含磷鈍化劑對(duì)鎘污染農(nóng)田土壤酶活性的影響

吳春發(fā)　關(guān)浩然　張錦路　張宇

摘要：土壤酶活性是表征土壤修復(fù)成效的重要指標(biāo)，含磷鈍化劑是鎘污染農(nóng)田土壤常用的一類鈍化劑。因此，研究不同含磷鈍化劑對(duì)鎘污染農(nóng)田土壤酶活性的影響具有重要意義。本研究選用羥基磷灰石（HAP）、磷酸二氫鈣（MCP）和磷酸氫二鈉（DSP）3種典型含磷鈍化劑作為供試鈍化劑，對(duì)鎘污染農(nóng)田土壤開展了為期3個(gè)月的室內(nèi)鈍化修復(fù)試驗(yàn)，并測(cè)定了鎘化學(xué)形態(tài)、土壤基本理化性質(zhì)以及土壤脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶的活性。結(jié)果表明，3種含磷鈍化劑的添加不僅改變了土壤pH、陽離子交換量、總磷含量和有效磷含量，還促進(jìn)了土壤可交換態(tài)鎘向有機(jī)結(jié)合態(tài)鎘和殘?jiān)鼞B(tài)鎘轉(zhuǎn)化，降低了鎘的活性。其中，HAP具有更好的鈍化效果。HAP對(duì)脲酶活性有顯著的促進(jìn)作用，MCP對(duì)酸性磷酸酶活性和過氧化氫酶活性分別具有顯著促進(jìn)作用和抑制作用，DSP對(duì)脲酶和酸性磷酸酶的活性均有抑制作用。在所選土壤環(huán)境因子中，土壤pH和碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘含量這2個(gè)因子對(duì)供試土壤酶活性的影響相對(duì)較大。碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘含量與脲酶、蔗糖酶活性顯著負(fù)相關(guān)，鈍化處理可能通過降低碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘含量來提高脲酶、蔗糖酶活性;土壤pH與酸性磷酸酶活性極顯著負(fù)相關(guān)，與過氧化氫酶活性極顯著正相關(guān)，鈍化處理可能主要通過降低（提高）pH來促進(jìn)（抑制）土壤酸性磷酸酶活性，主要通過提高（降低）pH來促進(jìn)（抑制）過氧化氫酶活性。從鈍化效率和對(duì)土壤酶活性影響的角度綜合考慮，HAP比MCP、DSP更適合用于輕度鎘污染農(nóng)田土壤的鈍化修復(fù)。

關(guān)鍵詞：含磷鈍化劑;鈍化修復(fù);鎘污染;土壤酶活性

中圖分類號(hào)：X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2022）02-0361-08

Effects of phosphorus-containing passivators on enzyme activity in cadmium-contaminated agricultural soils

WU Chun-fa，GUAN Hao-ran，ZHANG Jin-lu，ZHANG Yu

（College of Applied Meteorology， Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing 210044， China）

Abstract：Soil enzyme activity is an important indicator to characterize the effectiveness of soil remediation， and phosphorus （P）-containing passivators are commonly used in cadmium （Cd）-contaminated farmland soils. Therefore， it is of great significance to study the effects of P-containing passivators on enzyme activity in Cd-contaminated agricultural soils. Three typical P-containing passivators including hydroxyapatite （HAP）， calcium dihydrogen phosphate （MCP） and disodium hydrogen phosphate （DSP） were chosen as passivators for Cd-contaminated agricultural soils in a three-month indoor incubation experiment. Soil enzymes （urease， acid phosphatase， catalase and sucrase） activities， chemical forms of Cd and some physicochemical properties were determined. The results indicated that the application of three passivators altered soil pH， cation exchange capacity （CEC）， total P content and available P content， and promoted the transformation from exchangeable Cd （CdEx）to Cd bound to organic matter （CdOM） and residual Cd （CdRes）， resulting in the decrease of availability of Cd. In addition， HAP had a better passivation effect than MCP and DSP. HAP significantly enhanced soil urease activity， and MCP significantly enhanced soil acid phosphatase activity and descended soil catalase activity， while soil urease and acid phosphatase activities were decreased by DSP. Two soil factors， soil pH and the content of Cd bound to carbonates （CdCar）， had relatively greater effects than other factors on soil enzyme activities. The content of CdCar was significantly negatively correlated with the activities of soil urease and sucrase， and passivation treatment might improve urease and sucrase activities by reducing CdCar content. The stimulated activities of soil acid phosphatase and catalase were probably attributed to the decreased and elevated pH respectively， which had negative correlation with the former and positive correlation with the latter. Therefore， HAP is more suitable for slightly Cd-contaminated agricultural soils than MCP and DSP according to passivation efficiency and soil enzyme activity.

Key words：phosphorus-containing passivators;passivation remediation;cadmium contamination;soil enzyme activity

江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2022年第38卷第2期

吳春發(fā)等：含磷鈍化劑對(duì)鎘污染農(nóng)田土壤酶活性的影響

鎘作為農(nóng)田土壤中常見的重金屬污染物，具有較強(qiáng)的遷移能力和生物毒性，對(duì)中國(guó)的糧食安全和人類健康構(gòu)成重大威脅[1-3]。通過添加鈍化劑進(jìn)行的鈍化修復(fù)技術(shù)可有效降低土壤中鎘等重金屬的遷移能力和生物可利用程度，具有修復(fù)周期短、修復(fù)效率高、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)[4-5]，在農(nóng)田土壤鎘污染修復(fù)中受到一致好評(píng)[6-7]。在重金屬污染土壤的鈍化修復(fù)中，含磷鈍化劑不僅可以明顯降低鎘的有效性，還可以作為磷肥促進(jìn)作物增產(chǎn)，已大范圍投入應(yīng)用。含磷鈍化劑種類較多，主要包括含磷礦物、磷肥、磷酸鹽、有機(jī)-無機(jī)復(fù)合含磷材料等[8]，而羥基磷灰石（HAP）、磷酸二氫鈣（MCP）和磷酸氫二鈉（DSP）是農(nóng)田土壤鈍化修復(fù)中較為常見的含磷鈍化劑。其中，羥基磷灰石是一種具有特殊理化性質(zhì)的磷灰石族礦物，對(duì)鎘等重金屬離子具有明顯的吸附固定作用;磷酸二氫鈣是一種水溶液呈酸性的微溶性無機(jī)磷酸鹽，磷酸氫二鈉是一種水溶液呈弱堿性的可溶性無機(jī)磷酸鹽，二者均可直接與鎘離子形成難溶性沉淀，并促進(jìn)土壤顆粒對(duì)鎘的吸附固定[9-11]。有研究結(jié)果表明，HAP、MCP和DSP這3種鈍化劑對(duì)土壤中重金屬具有良好的鈍化性能[12-14]。

土壤酶在土壤內(nèi)部眾多化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用，酶活性是其催化能力和化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)[15]。其中，蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和過氧化氫酶是土壤中常見的4種酶，它們與土壤碳、氮、磷元素循環(huán)以及土壤氧化還原能力關(guān)系密切[16-17]，可作為評(píng)價(jià)土壤肥力和土壤質(zhì)量的依據(jù)[18-20]。此外，土壤酶活性還受重金屬污染的影響[21-22]，能夠有效反映出土壤重金屬污染修復(fù)效果[23-24]。迄今為止，重金屬污染與土壤酶活性的關(guān)系以及修復(fù)技術(shù)對(duì)重金屬污染土壤酶活性的影響[25-27]得到了不少學(xué)者的關(guān)注，但有關(guān)不同含磷鈍化劑如何影響重金屬污染農(nóng)田土壤酶活性的系統(tǒng)研究還少有報(bào)道。因此，本研究擬以輕度鎘污染農(nóng)田土壤為供試土壤，選擇HAP、MCP和DSP3種典型的含磷鈍化劑作為供試鈍化劑，通過室內(nèi)鈍化培養(yǎng)試驗(yàn)，探究 不同含磷鈍化劑對(duì)土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶活性的影響，以期為農(nóng)田土壤鎘污染鈍化修復(fù)中含磷鈍化劑的篩選提供決策支持。

1材料與方法

1.1供試材料

供試土壤為潴育型水稻土，采自江蘇省蘇州市某鎘污染農(nóng)田的耕作層（31.4°N，121.1°E）。采集的土樣在通風(fēng)條件下自然風(fēng)干，剔除雜質(zhì)后粉碎過孔徑2 mm尼龍篩備用。經(jīng)分析測(cè)定，供試土壤pH為6.87，有機(jī)質(zhì)含量為38.40 g/kg，總鎘含量達(dá)1.00 mg/kg，超過農(nóng)用地（水田）土壤鎘污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值66.7%，屬于輕度鎘污染。試驗(yàn)所用3種含磷鈍化劑分別為羥基磷灰石（分析純;上海源葉生物科技有限公司產(chǎn)品）、磷酸二氫鈣（分析純;國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品）和磷酸氫二鈉（分析純;上海畢得醫(yī)藥科技有限公司產(chǎn)品）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

稱取12份供試土壤，每份100 g，按照3份一組將12份供試土壤隨機(jī)分成4組，分別裝入500 ml燒杯中。本試驗(yàn)中3種含磷鈍化劑大致按鎘污染土壤質(zhì)量的1%并適當(dāng)參考其摩爾質(zhì)量進(jìn)行添加[28-30]，具體添加量見表1。按照HAP、MCP和DSP的添加量各稱取3份，分別添加到隨機(jī)抽取的1組3份裝有供試土壤的燒杯中，用玻璃棒攪拌并確保鈍化劑與供試土壤混合均勻，并分別記為HAP組、MCP組和DSP組;剩下1組不添加任何物質(zhì)作為對(duì)照組（CK）。向每個(gè)燒杯中添加等量去離子水，確保土層上面有2.0～3.0 cm水層?，F(xiàn)有研究的室內(nèi)鈍化培養(yǎng)試驗(yàn)大多培養(yǎng)2～3個(gè)月[31-33]，本研究室內(nèi)鈍化培養(yǎng)試驗(yàn)培養(yǎng)3個(gè)月。培養(yǎng)期間土壤含水量維持在70%～80%，為避免水分蒸發(fā)速度過快并允許氣體交換，燒杯口用保鮮膜封住，并用注射器針頭在膜的正中央等間距扎出25個(gè)（5×5）直徑為0.7 mm的圓孔，置于恒溫培養(yǎng)箱（25 ℃±3 ℃）中培養(yǎng)。培養(yǎng)結(jié)束后將燒杯中的土壤取出，自然風(fēng)干，粉碎過孔徑2 mm尼龍篩，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3分析測(cè)試方法

供試土壤經(jīng)0.01 mol/L的CaCl2溶液浸提后，用校正后的pH計(jì)（PHS-25型）測(cè)定土壤pH;采用外加熱-重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量;采用半微量開氏法測(cè)定土壤全氮含量;采用雙酸消煮-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷含量;采用NaHCO3法測(cè)定土壤有效磷含量;采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量;采用乙酸銨交換法測(cè)定土壤陽離子交換量[34]。

土壤樣品研磨過60目篩，用硝酸、氫氟酸和高氯酸提取后，利用Agilent 7900型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定鎘全量。土壤中不同化學(xué)形態(tài)鎘采用改進(jìn)的連續(xù)浸提法[35]進(jìn)行提取，然后使用AA-1800H型石墨爐原子吸收光譜儀分別測(cè)定5種形態(tài)鎘的含量。

土壤脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定，以測(cè)定培養(yǎng)24 h后1 g土樣產(chǎn)生的NH3-N質(zhì)量（mg）表示脲酶活性（mg/g）;用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定土壤酸性磷酸酶活性，以測(cè)定培養(yǎng)24 h后1 g土樣釋放的苯酚質(zhì)量（mg）表示酸性磷酸酶活性（mg/g）;用高錳酸鉀滴定法測(cè)定土壤過氧化氫酶活性，以測(cè)定培養(yǎng)20 min后1 g土樣消耗的H2O2的質(zhì)量（mg）表示過氧化氫酶活性（mg/g）;采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定土壤蔗糖酶活性，以測(cè)定培養(yǎng)24 h后1 g土樣生成的葡萄糖質(zhì)量（mg）表示蔗糖酶活性（mg/g）[36]。

1.4數(shù)據(jù)處理

不同含磷鈍化劑處理間土壤基本理化性質(zhì)、鎘化學(xué)形態(tài)以及酶活性的差異顯著性，采用單因素方差分析（ANOVA），并使用最小顯著性差異法（LSD）進(jìn)行多重比較。

采用Pearson相關(guān)性分析和通徑分析，分析土壤基本理化性質(zhì)、鎘化學(xué)形態(tài)與酶活性之間的關(guān)系。

參照崔雪梅等[37]的研究方法，定量比較不同含磷鈍化劑對(duì)4種酶活性的綜合影響，利用主成分分析中各因子所在主成分和權(quán)重差異的思路比較不同鈍化處理對(duì)4種酶整體活性的影響。

以上單因素方差分析、主成分分析、相關(guān)性分析和通徑分析均在IBM SPSS（version 23.0）軟件中完成。

2結(jié)果與分析

2.1不同鈍化劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

表2顯示，HAP組和DSP組的土壤pH顯著高于CK，而MCP組土壤pH顯著低于CK。MCP組和DSP組土壤陽離子交換量（CEC）顯著高于CK，并且MCP組土壤CEC比DSP組高。與CK相比，3種含磷鈍化劑處理組土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量無顯著變化，但全磷含量和有效磷含量明顯提高。此外，HAP組的速效鉀含量顯著高于其他處理組。

HAP在土壤中的溶解會(huì)消耗H+，同時(shí)HAP顆粒表面的OH-會(huì)被土壤中的F-和Cl-取代，從而大量釋放，導(dǎo)致土壤pH升高[38];DSP是一種強(qiáng)堿弱酸鹽，易水解產(chǎn)生OH-，從而導(dǎo)致土壤pH升高;MCP組土壤pH下降可能與其溶解生成磷酸鈣的同時(shí)產(chǎn)生了磷酸有關(guān)[39-40]。MCP和DSP憑借較好的水溶性致使土壤中交換性鈣、鈉離子增加量明顯大于交換性鎘離子的減少量，進(jìn)而使土壤CEC顯著升高;HAP組土壤CEC的下降可能與HAP微溶于水致使土壤中交換性鈣離子增加量低于交換性鎘離子的減少量有關(guān)。不同處理組土壤有效磷含量的差異可能受鈍化劑的添加水平、磷含量、溶解性以及土壤酸堿性影響[41-42]。此外，HAP組速效鉀含量顯著增加，這可能是鈍化劑羥基磷灰石本身含有的鉀元素進(jìn)入土壤所致[43]。

2.2不同鈍化劑對(duì)土壤鎘化學(xué)形態(tài)的影響

圖1顯示，HAP組和DSP組土壤可交換態(tài)鎘（CdEx）含量顯著低于MCP組和CK，各組CdEx含量遵循HAP<DSP<MCP<CK。HAP組碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘（CdCar）含量顯著低于MCP組和DSP組。此外，3種含磷鈍化劑處理組土壤有機(jī)結(jié)合態(tài)鎘（CdOM）和殘?jiān)鼞B(tài)鎘（CdRes）含量均顯著高于CK。土壤中Cd的不同賦存形態(tài)在一定程度上反映了其溶解遷移能力和生物有效性[44]，其中CdEx具有較強(qiáng)的移動(dòng)性和有效性，CdCar、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)鎘（CdFeOx+MnOy）和CdOM具有潛在有效性，而CdRes則不具備有效性[35]。HAP組的CdEx含量最低，并且CdCar含量顯著低于MCP和DSP組，這表明HAP具有更好的鈍化效果。

3種含磷鈍化劑均降低了土壤CdEx的含量，并使CdOM和CdRes的含量顯著增加，這表明含磷鈍化劑可顯著降低鎘的移動(dòng)能力。3種含磷鈍化劑在土壤中溶解后釋放的磷酸根與土壤中的Cd2+發(fā)生了吸附、沉淀等作用，使土壤CdEx含量下降。HAP與DSP的添加顯著提高了土壤pH，使土壤膠體和有機(jī)物顆粒表面產(chǎn)生更多的負(fù)電荷，進(jìn)一步增大了鎘的吸附量[28];MCP的添加顯著降低了土壤pH，從而減弱了土壤對(duì)鎘的吸附，這可能是HAP與DSP處理組CdEx含量低于MCP處理組的原因。此外，HAP對(duì)土壤中鎘的固定作用還包括離子交換和重結(jié)晶過程中鎘與鈣的共沉淀[45]，這些作用進(jìn)一步提升了HAP的鈍化效果。

2.3不同處理組土壤酶活性差異

圖2顯示，與對(duì)照相比，HAP組脲酶活性顯著提高，而DSP組脲酶活性則顯著降低。MCP和DSP分別對(duì)酸性磷酸酶活性產(chǎn)生了顯著促進(jìn)和顯著抑制作用。與對(duì)照相比，HAP組和DSP組的過氧化氫酶活性無顯著變化，而MCP組的過氧化氫酶活性顯著降低。此外，HAP組蔗糖酶活性顯著高于DSP組。整體來看，3種含磷鈍化劑對(duì)蔗糖酶活性雖有不同程度的影響，但與CK組相比均無顯著差異。

對(duì)4種土壤酶活性進(jìn)行主成分提取（表3），2個(gè)主成分的表達(dá)式分別為：

Y1=0.289X1+0.375X2-0.213X3+0.362X4

Y2=0.550X1-0.164X2+0.702X3+0.144X4

式中，Y1、Y2表示土壤酶整體活性;X1～X4分別表示脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶活性。利用4種酶活性的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)計(jì)算Y1和Y2的得分Q1和Q2，并參考主成分的方差貢獻(xiàn)率，通過加權(quán)計(jì)算出總得分Q。4種土壤酶活性綜合得分表達(dá)式為：

Q=0.624Q1+0.296Q2

由總得分公式計(jì)算各處理下酶活性的綜合得分并進(jìn)行排序，結(jié)果（表4）表明，不同含磷鈍化劑對(duì)所選土壤酶活性有不同影響，HAP和MCP提高了4種酶的整體活性，其中HAP處理后4種酶的整體活性最高，而DSP則降低了4種酶的整體活性。不同鈍化處理組中4種酶的整體活性遵循HAP>MCP>DSP。此外，與對(duì)照相比，HAP處理中4種酶的活性均有不同程度的提高（圖2），因此，在3種含磷鈍化劑中，HAP最有利于輕度鎘污染農(nóng)田土壤酶活性的恢復(fù)。

2.4土壤環(huán)境因子與酶活性的關(guān)系

土壤部分環(huán)境因子與土壤酶活性的相關(guān)性分析結(jié)果（表5）表明，脲酶活性與CEC、有效磷含量、CdCar含量顯著負(fù)相關(guān)，與CdRes含量顯著正相關(guān)。酸性磷酸酶活性與土壤pH、CdOM含量顯著負(fù)相關(guān)。過氧化氫酶活性與土壤pH和CEC分別表現(xiàn)出顯著正相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)。蔗糖酶活性與CdCar含量顯著負(fù)相關(guān)。

進(jìn)一步比較與酶活性相關(guān)性較強(qiáng)的土壤環(huán)境因子對(duì)酶活性影響的大小，部分環(huán)境因子與4種酶活性的通徑分析結(jié)果（表6）顯示，在所選5種環(huán)境因子中，CdCar含量對(duì)脲酶活性的直接影響不大，但因子間的間接通徑系數(shù)之和的絕對(duì)值卻最大，這表明CdCar含量是影響脲酶活性的主要因素，其對(duì)脲酶活性表現(xiàn)為間接影響。土壤pH對(duì)酸性磷酸酶活性和過氧化氫酶活性的直接通徑系數(shù)絕對(duì)值和通徑系數(shù)總和絕對(duì)值均最大，說明pH主要對(duì)這2種酶活性表現(xiàn)出直接影響力。此外，與其余4種因子相比，CdCar含量對(duì)蔗糖酶活性表現(xiàn)出較強(qiáng)的直接作用，其可能是影響蔗糖酶活性的主要因素。

現(xiàn)有研究結(jié)果表明，土壤酶活性受土壤pH、土壤肥力和有效態(tài)鎘的影響，高肥力土壤中的酶活性往往較高，而有效態(tài)鎘可抑制土壤酶發(fā)揮作用[15]。在本研究中，與對(duì)照相比，鈍化劑的添加明顯提高了土壤磷素含量，但MCP、DSP處理后土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量均無顯著變化，說明供試土壤的主要肥力因子可能不是影響酶活性的主要因素，并且相關(guān)性分析和通徑分析結(jié)果進(jìn)一步顯示土壤pH和CdCar含量可能是影響酶活性的主要因素。此外，CdEx含量和CdCar含量對(duì)脲酶活性有抑制作用，且脲酶在中性土壤中具有更高的活性[9]。因此，HAP處理可能是通過降低CdCar含量來影響其他環(huán)境因子，進(jìn)而間接提高脲酶活性，并且HAP處理后中性的土壤pH環(huán)境可進(jìn)一步促進(jìn)脲酶活性。MCP和DSP的添加顯著改變了土壤酸性磷酸酶活性，這可能與MCP、DSP的添加顯著改變了土壤pH有關(guān)。此外，pH與酸性磷酸酶活性顯著負(fù)相關(guān)，這與Dick等[46]研究結(jié)果相符，且pH對(duì)酸性磷酸酶活性表現(xiàn)出直接影響，這說明鈍化處理可能主要通過改變供試土壤的pH來直接影響酸性磷酸酶活性。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)，外源添加的磷酸鹽可直接通過減少植物根系和土壤微生物合成、分泌酸性磷酸酶來降低其活性[47]。然而，pH與過氧化氫酶活性顯著正相關(guān)，這Wu等[23]研究結(jié)果一致，并且在5種環(huán)境因子中其對(duì)過氧化氫酶活性表現(xiàn)出直接影響，這說明MCP處理可能主要通過降低土壤pH直接抑制了過氧化氫酶的活性。此外，CdCar含量對(duì)蔗糖酶活性的影響表現(xiàn)在直接影響上，含磷鈍化劑可能是通過降低CdCar含量提高蔗糖酶活性，這可能是造成HAP組蔗糖酶活性顯著高于DSP組的原因。

3結(jié)論

3種含磷鈍化劑的添加改變了土壤pH、CEC、全磷含量、有效磷含量及鎘形態(tài)特征，HAP處理降低土壤CdEx含量效果最優(yōu)，且其CdCar含量顯著低于MCP和DSP處理組，HAP具有更好的鈍化效果。

土壤pH和CdCar含量是對(duì)供試土壤酶活性影響較大的2個(gè)主要因素，HAP處理可能通過降低CdCar含量間接提高土壤脲酶活性;MCP、DSP處理可能主要通過改變土壤pH，分別對(duì)土壤酸性磷酸酶的活性產(chǎn)生促進(jìn)作用和抑制作用，分別對(duì)過氧化氫酶的活性產(chǎn)生抑制作用和促進(jìn)作用;鈍化處理還可能通過降低CdCar含量來緩解對(duì)蔗糖酶的抑制。

鈍化劑處理后，HAP處理組4種酶活性均有不同程度的提高，從鈍化效果和土壤酶活性的角度考慮，HAP比MCP、DSP更適合用于輕度鎘污染農(nóng)田土壤的鈍化修復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]ADAMS M L， ZHAO F J， MCGRATH S P， et al. Predicting cadmium concentrations in wheat and barley grain using soil properties[J]. Journal of Environmental Quality， 2004， 33（2）： 532-541.

[2]BRUS D J， LI Z B， SONG J， et al. Predictions of spatially averaged cadmium contents in rice grains in the Fuyang valley， PR China[J]. Journal of Environmental Quality， 2009， 38（3）： 1126-1136.

[3]TANG X， LI Q， WU M， et al. Review of remediation practices regarding cadmium-enriched farmland soil with particular reference to China[J]. Journal of Environmental Management， 2016， 181： 646-662.

[4]胡紅青，黃益宗，黃巧云，等. 農(nóng)田土壤重金屬污染化學(xué)鈍化修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2017， 23（6）： 1671-1685.

[5]劉夢(mèng)麗，蔣明，李博，等. 農(nóng)田土壤鎘污染鈍化修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2018， 33（2）： 350-359.

[6]張迪，丁愛芳. 組配鈍化劑對(duì)鎘鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)效果研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2018， 37（12）： 2718-2726.

[7]李劍睿，徐應(yīng)明，林大松，等. 水分調(diào)控和鈍化劑處理對(duì)水稻土鎘的鈍化效應(yīng)及其機(jī)理[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2014， 33（7）： 1316-1321.

[8]丁淑芳，謝正苗，吳衛(wèi)紅，等. 含磷物質(zhì)原位化學(xué)鈍化重金屬污染土壤的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 40（35）： 17093-17097.

[9]CUI H B， ZHOU J， ZHAO Q G， et al. Fractions of Cu， Cd， and enzyme activities in a contaminated soil as affected by applications of micro- and nanohydroxyapatite[J]. Journal of Soils and Sediments， 2013， 13（4）： 742-752.

[10]雷鳴，曾敏，胡立瓊，等. 不同含磷物質(zhì)對(duì)重金屬污染土壤-水稻系統(tǒng)中重金屬遷移的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2014， 34（6）： 1527-1533.

[11]陳盾，王小兵，汪曉麗，等. 鎘污染紅壤的鈍化劑篩選及鈍化效果[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)， 2020， 36（1）： 115-120.

[12]CUI H B， YANG X， XU L， et al. Effects of goethite on the fractions of Cu， Cd， Pb， P and soil enzyme activity with hydroxyapatite in heavy metal-contaminated soil[J]. RSC Advances， 2017， 7（72）： 45869-45877.

[13]付煜恒，張惠靈，王宇，等. 磷酸鹽對(duì)鉛鎘復(fù)合污染土壤的鈍化修復(fù)研究[J]. 環(huán)境工程， 2017， 35（9）： 176-180.

[14]CAO X D， WAHBI A， MA L， et al. Immobilization of Zn， Cu， and Pb in contaminated soils using phosphate rock and phosphoric acid[J]. Journal of Hazardous Materials， 2009， 164（2）： 555-564.

[15]李楠. 重金屬形態(tài)與土壤酶活性關(guān)系研究[D]. 西安： 西安科技大學(xué)， 2015.

[16]杜志敏，郝建設(shè)，周靜，等. 四種改良劑對(duì)銅和鎘復(fù)合污染土壤的田間原位修復(fù)研究[J]. 土壤學(xué)報(bào)， 2012， 49（3）： 508-517.

[17]陳芬，余高，譚杰斌，等. 生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑對(duì)油菜生育期土壤酶活性的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2020， 61（1）： 32-33，36.

[18]王琪，張永波，賈亞敏，等.有機(jī)肥和生物炭對(duì)重金屬污染農(nóng)田土壤肥力的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（1）：263-267.

[19]高晶霞，吳雪梅，牛勇琴，等. 辣根素水乳劑對(duì)連作辣椒生長(zhǎng)及土壤酶活性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，37（1）：116-120.

[20]邱全敏，羅東林，羅樂洋，等. 施用土壤pH改良劑對(duì)弱堿性荔枝園土壤性質(zhì)及荔枝生長(zhǎng)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，51（7）：1545-1552.

[21]BLASER P， ZIMMERMANN S， LUSTER J， et al. Critical examination of trace element enrichments and depletions in soils： As， Cr， Cu， Ni， Pb， and Zn in Swiss forest soils[J]. Science of the Total Environment， 2000， 249： 257-280.

[22]張?jiān)伱?，周?guó)逸，吳寧. 土壤酶學(xué)的研究進(jìn)展[J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)， 2004，12 （1）： 83-90.

[23]WU W C， WU J H， LIU X W， et al. Inorganic phosphorus fertilizer ameliorates maize growth by reducing metal uptake， improving soil enzyme activity and microbial community structure[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety， 2017， 143： 322-329.

[24]陳彥芳，曹柳，馬建華，等. 土壤重金屬?gòu)?fù)合污染鈍化修復(fù)對(duì)酶活性的影響[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 50（1）： 1-10.

[25]孟慶峰，楊勁松，姚榮江，等. 單一及復(fù)合重金屬污染對(duì)土壤酶活性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)， 2012， 21（3）： 545-550.

[26]王巧紅，董金霞，張君，等. Cd污染對(duì)3種類型土壤酶活性及Cd形態(tài)分布的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017， 35（3）： 339-344.

[27]LIU M H， CHE Y Y， WANG L Q， et al. Rice straw biochar and phosphorus inputs have more positive effects on the yield and nutrient uptake of lolium multiflorum than arbuscular mycorrhizal fungi in acidic Cd-contaminated soils[J]. Chemosphere， 2019， 235： 32-39.

[28]XU Y P， SCHWARTZ F W， TRAINA S J. Sorption of Zn2+ and Cd2+ on hydroxyapatite surfaces[J]. Environmental Science & Technology， 1994， 28（8）： 1472-1480.

[29]HAMID Y， TANG L， LU M， et al. Assessing the immobilization efficiency of organic and inorganic amendments for cadmium phytoavailability to wheat[J]. Journal of Soils and Sediments， 2019， 19（11）： 3708-3717.

[30]ZENG X X， XU H， LU J J， et al. The immobilization of soil cadmium by the combined amendment of bacteria and hydroxyapatite[J]. Scientific Reports， 2020， 10（1）： 2189.

[31]LU A X， ZHANG S Z， SHAN X Q. Time effect on the fractionation of heavy metals in soils[J]. Geoderma， 2005， 125（3）： 225-234.

[32]RAJAIE M， KARIMIAN N， MAFTOUN M， et al. Chemical forms of cadmium in two calcareous soil textural classes as affected by application of cadmium-enriched compost and incubation time[J]. Geoderma， 2006， 136（3）： 533-541.

[33]WU C F， YANG S H， ZHANG H B， et al. Chemical forms of cadmium in a calcareous soil treated with different levels of phosphorus-containing acidifying agents[J]. Soil Research， 2015， 53（1）： 105-111.

[34]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2000： 30-163.

[35]TESSIER A P， CAMPBELL P C， BISSON M X. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals[J]. Analytical Chemistry， 1979， 51（7）： 844-851.

[36]李振高，駱永明，滕應(yīng). 土壤與環(huán)境微生物研究法[M]. 北京： 科學(xué)出版社， 2008：155-166.

[37]崔雪梅，郭海如，李春生，等. 基于主成分分析的油菜幼苗鋁毒機(jī)制研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2016， 45（5）： 52-55.

[38]劉弘禹，張玉杰，陳寧怡，等. 羥基磷灰石表面特性差異對(duì)重金屬污染土壤固化修復(fù)的影響[J].環(huán)境化學(xué)，2018，37（9）：1961-1970.

[39]SESHADRI B， BOLAN N S， WIJESEKARA H， et al. Phosphorus-cadmium interactions in paddy soils[J]. Geoderma， 2016， 270： 43-59.

[40]ZHU H， WU C F， WANG J， et al. The effect of simulated acid rain on the stabilization of cadmium in contaminated agricultural soils treated with stabilizing agents[J]. Environmental Science and Pollution Research， 2018， 25（18）： 17499-17508.

[41]邢維芹，張純青，周冬，等. 磷酸鹽、石灰和膨潤(rùn)土降低冶煉廠污染石灰性土壤重金屬活性的研究[J]. 土壤通報(bào)， 2019， 50（5）： 1245-1252.

[42]吳求剛，王彥君，趙恒，等. 淹水條件下赤鐵礦對(duì)羥基磷灰石鈍化土壤銅鎘的影響[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)， 2020， 36（6）： 796-802.

[43]崔紅標(biāo)，何靜，吳求剛，等. 不同粒徑羥基磷灰石對(duì)污染土壤銅鎘磷有效性和酶活性的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 2017， 30（7）： 1146-1153.

[44]NAIDU R， KOOKANA R S， SUMNER M E， et al. Cadmium sorption and transport in variable charge soils： A review[J]. Journal of Environmental Quality， 1997， 26： 602-617.

[45]GRAY C W， MCLAREN R G， ROBERTS A C， et al. Sorption and desorption of cadmium from some New Zealand soils： effect of pH and contact time[J]. Soil Research， 1998， 36（2）： 199-216.

[46]DICK W A， CHENG L， WANG P. Soil acid and alkaline phosphatase activity as pH adjustment indicators[J]. Soil Biology & Biochemistry， 2000， 32（13）： 1915-1919.

[47]馮慧芳，余明，薛立. 外源性氮磷添加及林分密度對(duì)大葉相思林土壤酶活性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2020， 40（14）： 4894-4902.

（責(zé)任編輯：王妮）

收稿日期：2021-06-06

基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201910300039Z）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2019YFC1804704）

作者簡(jiǎn)介：吳春發(fā)（1978-），男，安徽池州人，博士，副研究員，主要從事環(huán)境污染與修復(fù)研究。（E-mail）wchf1680@sina.com