湿地、稻田土壤酚分布与活性及生态功能指示

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jincast
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全球碳循环已成为当前气候变化和区域可持续发展研究的核心。碳素循环的特点基本上能够反映生态系统物质循环的总体特征。土壤酶系土壤微生物、植物根系及动物等分泌释放,在土壤碳循环中起着重要的作用,它参与了土壤中一切复杂的生物化学过程,如土壤腐殖质组分的合成及其分解,有机物质、动植物和微生物残体的水解与转化以及土壤中氧化还原反应等。土壤有机质不仅是土壤酶促反应底物的主要供源,而且还可以作为土壤微生物、酶和矿物质的有机载体,是土壤固相中最复杂的系统,是土壤肥力的主要物质基础.   对不同造纸废水灌溉年限的盐城海涂芦苇湿地生态系统中表层土壤的理化性质进行了对比分析,并考察了长期污灌后以土壤酶活性为指标的土壤微生物学特征的变异规律。与对照区相比,污水灌溉区土壤pH值、电导率,总有机碳(TOC)、总凯氏氮(TKN),有效磷和有效钾含量等理化指标值明显提高。弱碱性的造纸废水显著增加了湿地土壤中钠元素的含量,是土壤盐碱化加重的一个重要驱动因素,应引起高度重视.湿地土壤中重金属含量亦有明显增加的趋势.灌溉4a后的土壤中β-葡萄糖苷酶的活性提高显著(115.3%),酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性则分别增加了26.2%和45.9%,蛋白酶活性也增加了12.6%.然而脲酶活性却未发现有显著变化,可能与湿地土壤集聚的重金属元素抑制作用有关,尚需要进一步的深入探讨.湿地土壤短期灌溉实验研究发现:短期内(25 d)酶活性的应激行为表现出显著激活效应,并未出现活性抑制现象,且造纸废水灌溉CODcr值越高,各种酶的活性和土壤呼吸速率受刺激的程度越大,酶活性和土壤基础呼吸速率(R25)与土壤短期污灌强度之间具有良好的相关性,同时五种供试酶之间也密切相关,说明造纸废水灌溉下的土壤碳、氮和磷循环是协同与和谐的,因此,利用湿地生态系统处理造纸废水,必须加强控制进水水质.在关注湿地生态处理系统中氮、磷和CODcr等指标去除效率的同时,必须掌握湿地系统本身理化性质和微生物变异规律,密切关注湿地生态处理系统的能力和限度.   采用室内模拟恒温培养方法,研究了不同浓度、不同胁迫时间下重金属Cd2+和Hg24对水稻土脲酶,蔗糖转化酶和淀粉酶活性的影响.结果表明,中高浓度的Cd2+和Hg2+可显著地抑制土壤脲酶,蔗糖转化酶和淀粉酶的活性,定浓度抑制率随着胁迫时间的延长和重金属胁迫浓度的增加而增大,运用对数方程可以很好的描述重金属胁迫浓度与三种酶活性抑制率之间的关系(r2>0.902).考察了三种应试酶的生态剂量EDso值,发现不同处理时间脲酶的ED50值均低于蔗糖转化酶和淀粉酶的ED50值,说明不同土壤酶类对重金属的敏感性有明显差异,脲酶对重金属污染响应较为敏感。   各种土壤酶在土壤基质中的特定分布与土壤有机质组成、结构、质量及有机碳周转速率密切相关。以江苏宜兴水稻土为对象,运用土壤有机质物理分级方法,考察了不同土壤酶分布特点.结果表明:各种水解酶在土壤各级物理组分中呈现明显不同的分布特点。与颗粒态有机碳( POM)具有较快周转速率相一致的是土壤中多糖类降解酶在POM分级组分中具有最高的活性分布。过氧化氢酶,脱氢酶和蔗糖转化酶主要分布在POM和粘粒物理分级组分中,砂粒组分中活性最低.多酚氧化酶和脲酶参与了土壤有机质的腐殖化,最大活性分布是在粘粒中,且与有机碳周转速率较慢相一致。预示着土壤矿物组分对土壤酶的固定及有机质矿化的保护,可能是土壤有机质的腐殖进程和有机碳周转速率的重要影响因素。   土壤酶多以物理、化学方式吸附在土壤有机、无机胶体或有机,无机复合体表面,或与腐殖质形成配合物,其酶促反应动力学和热力学行为与游离酶有较大差异.为更好地认识酶在土壤颗粒胶体表面的吸附、固定机制与催化活性,详细研究了碳循环相关酶β-葡萄糖苷酶在水稻土土壤胶体颗粒(含有机质粗颗粒COP、无有机质粗颗粒CIP、含有机质细颗粒FOP及无有机质细颗粒FIP)表面的吸附和固定行为,考察了不同土壤颗粒固定化β-葡萄糖苷酶的底物催化生物化学反应的动力学和热力学特征.结果表明:由于FOP和FIP具有较大的比表面积和较高的铁氧化物含量,表现出较大的β-葡萄糖苷酶吸附量(qo)和较低的吸附亲和力(KL).粗颗粒表面吸附的β-葡萄糖苷酶的脱附率达27.6-28.5%,高于细颗粒外表面的吸附β-葡萄糖苷酶的脱附率(17.5-20.2%)。COP和CIP固定化β-葡萄糖苷酶活性分别为游离酶的72.4和69.8%,而细颗粒吸附β-葡萄糖苷酶的活性达到游离酶的79-81%.基于水稻土土壤胶体颗粒支持保护作用,土壤胶体颗粒固定化酶活性对pH值和温度变化响应不如游离酶敏感.在25℃条件下,经过30d的存储,游离β-葡萄糖苷酶能够保有其初期活性的66.2%,而土壤胶体颗粒固定化β-葡萄糖苷酶的活性仍有初期活性的77.1-82.4%。总体上说,土壤胶体颗粒固定化β-葡萄糖苷酶酶促反应动力学米氏常数Km值增大,而最大反应速度Vmax值降低,可能是土壤胶体颗粒固定化作用改变了酶分子活性点的空间结构或土壤颗粒基质对底物的传质阻力增大的原因.土壤胶体颗粒固定化β-葡萄糖苷酶酶促反应热力学研究发现:固定化β-葡萄糖苷酶具有较低的Ea,△Ha和Q10值,且Q10值介于1.32-1.50,也意味着不同土壤胶体粒子固定下的β-葡萄糖苷酶表现出较高的热稳定性,上述研究结果将有助于土壤碳循环和碳储存中酶促机制的进一步研究.
其他文献
  针对矿浆自蒸发器环焊缝开裂的问题,本文采用化学成分分析、金相分析、宏微观形貌、能谱分析及设备结构分析等方法,对矿浆自蒸发器环焊缝开裂原因进行综合分析。结果表明,应
  哈氏合金C-22制造的加热器螺旋换热管在服役过程中发生了腐蚀失效,焊缝两侧热影响区出现了明显的局部减薄现象。本文通过化学成分、金相、扫描电镜、能谱分析等分析方法,对
采用水热合成法分别合成了纯硅SBA-15以及BaO(CaO,MgO)-SBA-15,通过X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等技术对其结构
  通过对断裂的阀盖紧固螺栓的分析与测试,包括:宏观检查、成分分析、金相分析、微区能谱分析等,找出了螺栓失效的原因是不合格螺栓在环境和应力共同作用下发生了应力腐蚀开裂
  针对催化装置同轴式沉降-再生器挡板式汽提段存在的磨损问题,通过到国内部分有类似同轴式沉降-再生器催化装置汽提段出现的问题调研、分析及总结,认为当前挡板式汽提段是由
聚乙二醇脂肪酸酯(Polyethylerie glycol fatty acid ester)是一种性能优良的醚-酯类非离子表面活性剂,具有高乳化性、润湿性和增溶性等特点,可以替代脂肪醇聚氧乙烯,广泛用于日用
  废热锅炉作为裂解炉的重要组成部分之一,其运行周期直接影响单台裂解炉投用率、运行周期、乙烯收率及热效率重要技术指标。通过对设计数据及现场损伤设备的分析,查明了废热
  本文介绍了炼油厂中压加氢裂化装置反应流出物空冷器(REAC)内衬复合管的首次应用情况,及投用后产生的问题,从内衬复合管的制造、空冷管束运行环境等方面进行了失效原因分析
外痔切剥辅助PPH术治疗混合痔的手术方式。即在混合痔行PPH术后,对肛门外残存的外痔进行切(切除松弛皮肤及皮下变性增生结缔组织)、剥(剥除皮下曲张静脉从、淤滞血栓)处理。通
会议
直接甲醇燃料电池(DMFC)是目前广泛研究的燃料电池之一,其阴极和阳极所用的催化剂均是以Pt基金属为主的贵金属催化剂,因此制备出性能优良的电催化剂对DMFC的进一步发展十分重要。本文在常规介质与离子液体中制备了一系列Vulcan XC-72碳黑负载的纳米Pt及Pt-Ni合金催化剂,利用透射电镜(HR-TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、电子能谱分析(EDS)等物理表征手段对催化剂的微观结构进行了分