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作 者 ：孙雪姣 徐婷婷 叶海冬 都李萍 应 杰 章晓凝 李 鑫 张崇邦

期 刊 ：植物营养与肥料学报 2014年 20卷 5期 页码：1311-1317

关键词：垂直流模拟湿地；细菌；链霉素；酶活性；生化作用；

Keywords:vertical flow simulated wetland, bacteria, streptomycin, enzyme activity, biochemical transformation,

摘 要 ：【目的】细菌被认为是人工湿地中最重要的微生物成分，因为湿地中的一些生化过程均与细菌群落有关。然而，这一结论都是通过将细菌群落动态与湿地具体生化过程和废水净化效率进行比较得出的，因而是间接的，直接证据尚缺乏。本研究试图通过国际上通用的选择性抑制手段，再结合细菌数量、酶活性和生化过程分析，进一步认识细菌在人工湿地中的重要性。【方法】本研究依托垂直流模拟人工湿地进行。湿地从上至下，顺序地填充细砂（直径1~2 mm）、粗砂（直径6~12 mm）和石块（直径50~120 mm）3种填料。植物为香附子 （Cyperu srotundus L.）。废水为来自养猪场的排出液，废水灌溉采用间歇方式进行。废水的滞留时间为7 d，排空时间为0.5 d。共设置6个浓度的硫酸链霉素处理（0、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5和3.0 mg/kg沙子），调查了硫酸链霉素处理浓度与湿地填料中细菌数量、 酶活性和生化作用之间的关系。细菌数量用平板计数法测定，纤维素酶、 β-葡糖糖苷酶、 蔗糖酶、 蛋白酶、 脲酶、 硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性采用常规的酶学方法分析；纤维素降解作用、 氨化作用、 硝化作用、 反硝化作用、 有机磷降解作用和无机磷转化作用用室内培养—分光光度法测定。【结果】随着硫酸链霉素处理浓度的增加，CMC纤维素酶、 β-葡糖糖苷酶和蛋白酶活性未发生明显改变（P>0.05），而细菌数量、 脲酶、 硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性却显著下降（P<0.05）。在6种生化作用中，除了纤维素降解作用和无机磷转化作用没有发生显著变化外（P>0.05），其余4种生化作用（氨化作用、 硝化作用、 反硝化作用和有机磷降解作用）均随着硫酸链霉素浓度的增加而显著下降（P<0.05）。主成分分析表明， 生化作用的总体变化清楚地区分了链霉素的不同浓度 (P < 0.05)，而酶活性的总体变化则未能区分。【结论】本研究突出了细菌在人工湿地氮和有机磷转化方面的重要性，因为细菌的逐渐抑制导致了与氮和磷循环有关的酶以及生化作用的显著降低。另一方面，还发现土壤生化作用的总体变化对链霉素的浓度梯度比酶活性敏感，这一规律是否具有普遍性还需进一步验证。

Abstract:In order to understand further the roles that bacteria plays in constructed wetlands, the vertical flow microcosms were established in the current study, and six treatment gradients of sulfate streptomycin were applied into microcosms (0, 1, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 mg/kg sand) to investigated the relationships between the bacterial removal and enzyme activities or and compound transformations. Results indicated that CMC-cellulase, β-glucosidase and protease activities did not change with the bacterial gradual removal (P > 0.05), but urease, nitrate reductase and acid phosphatase activities significantly decreased (P < 0.05). Also it was more interesting that invertase activity significantly increased with the bacterial gradual removal (P < 0.05). Among six biochemical processes, except for cellulose decomposition and inorganic phosphorus transformation did not change with the bacterial gradual removal (P > 0.05), the remaining four biochemical processes such as ammonification, nitrification, denitrification and organic phosphorus decomposition significantly decreased (P < 0.05). Principal components analyses showed that the total change in compound transformations clearly distinguished from the microcosms treated with streptomycin (P < 0.05), but the total change in enzyme activities did not.

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