低分子量有机酸对滨海盐碱土壤磷的活化作用

采用室内培养实验测定了4种低分子量有机酸(甲酸、草酸、柠檬酸、苯甲酸)在对照(0 mmol·kg~(-1)干土)、低浓度(4 mmol·kg~(-1)干土)、中浓度(20 mmol·kg~(-1)干土)和高浓度(100 mmol·kg~(-1)干土)梯度下对滨海盐碱土壤磷素的活化规律.结果表明,土壤磷的总活化量以及各形态无机磷活化量均随着有机酸浓度的升高而增多.相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为草酸(柠檬酸)甲酸苯甲酸.柠檬酸在低浓度时对Fe-P、高浓度时对Fe-P和Al-P的活化能力最强,草酸在低浓度时对Al-P,中浓度时对Ca-P、Fe-P、Al-P、O-P,高浓度时对Ca-P、O-P活化能力最强.就各形态无机磷对土壤磷的总活化量的贡献率而言,Ca-P的贡献最大,4种浓度下贡献率的平均值为65.4%,O-P贡献率最小,仅为4.0%.从各形态无机磷的自身活化率而言,Al-P最高,4种浓度下的平均活化率为31.3%,Ca-P和Fe-P次之,O-P最小,仅为7.6%.Ca-P尽管自身活化率相对较低,然而其含量占到土壤总磷含量的71.9%,所以是该滨海盐碱土壤磷总活化量的首位贡献者.研究结果对滨海盐碱土壤中磷素循环和利用研究具有重要意义.     

低分子量有机酸对土壤微生物碳源代谢特征的影响

应用MicroResp~(TM)方法研究了4种低分子量有机酸作用下土壤微生物对不同类型碳源的代谢特征.结果表明,甲酸、草酸、柠檬酸处理下土壤微生物碳源总利用率均高于对照,苯甲酸则与对照没有差异.各有机酸之间进行比较,柠檬酸处理下土壤微生物对碳源总利用率最高,苯甲酸最低;碳源代谢的Shannon指数大小顺序为苯甲酸柠檬酸≈草酸甲酸;综合而言,柠檬酸处理下土壤微生物代谢能力最强.4种低分子量有机酸处理下,4大类碳源底物的利用率大小顺序表现为糖类氨基酸类羧酸类≈芳香族类,其中,海藻糖和γ-氨基丁酸的利用率占碳源总利用率的比例最高.主成分分析结果表明,有机酸处理下土壤微生物群落变化的敏感碳源是糖类;各有机酸处理的土壤微生物代谢特征都与对照显著不同,柠檬酸处理下碳源代谢特征与其它3种有机酸明显不同.综上所述,甲酸、草酸、柠檬酸能够提高土壤微生物碳源代谢能力,其中柠檬酸效果最好,可将添加较高浓度的柠檬酸作为提高土壤碳周转率的一种方式.     

低分子有机酸对土壤氟吸附的影响

用等温平衡吸附法研究了柠檬酸、草酸对砂姜黑土和潮土氟吸附的影响 ,提出了有机酸影响氟吸附的可能机理。实验结果表明 ,有机酸对土壤氟吸附有较大的影响 :(1)当有机酸处于低浓度时 ,土壤氟吸附量随浓度升高而增加 ;高浓度时 ,土壤氟吸附量随有机酸浓度升高而降低 ;(2 )在有机酸存在条件下 ,土壤氟的吸附量与平衡氟浓度间呈极显著的直线正相关或负相关     

有机酸对潮褐土和红壤吸附Cu(Ⅱ)的影响及其机制

采用吸附平衡法,研究了有机酸(草酸、柠檬酸)对潮褐土和红壤吸附Cu2+的影响及机制.结果表明,潮褐土、红壤对Cu2+吸附明显有异,潮褐土对Cu2+吸附量是红壤对Cu2+吸附量的5倍多.潮褐土对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度升高而降低,当草酸、柠檬酸浓度为10 mmol(L-1时,Cu2+吸附率均分别比对照的降低40%和70%以上.在低浓度条件下,红壤对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度的提高而增加,当草酸、柠檬酸浓度分别超过1 mmol(L-1和0.05 mmol(L-1时,又随有机酸浓度的升高而降低.两种土壤对Cu2+次级吸附率随有机酸浓度升高而变化的规律与竞争吸附的一致.在相同有机酸浓度下,土壤对Cu2+的次级吸附率均比竞争吸附率的高.     

低分子有机酸对土壤氟吸附的影响

用等温平衡吸附法研究了柠檬酸,草酸对砂姜黑土和潮土氟吸附的影响,提出了有机酸影响氟吸附的可能机理,实验结果表明,有机酸对土壤氟吸附有较大的影响：（1）当有机酸处理低浓度时,土壤氟吸附量随浓度升高而增加;高浓度时,土壤氟吸附量随有机酸浓度升高而降低;（2）在有机酸存在条件下,土壤氟的吸附量与平衡氟浓度间呈极显著的直线正相关或负相关。     

有机酸对潮褐土和红壤吸附Cu(II)的影响及其机制

采用吸附平衡法,研究了有机酸(草酸、柠檬酸)对潮褐土和红壤吸附Cu2+的影响及机制。结果表明,潮褐土、红壤对Cu2+吸附明显有异,潮褐土对Cu2+吸附量是红壤对Cu2+吸附量的5倍多。潮褐土对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度升高而降低,当草酸、柠檬酸浓度为10 mmolL-1时,Cu2+吸附率均分别比对照的降低40%和70%以上。在低浓度条件下,红壤对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度的提高而增加,当草酸、柠檬酸浓度分别超过1 mmolL-1和0.05 mmolL-1时,又随有机酸浓度的升高而降低。两种土壤对Cu2+次级吸附率随有机酸浓度升高而变化的规律与竞争吸附的一致。在相同有机酸浓度下,土壤对Cu2+的次级吸附率均比竞争吸附率的高。     

有机酸对根际土壤中铅形态及其生物毒性的影响

采用根袋盆栽试验和连续浸提方法研究外源柠檬酸、EDTA对根际土壤中Pb形态转化及其生物毒性的影响。结果表明，有机酸能明显活化根际土壤中的Pb，高浓度(3mmol／L)比低浓度(0．5mmol／L)的柠檬酸对Pb的活化能力强；EDTA在低浓度(0．5mmol／L)时对Pb的活化能力就很强。柠檬酸、EDTA能增强土壤Pb的毒性，提高小麦根部对Pb的吸收，并促进Pb由根部向地上部转移。     

四溴双酚A在土壤中的降解动态及其对土壤微生物数量和酶活性的影响

采用实验室模拟方法研究了阻燃剂四溴双酚A在土壤中的降解动态及其对土壤微生物的影响.结果表明,四溴双酚A在实验土壤中降解符合一级反应动力学方程,浓度为1、20、100 mg·kg~(-1)的四溴双酚A在土壤中的降解半衰期为65—82 d,四溴双酚A对土壤微生物的毒性作用与浓度呈正相关.四溴双酚A对土壤中细菌产生抑制作用,浓度越高抑制作用越显著,而且100 mg·kg~(-1)和对照相比呈显著性差异,这种抑制作用一直持续至第30天.第50—90天,施药处理组由抑制作用变为促进作用;对土壤中放线菌的影响趋势和细菌基本一致,亦表现出先抑制后促进的作用;实验结果表明,对土壤真菌的影响较小,高浓度处理具有先促进后抑制再促进真菌生长繁殖的作用.四溴双酚A对脲酶活性具有先抑制后促进的作用,高浓度四溴双酚A对土壤脱氢酶活性具有显著的抑制作用,对土壤中酸性磷酸酶活性具有先促进后抑制的作用,对土壤碱性磷酸酶影响较小,对土壤过氧化氢酶活性影响较小,添加低浓度四溴双酚A的处理与对照无显著性差异,而高浓度处理具有先抑制后促进的作用.实验结果表明,四溴双酚A在土壤中降解半衰期较长,为难降解有机污染物,100mg·kg~(-1)浓度的四溴双酚A对土壤微生物数量和酶活性影响较大.     

低含量Pb对Cd处理下冬小麦根际土壤氧化还原酶活性、BIF及C/N的影响

为正确评价重金属污染下冬小麦根际土壤微生态系统的安全性和稳定性,采用盆栽试验法研究了铅(Pb)含量低于国家"土壤环境质量标准(GB 15618-1995)"规定的Ⅱ类土壤环境基准值(350.00 mg/kg,干土)时,与镉(Cd)复合处理对冬小麦幼苗根际土壤氧化还原酶活性、肥力指数(Biological index of fertility,BIF)及碳/氮(C/N)的影响.结果表明:(1)幼苗生长3周时,Cd处理下过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著(P<0.05)增加,脱氢酶活性显著(P<0.05)降低;7周时多酚氧化酶和过氧化氢酶活性显著(P<0.05)降低;12周时,多酚氧化酶和脱氢酶活性显著(P<0.05)降低.此外,根际土壤生物学肥力指标BIF值主要表现为降低,而根际土壤C/N值在幼苗生长3周和12周时显著(P<0.05)降低,7周时却极显著(P<0.01)升高.(2)低含量Pb与Cd对脱氢酶和过氧化氢酶活性、BIF值主要起协同抑制效应,对多酚氧化酶活性表现出拮抗效应.幼苗生长3周和12周时,低含量Pb可减轻Cd对C/N值的降低效应,7周时,低含量Pb和Cd协同促进C/N值升高.土壤Pb含量低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值时,仍会明显影响Cd污染下冬小麦幼苗根际土壤的生化功能特征.     

有机酸对砖红壤的溶解及固定态磷素的活化

选择柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸4种土壤中常见有机酸为研究对象,研究了它们与砖红壤反应后,Fe、Al的溶出特征以及P的释放规律,并对上述反应的机制进行了探讨.结果表明,草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度随反应体系pH值升高而降低,但柠檬酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度则随反应体系pH值升高而增加.4种有机酸溶出土壤Fe的能力按草酸柠檬酸酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是络合溶解和还原溶解.溶液中Al的溶出量在4种有机酸-土壤体系中均随体系pH值升高而降低,且按草酸柠檬酸≈酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是质子溶解和络合溶解.有机酸对固定态磷素有明显活化效应,在草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸-土壤体系中,溶液中P浓度均随体系pH值升高而降低,但在柠檬酸-土壤体系中,则随体系pH值升高而增加.溶液中Al/P物质的量之比要远大于Fe/P物质的量之比,这表明土壤中P主要结合在铁氧化物表面,其活化与铁氧化物的溶解过程关系密切.此外,Al的存在对草酸活化固定态P有抑制作用。     

水稻不同生育期土壤微生物区系对模拟Cr（Ⅵ）污水灌溉的响应

通过盆栽试验,分析模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉对水稻不同生育时期土壤微生物区系特征的影响.结果表明:(1)土壤细菌数量在低浓度Cr(Ⅵ)(10 mg·L-1)灌溉条件下明显增加而在高浓度Cr(Ⅵ)(50 mg·L-1)灌溉条件下明显降低,土壤真菌、放线菌及钾细菌数量随着Cr(Ⅵ)灌溉浓度的增加而明显降低,而土壤磷细菌数量随着Cr(Ⅵ)灌溉浓度的增加而明显增加;(2)水稻不同生育时期土壤微生物对Cr(Ⅵ)处理的敏感性不同,土壤细菌敏感性生育前期高于生育后期,而土壤真菌及放线菌正好相反;(3)加Si处理对土壤细菌有明显的刺激作用,明显缓解高浓度Cr(Ⅵ)在水稻拔节期和抽穗期对土壤放线菌的抑制作用.与之相反,加Si处理使Cr(Ⅵ)对土壤无机磷细菌数量的刺激作用消失,甚至使抽穗期和成熟期无机磷细菌数量明显低于对照.     

大气CO2浓度升高对添加麦秸条件下稻田土壤酶活性的影响

利用中国扬州开放式大气CO2浓度升高(FACE)系统稻麦轮作试验平台,研究大气CO2浓度升高对稻田小麦秸秆降解过程中土壤酶活性的影响.试验平台设置FACE[(580±60)μmol·mol-1]和对照[(380±40)μmol·mol-1]2个CO2浓度,在低氮(150 kg·hm-2)和高氮(250 kg·hm-2)2种氮水平下添加小麦秸秆,分别在不同生长时期采样并分析土壤脱氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性.结果表明:同一氮水平下,大气CO2浓度升高显著增强土壤脱氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,但显著降低土壤磷酸酶活性;无论是大气CO2浓度升高条件下还是对照条件下,低氮处理土壤脱氢酶与脲酶活性均高于高氮处理,而高氮处理土壤磷酸酶活性均高于低氮处理,氮水平对蔗糖酶活性并无显著影响.     

不同秸秆生物炭对露天煤矿排土场土壤微生物数量和酶活性的影响

采用盆栽实验研究了水稻秸秆和玉米秸秆两种生物炭在1%、3%、5%的3种用量下对露天煤矿排土场土壤紫花苜蓿干重、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响规律.结果表明,紫花苜蓿的出苗率和干重随着生物炭用量的增加而提高,其中5%用量的水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭分别将紫花苜蓿干重显著提高了42.54%和27.63%.3%和5%用量的生物炭显著增加了土壤细菌、真菌、放线菌数量,土壤真菌与细菌数量比值,土壤过氧化氢酶、淀粉酶、蛋白酶、脱氢酶活性,显著降低了土壤磷酸酶活性,显著提高了表征土壤肥力质量的土壤肥力生物指数(BIF)和酶活性指数(EAN),其中5%用量的水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭将BIF分别提高了125.94%和84.67%,将EAN分别提高了109.71%和66.93%.两种秸秆生物炭之间比较,在各用量下水稻秸秆生物炭处理的紫花苜蓿出苗率、干重,土壤微生物数量和土壤酶活性均高于玉米秸秆生物炭处理,其中5%用量下,水稻秸秆生物炭处理的出苗率,细菌、真菌、放线菌数量,蛋白酶、脱氢酶活性,BIF、EAN比玉米秸秆生物炭处理显著提高了26.11%、24.71%、30.23%、30.38%、27.37%、24.44%、22.35%、25.63%.综上所述,生物炭能够提高排土场土壤的生态质量,进而增加了紫花苜蓿产量,其中5%用量的水稻秸秆生物炭效果最好.     

罗红霉素对不同生长期小麦土壤氮形态和脲酶活性的影响

抗生素类药物作为添加剂被用于养殖业中,大部分以原形或其代谢产物形式进入土壤环境,对土壤环境造成生态危害。通过盆栽实验,研究了不同浓度罗红霉素(ROX)对小麦各生长期根际土壤微生物生物量氮、脲酶和无机氮的影响。结果表明,添加ROX后土壤微生物生物量氮在小麦苗期、拔节期和抽穗期受到显著抑制,而在灌浆期和收获期,土壤微生物生物量氮却显著增长;与对照相比,低浓度(0.2和0.5 mg·kg~(-1))和中浓度(1.0和2.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫显著抑制小麦生长苗期、灌浆期和收获期的根际土壤脲酶活性,而在拔节期和抽穗期,却显著诱导脲酶活性;但高浓度(10.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫却显著抑制小麦生长期内脲酶活性。低、中浓度ROX胁迫显著诱导小麦生长期中根际土壤中铵态氮浓度增长,而高浓度组ROX胁迫显著抑制土壤中铵态氮浓度。ROX胁迫抑制硝态氮,显示出ROX会影响土壤氮循环。     

1,4-二氯苯在褐土中的残留量变化及对几种土壤酶活性的影响

1,4-二氯苯(1,4-DCB)作为农药和化工产品生产的原料和中间体,在环境中的含量越来越多.采用气相色谱法对不同浓度1,4-DCB处理后土壤中药物残留量进行了测定;对1,4-DCB处理后褐土土壤中几种重要的氧化还原酶(多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶)和脲酶活性进行测定,用其改变来反应1,4-DCB残留对土壤生态系统的影响.结果发现:在1,4-DCB处理30 d后,土壤中1,4-DCB残留保持在44%~50%;1,4-DCB处理后土壤中多酚氧化酶活性呈现先升高后降低的现象,酶活性峰值因作用时间和作用浓度不同而不同.与多酚氧化酶活性改变趋势不同,1,4-DCB处理后土壤脱氢酶活性降低.两种酶活性与1,4-DCB处理浓度之间均具有一定的浓度-效应和时间-效应关系.与多酚氧化酶和脱氢酶活性变化结果不同,1,4-DCB处理后土壤脲酶和过氧化氢酶的活性则随着处理浓度升高和处理时间延长而升高.因此,土壤中不同酶活性对1,4-DCB污染产生了不同的响应.     

典型四环素类抗生素对土壤微生物及植物生长的影响

四环素类抗生素(TCs)在畜禽养殖中的大量使用甚至滥用,导致其在动物粪便中高浓度残留。随着畜禽粪便有机肥的农田施用,TCs持续进入土壤并且不断累积,由此带来的土壤生态危害和健康风险值得关注。以四环素(TC)、土霉素(OTC)为研究对象,采用室内培养试验法,考察2种典型TCs对土壤微生物、酶活性的影响及对植物生长的毒性作用。结果表明,低浓度TC和OTC作用下,土壤细菌和真菌数量即显著降低,土壤细菌较真菌对TCs的污染更为敏感。除TC对土壤酸性磷酸酶和OTC对土壤过氧化氢酶活性主要表现为激活作用外,总体上TC、OTC作用后土壤酶活性呈低浓度促进、高浓度抑制的变化趋势。80 mg·L~(-1)的TC、OTC暴露下,绿豆芽芽伸长被显著抑制,并且随着抗生素浓度的增大,绿豆芽伸长抑制率大幅升高。相同浓度、相同暴露时间条件下的TC对绿豆芽伸长的毒性大于OTC。     

铜胁迫对农田土壤酶活性、细菌和古菌数量的影响

为了研究铜矿周边农田土壤中不同Cu含量对土壤酶活性、细菌和古菌基因拷贝数的影响,在铜矿周边农田土壤中采集了8个不同Cu含量的土壤,测定土壤的酶活性、细菌和古菌基因拷贝数,结果表明,土壤总Cu含量为28.30~1 019.27mg·kg~(-1),酸可提取态Cu含量为335~415.11 mg·kg~(-1),细菌16S rRNA基因拷贝数在每克干土3.10×10~(10)~1.84×10~(11)个之间,古茵16S rRNA基因拷贝数在每克干土737×10~8~6.82×10~9个之间。土壤总Cu和酸可提取态Cu含量对土壤脲酶活性影响较大,但对土壤脱氢酶和转化酶活性影响不显著。土壤细菌基因拷贝数均与总Cu含量、各形态Cu含量呈极显著的负相关关系,同样土壤古菌基因拷贝数与总Cu含量、各形态Cu含量也均呈极显著的负相关关系,说明Cu胁迫对土壤细菌和古菌活性具有较大的抑制作用。     

除草剂异丙隆对麦田土壤微生物数量及酶活性的影响

为评价异丙隆的环境生态效应,在大田条件下研究异丙隆施入麦田后对土壤微生物数量及酶活性的影响.试验地前茬水稻,异丙隆浓度设0(清水,CK)、1.88、3.75、7.50、15.00g/kg5个水平.结果表明:异丙隆对麦田土壤真菌表现出短暂的抑制作用,处理后d5左右开始有激活效应,至d60仍具激活效应;对细菌及放线菌表现为抑制作用,且持续时间较长,到d15左右才开始表现出激活作用.异丙隆处理后,低浓度(1.88g/kg、3.75g/kg)对过氧化氢酶活性表现为激活—抑制—激活作用,而高浓度(7.50g/kg、15.00g/kg)则表现为抑制—激活作用;各浓度异丙隆处理对土壤脲酶活性均表现为抑制—激活作用;蔗糖酶活性对异丙隆比较敏感,开始表现为激活效应,其后逐渐趋于平缓,d60左右表现为抑制效应.     

外源有机酸对马蔺幼苗生长、Cd积累及抗氧化酶的影响

植物修复环境重金属污染仍然受多种因素制约,而通过有机酸辅助植物修复技术提高修复效率逐渐成为治理重金属污染的有效途径之一。采用溶液培养研究了Cd胁迫下2种不同浓度外源有机酸EDTA、柠檬酸对马蔺(Iris lactea var.chinensis)幼苗生长、Cd积累及抗氧化保护酶的影响。结果表明,与单独Cd胁迫(CK)相比,Cd胁迫下溶液中添加0.5和5mmol·L-1EDTA和相同浓度柠檬酸后马蔺地上部Cd质量分数无明显变化,而马蔺地下部Cd质量分数显著增加,0.5mmol·L-1低浓度EDTA和柠檬酸分别使马蔺根系Cd质量分数比对照增加55.6%、137.1%,柠檬酸的促进效果较明显。而溶液中添加2种有机酸对马蔺生物量的影响与对马蔺吸收Cd的效应不同,EDTA和柠檬酸使马蔺地上部生物量略有下降,但与对照相比差异不显著,而5mmol·L-1高浓度EDTA、柠檬酸使根系生物量明显下降,分别比对照下降17.2%、25.7%。同时,2种不同浓度有机酸均使马蔺叶片MDA含量增加,而马蔺叶片SOD和POD酶活性的增加表明马蔺体内抗氧化保护能力的增强,一定程度上可减轻氧化胁迫对马蔺造成的伤害。实验结果说明EDTA和柠檬酸对促进马蔺修复Cd污染具有一定的潜力。     

低浓度Pb^2＋对Cd^2＋污染下冬小麦幼苗根微域土壤水解酶活性及与根微域土壤生化特征关系的影响

采用盆栽试验法探讨了Cd^2＋、低于国家“土壤环境质量标准”规定的II类土壤环境基准值300mg-kg^-1干土时的Pb^2＋与Cd^2＋复合处理对冬小麦幼苗根微域土壤磷酸酶、转化酶和脲酶活性及与根微域土壤微生物数量和生化特征关系的影响特征。结果表明：（1）Cd^2＋对冬小麦幼苗根微域土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性表现为显著抑制效应;而低浓度Pb^2＋主要表现为协同Cd抖污染抑制根微域土壤水解酶活性效应;（2）Cd^2＋处理下,磷酸酶活性与微域土壤有机质含量呈极显著正相关;转化酶活性与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与有机质呈显著正相关;脲酶活性与细菌、真菌和放线菌数量及微生物量碳表现为极显著正相关;（3）Pb^2＋／cd^2＋处理下,碱性磷酸酶活性与微生物量碳表现为显著正相关;转化酶活性与全氮含量表现为显著负相关,与有机质含量呈极显著正相关;脲酶活性与全氮呈极显著正相关,与有机质为极显著负相关,总体来讲,Cd^2＋／Pb2＋与Cd^2＋处理之间酶活性与生化特征的关系存在明显差异;同时Pb^2＋／Cd^2＋处理下磷酸酶、转化酶和脲酶活性与土壤微生物数量之间的相关性特点与Cd^2＋处理下也明显不同。