中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(ZD2013012)
- 作品数：18 被引量：369H指数：10
- 相关作者：和文祥王紫泉韦革宏耿增超曹永昌更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学中华人民共和国农业部中国农业科学院农业资源与农业区划研究所更多>>
- 发文基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程轻工技术与工程更多>>
- 基于水分变化的砷抑制土壤碱性磷酸酶动力学特征研究被引量：4
- 2016年
- 为研究水分条件对砷抑制土壤碱性磷酸酶动力学特征的影响,本文采用室内模拟培养试验方法,以江苏水稻土为供试土壤,在35%、65%、110%最大持水量(WHC)下,利用酶动力学手段较为系统地分析了砷污染下水分对土壤碱性磷酸酶动力学参数及机理的影响.结果表明:碱性磷酸酶动力学参数Km随砷浓度增加而增大,Vmax(110%WHC)、Vmax/Km、k则相应降低,表明砷污染从本质上抑制了酶促反应的进行.Km、Vmax、Vmax/Km、k、Ki随水分含量增加而减小,表明水分含量升高虽增加了酶-底物亲和力,但最终减缓了酶促反应的发生.Y=A/(1+B×C)模型较好拟合了动力学参数Vmax/Km(Y)与土壤砷浓度(C)的关系,表明Vmax/Km在一定程度上可表征不同水分下土壤砷污染程度,并计算获得水稻土砷轻度污染临界值为20.45 mg·kg^(-1),此值与国家土壤质量标准中的二级污染标准较为接近.干燥(35%WHC)和湿润(65%WHC)下砷抑制碱性磷酸酶活性机理为完全竞争性抑制,淹水(110%WHC)下则为以完全非竞争性抑制为主的线性混合抑制作用.研究表明,各个酶动力学参数可分别从不同角度揭示砷抑制碱性磷酸酶活性机理上的差异,水分主要通过影响Km、Vmax而改变抑制机理.
- 谢伟和文祥王紫泉谭向平卢冠男杜威韦革宏
- 关键词：水分砷动力学参数水稻土
- 秦岭典型林分夏秋两季根际与非根际土壤微生物群落结构被引量：26
- 2017年
- 本试验主要以秦岭山脉锐齿栎(Quercus aliena var.acutidentata)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii)、云杉(Picea asperata)4种典型林分为对象,利用BIOLOG微孔板法研究4种林分夏、秋两季根际与非根际土壤微生物群落代谢多样性。研究表明:(1)夏、秋季土壤根际与非根际的平均颜色变化率(AWCD)值截然不同,除秋季云杉外,其余处理均表现为非根际>根际,且AWCD明显受到季节的影响。(2)夏秋两季4种林分根际与非根际土壤微生物功能多样性之间差异显著,其中锐齿栎林夏秋两季均表现为根际小于非根际,而其它3种针叶林则是夏季根际小于非根际,秋季根际大于非根际;锐齿栎林根际与非根际均为秋季低于夏季,其他3种针叶林则是非根际土秋季低于夏季,而根际土秋季高于夏季。(3)主成分分析显示各土壤微生物功能多样性具有显著差异,且4种林分夏秋两季根际与非根际主成分综合得分也有所不同,4种林分非根际土综合得分锐齿栎最高,其次是华山松和云杉,油松最低;根际土夏秋规律不同,夏季华山松和油松较高,云杉最低,秋季油松和云杉较高,锐齿栎最低,且综合得分与多样性指数达到显著或极显著的正相关。(4)冗余分析表明土壤理化性质的综合作用对土壤微生物群落功能多样性有显著影响。
- 曹永昌杨瑞刘帅王紫泉和文祥耿增超
- 关键词：土壤微生物根际
- 秦岭地区不同林分土壤微生物群落代谢特征被引量：26
- 2016年
- 利用BIOLOG微孔板法研究了秦岭山脉的锐齿栎(Quercus aliena var.acutidentata)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii)、松栎混交、云杉(Picea asperata)6个林地5种典型林分土壤微生物群落代谢特征。发现:(1)5种典型林分中,华山松的平均颜色变化率(AWCD)最高,然后是锐齿栎1>云杉>油松>锐齿栎2>松栎混交。位于不同林场的锐齿栎林地土壤AWCD值差异较大;(2)土壤微生物功能多样性指数与平均颜色变化率表现一致,6种林分之间差异显著,且不同的林分土壤微生物对6种碳源利用差异较大。(3)主成分分析显示各土壤微生物功能多样性具有显著差异,其综合因子得分为华山松>锐齿栎1>油松>云杉>锐齿栎2>松栎混交。(4)冗余分析表明土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的综合作用对土壤微生物群落功能多样性有显著影响,其中速效磷和p H与土壤微生物功能多样性最密切。
- 曹永昌谭向平和文祥耿增超刘帅佘雕侯林
- 关键词：土壤微生物代谢特征BIOLOG
- Cd对我国不同类型土壤硝化活性影响的主控因子研究被引量：1
- 2016年
- 硝化作用是土壤中存在的一个重要生物学过程,其对环境条件的变化表现出极高的敏感性,其中包括重金属污染.本文选取我国10种不同类型土壤,采用室内模拟方法,研究硝化活性对不同Cd污染程度的响应特征以及影响Cd毒性的主要控制因素.结果表明:除红壤和黑土外,土壤硝化活性随外源Cd的增加而降低,采用Logistic模型和完全抑制模型可很好的表征两者之间的关系;通过Logistic模型获得的不同土壤ED25和ED50值分别为2.44~363.03 mg·kg^(-1)、10.99~553.64 mg·kg^(-1),由完全抑制模型拟合结果表明Cd对硝化活性的作用机理为完全抑制作用;基于土壤性质和ED50值建立的多元回归预测模型表明,pH和阳离子交换量(CEC)共同解释了回归模型变异的95.6%.综上表明在一定范围内土壤硝化活性可表征土壤Cd污染程度,土壤CEC和p H是影响Cd毒性的主控因素,可较好地预测土壤中外源Cd对硝化活性的毒性阈值.
- 谭向平王紫泉张晶和文祥韦革宏
- 关键词：硝化活性CD主控因素
- 玉米秸秆还田对土壤酶活性的影响被引量：31
- 2015年
- 【目的】研究不同玉米秸秆还田量对土壤酶活性的影响,为秸秆还田提供一定的理论依据。【方法】以采自陕西杨凌农田的土娄土为供试土样,采用室内模拟恒温培养方法,研究玉米秸秆不同还田量(0,6,12,18,24g/kg)处理下,影响碳、氮循环及微生物活性的主要土壤酶类(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、脱氢酶和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶)活性在不同培养时间(1,4,7,15,30,60d)的变化规律,并引入"倍增剂量"的概念评价酶活性的变化幅度。【结果】玉米秸秆还田后5种土壤酶活性均增强,随着培养时间延长,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性总体呈减少趋势;脲酶和FDA水解酶酶活性总体呈先增后减的趋势;土壤脱氢酶活性培养初期较低,随着培养时间延长维持在一个较高水平,至培养60d时明显降低。拟合结果显示,5种土壤酶活性与玉米秸秆还田量间均呈极显著正相关,不同酶活性的倍增剂量在不同培养时间下的变化有所差异。5种土壤酶中,以土壤FDA水解酶活性对玉米秸秆腐解过程最为敏感;当玉米秸秆还田量为10g/kg时土壤总体酶活性较高。同时,玉米秸秆还田后,5种土壤酶活性间呈极显著正相关,表明其变化是密切相关的。【结论】玉米秸秆还田对5种土壤酶活性均具有较强的促进作用,从土壤总体酶活性角度得到当地玉米秸秆还田的最佳用量是10g/kg。
- 闫慧荣曹永昌谢伟和文祥田霄鸿
- 关键词：秸秆还田土壤酶玉米
- 基于生态化学计量学的秦岭林地养分特征初探被引量：2
- 2016年
- 以秦岭典型林地土壤为对象,分析了夏、秋两季锐齿栎、油松、华山松、云杉4种典型林分下林地不同土层土壤的生态化学计量学特征。结果表明：5个林地腐殖质层（O层）、表层（A层）土壤有机碳含量分别在76.23-260.70,26.60-44.81g/kg之间;全氮含量在4.19-8.76,1.46-3.29g/kg之间;全磷含量分别在0.38-0.61,0.33-0.63g/kg之间。5个林地O层、A层C/N范围分别为16.48-29.76,12.31-19.39;C/P范围分别为144.93-465.52,44.63-107.42;N/P范围分别为7.97-18.37,2.58-6.23。土壤有机碳和全氮及C/N,C/P,N/P均表现为O层大于A层,且O层碳氮含量动态变化较大。阔叶林地土层间差异小于针叶林地。华山松林地土壤碳氮磷含量及C/N、C/P均高于其他林地。土壤C/P和N/P的空间变异性较大,C/N相对稳定。土壤碳氮磷含量及化学计量比值大多表现为夏季高于秋季。
- 刘帅王紫泉田海霞李丹丹耿增超和文祥
- 关键词：腐殖质层表土层
- 基于土壤酶的酚酸类化感物质效应研究被引量：3
- 2015年
- 旨在准确评价化感物质环境效应,为科学决策秸秆还田措施提供依据。采用室内模拟方法,较为系统地研究3种典型化感物质(阿魏酸、对羟基苯甲酸、香豆素)对催化土壤碳、氮、磷、硫物质循环及微生物活性的6种土壤酶活性的影响。结果表明,有机质质量分数高的土壤酶活性较高;不同土壤酶对化感物质的响应不同,其中,转化酶、脲酶、磷酸酶、FDA水解酶活性随化感物质质量分数增加呈波动性变化,且多数处理间差异不显著,表明在供试质量分数范围内,3种化感物质对上述4种酶类的急性毒性效应未表现出规律性响应;化感物质抑制土壤脱氢酶活性,采用U=A+B×C和U=A/(1+B×C)模型可较好拟合二者关系,除加入香豆素的2号土样外,其他处理间均呈极显著负相关,表明土壤脱氢酶对化感物质表现为敏感的抑制作用;阿魏酸则显著激活土壤芳基硫酸酯酶活性,二者呈极显著正相关,表明芳基硫酸酯酶对阿魏酸较敏感;根据值最小最敏感的原则得出供试土壤化感物质临界值为24.63mg·kg-1。阿魏酸可激活土壤总体酶活性,对羟基苯甲酸表现为抑制,而香豆素则呈波动性变化。土壤脱氢酶是对化感物质较为敏感的土壤酶类,其他酶类的变化受化感物质类型、质量分数及土壤性质的影响,具体有待深入探讨。
- 和文祥李天伦田霄鸿耿增超
- 关键词：化感物质土壤酶脱氢酶
- 土壤水分对稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性影响被引量：11
- 2016年
- 采用室内模拟方法,在35%、65%和110%最大饱和持水量(WHC)条件下,系统地分析了稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性变化规律.结果表明:砷污染稻田土壤后有效砷含量随砷污染浓度增加而增大,随培养时间延长逐渐降低,15d后趋于稳定;淹水降低了土壤有效砷含量及碱性磷酸酶活性;采用U=A/(1+B×C)模型较好拟合了不同水分下土壤碱性磷酸酶活性(U)与砷浓度(C)关系,表明碱性磷酸酶活性在一定程度上可表征不同水分下稻田土壤砷污染程度;计算得到稻田土壤砷轻度污染临界浓度(ED10)为总砷67mg/kg和有效砷11mg/kg.研究表明适当调控土壤水分含量是控制稻田土壤砷毒性的有效方法之一.
- 谢伟谭向平田海霞王紫泉杨瑞韦革宏和文祥
- 关键词：水分砷水稻土
- Cr^(3+)对土壤酶活性的影响被引量：3
- 2014年
- 【目的】研究Cr3+含量对土壤脲酶和脱氢酶活性的影响,以筛选出土壤Cr3+污染评价的酶学指标以及影响酶与Cr3+关系的主要因素。【方法】以采自全国的18种典型土样为材料,采用室内模拟方法,研究不同含量Cr3+对18种土壤脲酶和脱氢酶活性的影响。【结果】Cr3+总体上抑制了土壤脲酶和脱氢酶活性。拟合土壤脲酶和脱氢酶活性与Cr3+含量间的关系,结果显示二者呈显著或极显著负相关,且机理为完全抑制(包括竞争性抑制和非竞争性抑制)作用。计算获得Cr3+对脲酶和脱氢酶的临界污染浓度分别为16.38和4.32mg/kg,远小于Cr3+污染国家二级标准。【结论】土壤脲酶和脱氢酶在一定程度上可表征土壤Cr3+污染的程度,土壤pH和有机质分别是影响Cr3+对土壤脲酶和脱氢酶毒害的主要因素。
- 张国庆和文祥吕家珑韦革宏
- 关键词：CR3+脲酶脱氢酶
- 秸秆还田的土壤酶效应初探被引量：15
- 2014年
- 【目的】研究不同秸秆还田模式对土壤有机碳含量及酶活性的影响,探讨秸秆还田适宜模式。【方法】试验地位于陕西关中平原的三原县,在小麦-夏玉米一年二熟轮作模式下,采用田间试验,进行2因素3水平试验设计,分别设置小麦、玉米秸秆还田2个因素,每个因素下设3个水平（小麦秸秆还田：小麦秸秆高留茬覆盖还田模式、小麦秸秆粉碎还田模式和小麦秸秆不还田模式;玉米秸秆还田：玉米秸秆粉碎还田模式、玉米秸秆粉碎深松还田模式和玉米秸秆不还田模式）,共组成9种模式,分析不同秸秆还田模式下5~30和30~60cm土层土壤有机碳、易氧化碳含量及β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性和总体酶活性（TEI）的变化特征。【结果】与对照（玉米秸秆不还田＋小麦秸秆不还田）相比,8种秸秆还田模式有机碳、易氧化碳含量均明显增加,其中小麦秸秆不还田＋玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层土壤有机碳含量增幅最大,达到34.72%;小麦秸秆粉碎还田＋玉米秸秆不还田模式5~30cm土层土壤易氧化碳含量增幅最大,达到27.02%。与对照相比,秸秆还田模式总体上提高了5~60cm土层β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶和脱氢酶6种酶的活性,除脱氢酶外差异均达到了显著水平;在5~60cm土层,所有秸秆还田模式TEI均高于对照,总体上差异达显著水平,其中小麦秸秆不还田＋玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层TEI增幅最大,达到40.23%。土壤FDA水解酶、蔗糖酶和TEI可在一定程度上用于表征秸秆还田模式的优劣。【结论】综合考虑可知,小麦秸秆不还田＋玉米秸秆粉碎还田模式是陕西关中地区适宜的秸秆还田模式。
- 丁永亮李锦闫慧荣和文祥田霄鸿
- 关键词：秸秆还田土壤酶活性土壤有机碳易氧化碳
