土壤酶活性影响因子综述
(2014-08-18 09:49:21)
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健康 |
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土壤酶是由微生物、动植物活体分泌及由动植物残体、(如需论文服务,请联系:硕士毕业论文www.51fabiaowang.com或可咨询qq:1977312678)遗骸分解释放到土壤中的一类具有催化能力的生物活性物质[1]。土壤酶参与土壤中的某些无机物的氧化与还原、动植物残体的分解、及其合成有机化合物的水解与转化、以及腐殖物质的合成与分解,因此说是土壤中的生物催化剂。土壤酶活性是评价土壤质量的重要生物指标,起到不可缺少的作用。国内外对土壤酶的研究主要集中于土壤酶与土壤生物的关系、耕作技术对土壤酶的影响以及土壤酶对废水、废物的降解作用及重金属对土壤酶的影响。另外,土壤酶的活性与土壤理化性状、肥力情况和农业措施等都有明显的相关性。因此,对土壤酶活性影响因子的研究进行了综述,为土壤酶活性的深入研究和土壤培肥理论及其应用提供研究思路和方向。
1 土壤生物 土壤生物包括土壤微生物、土壤动植物等。土壤微生物是土壤酶的重要来源之一。在外界条件影响下,土壤酶活性与土壤微生物数量、微生物多样性、微生物生物量和土壤动物数量等紧密相关。一般而言,土壤微生物的类群不同,影响着不同土壤酶种类的活性。而活体微生物对土壤酶活性数值的影响最大。相比土壤微生物,土壤动物对土壤酶活性的影响较小,但也有一定的影响。如蚯蚓释放的酶可以分解植物残根、枯落物和真菌组织,并具有专一性。土壤酶活性可以间接地说明蚯蚓及其排泄物对土壤质量的影响程度。
土壤理化性状与土壤酶活性紧密相关。土壤水分、空气、温度、团聚体、有机质和pH值等都明显影响土壤酶活性。
2.1 土壤物理性质 土壤水分、空气和温度明显影响土壤酶活性。在连续雨季和旱季地区,旱季时期,土壤酶活性偏低,而当旱季结束雨季开始时,土壤酶活性显著增强,而雨季持续一段时间后,土壤湿度过大,土壤酶活性转而减弱。土壤中CO2和O2的含量比例决定了土壤微生物的活动强度,而土壤微生物数量又影响着土壤酶活性,所以,土壤空气也是影响土壤酶活性的因子之一。另外,土壤微生物种群及其数量受土壤温度的影响,因此土壤温度也是影响土壤酶活性的因素。资料显示,在一定温度范围内,土壤酶活性随着温度的升高而增强;但超过这个范围后,随着温度的进一步升高,土壤酶活性与温度不成正相关;而到某个高温极限时,土壤酶会完全失活。综上,在对某些特定的土壤酶研究时,其生存的最适水气热条件是需要考虑的重点。
土壤团聚体是土壤结构组成的单位。不同粒径团聚体土壤的酶活性是不一样的,小团聚体的酶活性要比大团聚体中的高。不同土壤粘粒对土壤酶的吸附量不同。另外,不同土壤所处的气候条件、母质类型和植被状况等酶活性都有明显差异,土壤的pH值对土壤酶活性也有明显影响。
2.2 土壤化学性质 土壤中的有机质也是评价土壤质量的指标之一。土壤有机质含量的高低也能影响土壤酶活性的高低。土壤中有机质含量的多少决定了土壤的孔隙度、通气性和结构性,能够有效保证土壤持水力,具有明显缓冲作用。土壤酶会随着土壤有机质含量的增加而增加。樊军等研究表明,土壤酶活性是随着土壤有机碳含量的增加而增加[2]。
另外,土壤的微量元素含量也可能对土壤酶活性有着非常重要的影响。微量元素含量对土壤酶活性的影响主要取决于不同酶类对微量元素的专有特性;土壤酸碱性也对土壤酶活性有一定的影响,这是因为土壤酸碱性直接影响着土壤酶参与生化反应的速度。有些酶促反应对pH值变化非常敏感,有些反应只能在非常窄的pH值范围内进行。
3.1 管理措施 耕作方式直接影响着土壤酶的分布及活性。保护性耕作方式对土壤干扰较小,有利于土壤酶活性的增加,因此,相对于传统耕作方式,前者土壤酶活性相对较高。李春霞等研究表明,与传统耕作相比,保护性耕作的条件下,不同土壤酶的活性均成提高的趋势[3]。与其他土层相比较,表土的土壤酶活性较高。
另外,肥料和作物残体因可改变土壤水气热状况和土壤微生物种群和分布而间接影响了土壤酶的活性。倪治华等研究表明,有机无机生物活性肥料可明显改善土壤理化性状和微生物种群,从而能显著提高土壤酶活性[4]。不同施肥条件对土壤酶影响不同。有机肥能显著提高土壤酶活性。
3.2 环境污染 近年来,由于人为原因,土壤中重金属的种类和含量越来越多,重金属的难降解性和难移动性导致了他对对土壤质量生态系统的严重破坏,导致酶合成作用下降,微生物生长受到抑制,从而影响了土壤酶活性。化学农药对土壤酶活性也产生了强大影响,因为农药中含有的某些有机成分会对土壤酶有抑制作用。