蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响
蚯蚓菌株对重金属污染土壤的修复效果及其机理研究

蚯蚓菌株对重金属污染土壤的修复效果及其机理研究随着工业化进程的加速和城市化进程的不断加剧,重金属污染成为了干扰人类健康和生态环境保护的一大难题。
在人类为了发展经济不断地挖掘矿产资源、使用化学剂和工业废水等有害物质的过程中,地球表层的重金属元素不断地被释放出来,进而导致环境污染的发生。
重金属在环境中存在多种形式,包括游离态、复合态、有机态、无机态等,具有不同的毒性和生物有效性。
在污染的土壤中,重金属主要以阳离子态或配合态存在,它们具有很强的毒性和生物毒性,对土壤微生物和植物生长产生有害影响,甚至严重地危害到环境生态系统的健康。
因此,修复重金属污染土壤已经成为当今环境生态学领域中一个十分重要的研究领域。
近年来,许多国内外学者通过生物修复、化学修复、物理修复等多种手段来修复重金属污染土壤。
其中,生物修复作为一种环境友好型的修复方法,受到了越来越多的关注。
生物修复是通过利用生物对重金属的吸附、转化和降解能力来修复污染土壤。
而蚯蚓菌株作为一种重要的生物修复材料,具有对重金属的超强吸附能力和转化降解能力,因此被广泛应用于重金属污染土壤的修复。
研究表明,蚯蚓菌株可以通过吞噬土壤中的有机物,促进土壤微生物的生长,进而改善土壤结构和物理性质,提高生物修复的效率。
同时,蚯蚓菌株还可以分泌特殊的酵素和蛋白质,能够有效地将污染土壤中的重金属转化成无毒或低毒形态,加速重金属元素在土壤中的迁移和转化,降低其对生态环境的危害。
具体地说,蚯蚓菌株通过利用自身的代谢酶和膜转运蛋白等机制来吸附重金属,采取离子交换的方式,将重金属离子从土壤中吸附和挤占出来,进而降低重金属在土壤中的浓度。
此外,蚯蚓菌株还可以利用膜物质特异性的结构来选择性吸附不同重金属元素,并将其转化成低毒或无毒物质释放到环境中,从而达到修复土壤的目的。
蚯蚓菌株生物修复重金属污染土壤的机理并不单一,其各种代谢途径互相作用,共同发挥着重要的作用。
在日常操作中,通过筛选出具有吸附和转化降解能力较强的蚯蚓菌株,掌握不同重金属元素的吸附和转化机制,选择合适的菌料及其适宜的生长条件,可以有效地提高生物修复的效率和土壤质量。
蚓粪施用对土壤微生物特征以及酶活性的影响

1.3
土壤样品的测定方法 土壤溶解性碳的测定采用 K2SO4 浸提、 重铬酸钾
[8]
消化法测定 。速效磷采用 NH4F-HCl 浸提,钼锑抗 比色法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定。 土壤微生物生物量碳氮采用氯仿熏蒸 -硫酸钾浸 提法测定[9]。土壤样品调至 60% 田间持水量并稳定 24 h 后,在 28℃ 黑暗条件下培养 7 天。 用无酒精氯 仿 28℃ 黑暗真空条件下熏蒸 24 h,与不熏蒸的对照 样品同时用 0.5 mol/L K2SO4、按质量与体积比 1︰4 土液比振荡浸提 30 min(200 r/min), 5 100 g 力下离心 10 min 后过滤,浸提液中的有机碳采用重铬酸钾消 化法测定,浸提液中的氮含量采用过硫酸钾氧化 -紫 外分光光度法测定。土壤微生物生物量碳(Bc)按下列 公式计算: Bc = Ec/0.38, 其中 Ec 为熏蒸和不熏蒸样 品的浸提液中有机碳的差值;微生物生物量氮 (BN) 按下列公式计算:BN = EN/0.45,其中 EN 为熏蒸和对 应不熏蒸样品的浸提液中的氮的差值 [10] 。土壤呼吸 测定采用 NaOH 吸收法,测定标准条件下微生物碳 源矿化过程中 CO2 的产生量[11]。50 g 土壤样品(干 重)调至 60%田间持水量并稳定 24 h 后,在 28℃黑 暗条件下 1 L 玻璃瓶中密封培养,用 NaOH 吸收瓶 中产生的 CO2,在 7 天后用过量 1 mol/L BaCl2 沉淀
蚯蚓粪作为高效有机肥越来越受到人们的重视。 前人研究结果表明施用蚓粪对提高油菜、茄子和玉米 等农作物生长和增加土壤养分含量具有积极作用[1–3]。 然而,目前始终较少研究关注在这些作物生长期内, 蚓粪对其土壤微生物性状和酶活性等综合生物学特 征的影响。 微生物和酶是土壤养分循环和转化的重要 推动者和参与者, 不同种类有机肥或不同比例有机肥 的施加均能影响土壤微生物学特征和酶活性[4–5]。微 生物生物量碳氮大小、活性和代谢能力、呼吸速率和 代谢熵等是土壤微生物学特征重要指标[6]。同时,转 化酶、过氧化氢酶、脲酶、酸性和碱性磷酸酶等对微 生物活动极其敏感[7]。 因此, 本研究在玉米生长期间, 通过添加不同比例蚓粪于土壤中, 分析上述微生物学 特性以及酶活性的变化,并结合土壤溶解性碳、碱解 氮和速效磷等养分变化以及其与微生物特征和酶活 性变化的关系, 从而最终探明不同比例蚓粪对土壤生 物学质量的影响,这将为蚓粪进一步应用于农业生 产、培肥改良土壤提供科学依据和理论支持。
综述-蚯蚓对土壤结构的影响

蚯蚓对土壤结构的影响摘要:本文从蚯蚓对土壤结构形成、土壤结构形态、土壤结构性质以及对土壤团聚体形成和稳定的作用、机制五个方面的影响进行了综述,重点探讨了蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的作用及机制。
关键词:蚯蚓土壤结构团聚体蚯蚓属于环节动物门(Annelida) 寡毛纲(Oligochaeta) 环毛属(Pheretima)陆生动物,是分布非常广泛的土壤动物,在温带土壤无脊椎动物中,其生物量是最大的。
蚯蚓种广类多,据不完全统计,目前世界上的蚯蚓约有2500多种,我国已记录的有229种。
同时,蚯蚓也是陆地生态系统中最重要的大型土壤动物之一,被称为“生态系统工程师”。
它在生态系统中的角色一般有三种:消费者、分解者、调节者,通常认为,它作为消费者在生态系统中的地位并不重要。
蚯蚓生活在土壤中,昼伏夜出,以畜禽粪便和有机废物垃圾为食,连同泥土一同吞入,也摄食植物的茎叶等碎片。
蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥力,促进农业增产。
土壤结构是指初级土壤颗粒聚集成较大的具有不同起源、尺寸和形状的组合单元(土壤自然结构体或团聚体)。
土壤的基本结构单元是团聚体或自然结构体,是颗粒内或颗粒间的结合程度高于外部环绕颗粒的土壤颗粒联合体。
土壤结构由土壤孔隙和团聚体的类型及空间分布构成,并不是静态不变的,而是在持续、联合的各种作用下,其成分单元不断破坏和更新。
大气变化、人为活动以及土壤生物作用等外力作用,是土壤结构在形成过程中的关键作用力,不仅可以促进较大土壤颗粒破碎成细小的颗粒,而且可以促进小颗粒之间的黏结。
其中,土壤动物,尤其是蚯蚓,它的取食和掘穴行为形成的生物孔隙和团聚体,强烈地影响了土壤结构。
1. 蚯蚓对土壤结构形成的影响黄福珍(1979)在早期为了了解蚯蚓对土壤结构形成的速度及不同科、属蚯蚓的加工能力,采集了北京、安徽、武汉、福建四个地区的环毛属、杜拉属和异唇属蚯蚓进行了研究,研究结果表明:四个地区的蚯蚓,除异唇属外,每天形成土壤团聚体的重量为蚯蚓本身体重的1.3倍至2.9倍,平均可达本身体重的1.7倍左右。
研究蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用

研究蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用农环格格有话说:9月12日周一(农历八月十二),大家早安!!蚯蚓生活在土壤中.....它作为主要的大型土壤动物类群,对土壤环境改善所起到的作用不容小觑!!文章在系统分析、归纳总结国内外相关领域研究成果的基础上,综述了蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用研究进展,主要包括: ▼蚯蚓作为土壤重金属污染的指示生物;▼蚯蚓对重金属的富集与释放;▼重金属对蚯蚓生理生态的影响研究;▼蚯蚓在土壤重金属污染修复中的作用机制;▼蚯蚓与植物、微生物的协同作用;▼以及蚯蚓粪作为重金属污染修复剂的潜力分析等。
在此基础上,概括提出了蚯蚓在重金属污染土壤修复领域面临的主要问题。
来源:《土壤》2013年第1期。
原标题《蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用研究进展》。
...................................................文唐浩 1,2,朱江 1,黄沈发 1,邱江平 21、上海市环境科学研究院,上海 200233;2、上海交通大学农业与生物学院,上海 200240...............................................................❖背景土壤是生态环境的重要组成部分,是人类社会赖以生存的主要资源之一。
过去数十年间,城市与现代工业快速发展,矿床过度开采和冶炼等导致大量污染物进入环境,土壤重金属污染日益严重。
重金属可以通过植物的吸附作用进入植物体内,还可能通过径流和淋洗等作用污染地表水和地下水,最终通过食物链或直接接触等途径危害人们身体健康。
据报道----我国受重金属污染土壤面积约2000 万hm2,占全部耕地面积的 1/5,每年因土壤重金属污染带来的粮食减产达 1000 多万 t,被重金属污染的粮食每年约1200万t,年经济损失在200 亿以上。
我国华南地区有的城市有50% 的农地遭受Cd、As、Hg 等有毒重金属和石油类的污染。
综述-蚯蚓对土壤结构的影响

蚯蚓对土壤结构的影响摘要:本文从蚯蚓对土壤结构形成、土壤结构形态、土壤结构性质以及对土壤团聚体形成和稳定的作用、机制五个方面的影响进行了综述,重点探讨了蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的作用及机制。
关键词:蚯蚓土壤结构团聚体蚯蚓属于环节动物门(Annelida) 寡毛纲(Oligochaeta) 环毛属(Pheretima)陆生动物,是分布非常广泛的土壤动物,在温带土壤无脊椎动物中,其生物量是最大的。
蚯蚓种广类多,据不完全统计,目前世界上的蚯蚓约有2500多种,我国已记录的有229种。
同时,蚯蚓也是陆地生态系统中最重要的大型土壤动物之一,被称为“生态系统工程师”。
它在生态系统中的角色一般有三种:消费者、分解者、调节者,通常认为,它作为消费者在生态系统中的地位并不重要。
蚯蚓生活在土壤中,昼伏夜出,以畜禽粪便和有机废物垃圾为食,连同泥土一同吞入,也摄食植物的茎叶等碎片。
蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥力,促进农业增产。
土壤结构是指初级土壤颗粒聚集成较大的具有不同起源、尺寸和形状的组合单元(土壤自然结构体或团聚体)。
土壤的基本结构单元是团聚体或自然结构体,是颗粒内或颗粒间的结合程度高于外部环绕颗粒的土壤颗粒联合体。
土壤结构由土壤孔隙和团聚体的类型及空间分布构成,并不是静态不变的,而是在持续、联合的各种作用下,其成分单元不断破坏和更新。
大气变化、人为活动以及土壤生物作用等外力作用,是土壤结构在形成过程中的关键作用力,不仅可以促进较大土壤颗粒破碎成细小的颗粒,而且可以促进小颗粒之间的黏结。
其中,土壤动物,尤其是蚯蚓,它的取食和掘穴行为形成的生物孔隙和团聚体,强烈地影响了土壤结构。
1. 蚯蚓对土壤结构形成的影响黄福珍(1979)在早期为了了解蚯蚓对土壤结构形成的速度及不同科、属蚯蚓的加工能力,采集了北京、安徽、武汉、福建四个地区的环毛属、杜拉属和异唇属蚯蚓进行了研究,研究结果表明:四个地区的蚯蚓,除异唇属外,每天形成土壤团聚体的重量为蚯蚓本身体重的1.3倍至2.9倍,平均可达本身体重的1.7倍左右。
蚯蚓在土壤生态系统中的重要作用研究

蚯蚓在土壤生态系统中的重要作用研究摘要蚯蚓是土壤生态系统中的重要组成部分,是陆生生物与土壤生态传递的桥梁,不仅能促进废弃物分解,有机物质矿化,提高土壤养分含量,改良土壤理化性质,还可以促进微生物发育,提高作物产量和品质,促进生态修复。
该文探讨了蚯蚓在土壤生态系统中的重要地位,以期为改良贫瘠土壤、新兴饲养业提供新思路。
关键词蚯蚓;土壤生态系统;重要地位;生态修复AbstractAs an important part of the soil ecosystem,earthworms are a bridge between the terrestrial lives and soil ecosystem. Not only can earthworms promote the decomposition of garbage and the mineralization of organic matter,increase soil nutrientcontent,improve soil physical and chemical properties,but also promote microorganism’s growth and improve the yield or quality of crop. The ecological resoration was advanced too. Therefore,The important position of earthworm in the soil ecosystem was summarized in the article to provide some new ideas about improving poor soil, developing a new husbandry.Key wordsearthworm;soil ecosystem;important roles;ecolgical restoration蚯蚓属大型土壤动物,其生物量占土壤动物总量的60%,属腐食性动物,特别喜食发酵后的畜禽粪便、腐烂的瓜果、富含钙质的枯枝落叶等。
土壤重金属对蚯蚓体内酶活性影响的研究进展

土壤重金属对蚯蚓体内酶活性影响的研究进展1. 引言1.1 研究背景土壤是地球生态系统的重要组成部分,其中富含各种微生物和生物体,包括许多对环境变化敏感的生物,如蚯蚓。
土壤重金属污染已成为当前环境保护领域的热点问题之一。
重金属污染来源于工业废水、废弃物填埋、化肥和农药过度施用等多种途径,对土壤生态系统和人类健康造成严重威胁。
蚯蚓是土壤中重要的生物指标之一,其体内酶活性对土壤环境的变化非常敏感。
研究表明,重金属对蚯蚓体内酶活性的影响是重金属污染导致土壤生态系统退化的主要原因之一。
针对重金属对蚯蚓体内酶活性的影响机制,不同重金属对蚯蚓体内酶活性的影响以及蚯蚓体内酶活性在土壤重金属污染监测中的应用,成为当前研究的重点和热点之一。
深入研究土壤重金属对蚯蚓体内酶活性的影响机制和恢复机制,探索有效的监测和修复方法,对于维护土壤生态系统的健康和可持续发展具有重要意义。
部分的内容就到这里,后续内容将会在和部分进行展开。
1.2 研究目的研究目的是为了探究土壤中重金属对蚯蚓体内酶活性的影响机制,从而揭示土壤重金属污染对土壤生物活性的影响。
具体目的包括:1.确定不同重金属对蚯蚓体内不同酶活性的影响程度和机制,为评估土壤环境中重金属污染提供科学依据;2. 探究蚯蚓体内酶活性在土壤重金属污染监测中的应用潜力,为建立土壤环境监测方法提供新思路;3. 研究蚯蚓体内酶活性恢复机制,探讨减轻土壤重金属污染对土壤生物的影响的途径;4. 展望未来研究方向,为深入探究土壤重金属对蚯蚓体内酶活性影响提供指导,促进相关领域的发展和进步。
通过研究重金属对蚯蚓体内酶活性的影响,我们旨在为保护土壤生物多样性、维护土壤生态平衡提供理论依据和科学支持。
1.3 研究意义"土壤重金属对蚯蚓体内酶活性影响的研究意义:近年来,随着工业化进程的加快和人类活动的不断扩大,土壤重金属污染成为了一个严重的环境问题。
重金属在土壤中的积累不仅会危害植物的生长,还会影响土壤中微生物和其他生物的生存繁衍。
蚯蚓在土壤污染修复中的应用

蚯蚓在土壤污染修复中的应用Earthworms in the restoration of soil pollution摘要介绍了蚯蚓修复污染土地的机理,包括(1)蚯蚓对污染物的耐性机制;(2)蚯蚓与土壤生物的协同作用;(3)蚯蚓对重金属的富集和对有机物的降解作用;(4)蚯蚓对重金属的生物有效性。
进一步说明了蚯蚓在指示土壤污染状况,辅助微生物和植物修复土壤污染,规模化处理城市垃圾场地和处理活性污泥方面有着广阔的应用前景。
关键词蚯蚓土壤污染协同作用生物修复生物有效性Abstract Introduced earthworms mechanism of remediation of contaminated soil, including (1) earthworms Tolerance Mechanism of pollutants; (2) of earthworms and soil organisms synergies; (3) of earthworms to heavy metals accumulation and organic matter degradation; (4) earthworm biological availability of heavy metals. Further illustrates the earthworms in the direction of soil pollution, assisted tiny organism and plant restoration of soil pollution, large-scale processing of municipal solid waste sites and the treatment of activated sludge has a broad application prospects.Key words earthworm soil contamination synergy biological availability1引言土壤是人类生态环境的重要组成部分, 是人类社会的生存基础[1],伴随着社会经济的快速发展,人类通过工农业的生产活动,日常生活向土壤排放大量的污染物,超过了土壤的自净能力,使土壤不堪重负,给土壤带来了巨大的灾难。
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污染土壤中存活 , 并且显著改变土壤重金属形态。 Z n污染质量分数低于 4 0mg g 时 ,蚯蚓对土壤 0 ・ - k 氮素矿化 、硝化和反硝化活性有显著促进作用 , 进 而提高污染土壤的 N素矿化量 , 这可能是因为蚯蚓 在污染条件下仍能提高土壤的硝化酶和反硝化酶 的缘故 [-1目前 已有研究将蚯蚓应用到 P /n 11 ̄ 89 b 尾 Z
到显著差异 , 真菌数量没有变化 ;土壤磷酸酶 、蔗糖酶 、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高 (< . * ,随土壤 z 污 p0 5 ) 0 n
染 质量分数变化 , 蚯蚓对 三种酶活性 的影响趋势不 同。 蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解 了重金属对酶的抑制作 用 。试 验结果还 表明蚯蚓活动显著提高 了各处理 土壤 的 NO3- -N含量 ,相关散点图显示 N - O3- N含量和植物地上部生物量 , 地上部 z 质量分数及植物地上部 z n n吸收总量间都 有明 相关性 ( = .1 " = .3 * = . 7 o试验初步验证了蚯蚓 r 05 7 ,r 05 2 ,, 06 * 0 对Z n污染 土壤 中微生物 和酶活性 的改善作用 。 关键词 :重金属 ;微 生物 ;酶活性 ;蚯蚓 中图分类号 :X1 1 7. 5 文献标识码 :A 文章 编号 :l 7. 15( 0 6) 30 3 .5 6 227 2 o 0 .5 80
蚯蚓活 动对锌污染 土壤微 生物群落 结构及酶活性 的影 响
王丹丹 ,李辉信 ,胡 锋 ,王 霞
南 京农 业大 学资 源 与环境 科学 学 院 ,江 苏 南 京 20 9 10 5
摘要 :以不 同质量分数 Z n污染高沙土为材料 , 研究在重金属污染土壤中 , 蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响 。 试验结果表明 :Z n的加 入使 土壤 蔗糖酶 、脲酶活性 降低 ,而对磷酸酶活性没有影响 ,加 z n量在 3 0 mg g 以下时对微 生 0 ・ k 物量碳有促进作用 ,高于该水平则表现 为抑制作用 。接种蚯蚓后 ,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高 ,除各别处理外均达
供试 土壤采 自江苏如皋县搬经镇长江冲积物形 成的高沙土 ( ~ Oc ,质地为砂壤 ,土壤的基 0 2 m) 本性状为 : p H值 8 5总有机C51 ・ , 7 ., 1 . g 全N 0 0 8 k .
gk 一 - ,全 P06 - - g .6gk g ,全锌 6.6mg g ,有效 22 ・ 一 k
土壤微生物群落 、酶活性与土壤重金属污染之 间的关系是国内外环境科学领域的研究热点【 】大 】。 - 3
量研究表明 , 微生物群落数 、 土壤酶活性的大小与 重金属污染程度存在一定的相关性 , 土壤酶活性和 微生物区系组成是反映重金属等污 染物环境效应 的敏感指标【 。 adl 等f 4 K ne r - e 研究了重金属污染土 壤的 1 3种酶 ,发现与土壤碳循环有关的酶受重金 属抑制较小 ,而与土壤氮 、 、 磷 硫等循环有关 的酶
矿修复 中去 , 结果表明蚯蚓对植物修复污染土壤有 积极意义 , 可同时提高植物的生物量和植物重金属 质量分数 ,污染土壤的 N,P K 等养分状况也得 , 到了改善 【 。但是对于种植植物条 件下 ,蚯蚂  ̄ 2 川 1 3 Z 污染土壤的各种微生物指标影响如何 , n 还没有报 道 。本文 旨在 Z n污染土壤中接种蚯蚓 ,研究蚯蚓 对污染土壤微生物群落结构 、 微生物活性及酶活性 的影响 ,以揭示土壤动物在污染土壤微生态修复中 的作用 , 为进一步利用蚯蚓改善植 物修复技术提供 理论 依据 。
受重金属抑制作用明显。另一方面 , 土壤大型动物 蚯蚓在土壤生态系统有机物质分解 、 矿质元素循环 和能量转化等生态过程中起着十分重要的作用 , 是 土壤肥力形成和土壤质量保持的重要因素 们 。蚯
蚓 主要通过 与微生物 的相互作用参与有机物分解 过程和有机态养分的矿化 [ 】有资料表明微生物 1 。 H2 是蚯蚓除有机质外的第二食物【环毛蚓 ( hrt a 40 ・ 6m k Pe i em
s.,供试植物为黑麦草 ( .ut ou p) Lm l rm o i l f 12 锌 人工 污染 土壤 的制 备 .
前期试验发现蚯蚓只能在一定 Z n污染质量分
作者简介: 王 丹 (98 , 17 一) 女,博士研究生,主要从事恢复生态学研究。Em i d ju ao c0m - a :dw n @yho l a ’ 通讯作者 .tj c jueuc hw @na. .l d I
的土壤有机 物主要靠蚯 蚓肠道 内的微 生物 和各种 酶来分解转化 ,蚯蚓与微生物之间的复杂的相互作
1 材料与方法
11 供试 土壤 的 采集 .
用不仅改变了土壤微生物的群落结构 , 还对土壤 N、 P等矿质元素的矿化 , 植物的生长有很大影响【 l 。 土壤酶和土壤矿质养分循环关系密切 , 以蚯蚓对 所 土壤酶 的影响也广有研究【。Z A G 等研究发 8 H N E l
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生态环境 2 0 , 53: 3 -4 0 6 l ()5 85 2
E o o y a d En i n n c l g n v r me t o
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现 ,蚯蚓工作后 的土壤的磷酸酶 、纤维素酶 、淀粉 酶等酶活性较原状土明显提高【】 I。 6
蚯蚓在重金属污染土壤 中的应用 近年来得 到 了很多关注 , H N JM 等【] 蚯蚓接种 到 C 、 C E l 7 将 u C 污染土壤中, d 发现耐性蚓种可在一定质量分数的
基金项目:国家自然科学基金项 目(0 72 6 33 08 )