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铜和磺胺嘧啶复合污染对土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

李明珠  廖强  董远鹏  刘喜娟  邵翼飞  胡欣欣  李梦红  刘爱菊  
【摘要】:随着畜禽养殖业规模化发展以及畜禽粪便的大量农用,由此导致的土壤重金属和抗生素复合污染问题日益突出。以畜禽养殖常用的饲料添加剂铜(Cu)和磺胺嘧啶(sulfadiazine, SDZ)为目标污染物,分别采用土壤酶试剂盒(微量法)和Biolog-ECO板法,研究二者复合污染对土壤酶活性和微生物群落功能多样性的影响。结果发现:低剂量Cu(200 mg/kg)复合污染可缓解SDZ对土壤脱氢酶和β-葡萄糖苷酶活性的抑制效应,低剂量Cu与SDZ表现为拮抗作用;但加重SDZ对磷酸酶活性的抑制效应,二者表现为协同抑制作用。高剂量Cu(500 mg/kg)和SDZ复合对所测试土壤酶活性均表现为协同抑制作用。Biolog-ECO分析表明,SDZ 10 mg/kg添加量对土壤微生物活性具有促进作用,而Cu和SDZ复合污染则可显著抑制土壤微生物代谢活性。多样性指数分析表明,Cu和SDZ复合污染对微生物群落多性影响较小,但可显著改变微生物种群的均一性;且主成分分析也表明,二者复合污染可显著改变土壤微生物群落结构组成。可见,Cu和SDZ复合污染对土壤酶活性的影响与土壤酶的种类及复合剂量有关,且土壤脱氢酶活性是反映SDZ及其与Cu复合污染较为敏感的指标;Cu和SDZ复合污染可显著抑制土壤微生物群落的整体代谢活性,并改变代谢功能,进而促使土壤微生物结构发生变化。

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