稳定性铯对土壤养分、酶活性与微生物群落功能多样性的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2024.08.014

草地学报 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (8): 2478-2483.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2024.08.014

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稳定性铯对土壤养分、酶活性与微生物群落功能多样性的影响

亓琳, 王晓凌, 赵威, 包云

河南科技大学农学院, 河南洛阳 471023

收稿日期:2023-12-26 修回日期:2024-03-08 发布日期:2024-09-07
通讯作者: 亓琳,E-mail:linqi@haust.edu.cn
作者简介:亓琳,女,汉族,河南洛阳人,博士,副教授,主要从事核素污染土壤的生态响应研究,E-mail:linqi@haust.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(317000367);中国农业科学院农田灌溉研究所开放基金(FIRI2019-02-0104);河南省自然科学基金(222300420147)资助

Effects of Stable Cesium on Soil Nutrient,Enzyme Activity and Microbial Community Functional Diversity

QI Lin, WANG Xiao-ling, ZHAO Wei, BAO Yun

Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan Province 471023, China

Received:2023-12-26 Revised:2024-03-08 Published:2024-09-07

摘要/Abstract

摘要： 铯(Cs)与钾(K)的化学行为极其相似，进入人体后的Cs大量聚集到肌肉和肝脏中。为研究稳定性铯-133(¹³³Cs)的生物毒性，本研究采用¹³³Cs，通过微宇宙培养试验，设置3个铯处理浓度：5 mg·kg^-1 Cs(CK)，100 mg·kg^-1 Cs(L)和500 mg·kg^-1 Cs(H)，研究了金属铯对土壤理化性质和微生物群落功能多样性和酶活性的影响。结果表明，Cs处理中有机质含量和速效钾与CK相比显著减少(P＜0.05)，在H处理中分别降低了13.54%和8.37%。Cs显著降低了转化酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性(P＜0.05)，且随着Cs浓度的增加，其抑制效应增强，在H处理中分别减少了21.1%，22.5%，22.6%和21.8%。Cs显著降低了Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数和碳源利用丰富度指数(P＜0.05)。以上结果表明金属铯污染显著降低土壤微生物群落的功能多样性，降低了土壤养分含量，抑制了土壤酶活性，该研究为¹³³Cs污染土壤的风险控制提供理论基础。

关键词: 铯, 土壤微生物, 土壤养分, 酶活性

Abstract: The chemical behaviour of cesium (Cs) is extremely similar to that of potassium (K),and Cs that enters the body will accumulate in muscle and liver. To study the biotoxicity of stable cesium-133 (¹³³Cs),in this research we used ¹³³Cs and set three cesium treatments in microcosm:5 mg·kg^-1 Cs (CK),100 mg·kg^-1 Cs (L) and 500 mg·kg^-1 Cs (H) to investigate the effects of cesium on the functional diversity and enzyme activity of soils. The results showed that organic matter content,and available potassium content in Cs treatment were significantly decreased compared with that of CK (P<0.05),and those in H treatment were decreased by 13.54%,and 8.37%,respectively. Cs significantly decreased the activities of invertase,phosphatase,urease and dehydrogenase (P<0.05),and the inhibitory effect was enhanced with the increase of Cs concentration. In H treatment,it was reduced by 21.1%,22.5%,22.6% and 21.8%,respectively. Shannon diversity index,Shannon evenness index and carbon source utilization richness index were significantly decreased by Cs (P<0.05). The above results showed that cesium metal pollution significantly reduced the functional diversity of soil microbial community,reduced soil nutrient content,and inhibited soil enzyme activity. This study provided a theoretical basis for the risk control of stable cesium contaminated soils.

Key words: cesium, soil microbial, soil nutrient, enzymatic activity

中图分类号:

亓琳, 王晓凌, 赵威, 包云. 稳定性铯对土壤养分、酶活性与微生物群落功能多样性的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(8): 2478-2483.

QI Lin, WANG Xiao-ling, ZHAO Wei, BAO Yun. Effects of Stable Cesium on Soil Nutrient,Enzyme Activity and Microbial Community Functional Diversity[J]. Acta Agrestia Sinica, 2024, 32(8): 2478-2483.

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