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有着铜都之称的安徽铜陵市冶铜历史悠久。然而,在新中国成立之后大规模采矿进程中产生了数量巨大的尾矿区,不仅占用大面积的土地,也污染了周边的环境,破坏了生态系统。凤丹主要分布于安徽省铜陵市凤凰山一带,集观赏和药用于一体。凤丹的根皮通常被称为丹皮,含丹皮酚等多种药用成分,为我国珍贵的中药材,在药用和经济上具有很高的价值。本文通过在实验室模拟矿区的重金属污染情况,对凤丹根系周围土壤酶的各项特征进行了研究,对土壤重金属污染与凤丹根际土壤酶活性之间的内在关系进行了分析,为利用土壤酶来监测种植地的重金属污染,指导凤丹的安全、优质栽培提供参考,主要得出如下结论: 1.随着铜、铅、镉三种重金属浓度的不断上升,凤丹根际土壤脲酶活性不断减弱,说明所选取的三种重金属对脲酶活性具有较为显著的阻碍效应;而土壤过氧化氢酶随着三种重金属浓度的增加而呈现出先增后减的趋势,即低浓度促进、高浓度抑制;高浓度的铜和铅对土壤蔗糖酶的活性具有抑制作用,而低浓度情况下具有一定的促进作用,在金属镉污染下呈现递减趋势,抑制作用较为明显;土壤磷酸酶活性在铜胁迫下逐渐下降,在铅和镉污染下,呈现出低浓度促进高浓度抑制的现象。四种土壤酶对与铜、铅、镉三种重金属的敏感性不尽相同,顺序依次为:脲酶>磷酸酶酶>蔗糖酶>过氧化氢酶。 2.当土壤中铜含量不断增加时,土壤磷酸酶活性受到抑制作用较为明显,特别是高铜浓度,对土壤磷酸酶的活性抑制尤为显著。凤丹的根际环境对铜污染下的土壤磷酸酶活性存在持续的改善作用,并且影响显著,在栽培时间达到90天左右时,凤丹根际土壤磷酸酶活性达到峰值。 3.重金属铜对土壤脲酶的抑制作用明显,随着土壤铜浓度的不断升高,土壤中的脲酶活性显著降低。凤丹根际环境能够有效增加土壤脲酶活性,且土壤脲酶的活性随着凤丹的栽培时间的延长不断升高,在栽培的第120天达到最大。另外,随着土壤铜浓度的增加,土壤脲酶活性与凤丹栽培时间的相关性逐渐增加,后者对前者的影响越来越大。 4.底物的添加对于土壤脲酶的活性具有促进作用,在高铜浓度污染条件下,增加底物浓度,对土壤脲酶活性的提升作用更为显著。通过对脲酶酶态动力学的分析发现,随着底物浓度的增加,Km值下降,Vmax增加,Vmax/Km值增加,酶促反应初速度增加,能够增加酶和底物的亲和力,同时能够增加酶-底物活化络合物的解离速度,提高酶促反应初速度,使土壤脲酶活性增强。