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随着我国经济的快速发展,工业“三废”大量排放以及农药化肥的滥用,导致了大量重金属元素进入土壤,土壤环境遭到破坏且污染情况日益严重。汞及汞的化合物毒性很大,其一旦进入土壤,不能被土壤微生物所分解而稳定存在于土壤中,土壤生态环境受到破坏,并通过食物链危害人体健康,因此汞污染的生态毒理效应是环境科学研究领域研究的热点问题。土壤酶是土壤的重要组分之一,在营养物质循环、能量代谢等土壤生物化学过程发挥十分重要的作用。近些年,国内外学者开展了土壤重金属与酶活性关系的研究,但大多仅局限于单一或几个土样,且长期汞的毒害效应的研究较少。本文通过室内模拟试验和盆栽试验,以我国18个主要土壤类型的土壤为对象,研究汞污染下土壤酶活性的变化规律、Hg在土壤中的有效态变化及其对土壤微生物学指标和玉米生长的影响。主要结论如下:(1)Hg含量(C)与土壤酶活性(U)关系均达显著或极显著相关,揭示出土壤转化酶、脲酶、脱氢酶、芳基硫酸酯酶和磷酸酶活性在一定范围内可表征土壤的Hg污染程度。ED10与土壤理化性质关系密切,其与土壤有机质呈负相关,有机质含量高的土样因对Hg有吸附和配位作用,其酶活性受到的抑制程度较小,相应的ED10亦高。总体酶活性参数可以较为全面的评价Hg污染的毒害作用,Hg与土壤酶的作用机理为完全抑制(包括竞争性抑制和非竞争性抑制)。(2)长期Hg污染后,Hg形态变化总体表现为:同一土壤类型,Hg的水溶态、Mgcl2浸提态及EDTA浸提态含量均随着外源添加Hg浓度的增加而增加,土壤中汞的总量与这三种形态Hg含量存在正相关,而pH与这三种形态Hg含量在一定程度上呈负相关。有机质含量高的土壤中水溶态、Mgcl2浸提态及EDTA浸提态Hg含量低于有机质含量低的土样。三种形态Hg含量随着培养时间的延长呈下降趋势,对各形态Hg含量与培养时间进行对数拟合,大部分土样两者间呈显著或者极显著负相关(r*水=-0.713~-0.984**,r有效=-0.717*~-0.970**)。(3)长期Hg污染条件下,随老化时间的延长,不同土壤脱氢酶变化规律不尽相同,表现为:在酸性土中呈现先降低后增加的趋势;中性土中安徽黄棕壤缓慢略微降低,而江苏乌栅土总体表现为先降低后增加;土壤脲酶受到Hg的抑制,且随Hg含量增加,抑制率增大。随老化时间的延长,土壤脲酶活性总体上表现为先降低后增加的规律性变化。(4)在Hg胁迫下,除甘肃灌淤土和安徽黄棕壤外,其他土壤种植的玉米秸秆鲜重和穗重均减产;Hg胁迫对玉米千粒重的影响因土壤类型不同,湖南红壤、安徽黄棕壤和陕西塿土在低浓度Hg时,促使千粒重提高,高浓度Hg则导致千粒重下降,其他土样玉米千粒重均随着Hg浓度的胁迫而下降。(5)微生物量碳与有机质、全氮、碱解氮和CEC达到了显著或者极显著相关,相关系数分别为0.728**、0.771**、0.513*和0.701**。Hg胁迫下,微生物量碳总体上较对照降低,而呼吸强度在低浓度Hg时增大,高浓度Hg时降低,多数土样代谢商增大。(6)Hg胁迫下,除碱性土中的个别土样外,其它土壤脱氢酶活性总体上表现为抑制作用;脲酶活性因土壤类型不同,其变化规律也不同;芳基硫酸酯酶在酸性和中性土壤中表现为抑制作用,而在碱性土壤中其酶活性在低浓度时激活,高浓度时抑制。