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土壤—玉米系统中汞的生态毒理效应研究

土壤—玉米系统中汞的生态毒理效应研究

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作者：乔园西北农林科技大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词： Hg 土壤酶微生物生物量碳土壤呼吸代谢商

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内蒙古典型草原土壤呼吸作用的研究

内蒙古典型草原土壤呼吸作用的研究

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作者：王晓玲内蒙古大学

学位级别：硕士

采用LI-6400便携式红外线光合作用系统分析仪与LI-6400-09土壤室联用，在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原，分别以放牧退化梯度和不同土地利用方式两个人为干扰系列的土壤作为研究对象，野外原位测定了土壤表面CO释放速率，室... 详细信息

采用LI-6400便携式红外线光合作用系统分析仪与LI-6400-09土壤室联用，在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原，分别以放牧退化梯度和不同土地利用方式两个人为干扰系列的土壤作为研究对象，野外原位测定了土壤表面CO释放速率，室内测定了基质诱导呼吸量和微生物生物量碳。研究分析了应用LI-6400-09便携式红外线光合作用系统分析仪测定的野外原位土壤表面CO释放速率日释放规律并计算了内蒙古典型草原土壤呼吸的Q值;研究分析了土壤表面CO释放速率、基质诱导呼吸量和微生物代谢商在内蒙古典型草原的生态分布规律，以及土壤其他肥力指标与放牧退化梯度和地上植物群落的关系。结果表明：①内蒙古典型草原土壤表面CO释放速率日变化呈现单峰曲线。锡林河流域土壤表面CO释放速率关于地下5cm地温和气温的Q值分别为1.62和1.55，皇甫川土壤表面CO释放速率关于地下5cm地温和气温的Q值分别为1.47和1.27，皇甫川流域土壤呼吸对温度的敏感性小于锡林河流域②基质诱导呼吸量及其与土壤微生物生物量碳的商值即代谢商能够表征土壤肥力性状及可持续利用潜力，可以作为评价草原肥力的特征指数③过度放牧会导致土壤表面CO释放速率、基质诱导呼吸量降低，土壤微生物代谢商增大④皇甫川不同植物群落类型，土壤表面CO释放速率值、微生物代谢商有差异，所产生的差异是不同林型的立地条件和土壤性状综合影响的结果⑤总体上内蒙古草原由东向西的土壤表面CO释放速率值、基质诱导呼吸量呈下降趋势，微生物代谢商和原位呼吸商呈上升趋势。

关键词：典型草原土壤呼吸作用 LI-6400,Q10值代谢商退化土地利用

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