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。     

基于土壤酶活性变化的铅污染土壤修复基准

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,对铅胁迫下土壤酶活性（如过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶）随时间的变化进行了研究,以确定棕壤土中铅的土壤修复基准。结果表明：土壤中的铅能够刺激土壤中过氧化氢酶活性的增加,但随着土壤铅浓度的增加,这种刺激作用逐渐减小。土壤过氧化氢酶活性不宜作为铅污染土壤的生物标记物。土壤磷酸酶活性没有一致的变化规律,土壤磷酸酶活性不能作为铅污染土壤的生物标记物。在整个实验时间范围内,土壤脲酶活性与土壤中铅的浓度具有明显的剂量-效应关系（P〈0.01）,土壤脲酶活性可以作为铅污染土壤生物标记物。以土壤脲酶抑制率降低25%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为94mg·kg-1,以土壤脲酶抑制率降低45%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为178mg·kg-1。     

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。     

单一及复合重金属污染对土壤酶活性的影响

采用外源添加重金属和室内培养的方法研究重金属Cd、Pb对滩涂盐渍土脲酶、过氧化氢酶活性的影响,为中国沿海地区土壤重金属污染的监测及重金属对潜在生态环境影响等方面的研究提供参考依据。重金属Cd添加至土壤的质量分数为0、0.5、1.0、2.0 mg.kg-1,重金属Pb添加至土壤的质量分数为0、100、200、400 mg.kg-1,采用完全随机区组设计,3次重复。结果表明：重金属质量分数较低时,单一重金属对土壤脲酶活性具有促进,对过氧化氢酶活性具有抑制作用;重金属质量分数较高时,对土壤脲酶活性具有抑制作用,对土壤过氧化氢酶具有促进作用。重金属Cd、Pb对土壤酶活性的影响存在交互作用,重金属Cd对土壤脲酶活的性影响起主导作用,重金属Pb对土壤过氧化氢酶活性的影响起主导作用。经逐步回归分析,有效态重金属的质量分数低水平时,土壤脲酶活性与重金属Cd呈现显著负相关;土壤过氧化氢酶活性与重金属Pb呈现显著正相关。     

贵州主要耕作土壤的脲酶活性研究

首次较系统、全面地测定了贵州省主要耕作土壤的脲酶活性，分别探讨了水稻土和旱作土脲酶活性与土壤主要理化性状之间的关系。结果表明：耕作土壤脲酶活性因土壤利用状况、土壤类型和土壤肥力水平不同而有明显的差异，供试水稻土、旱作土和菜园土的平均脲酶活性分别为１５５、２７７和７０３ｍｇＮＨ４－Ｎ／１００ｇ土·２４ｈ；不同类型水稻土和旱作土具有不同的脲酶活性水平，这主要受成土条件、成土过程和土壤属性的影响；水稻土和旱作土的脲酶活性均随土壤肥力水平的提高而增强，说明脲酶活性强弱是表征土壤肥力高低的重要指标之一。回归分析表明，土壤脲酶活性主要受土壤有机质、氮、磷、钾等因素的影响，其中土壤基础铵量对耕作土壤脲酶活性的影响最大。水稻土脲酶活性还受土壤通透性的制约．而旱作土的则主要受土壤养分状况的影响。     

覆膜对土壤-青菜体系Cu和Zn迁移特性的影响

地膜覆盖(覆膜)是一种国际上广泛采用的农作物栽培方式,极大地改变了土壤的水热生态效应,从而影响土壤中重金属元素的生物有效性.通过田间对比试验,研究覆膜对土壤-青菜体系中Cu和Zn迁移及分布特征的影响.结果表明:覆膜栽培方式在促进青菜生长的同时,显著地改变了土壤的理化性质.覆膜地块中土壤pH值和SO2-4含量比不覆膜地块分别降低12.77%和33.90%,差异达到显著水平(P＜0.05).覆膜对Cu形态分布和迁移影响很小,对Zn影响则大得多.土壤中Zn的BCR(community bureau of reference)3步提取态含量分别降低25.87%、35.80%和28.17%.覆膜地块青菜根和叶中Zn含量分别较不覆膜地块增加130.9%和13.6%,但茎中减少了23.7%.覆膜栽培对土壤中Zn有一定活化作用,释放出来的Zn大部分被青菜根吸收,因此覆膜地块中青菜根对Zn的吸收量远远大于不覆膜地块.     

铬、镉、铅胁迫对青菜叶片几种生理生化指标的影响

研究了溶液培养条件下铬、镉、铅胁迫对青菜叶片细胞膜透性、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等的影响,结果表明：随着Ｃｒ＾６＋,Ｃｄ＾２＋,Ｐｂ＾２＋处理时间的延长和处理浓度的增加,青菜叶片细胞膜透性显著增大,叶绿素ａ／ｂ值逐渐降低,游离脯氨酸含量明显增加,其中游离脯氨酸含量增加的时间比细胞膜透性增大明显超前,而叶绿素ａ／ｂ植降低的时间在这３种重金属中未见明显的规律性。     

微囊藻毒素对青菜生长的影响及其在生物体内的累积

蓝藻藻泥好氧堆肥腐熟后还田是其打捞后资源化利用的主要途径。堆肥后仍有一定数量的微囊藻毒素(microcystin,MC)残留,大量还田是否会对作物生长和人类健康产生安全风险尚不明确。将青菜(Brassica chinensis)暴露于不同MC含量的石英砂和菜地土壤,观测植株生长状况及体内MC含量,并观测不同含量的MC在菜地土壤中的降解速率。结果发现:砂培实验结束时,青菜成株的株高和生物量随着MC暴露浓度的增加而显著降低,而植株地上部MC的含量则显著增加。在MC浓度为0.386mg·kg-1的处理中,青菜地上部MC-LR(L为亮氨酸)和MC-RR(R为精氨酸)的浓度分别达到27.45μg·kg-1(鲜质量)和1.35μg·kg-1(鲜质量)。MC-LR和MC-RR在青菜地上部的富集系数都随着砂培基质中MC浓度的增加而显著降低,且前者显著高于后者。土培青菜生长过程中吸收和累积的MC数量显著小于砂培实验。MC在菜地土壤中降解56d后,MC-LR和MC-RR的降解率均达90%以上。按普通有机肥的一般用量(2.5kg·m-2)施用充分腐熟的蓝藻堆肥成品种植青菜,食用后每人每天摄入的MC含量远低于WHO制定的饮用水中MC的指导值。研究为评估现行蓝藻堆肥工艺中残留的MC对作物生长和生物安全风险提供了科学依据。     

6种矿质元素对青菜中硝酸盐含量的影响

通过盆栽试验，研究了B、K、Mn、Mg、Zn、Co对青菜中硝酸盐含量的影响。结果表明：增施硼酸钠后第20天，青菜硝酸盐含量比对照降低14．84％-19．56％；增施K、Mn、Mg、Zn、Co也能降低青菜硝酸盐含量。每盆增施0．1gZnSO4后第10天，青菜中硝酸盐含量比对照减少18．96％，每盆增施0．1gK2SO4后第20天，青菜中硝酸盐含量比对照减少21．42％；矿质元素的施用量对青菜硝酸盐含量影响较大。     

水肥优化耦合下设施青菜的养分吸收和干物质积累规律

为明确最佳灌溉施肥条件下设施青菜对氮、磷、钾养分的吸收规律,通过田间试验研究了微喷灌条件下设施青菜在不同生育期氮、磷、钾养分吸收积累和干物质积累的特征以及与养分累积吸收量的相关性。结果表明,在不同生育期,设施青菜氮、磷、钾养分含量存在显著差异(P<0.05)。旺长期青菜体内氮、磷、钾含量均显著高于幼苗期(P<0.05),进入成熟期后略有降低。从养分吸收速率来看,旺长期3种养分的吸收速率均最大,幼苗期和成熟期吸收速率较小。3种养分的吸收速率从大到小依次为钾、氮和磷。整个生育期养分累积量和干物质累积量从大到小依次为旺长期、幼苗期和成熟期。此外,设施青菜体内养分吸收量与干物质积累呈显著正相关(P<0.05),水肥优化耦合条件下氮、磷、钾3要素之间存在着相互促进吸收的正相关作用。     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

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。     

6种矿质元素对青菜中硝酸盐含量的影响

通过盆栽试验 ,研究了B、K、Mn、Mg、Zn、Co对青菜中硝酸盐含量的影响。结果表明 :增施硼酸钠后第 2 0天 ,青菜硝酸盐含量比对照降低 1 4 84%～ 1 9 56 % ;增施K、Mn、Mg、Zn、Co也能降低青菜硝酸盐含量。每盆增施0 1gZnSO4 后第 1 0天 ,青菜中硝酸盐含量比对照减少 1 8 96 % ,每盆增施 0 1gK2 SO4 后第 2 0天 ,青菜中硝酸盐含量比对照减少 2 1 42 % ;矿质元素的施用量对青菜硝酸盐含量影响较大。     

废塑料资源化产品对土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的影响(Effect of Waste Plastics Recycling Products on Activities of Soil Catalase and Urease)

为探讨废塑料资源化产品对土壤酶活性的影响,通过室内培养试验研究了废塑料资源化产品暴露后土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的变化.结果表明:废塑料资源化产品对土壤酶活性具有显著影响.250mg·kg-1、1250mg·kg-1、7250mg·kg-1废塑料资源化产品浓度处理对土壤中过氧化氢酶和脲酶影响明显不同.在土壤培养l～5d内,添加废塑料资源化产品的3个浓度处理土壤中过氧化氢酶活性显著低于对照(p<0.05),表现出明显的抑制作用,且浓度越高抑制作用越强.而后(5～35d),低浓度(250mg·kg-1)废塑料资源化产品对土壤过氧化氢酶一直表现为激活作用,但是,高浓度(1250mg·kg-1和7250mg·kg-1)处理对土壤过氧化氢酶活性则表现为激活-抑制-激活作用,且抑制、激活程度与处理浓度成呈相关.3个废塑料资源化产品浓度处理对脲酶活性影响在培养1～28d内主要是激活作用,且激活作用随着处理浓度的增大而增强,而后(28～35d)对脲酶活性表现为抑制作用.     

钾肥对铅污染土壤白菜生长及品质的效应

为阐明钾对铅污染土壤白菜生长品质及食用安全性的影响,通过盆栽试验研究2种浓度铅污染土壤下不同钾肥施用量对白菜生长、生理特性、重金属含量及食用品质的影响。结果表明,铅污染土壤增施钾肥白菜地上部和地下部生物量分别显著提高5.1%~30.0%和10.0%~33.3%(P0.05)。铅污染土壤增施钾肥(100~400mg·kg-1)可显著提高白菜叶绿素a含量(P0.05),叶绿素b含量变化不明显。铅污染土壤增施钾肥能显著降低白菜中镉、铅、铬和砷含量(P0.05),显著提高维生素C含量(P0.05),显著降低硝酸盐含量(P0.05),但对白菜还原糖含量的影响不一致。该试验条件下铅污染土壤白菜最佳施钾浓度为200~400 mg·kg-1。     

禾草灵对水稻生长和典型土壤酶活性的影响

禾草灵是一种广泛使用的除草剂,在土壤中大量残留,对非靶标生物产生危害。为探究除草剂对环境生物的毒性作用,本研究模拟水稻自然生长的环境,评估禾草灵对水稻及土壤微生物的影响。研究结果表明,低浓度禾草灵(200μg·L-1)处理4d对土壤微生物量没有显著影响(P0.05);8 d时,水稻生长没有明显变化,但土壤微生物量较对照组显著升高(P0.05)。高浓度禾草灵(1 000μg·L-1)处理4 d后,土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性显著下降(P0.05),下降幅度分别为8.9%,16.6%和10.2%;处理8 d后,水稻幼苗鲜重显著降低(P0.05),叶绿素a和叶绿素b含量分别下降了13.5%和13.3%。本研究证实高浓度的禾草灵残留会对植物和土壤微生物产生不良的影响。     

禾草灵对水稻生长和典型土壤酶活性的影响

禾草灵是一种广泛使用的除草剂,在土壤中大量残留,对非靶标生物产生危害。为探究除草剂对环境生物的毒性作用,本研究模拟水稻自然生长的环境,评估禾草灵对水稻及土壤微生物的影响。研究结果表明,低浓度禾草灵(200 μg L^-1)处理4 d对土壤微生物量没有显著影响(P>0.05);8 d时,水稻生长没有明显变化,但土壤微生物量较对照组显著升高(P<0.05)。高浓度禾草灵(1 000 μg L^-1)处理4天后,土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性显著下降(P<0.05),下降幅度分别为8.9%,16.6%和10.2%;处理8 d后,水稻幼苗鲜重显著降低(P>0.05),叶绿素a和叶绿素b含量分别下降了13.5%和13.3%。本研究证实高浓度的禾草灵残留会对植物和土壤微生物产生不良的影响。     

In Vitro法评估铅污染土壤对人体的生物有效性

采用基于生理学的In Vitro实验，测定经口无意摄入的铅污染土壤在人体内的生物有效性。通过模拟人体的胃和小肠环境，研究土壤中铅被消化道吸收的最大量。结果表明，在铅污染土壤中施加羟基磷灰石后，铅对人体的生物有效性下降约20倍。