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本文通过以广东省大宝山矿区重金属污染的水田和旱地土壤为研究对象,研究土壤重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)和镉(Cd)对参与土壤有机碳(C)、氮(N)和磷(P)养分转化和利用的微生物和酶学指标的影响,这些指标包括微生物量C、N和P,转化酶、脲酶和酸性磷酸酶三种水解酶,以及土壤有机C、N和P的矿化速率。以此确定长期的重金属胁迫对土壤质量退化的影响。主要结果如下:
由重金属污染土壤的理化和生物学性质可知,土壤具强酸性,土壤pH值范围为3.52-4.96。有机质和有效养分的含量较低。土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd含量普遍超标。土壤微生物量、水解酶活性、有机质矿化速率较低。大部分土壤理化性质、重金属含量、微生物学和酶学指标在不同土地利用类型的土壤中呈显著性差异(P<0.05)。
在本研究条件下结果表明:1)酸性重金属矿山污染土壤中的重金属Cu、Pb、Cd显著抑制土壤微生物量、微生物熵。2)重金属对土壤酶活性表现出明显的抑制作用。土壤转化酶、酸性磷酸酶活性对重金属污染的反应相对敏感,重金属污染土壤的水解酶稳定性表现为:转化酶<酸性磷酸酶<脲酶的顺序。不同种类重金属对土壤酶活性的影响有所差别,重金属对土壤转化酶、酸性磷酸酶活性的抑制效应顺序为:Zn<Cd<Cu<Pb。3)重金属对土壤矿化活性也具有一定的抑制作用。金属Zn对有机P矿化速率有显著的抑制作用,却对土壤总有机N、铵态N矿化速率有一定的激活作用;重金属对土壤有机C、硝态N矿化速率抑制效应的顺序为:Zn<Cd<Cu<Pb。4).土壤微生物量、酶活性与有机质矿化速率之间存在显著的相关关系,结果表明,土壤微生物数量和相关的水解酶活性是参与土壤有机C、N和P养分转化和利用的重要因素,对研究土壤有机养分转化和有效性,提高土壤质量有很大作用。5)一些微生物学复合指标去除了微生物数量的差异,能更准确地表现单位微生物的酶活性、矿化活性,是更具科学性的土壤质量指标。
综上所述,本研究条件下土壤微生物和酶学指标在一定程度上可以用来评价重金属矿山污染的土壤,还对重金属矿山污染土壤的治理和修复也有一定的指导意义。