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低分子量有机酸浓度对植烟土壤酶活性有重要影响

2015年12月29日 来源:云南烟叶信息网站 作者:
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  烟草在线据云南烟叶信息网站报道  12月16日刊发的2005年第24期《中国农业科学》刊载的“低分子量有机酸对植烟土壤酶活性和细菌群落结构的影响”一文称,低分子量有机酸浓度对土壤酶活性有重要影响,土壤细菌可能不是影响土壤酶活性的主要原因。该结果为改善土壤质量提供了科学依据。

  该文指出,在土壤中,根系分泌物介导下的植物与根际特异微生物相互作用,影响土壤肥力、健康状况以及植物的生长发育,结果使植物表现为连作障碍、连作促进或者植物的他感作用。烟草根系分泌物主要包括有机酸类、烷烃类、酯类和酰胺类,以及甘油和烟碱等40余种。适量浓度的低分子量根系分泌物及其主要成分可显著提高土壤微生物的活性,促进土壤团聚体的形成,增强土壤团聚体的稳定性。烟草不宜连作,植烟土壤中苯甲酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、肉桂酸和邻苯二甲酸是造成连作障碍的重要物质。

  该文利用化学试剂模拟烟草根系分泌物中的6种低分子量有机酸进行室内培养试验。根据烟苗生长前期根系分泌有机酸的数量及前人研究结果,检测1、2和3 g?kg-1(碳土比)3种浓度处理的6种有机酸(苯甲酸、肉桂酸、月桂酸、邻苯二甲酸、肉豆蔻酸和棕榈酸)25℃黑暗环境下培养植烟土壤30 d后对4种土壤酶活性(过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶)的影响并应用高通量测序方法检测6种低分子量有机酸的2 g?kg-1浓度处理细菌群落结构之间的差异。采用系统进化树、主成分分析、相对丰度直观展示图和物种丰度聚类热图等方法分析了细菌群落结构差异性。

  该研究结果显示,肉桂酸对土壤蔗糖酶活性抑制作用最强;肉桂酸、邻苯二甲酸和苯甲酸对土壤脲酶活性的抑制作用较强;肉桂酸和苯甲酸对土壤过氧化氢酶的活性抑制作用较强;邻苯二甲酸、肉桂酸和苯甲酸对土壤碱性磷酸酶的活性抑制作用较强。相对丰度直观展示图结果表明2 g?kg-1浓度处理的月桂酸与其他6种处理存在较大差异,蓝藻门、Chloroplast、Streptophyta和Streptophyta-unclassified的含量分别在门、纲、目和科水平上明显大于其他6种处理,与系统进化树和主成分分析图显示的结论一致,其他处理的细菌群落结构在属以上水平差异不明显,在属水平上7个处理间有较大差异。

  该研究分析认为,低分子量有机酸的浓度对于土壤酶活性具有重要影响,低浓度低分子量有机酸增加土壤酶活性,高浓度抑制土壤酶活性。月桂酸处理的土壤细菌群落结构与其他处理存在较大差异,主要体现为蓝藻门的差异,其他处理间细菌群落结构差异不明显,土壤细菌或许不是影响土壤酶活性的主要原因。

  延伸阅读

  蔗糖酶可催化蔗糖水解成为葡萄糖和果糖,进而提高土壤的生物活性,增加土壤中的营养物质,故蔗糖酶的活性强弱可用来反映土壤的肥力水平。

  脲酶是一种酰胺酶,主要参与有机物分子中肽键的水解,脲酶可直接参与尿素形态转化水解生成氨、二氧化碳和水,脲酶活性的上升说明土壤转化氮能力的增强,土壤中的氮素转化状况通常可以用土壤脲酶的活性来表示。

  植物或微生物在其生长发育代谢过程及体内有机物氧化分解过程中可能会产生并积累一些过氧化氢,而这种过氧化氢的累积势必会对植株及种植土壤造成迫害及损坏效果,过氧化氢酶则能够催化分解这种过氧化氢,将其分解为氧气和水,从而达到解除这种毒害作用的效果。过氧化氢酶活性的大小可以表示土壤氧化过程的强度。

  土壤磷酸酶主要参与土壤有机磷化合物的水解,磷酸酶的活性大小直接影响土壤有机磷的分解转化,进而影响土壤磷素的有效性。磷酸酶可以催化降解土壤中多种磷酸化合物,在作物生育阶段为作物供应磷素,故土壤磷酸酶活性可以用来表征土壤中磷的状况。

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