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2土壤酶对农药的指示作用
农药(杀虫剂、除草剂、杀菌剂)施用后会影响土壤微生物的生长和活性,从而也对土壤酶活性产生影 响,大量研究表明,酶对农药的作用机制是通过抑制或诱导作用,调节、修改或控制合成酶的基因,通过土壤中不同浓度的农药来控制胞内酶和胞外酶的产 物及其总量的变化。但以酶活性作为农药污染评价指标因土壤、农药类型不同而有较大差异。
杀虫剂类影响
已有的研究表明,杀虫剂类农药对土壤脲酶、脱 氢酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、磷酸酶、磷酸单酯酶、过氧化氢酶和荧光素二乙酸酯水解酶等有一定影响。
如除硫丹可激活脱氢酶活性之外,大多对其活性都有抑制作用。Rain 等发现脲酶和脱氢酶 对毒死蜱最为敏感,而纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶的 活性在施用毒死蜱后逐渐产生抗性。也有研究发现土 壤磷酸酶活性随毒死蜱浓度的增加而增加,但超过20 天后酶活性逐渐降低。而重复施用毒死蜱和喹 硫两种农药后土壤磷酸酶活性受抑制。Yao 等研究发现施用啶虫脒后,土壤脱氢酶活性增强,而土 壤脲酶和过氧化氢酶的变化较小。Kalyani 等和Perucci等发现咪唑啉和硫丹可激活荧光素二乙酸 酯水解酶的活性;Kalyani等和Dutta等发现毒死 蜱和乙硫磷也可激活荧光素二乙酸酯水解酶的活性, 而硫丹可增加芳基硫酸酯酶的活性。Gundi等发现 喹硫磷、久效磷、氯氰菊酯单独或混合使用可提高脱 氢酶的活性;而 Fragoeiro和 Magan的研究表明, 西玛津、氟乐灵、狄氏剂等农药的施用降低了土壤脱 氢酶的活性。Pandey 和 Singh及 Singh 等发现施 用蚍虫淋、林丹、二嗪磷后花生地碱性磷酸单酯酶和 脱氢酶活性先下降后升高,最后趋于稳定。
除草剂类影响
土壤转化酶、磷酸酶、脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶等对除草剂施用的响应不同。
如转化酶活性受草甘 磷和百草枯激活,受西维因抑制,而脲酶活性不 受这两种农药影响。土壤磷酸酶的活性受呋喃丹、 铁灭克、天王星 3 种除草剂的抑制,脱氢酶活性受天王星、功夫、久效磷、氧化乐果、乙草胺等除草剂 的抑制。过氧化氢酶的活性受水稻除草剂苯噻草胺抑制,且浓度越大,抑制作用越强。草不绿抑制土壤酯酶的活性。莠去津可降低土壤 β-葡糖苷酶的活性。
杀菌剂类影响
对杀菌剂施用比较敏感的酶类有土壤过氧化氢 酶、转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶等。
土壤转化酶活性受百菌清、多菌灵混剂、氯氰菊酯这 3种杀菌剂的抑制,但多菌灵、吡虫啉在低浓度时激活而高浓度时抑制转化酶活性。过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性受到高浓度井冈素的抑制,而其低浓度对酶活性的影响较小。土壤酸性磷酸酶、碱性磷 酸酶、脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性受百菌清的抑制。较高剂量的杀菌剂可抑制脱氢酶的活性。
土壤酶对工业污染物的指示作用
1土壤酶对污水、污泥污染的指示作用
工业污水、污泥由于其富含一些有价值的有机无机营养物,在处理后能够改善土壤肥力,常应用在农业领域进行农田的灌溉。研究发现污水污泥的应用可以促进土壤生物活性增加基底呼吸和微生物的生物量,从而引起酶活性也发生相应的变化。如 Kizilkaya 等研究发现灌溉污水污泥的土壤,脲 酶、磷酸单酯酶、芳基硫酸酯酶的活性增加;大麦田污水污泥对土壤 BAA-蛋白酶、脲酶、磷酸酶和 β-葡糖苷酶活性有促进作用。但也有研究表明,污 水污泥施用后,土壤酶活性降低。如 Filip 等发现在污水灌溉的土壤中,土壤 β-葡糖苷酶、β-乙酰氨 基葡糖苷酶、蛋白酶和磷酸酶活性受到抑制;Reddy等发现污泥处理后根际和非根际土壤的土壤脱氢酶活性都明显降低。污水污泥对土壤酶活性的不同影响与其施用量和成分有密切关系,如有研究发现污水污泥中含有重金属会严重抑制土壤脱氢酶的活性;Kannan 和 Oblisami发现用纸浆污染的水灌溉土壤会使土壤转化酶和脱氢酶的活性升高;李慧等发现土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性与土壤中石油烃含量呈显著正相关,而土壤脲酶活性与土壤中石油烃含量呈显著负相关;何艺等也发现含油污的水对土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和脲酶均有一定程度的刺激作用。
2土壤酶对城市固体垃圾污染的指示作用
城市固体垃圾是人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的废弃物质,其中所含的有害物质会改变土壤结构和土质,影响土壤中微生物的活动,酶活性随之变化。已有的研究表明,城市固体垃圾会影响土壤 β-葡糖苷酶、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蛋白酶等的活性。如 Garcia Gil 等发现城市固体垃圾堆肥增加了农田土壤脱 氢酶和过氧化氢酶的活性。李俊等发现随着垃圾填埋深度的加深,土壤脲酶和纤维素酶的活性有下降的趋势,而过氧化氢酶和蛋白酶的活性变化不大。Felipe 等发现城市固体垃圾会导致 β-葡糖苷酶、碱 性磷酸酶活性增加。Carmine 等发现城市固体垃圾堆肥能增加土壤脱氢酶和硝酸还原酶活性。Claire等发现土壤中过氧化物酶的活性在城市固体垃圾堆肥污染后增加,但对酰胺酶和脲酶的影响不大。
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