刘旭翔，张邵佳俊，张 明，孙赫阳，邵佳伊，刘千惠，苗仲闻，赵薇
吉林建筑大学 市政与环境学院， 吉林长春 130118
[摘 要]再生水回用可有效补充水资源短缺的问题，但再生水残留污染物对土壤生境因素、酶活性、微生物群落多样性的之间相互关联是目前国内外学者研究的热点。本研究采用酶活性检测技术，进行酶活性、微生物群落多样性变迁检测。结果表明土壤中有机质、氮、磷、钾等因素呈现显著的相关性，导致氮素矿化、氮素生物有效性增强；变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门占主导地位。
[关键词]再生水回用；土壤；酶活性；微生物群落
1引言
再生水中残留的有机污染物、金属离子和盐分长久的累积，对土壤的酶活、微生物群落多样性的变迁、土壤的养分吸收、能量传递产生一定的影响[1]。土壤酶参与有机质分解的全过程，催化微生物的生命进程。由于酶活性与土壤理化性质、生物群落、存在一定的相关性，通过土壤酶活性的动态变化间接了解物质的转化和微生物群落的分布[2-3]。通过研究再生水回用对土壤群落结构、多样性变动，探明影响的功能微生物种群优势菌群，探讨与土壤酶活性、功能微生物之间的互作关系，为再生水安全、髙效回用的研究提供科学的依据。
2 材料与方法
2.1 样品采集与处理
试验分别于2019年09月10日—2019年10月28日和2020年6月01日-2020年08月28日在北方节水灌溉工程技术研究进行[3]。
2.2 再生水回用对酶活性与化学性质的影响
选用再生水灌溉土壤后，无菌采集的土样，加入PBS 缓冲液后经 0.2 μm滤膜过滤后，避光存储于-20℃冰箱内。按照参考文献的方法，进行酶活性与土壤生境因素相关的检测[4]。每个样品3 个平行性检测，同时，设立阴性对照和阳性对照组，确保实验的准确性。
2.3 再生水回用对土壤酶活性空间分布的影响结果
将无菌采集的土壤，按照试剂盒说明书的方法，提取基因后送到生物公司进行微生物群落多样性的检测[5]。
2.4 数据分析
采用 Microsoft Excel2013、DPS 14.50 进行数据处理和统计分析。
3结果与讨论
3.1 土壤酶活性的检测结果
土壤生物活性和肥力状况一直都是科学家们关注的热点，对比了不同滴灌带埋深条件下再生水0-50 cm深度土壤酶活性[6]。使用再生水回用、施肥的方法有效地改善土壤的环境，促进养分转化，提高土壤碱性憐酸酶、脲酶酶和蔗糖酶的活性。结果见表1。
表1 土壤酶活性的检测结果
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3.2 再生水回用后对土壤酶活性与生境因素间相关性的检测结果
再生水回用可能会提髙土壤的盐度、导致粘粒分散和降低水力传导度，其对水主环境的影响，对酶活性在土壤中的分布也可能不同[7]。本研究结果与国外学者一致，再生水回用有利于土壤养分转化、促进生物化学进程，有利于土壤酶活性的提高，土壤中有机质、氮、磷、钾等因素呈现显著的相关性。
表2土壤化学性质与酶活性相关性检测结果
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3.3 再生水回用对土壤微生物群落多样性的检测结果
微生物群落中,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria），占主导地位，总和超过 92.8%。土壤微生物群落中，优势类群及非优势类群的多度变化决定着群落结构的变化表征，再生水回用可促进微生物种群的数量、活性、结构和功能[8]。特别是再生水回用调控土壤有机质分解、释放大量矿质营养，提高土壤矿质养分水平具有重要关联。再生水回用导致变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门的丰度增加，抑制拟杆菌门、酸杆菌门的增长，导致氮素矿化、氮素生物有效性增强。检测结果见图1.
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4结论
4.1再生水回用显著提高土壤中脲酶、蔗糖酶的淀粉酶活性；酶活性与土壤中有机质、全氮、全磷、微生物和酸碱度存在显著相关性。
4.2再生水回用对土壤中芽单胞菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、厚壁菌门含量有较大的影响。
参考文献：
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[3]陈卫平,张煉铃,潘能,等.再生水灌概利用的生态风险研究进展[J].环境科学,2012,12:4070-4080
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[5]李久生,栗岩峰,起伟霞.喷灌与微灌水肥商效安全利用原理[M].北荒中国农业出版化,2015
[6]李平,樊向阳,齐学斌,等.加氯再生水交替灌概对tr壤氮素残留和马铃專大肠菌群影响[J].中国农学通报, 2013,29(7):82-87
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项目: 大学生创新创业训练计划项目(202010191117)