三種抗生素和銅單一及復(fù)合污染對土壤酶和微生物群落功能多樣性的影響.pdf

1、近年來我國集約化畜牧養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，含獸藥抗生素和重金屬的禽畜糞便年用量不斷增加，這些抗生素和重金屬隨畜禽糞便以有機肥的形式進入土壤環(huán)境后，造成獸藥抗生素和重金屬的復(fù)合污染，對土壤生態(tài)和人類健康造成危害。為評價抗生素和重金屬復(fù)合污染對土壤生態(tài)環(huán)境的潛在影響，本研究在室內(nèi)模擬的條件下，以土霉素（oxytetracycline，OTC）、恩諾沙星（enrofloxacin，ENR）、磺胺二甲嘧啶（sulfadimidine，SM2）和Cu為

2、目標化合物，其中抗生素濃度為0，0.05，0.20，0.80mmol/kg，Cu的濃度0、1.60 mmol/kg，運用分光光度法、Biolog-ECO微平板技術(shù)等，分析了三種抗生素和Cu單一及復(fù)合處理7d，14d，21d，28d后，對土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性及微生物群落功能多樣性的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴單一污染下，該試驗濃度下的重金屬Cu（1.60 mmol/kg）對于四種土壤酶活性（蔗糖酶、脲酶

3、、酸性磷酸酶、過氧化氫酶）主要表現(xiàn)為抑制作用，但對不同類型的酶活性的抑制作用不同，其抑制作用強度為脲酶>蔗糖酶>酸性磷酸酶>過氧化氫酶。OTC單一處理下，抑制蔗糖酶活性，而且隨濃度升高抑制作用越強；對脲酶的活性，與對照比，在高濃度處理下（0.80mmol/kg）表現(xiàn)出顯著的抑制作用；對磷酸酶也在高濃度處理下表現(xiàn)為抑制作用；各處理組對過氧化氫酶活性的影響與對照比差異不大。低濃度 ENR處理時對蔗糖酶活性表現(xiàn)為“激活-抑制-激活”的趨勢，高

4、濃度表現(xiàn)為顯著抑制作用；各處理組對酸性磷酸酶活性在前期表現(xiàn)為激活作用，隨培養(yǎng)時間的延長，激活作用減弱，最后與對照無顯著差異；對脲酶的活性的影響，與對照比較，低濃度表現(xiàn)出前期抑制，后期輕微激活，高濃度下與對照差異不大；對過氧化氫酶活性，各處理組表現(xiàn)出輕微的激活作用。SM2單一污染，對蔗糖酶活性表現(xiàn)出顯著的抑制作用；低濃度 SM2對酸性磷酸酶活性表現(xiàn)出先激活后抑制，高濃度則一直處于顯著抑制狀態(tài)；高濃度處理對脲酶活性表現(xiàn)為顯著抑制作用；對過氧

5、化氫酶，低濃度下（0.05，0.20mmol/kg），在第7d和21d表現(xiàn)為顯著促進作用，高濃度下影響不大。⑵復(fù)合污染下，OTC與Cu復(fù)合污染對蔗糖酶活性顯著抑制，且 OTC濃度越高，抑制作用越強；對酸性磷酸酶主要表現(xiàn)出顯著的抑制作用；對脲酶與對照比明顯抑制酶活性；對過氧化氫酶低濃度下（0.05，0.20mmol/kg）和Cu復(fù)合表現(xiàn)出前期顯著促進作用，后期與對照無顯著差異，高濃度復(fù)合組與對照在整個培養(yǎng)周期都與對照無明顯差異。ENR與

6、Cu復(fù)合污染下，與對照比較，蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶活性均被顯著抑制，對過氧化氫酶活性整體上影響不大。SM2與Cu復(fù)合污染，蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶活性均被顯著抑制，對過氧化氫酶先促進后抑制。對于復(fù)合污染的相互交互作用類型，從整個試驗周期來看，OTC與 Cu復(fù)合處理在整個處理過程主要為拮抗作用，ENR與Cu的復(fù)合處理在第7d和28d以協(xié)同作用為主，第14和21d以拮抗作用為主，而 SM2與 Cu受濃度和處理時間的影響表現(xiàn)出更為復(fù)雜拮抗和

7、協(xié)同交替的交互類型，高濃度（0.80mmol/kg）SM2和1.60 mmol/kg Cu復(fù)合處理組在處理前期表現(xiàn)拮抗作用，后期表現(xiàn)為協(xié)同為主。⑶單一污染下，濃度為1.60 mmol/kg的重金屬Cu顯著降低AWCD值，微生物整體活性受到抑制，對 Shannon指數(shù)無明顯著影響，對 Simpson指數(shù)則表現(xiàn)出顯著的抑制作用。OTC、ENR各單一處理組降低了AWCD值，對Shannon、Simpson指數(shù)表現(xiàn)出一定的抑制作用，說明微生物豐

8、度和均勻度降低。SM2對 AWCD值影響不大，SM2單一處理下的Shannon指數(shù)則與對照差異不大，對 Simpson指數(shù)主要表現(xiàn)為抑制。從整體上來看，三種抗生素對微生物整體活性的抑制作用大小為OTC>ENR>SM2，這也驗證了三種抗生素和Cu處理下的功能多樣性指數(shù)的變化規(guī)律。⑷復(fù)合污染下，ENR與Cu復(fù)合處理，除高濃度ENR（0.8 mmol/kg）和Cu復(fù)合組對AWCD值表現(xiàn)為促進外，其他各處理以降低為主，對Shannon指數(shù)無明顯

9、的影響，與對照之間差異不大，對Simpson指數(shù)在第14d表現(xiàn)出一定的促進作用，21d低濃度表現(xiàn)出抑制作用，高濃度復(fù)合表現(xiàn)輕微的激活。OTC與Cu復(fù)合處理組下的AWCD值主要表現(xiàn)為明顯的降低，Shannon指數(shù)低于對照，處于被抑制的狀態(tài)，Simpson指數(shù)與對照相比也被顯著抑制。對SM2和Cu的處理組，對AWCD值影響不大，對Shannon指數(shù)與對照比無顯著性差異，對Simpson指數(shù)在第14d表現(xiàn)出明顯的抑制作用，21d后則與對照無顯