土壤酶在元素的生物地球化学循环、动植物健康维持、环境污染净化等方面起着不可替代的重要作用，同时还是土壤污染程度评价的辅助指标和污染标准制定的基础之一。然而由于我国地域辽阔，土壤类型丰富，土壤性质差异较大，致使Cd与土壤酶之间的关系十分复杂，因此亟需开展Cd对土壤酶作用机理的研究。

鹤山站全球变化与生态过程研究组（PI：申卫军研究员）博士后谭向平，与西北农林科技大学和文祥教授、澳大利亚纽卡斯尔大学全球环境修复中心（GCER）Mallavarapu Megharaj教授、美国科罗拉多州立大学自然生态资源实验室（NREL）Francesca Cotrufo教授课题组合作，采用由简单到复杂的酶系统：碱性磷酸酶纯酶（ALP）、土壤矿物吸附态酶、土壤酶为材料，进行不同浓度镉污染的室内模拟试验。结果表明：Cd对ALP的抑制作用受到土壤矿物性质以及暴露时间的影响。相关结果以 “Soil mineral alters the effect of Cd on the alkaline phosphatase activity”为题在生态毒理学期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》（IF=3.974）正式发表（2018，161: 73-84）。详见http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0147651318304585。

对我国13个不同类型的农田土壤中ALP的研究发现：（1）Cd对土壤ALP的抑制机理为非竞争性抑制，且不随土壤类型和培养温度而改变；（2）Cd对土壤ALP的抑制具有温度依赖性，即随着温度增加抑制作用加强；（3）土壤pH、TOC和粘粒含量是影响Cd对ALP毒性的主要控制因素。相关结果以 “Temperature enhances the affinity of soil alkaline phosphatase to Cd”为题在环境学期刊《Chemosphere》（IF=4.427）正式发表（2018，196: 214-222）。详见http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0045653517321483。

   以上结果将对了解Cd的生态毒理及Cd污染的生物修复具有重要意义，也为预测重金属毒害下土壤微生物活性以及土壤养分和环境质量的变化提供理论依据。

图1 Cd对不同形态酶的作用特征，F-ALP、M-ALP、G-ALP为别为游离碱性磷酸酶、蒙脱石和针铁矿吸附态碱性磷酸酶

图2. 增温和Cd对土壤碱性磷酸酶的作用机制