外来污染物对土壤磷酸酶影响的研究进展
重金属Pb、Cd污染对土壤酶活性的影响
中国环境科学学会学术年会论文集（２０１０）
重金属Ｐｂ、Ｃｄ污染对土壤酶活性的影响
黄占斌１ｔ２ 张彤２ 彭丽成１
石
宇１
章智明１
北京
王文萍１
１０００８３；
（１．中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院 ２．河南大学生命学院
河南
开封４７５００１）
摘要土壤酶活性是评价土壤污染影响的重要指标，本研究用盆栽试验，比较不同浓度重金属铅
４＆Ｗｈ
（四）数据处理
实验数据分析采用ＳＰＳＳｌ３ ０，考虑９５％置信水平，应用蛀小显著差异法（ＬＳＤ）对不同处 理进行多重比较，实验结果均为平均数，ｔ检验或ｆ检验分析处理与对照差异显著性。
二、结果与分析
一ｏ∞ｊ、｛￡＊Ⅸ叠
目１｛月浓＆的ｃｄ对碱性硼ｔ酶话性的影响
曲２
Ｔ月谁ｔ的Ｐｂ对碱性磷盛酶镕性的影响
－３８２８・
中国环境科学学会学术年会论文集（２０１０）
增强的趋势，过氧化氢酶活性逐渐降低。
参考文献 ［１］尔・维・加里乌林．根据土壤酶的活性监测土壤的重金属污染［Ｊ］．国外农业环境保护，１９９２，３：
３３—３６．
［２］Ｄｉｃｋ，ｆＬ Ｐ．Ｓｏｉｌ
ｅｎｚｙｍｅ
ａｅｄ、ｒｉｆｉｅｓ幽ｉｎＨｃａｔｏ鹞ｏｆ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎ Ｄｏｒａｎ
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ｒｈｌｊ●』
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复台（Ｃｄ＋Ｐｂ）浓度，【曲ｇ）
围３｛同浓度的蔓台污染对碱性磷睦奠活性的影响
酸酶活性无显著影响，表现先升高后降低趋势。ｃｄ和Ｐｂ复合污染对碱性磷酸酶活性影响是随浓 度增加而活性降低，且酶活性低于ｃｄ、Ｐｂ单因素处理，说明ｃｄ、Ｐｂ共存对碱性磷酸酶活性表 现出掷同抑制特征。 从大豆不同生育期看，无论ｃｄ、Ｐｂ单一处理和复合污染，大豆花荚期（中期）土壤磷酸酶 活性最高．该时期为大豆生殖生长盛期，需要吸收较多营养物质，磷酸酶活性显著增强，相应有 技养分释放促进大豆生长发育；而后磷酸酶活性迅速降低。“。
有机磷农药降解方法及应用研究新进展
3、生物法
生物法利用微生物或酶的催化作用降解有机磷农药。微生物降解是通过微生 物体内的酶系统将有机磷农药分解成小分子。这种方法具有环保、经济等优点， 但需要合适的微生物种群和适宜的生长条件。酶降解是有机磷农药降解的另一种 生物法。在酶降解中，特定的酶能够催化有机磷农药的分解反应，将其分解成小 分子。这种方法具有高效、专一性强等优点，但需要寻找合适的酶源，且酶的稳 定性可能影响其应用效果。
四、应用前景
微生物降解技术具有广阔的应用前景。目前，已经开发出了一些基于微生物 降解的生物修复技术，用于治理有机磷农药污染土壤。这些技术包括：
1、生物强化技术：通过添加具有降解能力的微生物，提高土壤中有机磷农 药的降解速率；
2、生物堆肥技术：将有机废弃物与污染土壤混合堆肥，通过微生物的作用 将有机磷农药降解为无害物质；
四、结论
有机磷农药降解方法及应用研究新进展为解决环境和食品安全问题提供了新 的思路和方法。随着科学技术的发展和研究的深入，相信未来会有更多高效、环 保、经济的有机磷农药降解方法被发现和应用，为保护环境和人类健康做出更大 的贡献。
参考内容
有机磷农药（OPPs）是农业生产中广泛使用的一种合成杀虫剂，然而，它的 滥用或不合理使用可能会导致土壤污染。土壤中的有机磷农药对环境和人类健康 构成威胁，因此，研究如何有效降解土壤中的有机磷农药具有重要意义。在这篇 文章中，我们将探讨有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展。
1、物理法
物理法中的热分解和光分解是常见的有机磷农药降解方法。热分解通过加热 将有机磷农药分解成小分子，光分解则利用紫外线、可见光等光源照射有机磷农 药，使其分解成小分子。这两种方法均能有效地降解有机磷农药，但需要较高的 能量输入，且可能产生二次污染。
土壤酶功能的研究进展
收 稿 日期 ： ０ 一 ８ ２ ２ ６ ｏ— ５ ０ 基 金项 目 ： 十五” “ 国家科技 攻关课题“ 国家 粮食丰产工 程” 之
“ 稻 丰 产 高 效 技 术 集 成 研 究 与示 范 ” 题 （０４ Ａ ２ Ａ １ 水 课 ２０ Ｂ ５０ ０ ）
内外 有关 的研 究 资料 ， 对土 壤酶 的 功能进 行 了归纳 ，
并且 对 未来 的几个 研究 问题 进行 了总结 。
１ 土 壤 酶 的 主 要 功 能
１ １ 评 价 土壤 肥 力 ．
土壤酶 学 的 研 究 ， 一 开 始便 与 土壤 肥 力 的 研 从
究 紧密地结 合 在 一 起 。Ｈ ｌ ａｎ提 出将 土壤 酶 活 性 ｏ ｎ ｍ
与凋 落物 的分 解 ， 致使 土壤 中有 效磷 和有 效 氮增加 。
酸 性 磷酸 酶活 性 与各种 形 态 的土壤 磷 ， 酸性 、 碱性磷 酸酶 活性 与小 麦 、 叶 草根 际 中 的有 机 磷 均 呈 正相 三 关 。早 在 １２ ９６年 ， ｋｍ ｎ与 Ｄ ｂｓ 提 出用 土 壤 Ｗａｓ ａ ｕｏ 就
农 产 品质 量 检 测 中心 ， 南 长 沙 湖 ４００ ； ． 南 农 业 大 学 ， 南 长 沙 １０５ ３ 湖 湖 ４０２ ） １ １８
摘 要 ： 土壤 酶在土壤生 态系统 中具有重要的地位 ， 目前对土壤酶功能的研究 已日益深人 。各 种研 究昆示 ： 土壤酶在评价 土壤肥
力 和土 地 利 用 ， 理 土 壤 污染 、 肥 土壤 和 防治 植 物 病 虫 害 等 方 面具 有 重 要 的作 用 。 治 培
要肥 力 因素有 关 的 、 布 最广 的酶 活性 的总 体 ， 不 分 而
土壤酶活性对土壤环境变化的响应研究进展
土壤酶活性对土壤环境变化的响应研究进展作者：吴怡董炜华李晓强谷志伟刘子宁邓守奇韦森超李陆鑫王成杨添月来源：《南方农业·上》2023年第08期摘要土壤酶作为一种生物催化剂，能够为土壤有机体的代谢和分解提供动力，与土壤生物、土壤理化性质及环境条件等密切相关。
土壤酶活性与土壤肥力关系密切，土壤管理措施（放牧、施肥、耕作等）会引起土壤酶活性发生很大改变。
基于提高土壤生产力，保护生物多样性的大背景下，探讨土壤酶活性对农田、湿地等不同生境下的水气热条件、有机质和土壤pH的响应，分析外源有机物输入对土壤酶活性的影响，进一步加深了解土壤酶在土壤生态系统中的指示作用，并对土壤酶学研究前景进行展望。
关键词土壤酶活性；土壤环境；外源有机物；响应中图分类号：S154.1 文献标志码：C DOI：10.19415/ki.1673-890x.2023.15.009土壤酶（Soil Enzyme）是土壤生态系统中最活跃的组分之一，来源于动物、植物、微生物及其分泌物[1-2]。
土壤酶作为一种生物催化剂，能够为土壤有机体的代谢和分解提供动力，与土壤生物、土壤理化性质及环境条件等密切相关[3-5]。
土壤酶在自然界物质循环中起着重要作用，尤其在参与土壤中各种生物化学过程的营养元素循环和能量转移时，其活性强弱往往能够影响物质循环的速率，又因为其活性易受环境等外界因素的影响，能够反映土壤养分转化的强度和方向[5]。
国内外研究表明，土壤酶活性可作为较全面地反映土壤环境变化的生物学指标，通过测定相应酶的活性，能够间接了解某种物质在土壤中的转化情况[6]。
近年来，随着土壤酶学的分析技术不断更新，关于森林、草原和农田等不同生态系统中的土壤酶活性研究也呈井喷式增长[7-8]，相对而言，森林和草原的土壤酶活性比农田土壤的酶活性更高[9]，且大多有随土层加深而活性降低的趋势[10-11]。
但是，随着社会化的进程不断推进，各种生态系统都遭到了更为严重的自然和人为双重干扰，土壤生态系统日益脆弱[5]。
土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应
土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应
土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应
通过室内培养和盆栽试验,研究了Se对黄棕壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶的生态毒理效应.结果表明,土壤Se对脱氢酶、碱性磷酸酶、转化酶有“抗性酶活性”现象.土壤Se对土壤过氧化氢酶和脲酶活性有抑制作用,脲酶受Se的抑制作用最强.土壤Se含量与脲酶抑制率之间具有显著相关性,脲酶抑制率可作为Se生态风险评价的一项生物指示物.
作者：林匡飞徐小清金霞项雅玲 LIN Kuang-Fei XU Xiao-qing JIN Xia XIANG Ya-Ling 作者单位：林匡飞,LIN Kuang-Fei(华东理工大学危险化学物质风险评价与控制研究中心,上海,200237)
徐小清,XU Xiao-qing(中国科学院水生生物研究所,湖北,武汉,430072)
金霞,JIN Xia(中国科学院武汉植物研究所,湖北,武汉,430072)
项雅玲,XIANG Ya-Ling(农业部环境质检中心,湖北,武汉,430070) 刊名：中国环境科学ISTIC PKU英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2005 25(z1) 分类号：X132 关键词：硒污染酶活性抑制率生态毒理效应生物指示物。
施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展
第37卷第4期2023年8月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .4A u g.,2023收稿日期:2023-02-09资助项目:国家自然科学基金项目(42167044);贵州省高层次创新型人才项目(黔科合平台人才[2018]5641);贵大培育项目(贵大培育[2019]10号);贵州省一流学科建设项目(C N Y L [2017]007) 第一作者:张友(1990 ),男,博士研究生,主要从事农业面源污染防治和环境水化学研究㊂E -m a i l :g s .y o u z h a n g 20@g z u .e d u .c n 通信作者:戴全厚(1967 ),男,博士,教授,博士生导师,主要从事喀斯特水力侵蚀与生态恢复重建研究㊂E -m a i l :q h d a i r i v e r @163.c o m施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展张友1,2,戴全厚1,2,严友进1,2,胡泽银1,2,周红1,2(1.贵州大学林学院,贵阳550025;2.贵州大学土壤侵蚀与生态修复研究中心,贵阳550025)摘要:草甘膦除草剂是农业生产中不可或缺的物资,过量使用会导致大量草甘膦及其衍生物在土壤中残留,对生态环境安全构成威胁㊂通过系统阐述草甘膦在环境中的迁移转化过程,以及草甘膦对土壤生物及环境质量的影响,着重分析了草甘膦对土壤蚯蚓㊁微生物群落的毒理效应,草甘膦与土壤其他污染物的协同效应和草甘膦驱动土壤碳氮磷生物地球循环变化㊂同时指出当前研究的不足,并提出下一步研究的重点:(1)加强草甘膦的降解机制和影响因素的研究,并筛选更高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦降解效率和修复草甘膦污染环境的能力;(2)定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性;(3)借助酶化学计量学等研究方法,探明草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂关键词:草甘膦;土壤质量;土壤生物;生态毒理中图分类号:S 19 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)04-0007-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.04.002R e s e a r c hP r o g r e s s o n t h e I m p a c t o fG l y ph o s a t e H e r b i c i d eA p p l i c a t i o no nS o i l Q u a l i t yZ H A N G Y o u 1,2,D A IQ u a n h o u 1,2,Y A N Y o u j i n 1,2,HUZ e y i n 1,2,Z HO U H o n g1,2(1.C o l l e g e o f F o r e s t r y ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025;2.S o i lE r o i o na n dE c o l o g i c a lR e s t o r a t i o nR e s e a r c hC e n t e r ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025)A b s t r a c t :G l y p h o s a t eh e r b i c i d e s a r e e s s e n t i a lm a t e r i a l s i n a g r i c u l t u r a l pr o d u c t i o n ,b u t e x c e s s i v e u s e c a n l e a d t o a l a r g e a m o u n t o f g l y p h o s a t e a n d i t s d e r i v a t i v e s r e m a i n i n g i n s o i l ,p o s i n g a t h r e a t t o t h e e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t .B y s y s t e m a t i c a l l y e l a b o r a t i n g t h em i g r a t i o na n d t r a n s f o r m a t i o n p r o c e s s o f g l y ph o s a t e i n t h e e n v i r o n m e n t ,a s w e l l a si t se f f e c t so ns o i lo r g a n i s m sa n de n v i r o n m e n t a l q u a l i t y ,t h et o x i ce f f e c t so f g l y ph o s a t eo ns o i l e a r t h w o r m s a n dm i c r o b i a l c o mm u n i t i e s ,t h e s y n e r g i s t i c e f f e c t s o f g l y p h o s a t ew i t ho t h e r s o i l p o l l u t a n t s ,a n d t h ec h a n g e si ns o i lc a r b o n ,n i t r o g e n ,a n d p h o s p h o r u sb i o g e o c h e m i c a lc y c l e sd r i v e n b y g l y p h o s a t e w e r e e m p h a t i c a l l y a n a l yz e d .A t t h e s a m e t i m e ,t h ed e f i c i e n c i e so f t h e c u r r e n t r e s e a r c hw e r e p o i n t e do u t ,a n d t h e f o c u s o f t h en e x t r e s e a r c hw a s p u t f o r w a r d :(1)S t r e n g t h e nt h es t u d y o nt h ed e g r a d a t i o n m e c h a n i s m sa n d i n f l u e n c i n g f a c t o r so f g l y p h o s a t e ,a n ds c r e e nf o rm o r ee f f i c i e n td e g r a d i n g m i c r o b i a l s t r a i n s t o i m p r o v e t h e d e g r a d a t i o ne f f i c i e n c y o f g l y p h o s a t ea n dt h ea b i l i t y t or e m e d i a t e g l y p h o s a t e -c o n t a m i n a t e de n v i r o n m e n t s .(2)T o c a r r y o u t r e g u l a rm o n i t o r i n g a n d r i s k a s s e s s m e n t o f g l y p h o s a t e i n a g r i c u l t u r a l e n v i r o n m e n t s ,m a p ou t t h em i g r a t i o n p a t h w a y s o f g l y p h o s a t e i nk a r s t a r e a s ,e x p l o r e t h e a d s o r p t i o n a n d r e m o v a l a b i l i t y o f g l y p h o s a t e i nk a r s t g e o l o g y ,s o a s t ob e t t e r e v a l u a t e t h e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n s t a b i l i t y o f k a r s t g e o l o g y a n d t h e s a f e t y of a q u a t i c e c o s y s t e m s .(3)B y u s i ng e n z y m es t o i chi o m e t r y an do t h e rr e s e a r c h m e t h o d s ,t h ec o n v e r s i o nr a t e ,f l u x ,a n d c o u p l i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e n g l y p h o s a t e a n dm i c r o b i a lm e t a b o l i s m ,n u t r i t i o n a l r e q u i r e m e n t s ,a n d e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s i n t h e s o i l c a nb e e x pl o r e d .K e yw o r d s :g l y p h o s a t e ;s o i l q u a l i t y ;s o i l b i o l o g y ;e c o t o x i c o l o g y Copyright ©博看网. All Rights Reserved.草甘膦除草剂作为提高农业生产和作物产量的重要生产资料,被广泛用于农业㊁林业㊁水产养殖及城市环境的杂草控制㊂草甘膦在环境不断富集,可能威胁到土壤的生产和生态功能,影响生态环境安全和人类健康[1-3]㊂我国是世界草甘膦生产国和使用国之一㊂据统计[4],2018年和2019年,中国草甘膦农药生产量分别为50万t 和55万t ,2019年的中国草甘膦使用量占世界8.9%,未来 免耕 种植农业和抗草甘膦作物的扩大,以及国家对百草枯等剧毒除草剂的禁止,草甘膦需求将继续增加[5]㊂随着草甘膦的大量使用,在世界范围内多个国家的地表水㊁土壤及地下水等环境中均被广泛检出草甘膦(表1),其中,在阿根廷土壤中的草甘膦高达(2299ʃ476)μg /k g ,其检测草甘膦浓度已超过了美国(700μg/L )和欧盟(0.1μg /L )的最大污染限制[6]㊂草甘膦残留可能改变土壤质量,影响生态系统的稳定性和多样性,威胁土壤和水生生态系统安全[7-9]㊂有研究[8,10]表明,施用草甘膦改变了土壤中碳磷循环过程㊁微生物活性以及群落结构㊂另外,草甘膦还可以通过风侵蚀的沉积物和灰尘作为环境运输途径,对环境和人类的影响远超出其应用的农业地区[3,11]㊂喀斯特地区的生态环境具有独特的复杂性和脆弱性,地表水和地下水污染对人类健康㊁水生生态系统㊁社会经济发展和农业活动的影响在过去几十年里已成为一个日益重要的问题[12-13]㊂据统计[14],全球大约1/4的人口生活在仅占陆域面积10%~15%的喀斯特地区,喀斯特地区大多是山区,以农业经济为主,土壤资源十分稀缺,人地矛盾尖锐㊂由于人口的增加和土地生产力的下降,农业甚至已经扩展到斜坡和山脊上的边缘土壤,高强度农业活动加剧土壤侵蚀㊁森林砍伐㊁化肥㊁杀虫剂和农业废物的污染[15]㊂其中,农药的面源污染备受关注,一方面是因为土壤污染物直接通过食物链对人类健康造成不利影响;另一方面,喀斯特区浅薄岩溶土壤对污染物的缓冲能力弱,污染物很容易通过高渗透性的裂缝和水流管道网络快速地进入地表水和地下水,对周边水生态系统构成威胁[16]㊂因此,本文系统梳理草甘膦在土壤环境中的迁移转化㊁草甘膦对土壤动物和微生物的生态毒理效应,以及草甘膦对土壤环境质量的影响等,为科学指导农业生产㊁土壤污染防治㊁改善环境质量等方面提供参考㊂表1 不同国家在土壤和径流中草甘膦残留情况国家样品年份浓度/(μg ㊃L -1)检测率/%参考文献加拿大地表水20026.0722[17]美国中西部地表水201327.0844[18]墨西哥地表水20151.42100[19]阿根廷地表水20120.10~7.6035[20]阿根廷土壤20122299ʃ48-[21]德国河流19980.59-[17]瑞士地表水20162.10-[22]法国地表水200416591[23]斯里兰卡土壤2015270~690100[24]斯里兰卡湖泊201528~45-[24]希腊土壤201426~406037[25]南非河流20150.42ʃ0.04-[26]澳大利亚河流20181.80ʃ2.2079[27]埃及土壤20180.42ʃ0.04-[28]中国地表水201832.49100[5]中国地下水20182.29100[5]1 草甘膦在环境中的降解、迁移及其归去掌握草甘膦在土壤环境中迁移转化及其归趋是开展其环境效应研究的基础㊂草甘膦在土壤环境中的迁移转化过程见图1㊂草甘膦可以通过生物途径或非生物途径降解,如吸附㊁化学催化氧化等㊂吸附是控制草甘膦在土壤中迁移㊁转化及其归趋的重要途径㊂其主要机制是通过草甘膦与不同土壤类型(砖红壤㊁红壤㊁黄棕壤㊁黑土㊁乌栅土)㊁土壤的矿物(伊利石㊁蒙脱石㊁高岭石㊁铁铝氧化物)以及土壤有机质(腐殖酸㊁苹果酸和柠檬酸)之间通过离子交换㊁络合㊁氢键㊁螯合㊁配位交换等吸附作用力发生作用[5]㊂化学催化氧化是通过过氧化氢㊁F e2+㊁高锰酸钾㊁活性炭㊁臭氧等催化剂氧化催化有效降解或去除草甘膦㊂但是目前所用氧化剂和催化剂均为人为制备,并且需结合多种方法和技术才能最终达到处理效果,容易产生二次污染等,限制其在实际中的应用㊂微生物降解是草甘膦在环境中的主要降解途径,主要包括细菌㊁真菌和放线菌,其中以细菌为主㊂微生物8水土保持学报第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.降解草甘膦的机制是通过草甘膦氧化还原酶的作用将草甘膦分解为氨基甲磷酸(A M P A)和甘氨酸,然后将A M P A进一步代谢为C O2㊁P O43-和N H4+,最终使草甘膦降解为无害物质㊂具体包括2种途径(图2):一是草甘膦先被C-N断裂酶催化为A M P A,然后A M P A在C-P裂解酶进一步分解为无机磷㊁二氧化碳和氨气,或A M P A在转氨酶驱动下分解为无机磷和甲醛;二是草甘膦在C-P键断裂酶作用下转化肌氨酸和无机磷,肌氨酸在氧化酶作用下进一步分解为甲醛和甘氨酸㊂其降解强度取决于微生物活性㊁种类㊁生物量以及环境p H㊁氧化还原条件等[29-30]㊂目前,可以将草甘膦作为磷源生长的微生物主要有假单胞菌属㊁苍白杆菌属㊁无色菌属㊁青霉属㊁酵母属㊁嗜热菌属㊁链霉菌属㊁曲霉属等[31-32]㊂虽然已经分离出了一些具有草甘膦降解能力的微生物,但是由于土壤p H㊁有机质和磷酸盐等多种因素的影响,它们修复草甘膦污染环境的能力仍然存在挑战㊂一方面,草甘膦的化学结构比较简单,只有一种氨基酸基团和磷酸基团,因此微生物降解草甘膦的过程相对困难,需要多个酶的协同作用,且代谢产物也可能对环境产生影响;另一方面,草甘膦在土壤中的降解速率较慢,需要在特定的生境和条件下才能发挥微生物的降解能力,否则可能出现降解效率低㊁代谢产物积累等问题㊂因此,为了提高草甘膦的降解效率,今后的研究中需要进一步研究草甘膦的降解机制和影响因素,并发掘和筛选更具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染环境的能力㊂图1草甘膦在土壤中的迁移转化过程图2草甘膦的主要降解过程2草甘膦对土壤生物的影响2.1草甘膦对土壤蚯蚓的影响蚯蚓被称为 生态系统工程师 ,同时也是土壤健康质量和肥力的重要生物指标[33]㊂草甘膦是一种广谱除草剂,在控制杂草的同时,对蚯蚓等非靶标生物也产生一定的影响㊂草甘膦暴露可能导致蚯蚓死亡㊁行为异常(如降低移动速度和食欲减退等)以及生长发育受到抑制等[34]㊂此外,草甘膦可能对蚯蚓的生殖和生殖能力产生负面影响,从而影响种群的繁衍[35]㊂草甘膦对蚯蚓的毒害作用主要是通过影响蚯蚓体内的代谢和生理过程来实现的㊂草甘膦可以抑制蚯蚓体内的氨基酸合成㊁糖原合成和A T P合成等9第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.关键代谢过程,从而导致蚯蚓死亡或生长发育异常[36]㊂另外,有研究[37]表明,草甘膦对蚯蚓没有显著的毒理效应,并且蚯蚓的体重和茧产量也没有受到草甘膦的影响;L e s c a n o等[38]研究发现,蚯蚓还加速草甘膦的降解速率㊂导致这些不同结果的原因可是受草甘膦的剂量㊁频率以及蚯蚓类型等多因素影响有关㊂因此,亟须解决草甘膦对蚯蚓毒害阈值浓度或筛选和培育耐受性强的蚯蚓品种㊂另外,优化农业管理措施,替代或者减少草甘膦等化学农药使用,保护土壤生态系统的健康和平衡㊂2.2草甘膦对土壤微生物的影响微生物参与土壤有机质的分解㊁养分循环㊁土壤结构的形成等土壤的生态系统过程㊂因此,开展外来农药对土壤微生物的风险评估是科学指导农药使用和污染防控治理的重要依据㊂草甘膦作为一种广谱除草剂,通常会进入土壤中,对土壤中的微生物群落产生影响:(1)土壤中部分微生物(如原核微生物的细菌㊁放线菌,真核微生物的酵母㊁霉菌等)与植物的芳香族化合物代谢途径是一致的,均经过莽草酸途径进行生物代谢,因此,草甘膦对微生物的毒害机制与植物相似,即通过莽草酸毒害微生物,抑制微生物群落的生长和代谢,降低微生物的活性和数量[37]㊂(2)草甘膦对土壤中的氮㊁磷和其他元素的循环和转化产生影响,这些元素对微生物生长和代谢至关重要,草甘膦的使用可能抑制微生物对这些元素的转化和利用[39]㊂(3)草甘膦的使用可以导致土壤中有益微生物较少,增加土壤病原微生物的数量㊂例如,草甘膦导致土壤有益的荧光假单胞菌㊁锰还原菌和吲哚乙酸产生菌数量减少,而增加有害的镰刀菌数量[40]㊂总之,农药对土壤微生物的影响是农业生产中不可忽视的问题,然而,目前缺乏长期的监测数据,无法准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂由于研究对象和方法的不同,目前的研究结果存在一定的差异性㊂其次,目前的研究主要集中在实验室环境中进行,缺乏实际田间试验的研究㊂综上所述,草甘膦对土壤微生物的影响是一个复杂和多样的问题,需要进行系统的研究来完善对其影响的了解㊂同时,需要采取适当的农艺管理措施来减少草甘膦对土壤微生物的负面影响㊂3草甘膦对土壤环境质量的影响3.1草甘膦对土壤抗蚀性的影响土壤团聚体稳定性是评价土壤抗冲抗蚀能力的重要指标[41],而团聚体的形成和稳定与土壤矿物㊁有机质和生物间关系密切[42]㊂草甘膦通过影响土壤矿物㊁有机质和生物来间接影响土壤团聚体的稳定性㊂草甘膦在环境中的有效使用率仅有30%,其余被矿物表面氢键的配位与阳离子吸附在土壤中,草甘膦在矿物上的吸附能力依次为F e3+-蒙脱石>C a2+-蒙脱石>N a+-蒙脱石和F e3+-高岭石>C a2+-高岭石>N a+-高岭石[43]㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中的矿物质反应,改变矿物的结构和化学性质,从而影响土壤颗粒之间的黏着力和团聚体的形成和稳定性㊂有机质可以通过其黏合剂的作用促进土壤颗粒之间的黏结,而土壤有机质是影响草甘膦吸附量的主要因素,草甘膦分子的羧基㊁氨基和磷酸极性基团通过氢键与腐殖酸结合,影响土壤有机质的含量,进而影响土壤团聚体的形成与稳定[44]㊂土壤微生物在土壤团聚体形成和稳定性方面起着重要作用㊂总之,草甘膦的使用可能加剧土壤中的团聚体失去稳定性,这可能加剧土壤侵蚀和贫瘠化等问题㊂植被是控制土壤侵蚀的有效工具,尤其是根系的缠绕㊁固结和串联土体作用,提高土体的水稳结构和抗蚀强度,从而使土壤不易被径流带走[45-47]㊂草甘膦的使用打破根孔微环境平衡;同时驱动土壤团聚体㊁植物覆盖㊁植物根系系统等近地表特征发生改变[45]㊂草甘膦所致的根系系统死亡腐烂使土壤失去根系的固结作用,渗透能力急剧减弱,抗虫性能进一步恶化,为少数几次暴雨条件下地面超渗径流冲刷动力的形成创造了条件㊂3.2草甘膦对土壤碳氮磷生物地球循环的影响碳㊁氮和磷在生物地球化学循环中发挥着关键作用㊂近年来,草甘膦在农业生产活动中大量投入,驱使土壤氮㊁碳㊁磷生物地球化学特征改变㊂草甘膦不会直接影响碳循环,但它可能影响植物的生长和死亡,从而影响碳在生物体内的积累和释放㊂此外,草甘膦会杀死微生物,从而影响土壤呼吸作用,导致碳从土壤中释放,这可能会增加大气中的二氧化碳浓度㊂草甘膦作为磷源添加到土壤,草甘膦中的羧基㊁膦酸等基团与土壤中铝结合态磷㊁铁结合态磷和钙结合态磷发生等点位竞争,从而降低土壤对磷的吸附固定能力,导致土壤中磷释放,增加磷流失的风险[48]㊂土壤中施用草甘膦提高了土壤磷酸酶的活性[10],加速有机磷的矿化,从而提高有机磷的生物有效性㊂草甘膦土壤被微生物酶降解产生的无机磷不仅能被微生物使用,也被植物利用[49]㊂根据草甘膦的分子结构 C3H8N O5P , 1m o l e草甘膦能够降解为1m o l e无机磷,在磷限制条件下,部分浮游植物能够可以将草甘膦作为唯一的磷源支持生长[50]㊂因此,在水生态安全防治过程中,草甘膦对藻类供磷作用不容忽视㊂微生物是生物地球化学循环的重要驱动因素,草甘膦通过改变微生物群落㊁酶活性影响土壤氮碳磷循环㊂例如,施用高剂量的草甘膦时,增加有机碳降解01水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.酶(葡萄糖苷酶)和有机氮降解酶(如N-酰-氨基葡萄糖酶和氨基肽酶)的活性,同时也抑制土壤功能性酶(过氧化氢酶㊁脲酶㊁转化酶和酸性磷酸酶)活性㊁土壤细菌和真菌生长,进而影响碳氮循环[51-53]㊂此外,草甘膦对碳氮磷的影响受到土壤类型㊁土壤理化性质和农艺管理措施等影响[51]㊂例如,草甘膦可以刺激中性p H土壤中的硝化过程,影响氮的转化[54]㊂3.3草甘膦对土壤其他污染物的影响土壤重金属污染被环境学界称为 化学定时炸弹 ,具有不可逆性㊁隐蔽性和长期性的特点,草甘膦含有胺㊁膦酸㊁羧酸基团等有机配体,具有较强的络合金属能力,能够与土壤中的金属离子发生络合反应,从而影响草甘膦或重金属对生物的毒性㊂例如,目前的研究[55]已经表明,草甘膦与砷㊁镉㊁铜㊁铅㊁镍和锌螯合,产生拮抗作用,降低其在土壤中的毒性和生物利用度;此外,草甘膦可能会络合和解吸与沉积物结合的重金属,最终将重金属从固相迁移到水介质中,促进重金属污染物向地下水和表层水中的迁移㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中其他的有机污染物(如农药㊁工业化学品㊁石油和烷基苯等)共存,对土壤生态系统和生物多样性产生协同效应㊂例如,草甘膦和抗生素的联合作用刺激有毒蓝藻的形成,对水生生态系统的危害比单一污染更大[56]㊂聚苯乙烯微塑料和草甘膦协同通过增加抗氧化酶活性来激活葫芦草抗氧化防御系统,以应对氧化应激[57]㊂另外,草甘膦和农用地膜碎片之间的相互作用还降低土壤溶解态有机碳和有机磷含量,导致生物可利用碳和磷损失[58]㊂4存在不足与展望草甘膦是一种广泛使用的除草剂,在提高粮食生产方面具有重要作用,但施用草甘膦所产生的环境问题已日益凸显㊂近年来,众多学者针对在草甘膦环境中的迁移转化规律㊁生态毒理㊁环境化学等多领域取得诸多成就,但草甘膦污染涉及到水㊁土㊁气等界面,其作用机制十分复杂,包括物理㊁化学㊁生物等多过程,亟须开展系统的研究来全面评估其对环境的影响,并制定相应的管理和控制措施㊂(1)草甘膦一直以来被认为是安全㊁低毒性农药,但在周边水体的检测频率仍然很高,其对土壤生物和土壤环境质量的影响可能被忽视㊂特别是在脆弱的喀斯特地区,土层浅薄,下垫面粗糙易渗漏,加之高温多雨的气候特征,草甘膦可能很少或没有自然过滤(很少或没有化学分解)就进入岩溶裂缝或管网;草甘膦随地表和地下径流搬运而发生污染风险转移,形成非连续的污染风险格局,威胁岩溶地质碳汇稳定和水生生态系统安全㊂因此,有必要定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,进一步探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性㊂(2)土壤中的生物活性可以通过土壤中碳㊁氮㊁磷和酶活性的增加来反映㊂此外,生态化学计量学可以将元素之间的多重平衡,并与碳㊁氮㊁磷阈值建立联系㊂同时,土壤酶活性被认为是评估土壤生态系统总生物活性的敏感指标,对于农药生物降解也有重要作用㊂酶活性还可以作为分解草甘膦的限速步骤之一,对土壤中的氮碳磷元素的营养有效性也有影响㊂因此,可以借助酶化学计量学方法来研究草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂(3)复合污染物质间的协同效应可以更准确地评估环境风险,对于环境保护和人类健康具有十分重要的意义㊂目前对于草甘膦与其他有机污染物之间的协同效应的研究相对较少㊂这可能是由于草甘膦已被广泛使用,并且在不同的环境条件下,与其他有机污染物的协同效应可能存在差异㊂此外,研究这种协同效应需要复杂的试验设计和数据分析㊂因此,有必要进一步研究和探讨草甘膦和其他有机污染物对土壤生态系统的影响,揭示草甘膦与其他污染物作用机制和影响程度,开发出更有针对性㊁更适用的污染物处理方法㊂(4)开展田间试验获取长期的监测数据,准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂进一步发掘和筛选具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染的能力㊂参考文献:[1] S o a r e sC,P e r e i r aR,S p o r m a n nS,e t a l.I s s o i l c o n t a m-i n a t i o nb y a g l y p h o s a t ec o mm e r c i a lf o r m u l a t i o nt r u l yh a r m l e s s t on o n-t a r g e t p l a n t s E v a l u a t i o no fo x i d a t i v ed a m a ge a n da n t i o x i d a n t r e s p o n s e s i nt o m a t o[J].E n v i-r o n m e n t a l P o l l u t i o n,2019,247:256-265.[2] C o n n o l l y A,J o n e sK,B a s i n a sI,e ta l.E x p l o r i n g t h eh a l f-l i f e o f g l y p h o s a t e i n h u m a n u r i n e s a m p l e s[J].I n t e r-n a t i o n a l J o u r n a l o fH y g i e n e a n dE n v i r o n m e n t a lH e a l t h, 2019,222(2):205-210.[3] B e n t oCP M,G o o s s e n sD,R e z a e iM,e t a l.G l y p h o s a t ea n dAM P Ad i s t r ib u t i o n i nw i n d-e r o d e d s e d i m e n t d e r i v e df r o ml o e s ss o i l[J].E n v i r o n m e n t a lP o l l u t i o n,2017,220:1079-1089.[4]杨益军,张波.2021年全球氨基酸类除草剂发展概况和趋势综述[J].世界农药,2021,43(4):19-34. 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All Rights Reserved.f r o m2017t o2018:O c c u r r e n c e,m a i n d r i v e r s,a n de n v i r o n m e n t a l r i s ka s s e s s m e n t[J].S c i e n c eof t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2021,769:e144396.[6] S a u n d e r sL,P e z e s h k iR.G l y p h o s a t e i n r u n o f fw a t e r s a n d i nt h eR o o t-Z o n e:Ar e v i e w[J].T o x i c s,2015,3(4):462-480.[7] R o m a n o-A r m a d aN,A m o r o s oMJ,R a j a l VB.E f f e c t o fg l y p h o s a t ea p p l i c a t i o no ns o i l q u a l i t y a n dh e a l t hu n d e rn a t u r a l a n d z e r o t i l l a g e f i e l d c o n d i t i o n[J].S o i l a n dE n v i-r o n m e n t,2017,36(2):141-154.[8] P a n e t t i e r iM,L a z a r oL,Lóp e z-G a r r i d oR,e t a l.G l y p h o s a t ee f f e c t o n s o i l b i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s u n d e r c o n s e r v a t i o n t i l l a g e[J].S o i l a n dT i l l a g eR e s e a r c h,2013,133:16-24.[9] S i h t mäeM,B l i n o v a I,Kün n i s-B e r e sK,e t a l.E c o t o x i-c o l o g i c a l e f f e c t s o fd i f fe r e n t g l y p h o s a t ef o r m u l a t i o n s[J].A p p l i e dS o i l E c o l o g y,2013,72:215-224.[10] C háv e z-O r t i zP,T a p i a-T o r r e s Y,L a r s e n J,e t a l.G l y p h o-s a t e-b a s e d h e r b i c i d e s a l t e r s o i l c a r b o n a n d p h o s p h o r u sd y n a m i c s a n d m i c r o b i a la c t i v i t y[J].A p p l ie dS o i lE c o l o g y,2022,169:e104256.[11] S i l v aV,M o n t a n a r e l l aL,J o n e sA,e ta l.D i s t r i b u t i o no fg l y p h o s a t ea n da m i n o m e t h y l p h o s p h o n i ca c i d(A M P A)i na g r i c u l t u r a l t o p s o i l so f t h eE u r o p e a n U n i o n[J].S c i e n c eo ft h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,621:1352-1359. 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土壤酶活性的研究进展
!$$研究历史概述
期， 主要研究土 壤 酶 与 土 壤 微 生 物 的 关 系 、 耕作技 术对土壤酶的影响及土壤酶与植物生长的关系， 仅
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， 同时用土壤酶评价农业管理措施的效果 ，
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鉴别土壤类型和肥力水平 !+#。研究的土壤酶种类有 过氧化氢酶、 多酚氧化酶、 脲酶、 蛋白酶、 磷酸酶、 脱 氢酶和蔗糖酶等。 随着环 ,& 世纪 -& 年代中期以后， 境科学的发展， 土壤酶对废水、 废物的降解作用受 到普遍关注
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， 金属元素对土壤酶的影响也备受生
011土壤酶检测技术
土壤酶检测技术的创新是土壤酶学得以发展 的前提和基础。早期的土壤酶研究主要是运用微生 物学研究材料和方法， ,& 世纪 *& 年代以后，滴定、 比色法等广泛用于土壤酶的测定 ； 近年来， 由于生
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物化学、 分子生物 学 技 术 的 飞 速 发 展 ， 土壤酶的检 测技术也取得了长足的进展。透射电子显微镜技术
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QRNS 、 QTON 等已被广泛应用于探讨土壤生物多样
性与土壤酶的关系、 土壤酶的分子特征及土壤酶的 合 成 和 利 用 等 方 面 !+.U,+#； 在研究土壤酶对物质循环 的作 用 和 土 壤 酶 的 来 源 等 方 面 已 开 始 采 用 同 位 素 示踪技术。对于土壤酶活性的检测中涉及的土样保 存、 缓冲剂及抑制剂的使用等方面均进行了有 @M 、 效的研究 !,,#。 目前还没有理想的方法把土壤中的酶提取出 来， 以直接显示 酶 的 活 性 ， 土壤提取液中所能测出 的酶仅占土壤酶的小部分， 所以现有的研究方法一 般是用基质的分解产物数量表示酶活性， 这需要较 大量的土样。将分子生物学技术用于土壤酶的研究 是未来土壤酶研究的重要发展方向之一， 对于探讨 土壤酶来源及功能本质有帮助。
BVOCs的研究进展
BVOCs的研究进展摘要：生物挥发性有机物(BVOCs)作为大气中的一种痕量气体，积极参与着大气中各类化学反应。
植物BVOCs排放的影响机制，以及BVOCs与大气其他化学成分之间的反馈作用是目前全球变化研究的热点内容之一。
本文综述了BVOCs的排放影响因素、生物学功能、对大气化学的影响以及其采样、测定方法等，并阐述了国内外BVOCs研究现状及未来的研究方向。
关键词：生物挥发性有机物异戊二烯单萜释放速率影响因素大气化学分析1.引言VOCs(Volatile organic compounds)是由各种人类活动和生物代谢排放到大气中的挥发性有机化合物的总称。
由人类活动产生的VOCs，称为人为源VOCs(Anthropogenic volatile organic compounds，AV—OCs)，由生物代谢排放的VOCs称为生物源VOCs(Biogenic volatile organic compounds，BVOCs)。
尽管在某些地区特别是城市，AVOCs是大气中主要的VOCs源，但从全球尺度来看，BVOCs的排放量要远大于AVOCs的排放量(Guenther et a1．，1995)，BVOCs的全球排放量达到1 273 Tg C·a-1(1 Tg C=1012gC)，其中仅陆地生态系统中的植被所排放的BVOCs就达1 150 Tg C·a-1 (Guenther et a1．，1995)。
2.BVOCs的种类与特性大气中的BVOCs绝大多数是由植物通过一系列生理过程产生并排放到大气中，包括异戊二烯、萜类、烷烃类、烯烃类、醇类、酯类等，由表1.1[1]可知，BVOCs全球年排放量以异戊二烯与单萜类为主。
BVOCs具有较强的挥发性，除直接危害人体健康外，由于其在对流层大气中活性很强，在一定的条件下还会形成光化学烟雾，并进一步与大气中的无机氧化物等反应生成二次有机气溶胶。
数据来源Dam are derived fxom Guenther et a／．，1995；Kesselmeier＆Staudt，1999；Pefiuelas＆Llusiia，2001，2003异戊二烯分子式为C5H8，它的分子结构有两个烯键，属于非饱和碳氢化合物。
施用城市污泥对土壤生态系统影响的研究进展
后对 土壤生态 系统产生 的影响研究 进行综合分析 和评述 ，旨在提高对污泥土地利用中土壤生态系统 过程和机理的认知，从而为合理、安全处置城市污 泥提供 一定 的理论 依据 。
１ 施用污泥对土壤理化 性质 的影 响
１１ 污泥对 土壤 物理 性质 的影 响 ．
通常 ， 污泥施用会改善土壤物理特性 。张增强 等 ［１的研究 发现 ， 华北 潮土 上施用 堆 肥污 泥后 ， ９ｏ ，ｊ 在 随堆肥污泥施用量的增加 ， 土壤 的水分含量和持水 量 明显 增加 。而且 ，施 用 污泥一 方 面可增 加土 壤总 孔隙容积 ， 改善孔隙大小 的分布 ， 减少土壤地面冲 刷 以及田间径流引起的植物养分损失 ；另一方面 ， 增加土壤的持水能力和土壤的透水性 ，防止土壤表 面板结 ，改 良土壤结构 ，使土壤疏松 ， 从而给土壤 水分和空气 以快速进出的通道 ，有利于 团粒形成 ， 提高团粒的水稳性 。而土壤 中水稳性 团粒总量的 Ｊ 增加 ，主要原 因是 由于污泥 中的脂肪 、 蜡质以及水 溶性多糖等物质的缘故 ，加之污泥中含有聚丙烯酰 胺 ，其聚合性能较强 ， 使土壤团粒结构发生明显变 化 ，同时由于其具有较强的疏水性 ，从而使团粒水 稳 性能 显著 增强 ，土 壤 团粒水稳 性 能 的增 强对 土壤
土壤酶活性与重金属含量关系的研究进展
土壤酶活性与重金属含量关系的研究进展近年来，随着工业化和城市化进程的加速，土壤重金属污染问题逐渐引起了广泛关注。
重金属污染不仅对土壤质量和环境生态造成了严重威胁，还对人类健康产生潜在危害。
因此，研究土壤重金属污染的成因和修复方法显得尤为重要。
近年来，许多研究发现土壤中的酶活性与重金属含量之间存在一定的关系，这为解决土壤重金属污染问题提供了新的途径和理论依据。
土壤中的酶活性是衡量土壤生态系统功能和健康状况的一个重要指标。
土壤中常见的酶主要有脲酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和脱氢酶等。
这些酶能够参与土壤的养分循环、有机物降解以及环境物质转化等过程。
重金属污染会对土壤中的酶活性产生影响，从而影响土壤的生态功能。
研究发现，重金属的含量增加往往会抑制土壤中酶的活性，特别是对于一些对重金属敏感的酶。
首先，土壤中的重金属会直接影响酶的结构和功能。
重金属通过与酶的活性位点结合，干扰酶的正常构象和功能。
例如，重金属离子与酶中的硫醇基团或顺丁烷酰胺酶结合，形成金属螯合物，导致酶活性的丧失。
此外，重金属还可以改变酶的溶解度、稳定性和催化效率。
因此，土壤中重金属含量的增加会显著影响土壤酶的活性。
其次，土壤中的酶活性也受到重金属所诱导的氧化应激的影响。
重金属的氧化还原反应会产生大量的游离基和有害氧化物。
这些有害物质会进一步氧化和破坏土壤中的有机物质和酶，导致酶活性的降低。
例如，重金属可以通过增加土壤中的过氧化氢含量，抑制土壤中过氧化酶的活性。
此外，它们还可以干扰土壤中其他有机物的降解过程，阻碍土壤酶的正常功能。
最后，酶活性与重金属含量之间的关系还受到土壤类型、土壤性质和重金属种类等因素的影响。
不同的土壤类型和性质会对重金属的迁移和转化过程产生不同的影响。
例如，酸性土壤中重金属的迁移速率更高，更容易造成酶活性的抑制。
此外，不同的重金属对酶活性的抑制程度也不同。
一些重金属如铅、镉和汞等对酶活性的抑制效果更为明显。
为了解决土壤重金属污染问题，提高土壤质量和生态环境的健康状况，人们提出了一系列的修复策略。
盐碱土环境下土壤酶的研究进展
盐碱土环境下土壤酶研究进展摘要：土壤酶是一种活性物质，是土壤有机体的代谢动力，能够较好的反应土壤的动态变化，土壤肥力及作物的生长状况。
当前的盐碱土环境下的土壤酶的研究还不太多，多与土壤微生物共同研究。
通过比较以往关于土壤酶活性的研究，了解在盐碱土环境下，不同土壤酶的活性变化和不同作物的生理变化的关系与土壤肥力的关系。
研究盐碱土环境下的土壤酶的活性有助于盐碱土的利用。
关键词：土壤酶盐碱土土壤质量引言：土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量转化中起着非常重要的作用，它催化土壤中的一切生物化学反应，其活性大小是土壤肥力的重要标志。
土壤养分是指土壤提供的植物生活所必需的营养元素，是评价土壤自然肥力的重要因素之一。
土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一，不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度，而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标渊。
土壤酶参与土壤中各种化学反应和生物化学过程，与有机物质矿化分解、矿质营养元素循环、能量转移、环境质量等密切相关，其活性不仅能反映出土壤微生物活性的高低，而且能表征土壤养分转化和运移能力的强弱，是评价土壤肥力的重要参数之一。
土壤酶学特征己作为一种潜在的指标体系指示有关土壤质量。
自20世纪80年代中期，土壤酶学与土壤学、农学、林学、水土保持科学及植物营养学等各学科相互渗透，土壤各种酶活性、土壤微生物多样性以及微生物生物量等的多方面研究也愈来愈多嘲，土壤酶的研究范畴已涉及几乎所有的陆地生态系统。
对于土壤酶的来源、作用及其影响因素的研究在土壤酶学的发展中具有重要作用。
盐碱土系指土壤经过盐化和碱化两个过程形成的盐化土和碱化土的总称。
其特点是土壤中含有较多的盐碱成分, 土壤的物理化学性质发生了显著改变, 表现为土壤板结、结构差、pH增高、层次分步不明显、土壤侵入体多、污染严重、有效养分缺乏等现象, 致使大多数植物的生长受到不同程度的抑制甚至不能成活。
1土壤酶土壤酶是一种具有生物催化能力和蛋白质性质的高分子活性物质。
蚯蚓粪对土壤酶活性的影响
蚯蚓粪对土壤酶活性的影响作者：徐洪岩刘丽张明爽来源：《农业研究与应用》2020年第03期摘要：为研究施用蚯蚓粪对土壤理化性质的影响，通过田间对比试验研究了施入蚯蚓糞后深度为5 cm、10 cm和15 cm的土壤样品中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶和磷酸酶这6种酶的活性变化。
结果表明：施用蚯蚓粪可显著提高6种土壤酶的活性（P<0.05）;对深度10 cm的土壤酶活性提高程度最强;对蔗糖酶活性影响最大，提高了67.3 %。
关键词：蚯蚓粪土壤酶活性中图分类号：S666.1 文献标志码：AEffect of Vermicompost on Soil Enzyme ActivitiesXU Hongyan， LIU Li， ZHANG Mingshuang（ Keshan Branch， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Keshan， Heilongjiang 161606， China ）Abstract：In order to study the effect of vermicompost application on soil physicochemical properties， the activity changes of sucrase， cellulase， urease， catalase， protease and phosphatase in soil samples at the depth of 5 cm， 10 cm and 15 cm after vermicompost application were studied by field comparative test. Results showed that vermicompost application could significantly increase the activity of six enzymes in soil （P < 0.05）; the enzyme activity in soil at the depth of 10 cm was improved at the highest degree; invertase activity was affected most， being increased by 67.3%.Key words：Vermicompost; soil; enzyme activities土壤酶是土壤中各类酶的总称。
低磷下植物根系分泌物对土壤磷转化的影响研究进展
Journal of Northeast Agricultural University东北农业大学学报第52卷第2期52(2):79~862021年2月February 2021低磷下植物根系分泌物对土壤磷转化的影响研究进展蔡银美1，赵庆霞2*，张成富1（1.贵州大学农学院，贵阳550025；2.贵州大学新农村发展研究院，贵阳550025）摘要：磷是植物必需矿质营养元素，在植物生长过程中发挥重要作用，但通常情况下土壤中有效磷含量低，且施入土壤的磷肥易被吸附固定为难溶性有机磷，无法被植物直接吸收利用。
根系分泌物在土壤磷素转化方面发挥重要作用，是植物低磷适应的一项重要策略。
低磷条件下植物根系通过分泌有机酸、酸性磷酸酶、质子及糖类等物质直接或间接影响土壤磷素转化，提高土壤磷有效性。
文章通过综述低磷下植物根系分泌物变化及不同根系分泌物对土壤磷素转化作用机制，揭示低磷下植物根系分泌物对土壤磷素转化影响机制，对进一步认识植物低磷适应策略具有重要意义。
关键词：根系分泌物；土壤磷；低磷；有机酸中图分类号：S154文献标志码：A文章编号：1005-9369（2021）02-0079-08蔡银美,赵庆霞,张成富.低磷下植物根系分泌物对土壤磷转化的影响研究进展[J].东北农业大学学报,2021,52(2):79-86.DOI ：10.19720/ki.issn.1005-9369.2021.02.10.Cai Yinmei,Zhao Qingxia,Zhang Chengfu.Effect of plant root exudates on soil phosphorus transformation under low phos-phorus:A review[J].Journal of Northeast Agricultural University,2021,52(2):79-86.(in Chinese with English abstract)DOI ：10.19720/ki.issn.1005-9369.2021.02.10.Effect of plant root exudates on soil phosphorus transformation under lowphosphorus:A review/CAI Yinmei 1,ZHAO Qingxia 2,ZHANG Chengfu 1(1.School of Agri-culture,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Institute of New Rural Development,Gui-zhou University,Guiyang 550025,China)Abstract:Phosphorus is an essential mineral nutrient element for plants.It plays an importantrole in the growth of plants.However,under normal circumstances,the effective phosphorus content in the soil is low.And the phosphate fertilizer applied to the soil is easily adsorbed and fixed as insoluble organic phosphorus.So the phosphorus cannot be directly absorbed by plants.Root exudates are vital in soil phosphorus transformation and it's an important strategy for plants to adapt to low phosphorus.Under low-phosphorus conditions,plant roots can directly or indirectly affect the conversion of soil phosphorus by secreting organic acids,acid phosphatase,protons and sugars,and improve the availability of soil phosphorus.This article reviewed the changes of root exudates under low phosphorus conditions.Then summed up the mechanism of action of different root exudates on soil phosphorus transformation.Through the above means,revealed the influence mechanism of root exudates on soil phosphorus transformation under low phosphorus conditions.These are of great significance for further understanding of plant low-phosphorus adaptation strategies.Key words:root exudate;soil phosphorus;low phosphorus;organic acid基金项目：贵州省林业青年项目（黔林科合J （2018）06号）；贵州省科技厅联合基金项目（黔科合LH 字[2017]7277）；贵州省生物学一流学科建设开放基金（GNYL[2017]009）作者简介：蔡银美（1996-），女，硕士研究生，研究方向为资源利用与植物保护。
土地利用变化对土壤肥力影响研究进展
第20卷 第1期世 界 林 业 研 究Vol.20 No.1 2007年2月World Forestry Research Feb12007土地利用变化对土壤肥力影响研究进展3肖 烨1,2 张于光2 张小全2 易图永1(1湖南农业大学生物安全科技学院,长沙410128;2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室,北京100091)摘要:随着人类活动对土地利用的范围不断扩大、强度不断加剧,不同的土地利用方式改变了土壤的理化性质、养分状况、土壤酶活性,进而对土壤肥力造成了不同程度的影响。
文中从土壤微生物、养分状况、土壤酶活性和土壤的物理性质4个方面综述了土地利用变化对土壤肥力的影响。
关键词:土地利用变化,土壤酶活性,土壤有机质,土壤肥力中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:1001-4241(2007)01-0006-04Rev i ew on the I nfluence of Land Use Changes on So il FertilityXiao Ye1,2Zhang Yuguang2Zhang Xiaoquan2Yi Tuyong1(1College of B i osafety Science and Technol ogy,Hunan Agricultural University,Changsha410128,China;2I nstitute of Forestry Ecol ogy,Envir on ment and Pr otecti on,Chinese Acade my of Forestry, the Key Laborat ory of Forest Ecol ogy and Envir on ment of State Forestry Ad m inistrati on,Beijing100091,China)Abstract:Land use is a general reflecti on of the human activities of using land and the most exten2 sive,direct and p r ofound influence fact ors t o the s oil fertility.W ith the intensity and amp lificati on of land use,land use changes i m pacts the s oil physicoche m ical p r operties,which directly i m pacted the s oil fertility,nutrient status and s oil enzy me activities.This paper revie wed the effect of land use changes on s oil fertility f oll owing the changes of s oil m icr obe,nutrient status,s oil enzy me ac2 tivities and s oil physical p r operties.Key words:land use changes,s oil enzy me activities,s oil organic matter,s oil fertility 土地利用是指人类使用土地的方式或目的,如农业、林业、居住地、草地、湿地、果园等;土地利用变化主要指农业、林业和其他土地管理活动对整个景观的改变[1]。
土壤磷酸酶的测定实验报告_概述说明
土壤磷酸酶的测定实验报告概述说明1. 引言1.1 概述土壤磷酸酶是一种广泛存在于土壤中的酶类，它在土壤磷素循环和生态系统中具有重要的功能和作用。
通过测定土壤磷酸酶活性，可以了解土壤中的磷循环情况以及其对植物生长和农业生产的影响。
本实验旨在探究土壤样品中磷酸酶的活性，并通过实验方法的运用来测定和分析其活性水平。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、正文、结果与分析、讨论与解释以及结论和展望。
引言部分将介绍本实验的背景和目的，并简要描述文章结构，使读者能够清晰理解全文内容。
正文将详细介绍土壤磷酸酶的基本概念以及测定实验方法，并提供实验步骤和条件信息。
结果与分析部分将展示测定结果，并对数据进行详细分析和讨论。
讨论与解释部分将解释实验结果的意义，并对影响磷酸酶活性因素进行深入分析，同时还将对相关研究成果进行比较分析。
最后，结论和展望部分将总结实验结果并给出进一步工作建议。
1.3 目的本文的目的是通过测定土壤磷酸酶活性的实验，探讨土壤中磷酸酶的特性、影响因素以及其在土壤磷循环和生态系统中的作用。
通过本次实验可以为土壤质量评价、植物营养关系研究以及农业生产提供科学依据和参考意见。
此外，文章还旨在扩展读者对于土壤生态系统中微生物酶类功能及其重要性的认识，并为未来相关研究提供参考方向。
2. 正文2.1 土壤磷酸酶介绍土壤磷酸酶是一种重要的土壤酶，它参与了土壤中有机磷的转化和释放过程。
磷是植物生长必需的营养元素之一，但通常以无机形式存在于土壤中，难以被植物吸收利用。
这就需要依靠土壤中的磷酸酶将有机磷转化为无机磷，提供给植物进行吸收和利用。
2.2 测定实验方法测定土壤磷酸酶活性的常见方法包括显色法、比色法和荧光法等。
其中较为常用的是显色法，具体步骤如下：1. 取少量土壤样品，并将其保存在干燥、密封的容器中。
2. 准备适当浓度的柠檬酸钠缓冲液，并调节pH值到适宜范围。
3. 加入柠檬酸钠缓冲液和显色底液到样品中，并进行混合均匀。
淡水环境中磷酸酶的研究进展
淡水环境中磷酸酶的研究进展随着人口的增加和工业的发展，淡水环境污染日益严重。
磷酸酶是一种在淡水环境中广泛存在的酶类，它具有去除水中磷酸盐的作用，对维护淡水生态系统的健康状态具有重要意义。
本文将从磷酸酶的分子机制和调控等方面综述淡水环境中磷酸酶的研究进展。
一、磷酸酶的分子机制磷酸酶是一类能够催化水解肽链中磷酸酯键的酶类。
在淡水环境中，主要存在两种类型的磷酸酶：碱性磷酸酶（ALP）和酸性磷酸酶（ACP）。
ALP主要存在于生物组织中，如细胞膜、线粒体和内质网等；而ACP则主要存在于肠道、红血球和胃液等。
磷酸酶的催化过程可以分为以下几个步骤：1. 酶与底物结合，形成酶底物复合体；2. 水分子进入酶底物复合体，与底物磷酸酯键的氧原子形成氢键，使得磷酸酯键发生断裂；3. 磷酸盐离子从底物上剥离下来，形成一个负离子；4. 酶的活性位点恢复，继续进行下一轮催化。
确定磷酸酶的催化机制对于进一步理解其在淡水环境中的功能具有重要意义。
最近的研究发现，磷酸酶中的一些关键位点对磷酸酯键的水解有重要影响。
例如，ALP中的一个重要位点化学性质的变化可以显著影响其对底物的亲和性和催化效率。
磷酸酶在淡水环境中的功能主要体现在其对水中磷酸盐的去除作用上。
磷酸盐是淡水生态系统中的一种重要营养物质，它对生态系统的健康和稳定具有重要意义。
但是，当磷酸盐的浓度过高的时候，可能会引起水体富营养化和藻类过度生长等问题，并最终导致生态系统的崩溃。
磷酸酶可以通过将水中的磷酸盐转化为无机磷酸盐，从而起到去除磷酸盐的作用。
磷酸酶在淡水环境中广泛存在，包括微生物、植物、动物等各种生物体内。
例如，水生植被和藻类可以通过表达大量的磷酸酶来去除水中的磷酸盐；而微生物则通过磷酸酶催化和分解水体中的有机磷酸盐。
此外，磷酸酶还可以通过微生物固定和附着于沉积物表面等方式，对水中磷酸盐进行去除和转化。
三、磷酸酶的调控磷酸酶的活性和表达水平可以受到多种因素的调控，包括环境因素、生理因素和遗传因素等。
淡水环境中磷酸酶的研究进展
淡水环境中磷酸酶的研究进展磷酸酶是一类广泛存在于自然界中的酶，它在生态系统中起着重要的调节作用。
淡水环境中的磷酸酶主要包括酸性磷酸酶和碱性磷酸酶。
对于淡水生态系统中的磷循环和生物可持续发展具有重要意义。
本文将综述淡水环境中磷酸酶的研究进展。
磷酸酶是催化磷酸酯水解的酶类，它能够将无机磷酸酯变为无机磷酸和相应的醇或糖。
磷酸酶广泛存在于不同物种和环境中，包括土壤、水体和植物体内。
在淡水环境中，磷酸酶起着关键的调节作用，不仅可以调节磷酸酯酶活性，还可以调控磷酸酯酶的表达和磷酸酯酶的降解。
淡水环境中的磷酸酶主要包括酸性磷酸酶和碱性磷酸酶。
酸性磷酸酶主要存在于细菌、藻类和浮游动物中，它们对有机磷酸酯的降解起着重要作用。
碱性磷酸酶主要存在于植物和藻类中，它们在淡水环境中能够利用无机磷酸酯作为底物，参与磷的吸收和转运。
近年来，对于淡水环境中磷酸酶的研究逐渐增加，主要集中在以下几个方面。
研究者对磷酸酶的种类和功能进行了分析。
通过对淡水环境中的样品进行分离纯化和酶活性测定，发现了多种磷酸酶同工酶存在于水体中，并且酶活性与环境因子之间存在一定的关联。
酶学性质和功能研究表明，碱性磷酸酶主要参与底物的吸收和转运，而酸性磷酸酶则主要参与有机磷酸酯的降解。
研究者对磷酸酶的调节机制进行了研究。
磷酸酶活性的调节与底物浓度、pH值和温度等环境因子以及底物浓度与酶解吸光度之间存在一定的关系。
一些研究还发现了一些新的调控机制，比如酶活性调控剂和底物解聚作用等。
研究者对磷酸酶的生态功能进行了探讨。
研究发现，磷酸酶在淡水生态系统中能够调控磷酸酯的释放和吸收过程，影响磷的生物利用率和磷循环速率。
磷酸酶的活性还与水体中的营养盐含量、浊度、温度和pH值等环境因子有关，这些因子能够间接影响磷酸酶的活性和功能。
淡水环境中磷酸酶的研究目前仍然处于起步阶段，尚有许多问题需要进一步研究。
未来的研究重点可以放在磷酸酶的种类和功能、调控机制、生态功能以及与其他环境因子的交互作用等方面。
关于影响土壤酶活性因素的研究
关于影响土壤酶活性因素的研究摘要：本文对国内外土壤酶活性影响因素的研究进行了综述,总结了土壤微生物、团聚体、农药、重金属和有机物料等对土壤酶活性的影响,并对土壤纳米粒子与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。
关键词：土壤酶活性;微生物;团聚体;重金属;有机物料Study progress on factors affecting soil enzyme activity Abstracts: In this article,the study on factors affecting soil enzyme activity in recent years was reviewed. Several aspects such as microbial,aggregation,heavy metals,organic manure and so on were included.At the same time,the effects of the soil inorganic nanometer particle (SINP) on soil enzyme activity inthe future research was forecasted.Key words: soil enzyme activity;microbial;aggregation;heavy metals;organic manure 酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一,土壤酶和土壤微生物一起共同推动土壤的代谢过程[1]。
土壤酶来源于土壤中动物、植物和微生物细胞的分泌物及其残体的分解物,其中微生物细胞是其主要来源[1,2]。
土壤中广泛存在的酶类是氧化还原酶类和水解酶类,其对土壤肥力起重要作用。
土壤中各有机、无机营养物质的转化速度,主要取决于转化酶、蛋白酶磷酸酶、脲酶及其他水解酶类和多酚氧化酶、硫酸盐还原酶等氧化还原酶类的酶促作用[2]。
外源植酸酶对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响
外源植酸酶对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响宋 丹1,王吉磊2(11辽宁省土壤肥料总站,辽宁 沈阳 110034;21沈阳农业大学,辽宁 沈阳 110161)摘 要:采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响。
结果表明,添加外源植酸酶各处理的土壤酸性、中性磷酸酶活性和有效磷含量均高于对照,各处理间呈高量>中量>低量>对照,其中土壤酸性、中性磷酸酶活性与对照相比增加的幅度分别为913%～7012%、413%～7311%,差异达显著水平;从培养时间来看,土壤磷酸酶活性和有效磷含量均随培养时间的延长呈先升高后略有回落的趋势,其中酸性磷酸酶活性至培养第10d 达最高值,此时各处理与对照相比提高了3319%～7012%,差异达极显著水平,而中性磷酸酶活性和有效磷含量至培养的第20d 达到最高值,此时与对照相比分别提高了4919%～7311%和2616%～12215%。
关键词:外源植酸酶;磷酸酶活性;有效磷中图分类号:S15813;S15412 文献标识码:A 文章编号:1673-6257(2009)05-0015-03收稿日期:2008-12-12作者简介:宋丹(1982-),女,辽宁省沈阳市人,助理农艺师,硕士研究生,研究方向为土壤肥力。
土壤磷酸酶是一类催化土壤有机磷化合物矿化的酶,其活性高低直接影响着土壤中有机磷的分解转化及其生物有效性[1]。
植酸酶(phytase )是催化植酸和植酸盐水解的一类酶的总称,能水解植酸释放出无机磷。
目前广泛应用于饲料业,用来降解饲料中的植酸,使其释放出无机磷及与植酸结合的蛋白质、微量元素等。
Cr o mwell 报道,对于生长肥育猪,无论日粮磷水平正常还是不足,添加植酸酶均能使日粮磷的利用率得到改善[2]。
龚利敏等研究结果表明,日粮中添加植酸酶可以使磷利用率显著提高,其中低磷日粮组提高40%,同时提高了增重和饲料利用率[3]。
土壤磷酸酶活性的测定
土壤磷酸酶活性的测定【摘要】在植物的土壤磷素营养中，有机磷化合物占有一定的比例，而有机磷往往要在土壤磷酸酶的酶促作用下，才能转化成为植物可能利用的形态。
所以，土壤磷酸酶的活性直接影响土壤中磷的有效性。
研究土壤的磷酸酶活性，对于弄清土壤中磷的转化过程、方向及强度具有重要意义。
磷酸酶根据PH不同，分为酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和中性磷酸酶。
本文主要讲述磷酸酶的活性的测定。
【关键词】土壤磷酸酶活性碱性磷酸酶活性酸性磷酸酶活性中性磷酸酶活性pH5醋酸盐缓冲液pH7柠檬酸盐缓冲液pH9.4硼酸盐缓冲液标准曲线的测定酸性磷酸酶标准曲线的测定碱性磷酸酶标准曲线的测定中性磷酸酶标准曲线的测定【正文】在植物的土壤磷素营养中，有机磷化合物占有一定的比例，而有机磷往往要在土壤磷酸酶的酶促作用下，才能转化成为植物可能利用的形态。
所以，土壤磷酸酶的活性直接影响土壤中磷的有效性。
研究土壤的磷酸酶活性，对于弄清土壤中磷的转化过程、方向及强度具有重要意义。
1.酸性磷酸酶活性的测定（一）实验原理本法基于以磷酸苯二钠为基质，酶解释放出的酚，使其与氯代二溴对苯醌亚胺试剂反应生色。
用比色法测定出游离的酚量，用以表示酸性磷酸酶活性。
（二）试剂配制（1）0.5％磷酸苯二钠（用缓冲液配制）；（2）pH5醋酸盐缓冲液；（3）氯代二溴对苯醌亚胺试剂：取0.125g 2,6-二溴苯醌氯酰亚胺，用10mL 96％乙醇溶解，贮于棕色瓶中，存放在冰箱里。
保存的黄色溶液未变褐色之前均可使用；（4）酚的标准溶液：酚原液——取1g重蒸酚溶于蒸馏水中，稀释至1L，贮于棕色瓶中；酚工作液——取10mL 酚原液稀释至1L（每毫升含0.01毫克酚）；（5）甲苯；（6）0.3％硫酸铝溶液。
（三）实验步骤（1）标准曲线绘制取1、3、5、7、9、11和13mL酚工作液，置于50mL容量瓶中，每瓶加入5mLpH5醋酸盐缓冲液和4滴氯代二溴对苯醌亚胺试剂，显色后稀释至刻度，即得0.0002、0.0006、0.0010、0.0014、0.0018、0.0022和0.0026mg·g-1浓度的酚标准溶液梯度。
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外来污染物对土壤磷酸酶影响的研究进展王黎明 徐冬梅 陈 波 刘广深3(浙江大学环境科学研究所,杭州310029)摘 要 磷酸酶在磷循环中占有重要地位,对植物有着非常重要的意义。
根据几十年的国内外资料,本文概述了重金属、农药、酸沉降以及其他各种外来污染物对土壤磷酸酶的影响,并探讨了磷酸酶作为表征土壤污染程度的指标的可行性。
土壤磷酸酶与各种污染物的相互作用关系在环境中的应用方面还需进一步研究。
关键词 磷酸酶 外来污染物 影响 污染指标E ffects of external contaminants on soil phosphataseWang Liming Xu D ongmei Chen Bo Liu G uangshen(Environmental Science Institute of Zhejiang University ,Hangzhou 310029)Abstract Phosphatase is very im portant in the cycle of phosphorus.It als o counts for much to plants.According to the domestic and international data of several decades ,the effects of external contaminants on phosphatase were summarized ,for instance ,heavy metals ,pesticides and acid rain.We als o discussed the feasibility of phosphatase as index of s oil pollution.The interactional relations between s oil phosphatase and external contaminants need to be fur 2ther researched in environmental applications.K ey w ords phosphatase ;external contaminants ;effect ;contamination index收稿日期:2003-04-04;修订日期:2003-05-16作者简介:王黎明(1978～),女,硕士研究生,主要从事环境污染化学方面的研究工作。
E 2mail :wanglim ing @3通讯联系人 土壤作为环境的主要组成部分,不仅提供人类生存所需的各种营养物质,而且接受来自工业和生活废水、固体废物、农药、化肥及大气降尘等物质的污染。
过量的污染物进入土壤会严重影响土壤的生理生化性质,使土壤丧失自身恢复能力,导致土壤质量恶化,并对土壤微生物和酶活性产生影响。
酶[1]是土壤的重要组成部分,它直接参与了土壤中的生物化学反应,其活性高低可反映土壤营养物质转化、能量代谢和污染物降解等过程能力的强弱[2]。
磷酸酶广泛存在于生物界,从低等生物大肠杆菌、酵母到高等动植物组织、体液以及人类肝脏、前列腺都发现有磷酸酶的存在。
它能够催化磷酸单酯的水解及无机磷酸释放,是生物磷代谢的重要酶类[3,4]。
土壤磷酸酶是对农业生产有重要影响的一种酶,在土壤磷素循环中起重要作用。
研究表明,磷酸酶在土壤和水生系统的磷转化[5]、有机磷农药污染的土壤生物修复[2]中尤为重要,因此,可以作为一些物质对生态系统有益或有害影响的指示物。
1 重金属对土壤磷酸酶活性的影响重金属进入并污染土壤主要有2种途径。
111 工业污染源含有重金属的工业粉尘、固体废弃物和废水通过各种不同方式进入土壤。
工业废弃物在农业上用作肥料数量日益增加。
含As 、Ba 、B 、Cd 、C o 、Cu 、Pb 、Cr 、Mn 、Hg 、M o 、Ni 、Ag 、Sn 、V 和Zn 等一些化合物已作为肥料应用进入土壤。
Pb 和V 等存在于燃烧油和燃烧气中,它们最终也沉淀到土壤里。
近年来,迫于水资源短缺和农业增产的压力,我国工业废水和生活污水灌溉面积在不断扩大。
据有关资料表明,我国污灌面积已达130万hm 2,64.8%的污灌农田遭受重金属污染,已引起了人们的高度重视[6]。
重金属是难于生物降解的物质,土壤一旦受到重金属污染是难以彻底消除的。
112 农业污染源随着农药、化肥的大量施用,农业自身污染问题也逐渐暴露出来,如有机汞农药、含铜和汞磷肥的施用都可能造成土壤污染[7]。
第5卷第5期环境污染治理技术与设备V ol .5,N o .52004年5月T echniques and Equipment for Environmental P ollution C ontrolMay 2004重金属可使土壤胞外酶钝化,实验室条件下重金属加N、P和K处理土壤,酸性磷酸酶活性比单用N、P和K处理的为低,培养前后的测定结果趋势是一致的。
培养20h,重金属加N、P和K处理的土壤酸性磷酸酶活性要多被钝化30%。
同时发现,铜钝化酶活性也是明显的。
研究表明,所有重金属都会抑制土壤中磷酸酶的活性,但抑制的程度与土壤类型和重金属浓度有关[8～10]。
Juma等[11]证明,把20种重金属加到土壤中,所有重金属均不同程度抑制酸性、碱性磷酸酶活性。
Hg2+、As5+、W6+和M o6+抑制酸性磷酸酶活性平均>50%。
Ba2+、C o2+和As3+抑制效果最小(抑制率<10%)。
其他元素:Cu+、Ag+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Sn2+、Ni2+、Pb2+、Fe2+、Cr3+、Fe3+、B3+、Al3+、V4+和Se4+也抑制酸性磷酸酶活性,抑制程度各不相同。
Ag+、Cd2+、V4+和As5+最有效地抑制了碱性磷酸酶活性。
所有抑制酸性磷酸酶活性的重金属元素也能抑制碱性磷酸酶活性,但是它们抑制有效性顺序是不同的。
YI M等[12]研究指出,施加标准强度含Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+和Ni2+废水的红树林土壤中碱性磷酸酶的活性和三磷酸腺苷(ATP)容量减少;施加相当于10倍标准强度的废水后,这些参数的减少量都超过了95%;微量毒性实验显示,施加超高强度废水的土壤具有最大的毒性(EC50=23%)。
从这些结果可以看出,高强度废水中的高浓度重金属具有毒性,对土壤微生物和磷酸酶活性都有抑制作用。
施加高浓度废水后红树土壤中的碱性磷酸酶活性显著下降,26个星期后已无活性。
Hassan[13]研究发现, Cd2+浓度的增加会降低酶的活性,但是降低的量并不与Cd2+的加入量成比例,高浓度的Cd2+会强烈抑制碱性磷酸酶的活性,而且在砂质土壤中活性的降低要大于在黏性土壤中的情况。
在美国马里兰的阿伯丁军队试验场研究了重金属对草地生态系统的土壤酸酶活性的影响,重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)浓度范围为712～4811mm ol/kg。
研究显示污染地区碱性磷酸酶的活性不易受影响,可能由于这些土壤中碱性磷酸酶的活性模式比其他酶更为复杂,因此它不与任一简单的土壤因素相关联。
当金属总浓度上升到30～48mm ol/kg时,虽然总磷酸酶活性受到抑制,但碱性磷酸酶的活性反而上升[14]。
这种现象反映了微生物群落构成的变化,可能是对重金属毒性抵抗的环境选择引起的[15]。
从微生物量和酶活性的关系可以看出,酶活性的减少主要是由于污染土壤状态下微生物生长对酶的直接抑制,也有一部分是由于酶和重金属的直接作用造成的[16]。
S peir等[17]考察了在0～100mm ol/kg(土)Cd2+、Cr3+、Cu2+、Ni2+、Pb2+和Zn2+的硝酸盐存在时,3种不同结构的新西兰土壤的磷酸酶活性变化情况。
土壤中分别加入不同的重金属硝酸盐,它们都使土壤pH值降低,尤其是在溶液中强烈水解的金属(Cr3+、Cu2+和Pb2+),这一现象在质地粗糙的土壤(总C量和阳离子交换量(CEC)较低)中更为明显。
对酶的生物化学活性分析结果显示,绝大部分的重金属对土壤的抑制是通过酸化引起的,而不是直接的金属作用。
将Na2H AsO4・H2O添加于3种新西兰的土壤(浓度范围0～50μm ol As[V]/g),3d和60d后,磷酸酶活性始终受到As[V]的抑制[18]。
相对于重金属而言,As[V]并不是土壤生化特性的强抑制剂,E D50范围为 2.18～556μm ol As/g(土)(0.163～41.7g/kg)。
但磷酸酶却对其非常敏感,磷酸酶的活性随着砷浓度的增加持续降低,表明磷酸酶受砷的抑制作用极为显著。
与3d相比,60d后抑制作用减弱、磷酸酶活性增强。
Juma等[11]发现,As[V]对酸性磷酸酶和碱性磷酸酶来说都是强抑制剂,发生这一竞争抑制可能是由于砷酸盐和磷酸盐的结构相似。
有研究认为砷抑制了土壤酶的活性,且As[III]比As[V]作用更强[11,19～23]。
一般来说,重金属对砂质土的生物化学特性有更强的抑制作用[11,19,20,24～26],主要是因为这些土壤有较小的表面积、较低的CEC和一般较低的有机质含量,使得它们对金属离子的溶解性增强。
虽然As[V]是阴离子,但由于其与磷酸盐在土壤中的行为相似,使得它在表面积和有机质含量低的土壤中的溶解性也增强。
废水污泥作为一种废物处理在农业方面的应用越来越普遍。
废水污泥具有高有机质植物养分含量,因此有增强土壤生产力的潜力。
同时,由于污泥中有重金属和毒性有机质,它也可能给人体健康和生态系统造成危害。
从1978年就有人研究,经城市污水和堆肥修正过的耕作土壤中Zn2+和Cu2+对酸性和碱性磷酸酶活性的影响,土壤中酶的活性受污泥中基质和痕量金属的影响[27]。
Brookes等[28]曾报道了重金属对土壤微生物群落,尤其是微生物活性的影响。
一般来说,低浓度的金属污泥对微生物量、有机碳和微生物活性有益;而高浓度的土壤重金属21环境污染治理技术与设备第5卷污染则会导致生物碳的显著降低[29,30]。
在目前的研究中发现污泥施用对酶只有轻微的影响;施用污泥后,潜在的土壤酶活性一般会增强或不受影响,对酸性和碱性磷酸酶的研究中也发现了相似的结果。
Hassan [13]研究了污水污泥对土壤微生物生物量和酶活性的影响,发现施用污水污泥后碱性磷酸酶的活性增加了9%～23%。
Banerjee 等[31]研究了废水污泥对马尼托巴省温尼伯市的湿地土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的潜在活性的影响。
采样地点施用了0、50和100t 污泥/hm 2,污泥的施用稍微增加了酶活性,另外,活性与时间变化也有显著相关性(P <0105)。