AbstractThis study focused on the p

Abstract

This study focused on the potential of using soil microbial biomass, enzyme and mineralization activities involved in organic C, N and P turnover, to evaluate the quality of a subtropical agricultural soil affected by long-term acid metal stress. Fractions of C, N and P involved in soil organic matter, microbial biomass and mineralization processes were estimated. Total enzyme activity (FDA) and eight hydrolase activities (xylanase, amylase, β-glucosidase, invertase, N-acteyl-glucosaminidase, urease, alkaline and acid phosphatases) in different decomposition stages of organic C, N and P were selected to characterize the soil functional diversity. These biological datasets were compared with soil metal variables (total contents and free and ligand-complexed ions of Cu, Pb, Zn, Cd, Al and Mn), using principal component analyses, co-inertia and discriminant analyses. The multiple statistics indicate that the metal variables were significantly related with not only general biological factors, but also respective datasets of biomass, enzyme activities and mineralization rates (all P < 0.001). In general, metal variables were inversely related to parameters and indices of microbial biomass C, N and P, FDA and C-related polysaccharidase and heterosidase activities, and P mineralization. As comparison, metal variables exhibited positive relationships with parameters and indices of N-related N-acteyl-glucosaminidase, urease, ammonification, total N mineralization and metabolic quotient, compared with inhibited nitrification. Specifically, free and complexed metal cations showed higher bioavailability than total contents in most cases. Cu, Pb, Al and Mn had different ecotoxicological impacts than Cd and Zn did. Stepwise regression models demonstrated that metal variables are key stress factors, but most of them excluded soil pH. Furthermore, spatial distribution in land uses and of sampling sites clearly separated the soil samples in these models (P < 0.001). We conclude that such a statistical analysis of microbiological and biochemical indices can provide a reliable and comprehensive indication of changes in soil quality and organic nutrient cycling, after exposure to long-term acid metal stress.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อThis study focused on the potential of using soil microbial biomass, enzyme and mineralization activities involved in organic C, N and P turnover, to evaluate the quality of a subtropical agricultural soil affected by long-term acid metal stress. Fractions of C, N and P involved in soil organic matter, microbial biomass and mineralization processes were estimated. Total enzyme activity (FDA) and eight hydrolase activities (xylanase, amylase, β-glucosidase, invertase, N-acteyl-glucosaminidase, urease, alkaline and acid phosphatases) in different decomposition stages of organic C, N and P were selected to characterize the soil functional diversity. These biological datasets were compared with soil metal variables (total contents and free and ligand-complexed ions of Cu, Pb, Zn, Cd, Al and Mn), using principal component analyses, co-inertia and discriminant analyses. The multiple statistics indicate that the metal variables were significantly related with not only general biological factors, but also respective datasets of biomass, enzyme activities and mineralization rates (all P < 0.001). In general, metal variables were inversely related to parameters and indices of microbial biomass C, N and P, FDA and C-related polysaccharidase and heterosidase activities, and P mineralization. As comparison, metal variables exhibited positive relationships with parameters and indices of N-related N-acteyl-glucosaminidase, urease, ammonification, total N mineralization and metabolic quotient, compared with inhibited nitrification. Specifically, free and complexed metal cations showed higher bioavailability than total contents in most cases. Cu, Pb, Al and Mn had different ecotoxicological impacts than Cd and Zn did. Stepwise regression models demonstrated that metal variables are key stress factors, but most of them excluded soil pH. Furthermore, spatial distribution in land uses and of sampling sites clearly separated the soil samples in these models (P < 0.001). We conclude that such a statistical analysis of microbiological and biochemical indices can provide a reliable and comprehensive indication of changes in soil quality and organic nutrient cycling, after exposure to long-term acid metal stress.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

นี้การศึกษาศักยภาพของการใช้จุลินทรีย์ในดินชีวมวล , กิจกรรมเอนไซม์และการเกี่ยวข้องในอินทรีย์ C , N และ P ในการหมุนเวียน เพื่อประเมินคุณภาพของดินเขตร้อนการเกษตรได้รับผลกระทบจากความเครียดกรดโลหะยาว เศษส่วนของ C , N และ P ที่เกี่ยวข้องในดินอินทรีย์ และอนินทรีย์ กระบวนการจุลินทรีย์มีประมาณเอนไซม์รวม ( FDA ) และแปดกิจกรรมไฮโดรเลส ( amylase เอนไซม์บีตา - กลูโคซิเดส , เย็น , n-acteyl-glucosaminidase , ที่มี , ด่างและกรดดิ ) ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ต่าง ๆขั้นตอน C , N และ P เลือกลักษณะของดินการทำงานหลากหลายข้อมูลทางชีวภาพเหล่านี้เมื่อเทียบกับตัวแปรโลหะดิน ( เนื้อหาทั้งหมดและฟรีและระบบซับซ้อนไอออนของทองแดง , ตะกั่ว , สังกะสี , CD , อัลและ Mn ) โดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักความเฉื่อย Co และการวิเคราะห์จำแนก สถิติหลายตัวแปร พบว่า มีความสัมพันธ์กับโลหะไม่เพียง แต่ปัจจัยทางชีวภาพทั่วไป แต่ยังข้อมูลที่เกี่ยวข้องของชีวมวลกิจกรรมของเอนไซม์และอัตราสูง ( p < 0.001 ) โดยทั่วไปตัวแปรผกผันที่เกี่ยวข้องกับโลหะและค่าดัชนีมวลชีวภาพ C , N และ P , กิจกรรมและ FDA และ polysaccharidase c-related heterosidase และ p - อุตรดิตถ์ การเปรียบเทียบตัวแปร มีความสัมพันธ์ทางบวกกับโลหะและค่าดัชนีของ n-acteyl-glucosaminidase ที่มี n-related , ,แอมโมนิฟิเคชั่น ไนโตรเจนอนินทรีย์และการเผาผลาญหารเมื่อเทียบกับยับยั้งไนตริฟิเคชัน . โดยเฉพาะ ฟรีและซับซ้อนไอออนโลหะมีการรวมเนื้อหาสูงกว่าในกรณีส่วนใหญ่ ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสี อัล ต่างกัน ecotoxicological ผลกระทบกว่าซีดีและสังกะสีได้ แบบขั้นตอนพบว่า ตัวแปรที่เป็นโลหะมีปัจจัยความเครียด คีย์แต่ส่วนใหญ่ของพวกเขาไม่รวมค่า pH ในดิน นอกจากนี้การกระจายทางพื้นที่การใช้ที่ดิน และตัวอย่างเว็บไซต์ที่ชัดเจน แยกออกจากตัวอย่างดินในรูปแบบเหล่านี้ ( p < 0.001 ) เราสรุปได้ว่าเช่นการวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาและชีวเคมีดัชนีสามารถให้บริการที่เชื่อถือได้และครอบคลุมบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงคุณภาพดินและธาตุอาหารอินทรีย์หลังจากการเปิดรับระยะยาวความเครียด
กรดโลหะ