Cd、豆磺隆胁迫下黑土-小麦系统中酶活性的动态变化

利用盆栽试验研究了Cd单一污染和Cd-豆磺隆复合污染作用下黑土-小麦系统中脲酶(Urease)和过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化,尤其是考察了小麦整个生育期内(主要分为拔节期、开花期和成熟期)这2种酶活性的动态变化规律.结果表明,无论是在有或无豆磺隆胁迫时,随着Cd污染浓度的增加,脲酶活性呈现出明显的下降趋势,过氧化氢酶活性变化相对于脲酶比较稳定.通过拟合方程可知,脲酶和过氧化氢酶活性变化在一定程度上可以反映Cd或Cd-豆磺隆的污染状况,如果用酶活性指示Cd和豆磺隆污染程度时需适当考虑作物的不同生育期以及Cd和豆磺隆污染的关系.在小麦的整个生长期内,当Cd含量为2～30 mg·kg-1时,无论是Cd单一污染还是Cd-豆磺隆复合污染,脲酶活性均呈现出由拔节期到开花期升高、由开花期到成熟期下降的趋势;而在高含量(＞30 mg·kg-1)Cd作用下,酶活性的这种变化趋势表现的较弱.     

生物矿化促进造纸废水好氧除钙的技术研究

造纸废水厌氧出水中钙离子浓度高,容易引起后续活性污泥好氧曝气系统钙化,造成生化处理能力下降.本文利用富含产脲酶菌的驯化污泥对模拟厌氧出水进行生物矿化除钙.在序批式反应器中接种驯化污泥,在一定尿素浓度下研究除钙过程,并考察曝气对除钙过程的影响.结果表明,当尿素投加量为0.5 g·L^-1时,不曝气条件下钙和有机物去除率分别达到50%和35%左右;曝气有利于吹脱二氧化碳,当曝气量为0.2 L·min^-1时,钙离子和有机物去除率均上升至80%左右,而持续提高曝气量无法进一步提高有机物去除率.综合运行成本和处理要求,曝气辅助生物矿化可以有效去除造纸废水厌氧出水中的溶解性钙离子.通过基因组测序发现驯化污泥中产脲酶功能菌主要来自厚壁菌门,特别是芽孢杆菌纲中的热杆菌属.     

水热炭减少稻田氨挥发损失的效果与机制

作为生物质水热碳化的产物,水热炭因其丰富的孔隙结构和官能团等良好的表面特性,在稻田氨(NH_3)挥发减排方面有着良好的应用前景.本研究将水热炭作为一种土壤调理剂施加到稻田土壤中,通过水稻全生育期土柱试验,考察其对稻田氨挥发的影响.试验通过设置3个处理:CKU(不施加水热炭对照)、SHC(锯末水热炭)和W-SHC(水洗锯末水热炭),研究了不同水热炭对田面水pH、田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发排放通量和累积量及单位产量氨挥发排放累积量的影响.其中水热炭和水洗水热炭施加量为0. 5%(质量分数).结果表明,SHC处理显著降低了NH_3挥发累积排放量和单位产量NH_3挥发累积排放量(P 0. 05),相比CKU分别减少了32. 42%和47. 61%. W-SHC处理氨挥发减排效果稍弱,NH_3挥发累积排放量和单位产量NH_3挥发累积排放量相比CKU分别减少了10. 14%和27. 71%.氨挥发减排可能与水热炭的施用导致的田面水pH变化和NH_4~+-N浓度的降低有关.与CKU相比,SHC和W-SHC处理均降低了田面水pH和NH_4~+-N浓度,且在水稻基肥期(BF)和蘖肥期(SF1)影响较明显.土壤脲酶活性受到水热炭施加的显著抑制(P 0. 05),同时土壤氨氧化基因(AOA和AOB)丰度也显著增加(P 0. 05),导致土壤氨氧化作用增强,这对于田面水NH_4~+-N浓度有削减作用.本研究将为实现稻田氨挥发减排背景下的水热炭农业环境应用提供理论和数据支持.     

富营养水体水生植物-根际微生物净化能力研究

以酶活性分析作为基本研究手段,选择水生维管束植物空心菜作为试验对象,在不同程度的富营养水体中,利用细菌碱性磷酸酶、脱氢酶、脲酶指示植物根际微生物分解营养物质的能力,确定其在水体碳、氮、磷循环中的作用,确定不同程度富营养水体中,水生维管束植物根际微生物分解营养物质的能力和净化水体的作用大小,同时也为确定富营养水体生态修复用水生植物选取提供参考标准。     

土壤铅污染对青菜和蕹菜生长及脲酶活性的影响

通过温室盆栽试验研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为铅污染对青菜和蕹菜生物量、铅含量及土壤脲酶活性的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,青菜和蕹菜生物量在红壤中显著降低,在草甸棕壤和灰色石灰土中差异不显著;青菜地上部分和根中铅含量都有增加,根的含量大于地上部分。青菜地上部分铅含量与土壤pH值有较好的负相关性,在铅含量相同的条件下,青菜地上部分和根的铅含量在3种土壤中的顺序为:草甸棕壤<灰色石灰土<红壤。铅对不同土壤脲酶活性的影响不同,在草甸棕壤中有激活作用,红壤中有抑制作用,灰色石灰土中不明显。在试验条件下,以青菜为指示植物,按国家蔬菜食品卫生标准计算,草甸棕壤、灰色石灰土和红壤铅污染临界值依次为387、245和45mg·kg-1。     

尿素废水生物处理技术原理与工艺研究进展

尿素废水的处理是当前亟需解决的难题,其中生物处理法因具有工艺流程短,成本低,抗冲击负荷,不产生二次污染等优点,在尿素废水的处理中备受青睐.本文基于尿素生物水解法原理,从机理上深入分析了脲酶的发展历程,酶学结构与水解机制,并对传统生物尿素脱氮法的应用进行了系统梳理.此外,为了更好地理解厌氧氨氧化菌降解尿素的潜能及在实际工程中的应用,本文分别从微生物学和工程应用的角度总结了相关研究结果.最后提出了尿素废水生物处理研究的建议与展望,以期为实际工程应用提供有力的理论基础和技术支持.     

长期不同施肥方式下土壤酶活性与肥力因素的相关性

利用常熟农业生态国家野外试验站长期定位试验,对长期不同施肥方式下(无肥、化肥、化肥 秸秆,始于1989年,采用稻麦轮作方式)土壤酶活性和水稻土养分的相关性进行了研究,探讨长江三角洲地区施肥管理措施对土壤酶活性的影响以及土壤酶活性作为土壤肥力质量指标的可能性.结果表明,土壤酶活性对长期不同施肥管理方式有明显的响应,化肥处理比无肥处理中土壤脲酶、转化酶、酸性磷酸酶活性分别提高108.7%、170.2%和58.0%,化肥 秸秆处理比单施化肥处理中相应酶活性分别提高30.7%、85.5%和25.8%,三种施肥管理方式之间土壤酶活性差异性显著(P<0.05);土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶活性之间呈极显著的正相关,脲酶与转化酶、碱性磷酸酶的相关系数为0.915和0.942,转化酶与碱性磷酸酶的相关系数为0.918 (P<0.01),三者均与土壤速效磷均存在极显著的正相关,相关系数分别为0.884、0.846、0.824 (P<0.01);三种酶活性与作物产量之间的相关系数分别为0.845、0.812、0.824(P<0.01),土壤酶活性和作物产量之间的相关性优于土壤养分和作物产量之间的相关性,这说明土壤酶活性和施肥方式呈密切的相关性,可将其作为评价土壤肥力的指标.