, ZXS and JS, were selected to investigate the effect of tidal salinity on soil respiration（SR）. ZXS and JS were located in Zhongxia Shoal and Jiangyanan Shoal of Jiuduansha Wetland respectively, with similar elevation and plant species, but significantly different in salinity. The results showed that with almost identical plant biomass, the SR and soil microbial respiration（SMR） of the tidal wetland with lower salinity（JS） were significantly higher than those of the tidal wetland with higher salinity（ZXS）（p 〈 0.05）. However, unlike SMR and SR, the difference in the soil microbial biomass（SMB） was not significant（p 〉 0.05）with the SMB of ZXS a little higher than that of JS. The higher SMR and SR of JS may be closely connected to the soil microbial community structures and amount of dominant bacteria. Abundant β- and γ-Proteobacteria and Actinobacteria in JS soil, which have strong heterotrophic metabolic capabilities, could be the main reason for higher SMR and SR,whereas a high number of ε-Proteobacteria in ZXS, some of which have carbon fixation ability, could be responsible for relatively lower carbon output. Path analysis indicated that soil salinity had the maximum negative total influencing coefficient with SMR among the various soil physical and chemical factors, suggesting that higher soil salinity, restricting highly heterotrophic bacteria, is the principle reason for lower SMR and SR in the ZXS.