鑭、鈰對(duì)石灰性紫色土尿素水解轉(zhuǎn)化及相關(guān)酶活性的影響.pdf

1、稀土元素(REE)是指位于化學(xué)元素周期表ⅢB族，原子序數(shù)為57-71，由15種鑭(La)系元素及鈧(Sc)和釔(Y)共17種化學(xué)元素的統(tǒng)稱。諸多研究表明，適量施用稀土對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)均有明顯提升。但近年來，隨稀土微量肥料的推廣應(yīng)用，稀土進(jìn)入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題逐步引起關(guān)注，探討外源稀土對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化和利用的影響是稀土農(nóng)用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要內(nèi)容。
　　尿素作為主要的氮肥，占世界氮肥施用量80％以上，以尿素為主的氮

2、肥過量施用是導(dǎo)致面源污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一，同時(shí)部分氮素還以溫室氣體的形式進(jìn)入大氣造成溫室效應(yīng)。但目前，關(guān)于外源稀土對(duì)土壤氮素轉(zhuǎn)化的研究多著重于稀土對(duì)土壤本身N素轉(zhuǎn)化利用的影響，關(guān)于施加稀土對(duì)外源氮肥在土壤中的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程及效應(yīng)研究報(bào)道較少，本研究通過土培實(shí)驗(yàn)，分別研究了不同濃度(100mg·kg-1、200mg·kg-1、400mg·kg-1、600mg·kg-1、800mg·kg-1)鑭(La)和鈰(Ce)與等量尿素(

3、200mg·kg-1)共施處理下，石灰性紫色土尿素水解、轉(zhuǎn)化產(chǎn)物NH4+-N、NO3--N、和有效氮含量以及脲酶、蛋白酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和過氧化氫酶活性的變化特征，結(jié)論如下:
　　(1)土壤pH值在各濃度鑭和鈰與尿素共施處理下均低于單施尿素處理，當(dāng)處理濃度為200mg·kg-1時(shí)，差異達(dá)顯著水平;隨著鑭和鈰處理濃度的增加以及培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)pH值逐漸降低;稀土元素鑭和鈰與尿素共施處理對(duì)土壤pH的影響差異未達(dá)顯著水平。

4、>　　(2)各濃度鑭處理對(duì)土壤中尿素水解具有明顯的抑制作用，各濃度鑭與尿素共施處理下土壤中NH4+-N含量均顯著低于單施尿素處理(P＜0.05)，而且隨著鑭處理濃度的增加，NH4+-N含量顯著下降，尿素水解受到的抑制逐步增強(qiáng)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，稀土元素鑭處理與尿素共施下，NH4+-N含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但是尿素水解受到的抑制作用有所緩解。稀土元素鈰與尿素共施處理下土壤中NH4+-N含量變化與鑭與尿素共施處理相似，但是相同濃度鈰處理整體上

5、對(duì)土壤中尿素水解的抑制作用高于鑭處理。
　　(3)各濃度鑭與尿素共施處理下土壤中NO3--N含量均顯著低于單施尿素處理(P＜0.05)，而且隨著鑭處理濃度的增加，NO3--N呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，表明稀土元素鑭對(duì)土壤中尿素水解產(chǎn)物NH4+-N向NO3--N轉(zhuǎn)化過程具有抑制作用。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鑭對(duì)土壤中NH4+-N向NO3--N轉(zhuǎn)化的抑制作用逐步減弱，各濃度鑭與尿素共施處理下土壤中NO3--N含量逐漸升高。稀土元素鈰整體上對(duì)土壤中尿素

6、水解產(chǎn)物NH4+-N向NO3--N轉(zhuǎn)化過程表現(xiàn)出更強(qiáng)的抑制作用。
　　(4)各濃度鑭與尿素共施處理下土壤中有效氮含量均顯著低于單施尿素處理，而且隨著鑭處理濃度的增加，有效氮呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，各濃度鑭與尿素共施處理下土壤中有效氮含量呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)。稀土元素鈰與尿素共施處理對(duì)土壤中有效氮含量的影響與鑭與尿素共施處理基本一致，整體上鈰處理下更低。
　　(5)土壤脲酶、蛋白酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和過氧化

7、氫酶活性在各濃度鑭與尿素共施處理下受到明顯抑制，培養(yǎng)1天在各濃度鑭與尿素共施處理下均顯著低于單施尿素處理（P＜0.05），而且隨著鑭處理濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤脲酶和硝酸還原酶活性在100mg·kg-1鑭與尿素處理下呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，在鑭處理濃度＞100mg·kg-1下表現(xiàn)出先降低后上升的趨勢(shì)，在第3天達(dá)最低值且顯著低于單施尿素處理(P＜0.05);隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤蛋白酶、亞硝酸還原酶和過氧化氫酶活

8、性在各濃度鑭與尿素共施處理下，均表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，其中在100mg·kg-1鑭與尿素共施處理下，土壤脲酶和過氧化氫酶分別在培養(yǎng)第3和5天高于單施尿素處理，表現(xiàn)出促進(jìn)作用。稀土元素鈰處理對(duì)土壤中脲酶、蛋白酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和過氧化氫酶活性的變化特征與鑭處理相似，但是相同濃度鈰對(duì)酶的抑制作用更強(qiáng)。
　　(6)相關(guān)分析結(jié)果表明，pH與NH4+-N表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)關(guān)系(p＜0.01)，與NO3--N表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。NH4