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Cu、Zn、Pb、Cd单一污染对潮棕壤生物活性的影响

高恩亮  
【摘要】:采用室外盆栽培养和室内实验相结合的研究方法,探讨了Cu、Zn、Pb、Cd污染对土壤微生物及其活性的影响,以期为重金属污染土壤的修复、环境质量评价及寻找土壤重金属污染程度的预警指标提供有益的参考。选取潮棕壤为供试土壤,以不同含量梯度的Cu、Zn、Pb、Cd对土壤进行处理,以未处理土壤为对照,研究了潮棕壤在不同重金属单一污染下,微生物呼吸作用、氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解作用、土壤微生物生物量C、N、P含量以及土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶、多酚氧化酶、L-天冬酰胺酶、硝酸还原酶活性随重金属含量的变化规律。各金属处理以三级土壤环境标准量为起点,添加外源Cu2+含量分别为400,800,1200 mg·kg-1土;Zn2+为500,1000,1500 mg·kg-1土;Pb2+为500,1000,1500 mg·kg-1土;Cd2+为1,10,20 mg·kg-1土。 结果表明,随着重金属离子含量的增加,4种重金属对土壤微生物生物量C、N、P及呼吸作用、氨化作用均有不同程度的抑制现象。Cu、Zn、Pb、Cd添加量与代谢商呈显著的正相关。微生物商则与重金属含量呈显著的负相关。Cu 400 mg·kg-1处理对磷酸单酯酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶活性表现为激活,随着金属添加量的增加活性逐渐受到抑制。蛋白酶、脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、L-天冬酰胺酶等土壤酶活性均受抑制;外源Zn添加量较低时对磷酸单酯酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶活性有促进作用,添加量较高时起抑制作用;而蛋白酶、脲酶、脱氢酶、L-天冬酰胺酶活性随金属添加量的增加抑制程度增强;Pb处理下磷酸单酯酶、蔗糖酶、脱氢酶、多酚氧化酶活性在低添加量时受到激活,而随着添加量的增加酶活性受到显著抑制。硝酸还原酶、蛋白酶、脲酶、L-天冬酰胺酶活性随着Pb含量增加抑制程度增强;脱氢酶活性在较低Cd添加量时上升,而其它酶活性均随着Cd添加量增加而出现下降趋势。微生物生物量、呼吸作用强度、固氮作用、氨化作用、代谢商、微生物商、蛋白酶、脲酶、脱氢酶和L-天冬酰胺酶活性与重金属离子添加量之间均存在着线性回归关系,可作为这几种重金属单一污染程度的指示指标。


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