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针对土壤中重金属、农药等单一污染的研究国内外已开展很多,然而在土壤生态系统中,单一污染只是一种理想状态,在土壤中存在的大多是二元以上的污染,多种污染物相互作用,形成复合污染。相对于重金属或有机污染物单一污染来说,重金属-有机物复合更为常见也更为复杂。在果园土壤生态系统中,由于波尔多液、拟除虫菊酯等农药的大量使用,必然会对土壤造成污染。本研究主要针对果园土壤中可能存在铜与拟除虫菊酯复合污染的实际问题,从以下几方面开展研究工作:采用传统方法研究铜与菊酯农药单一作用及复合作用下对土壤呼吸率、微生物量碳及土壤酶活性的影响;同时采用分子生物学手段变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)方法以及磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法对在相同污染条件下的土壤微生物群落变化进行了分析,主要结论如下:
(1)低浓度的铜对呼吸作用有促进,而高浓度的铜有抑制;在铜浓度为100me/kg时,添加氯氰菊酯对呼吸作用会产生促进;而经过较长的时间(60天)后,铜和150 mg/kg氯氰菊酯复合会促进呼吸作用。
(2)氯氰菊酯单独作用会使微生物量碳增加;铜离子的加入会使微生物量碳下降,高浓度铜的作用更加明显,高浓度的氯氰菊酯与低浓度的铜对微生物量碳有明显的复合作用。
(3)当土壤中加入25 mg/kg的铜、10 mg/kg功夫菊酯或者二者一同加入时,在10天时对过氧化氢酶有一定的促进作用,但当铜或功夫菊酯的浓度升高后,对土壤中过氧化氢酶产生抑制。铜对脲酶有抑制作用,功夫菊酯则对脲酶有一定促进作用,铜和功夫菊酯对脲酶活性呈现协同作用;但长时间作用时,铜和功夫菊酯对脲酶活性产生了抑制。铜对碱性磷酸酶抑制作用明显,且与浓度呈正相关关系;功夫菊酯也对碱性磷酸酶有所抑制;而二者复合作用并不明显。
(4)氯氰菊酯和铜都会影响微生物群落结构的多样性,土壤中铜含量越高,微生物群落多样性越低。铜和氯氰菊酯复合对微生物群落有明显影响。