O_3浓度升高对小麦根际土壤酶活性和有机酸含量的影响

近地层臭氧(O_3)浓度升高作为全球气候变化的重要因素之一,对土壤生态环境和农作物生长发育造成了很大影响.本研究采用开顶式气室(OTC_s)法,探究臭氧浓度升高对小麦不同生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期)根际土壤酶活性(过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶)和有机酸含量(草酸、柠檬酸和苹果酸)的影响规律,并结合根际土壤理化性质、植株根系生长状况等分析其产生影响的原因.结果表明:O_3浓度升高不同程度地提高了小麦成熟期土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶活性,其中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性提高达显著水平;在抽穗期,脱氢酶和转化酶活性因臭氧浓度升高而显著提高,增幅最高可达76.7%.在成熟期,O_3浓度升高显著提高了根际土壤中柠檬酸和苹果酸含量;显著降低了根际土壤p H、电导率、总碳和总氮含量,增加了土壤氧化还原电位(Eh);显著降低了小麦根系生物量、总根长和根总表面积,而增加了根平均直径.     

根际低氧胁迫对网纹甜瓜生长、根呼吸代谢及抗氧化酶活性的影响

采用气雾法栽培系统,研究了根际低氧（10% O₂和5% O₂）胁迫对网纹甜瓜果实发育期间植株生长、根呼吸代谢及抗氧化酶活性的影响.结果表明：与对照相比,低氧胁迫下,网纹甜瓜株高、根长降低,植株鲜、干物质量显著下降;根呼吸速率极显著低于对照（21% O₂）,且5% O₂处理下降幅度大于10% O₂处理;乳酸脱氢酶（LDH）、乙醇脱氢酶（ADH）和丙酮酸脱羧酶（PDC）活性较对照显著升高,而苹果酸脱氢酶（MDH）活性显著降低;根系中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量显著高于对照,其中10% O₂处理抗氧化酶活性升高幅度显著大于5% O₂处理,而MDA含量5% O₂处理高于10% O₂处理.说明网纹甜瓜果实发育期间根际氧浓度降到10%及其以下时,根系有氧呼吸明显受阻,无氧呼吸代谢被促进,同时根系抗氧化酶发生应激反应,但随低氧胁迫时间的延长,根细胞质膜过氧化程度加剧,根系受到伤害,植株生长受到抑制,最终导致果实产量和品质下降.     

大气臭氧浓度升高对冬小麦根际土壤酶活性的影响

通过模拟大气中臭氧浓度(100 nl · L-1和150 nl · L-1)的升高,观察对冬小麦不同生育期(拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期)的土壤中酶活性的影响,研究结果表明,随着生育时期的推进,土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均呈先降低后升高的趋势,抽穗期达最低值,拔节期和成熟期活性较大.转化酶和脲酶随呈现先增加后降低的变化,抽穗期达最高值,后出现急剧下降的趋势.方差分析表明,在臭氧胁迫下土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和转化酶活性在成熟期时均显著高于OTC对照(P<0.05).脲酶活性在生育前期高浓度臭氧处理显著地高于对照,低浓度影响不显著.     

高寒灌丛生长季根际和非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性对增温的响应

研究青藏高原东部窄叶鲜卑花高寒灌丛生长季根际和非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性对增温(1.3 ℃)的响应,分析全球气候变暖对高寒灌丛根际土壤生态过程的影响.结果表明:生长季中期根际和非根际土壤多酚氧化酶活性显著高于生长季初期和末期;而土壤过氧化氢酶活性在非根际土壤中随生长季节逐步提高,在根际土壤中没有表现出明显的季节变化.在非根际土壤中,增温使生长季末期土壤多酚氧化酶活性和生长季中期土壤过氧化氢酶活性显著提高17.5%和2.2%,而在其他时期对2种土壤酶活性没有显著影响.而在根际土壤中,增温仅在生长季初期使土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性显著提高6.5%和1.3%.在整个生长季,土壤多酚氧化酶活性均表现为正根际效应,土壤过氧化氢酶活性的根际效应不明显,而增温仅在生长季末期使土壤多酚氧化酶活性的根际效应显著降低15.2%.这表明,未来气候变暖背景下青藏高原东部高寒灌丛生态系统根际与非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性将发生不同的变化,进而影响高寒灌丛根际土壤生态过程.     

不同地下滴灌制度下黄瓜根际微生物活性及功能多样性

采用微生物培养、BIOLOG碳素利用法和土壤酶活性测定等方法,分析了日光温室不同地下灌溉制度下黄瓜根际土壤中微生物活性及功能多样性.结果表明: 根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数随灌水量的增加呈先升高后下降的趋势;在0.8E_p(E_p为20 cm标准蒸发皿蒸发量)灌溉水平下,I2处理(灌水周期8 d)根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数显著高于I₁处理(灌水周期4 d).0.8E_p处理下,细菌、放线菌、自生固氮菌数量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于其他2个灌水量处理（0.6E_p和1.0E_p）;I₂处理的细菌和自生固氮菌数量、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性显著高于I₁处理,放线菌数量、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性与I₁处理差异不显著,而真菌数量显著低于I₁处理.I 20.8E_p处理使黄瓜根际土壤中微生物代谢活性和微生物群落功能多样性升高,微生物区系得以改善,土壤酶活性提高,促进黄瓜生长.     

石油污染土壤中不同人工林木根际丛枝菌根真菌与球囊霉素的研究

以陕西延长县石油污染区常见的13种人工种植林木为材料,测定了各人工种植林木根际丛枝菌根(AM)真菌发育状况、污染土壤的理化性质、土壤酶活性和球囊霉素含量,探讨AM真菌在石油污染土壤生态修复中的作用。结果表明,13种林木均能形成AM,其定殖率平均为63.2%,孢子密度平均为1.93个.g-1干土,其中受污染程度最低的柠条AM真菌定殖率和孢子密度最高,分别为91.6%和4.73个.g-1干土;毛白杨、狼牙刺和刺槐的根际土壤养分(有机碳、碱解氮、速效磷)含量相对较高;各种人工种植林木的根际土壤球囊霉素含量、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性随根际土壤石油烃污染浓度的增加而明显升高,其中刺槐、狼牙刺和酸枣根际土壤的过氧化氢酶和多酚氧化酶活性都较高,同时这3种林木的球囊霉素含量也较高。因此,林木根际土壤球囊霉素含量、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性可以作为石油污染的敏感指标。     

不同连作年限土壤对茄子土壤生物学活性的影响及其嫁接调节

探讨了不同连作年限土壤对茄子根际土壤微生物数量、土壤酶活性的影响及其相关性和嫁接对重要相关因子的调节作用。结果表明:随着连作年限的增加,茄子根际土壤细菌数量和放线菌数量呈下降趋势,真菌数量呈增加趋势;根际土壤中的过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶的活性呈降低趋势;土壤微生物数量和土壤酶活性之间有显著的相关性。其中过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶是影响根际土壤中细菌和放线菌数量的主要因子,蛋白酶是影响根际土壤中真菌数量的主要因子。嫁接能提高土壤酶活性,缓解连作土壤带来的胁迫。     

嫁接辣椒根系特征及根际土壤酶活性与青枯病抗性的关系

以‘卫士’辣椒为砧木,‘新丰2号’为接穂嫁接,通过人工接种青枯病菌研究嫁接和自根辣椒根系特征、根际土壤微生物及酶活性的变化,探讨嫁接辣椒的抗病机理.结果显示:接种青枯病菌前,嫁接辣椒的根系重量、总长度、总体积、表面积、根尖数和分叉数均显著高于自根苗,根系活力、根际土壤放线菌数量和比例,以及根际土壤酶(多酚氧化酶、过氧化物酶和脱氢酶)活性也明显高于自根苗.接种青枯病菌后,嫁接辣椒的根系受伤程度较自根苗轻,根系重量、总长度、总体积、表面积、根尖数和分叉数的降低幅度均显著小于自根苗,根系活力、根际土壤微生物数量、放线菌比例及土壤酶活性明显大于自根苗.研究表明,嫁接辣椒根系发达,根系活力增强,根际土壤放线菌比例增加及酶活性提高是其青枯病抗性增强的重要原因.     

根结线虫对黄瓜叶片氮磷含量、土壤pH和酶活性的影响

通过盆栽试验,采用人工接种的方法研究了接种根结线虫对黄瓜植株根际和非根际土壤pH值、土壤酶活性及叶片N、P含量的影响.结果表明:根际土壤pH值在接种量达到每株6000个时才显著降低;随着接种量的增加,叶片N、P含量、根际土壤过氧化物酶、根际和非根际土壤多酚氧化酶活性逐渐降低,根际土壤过氧化氢酶活性却逐渐升高,非根际土壤pH值先升高后降低,非根际土壤过氧化氢酶活性没有明显的变化规律.接种根结线虫后,根际土壤脲酶活性显著降低,根际和非根际土壤磷酸酶活性、非根际土壤过氧化物酶活性仅在较高接种量时才显著降低.根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间多数呈极显著相关,而非根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间只有部分呈极显著相关.     

施用生物炭6年后对稻田土壤酶活性及肥力的影响

利用田间定位试验,研究0(BC₀)、7.5(BC₁)、15(BC₂)和22.5(BC₃)t·hm^-2水稻秸秆生物炭及3.75 t·hm^-2水稻秸秆(STR)一次性施加6年后对稻田土壤肥力及酶活性的影响.结果表明: 施用生物炭6年后土壤有机碳、有效磷和速效钾含量显著增加,增幅分别为34.6%、12.4%和26.2%,土壤pH值和容重显著降低,但对土壤全氮含量无显著影响.土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性显著增加,土壤荧光素二乙酸酯酶(FDA水解酶)和芳基硫酸酯酶的活性受到不同程度的抑制,其中,BC₂处理的土壤脲酶活性增加量最大,增幅为36.5%.土壤酸性磷酸酶活性随着生物炭施加量的增加而增加,与土壤速效磷含量呈显著正相关关系;土壤FDA水解酶和脲酶主要与土壤速效钾含量有关;酸性磷酸酶和芳基硫酸酯酶与土壤容重呈显著正相关.施用生物炭6年后土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性明显升高,增幅分别为48.8%和27.5%,而过氧化氢酶活性逐渐下降,且显著低于对照BC₀.STR处理显著增加了土壤脲酶、FDA水解酶、脱氢酶、酸性磷酸酶和芳基硫酸酯酶的活性,降低了过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性,降幅分别为23.4%和15.9%.     

稻-麦轮作系统土壤糖酶活性对开放式CO2浓度增高的响应

研究了稻-麦轮作系统中空气CO2浓度增高(200μmol·mol^-1)对土壤蔗糖酶、木聚糖酶、纤维素酶活性及土壤氮、磷、硫含量变化的影响．结果表明,与对照相比,种植小麦和水稻条件下FACE处理的土壤蔗糖酶活性升高;木聚糖酶活性在小麦的拔节期、抽穗期和成熟期以及水稻的抽穗期和成熟期显著高于对照;纤维素酶活性略降、相关分析表明,土壤碱解态氮含量与蔗糖酶之间呈显著的线性正相关关系．     

铜对三叶草-土壤酶系统的影响

通过盆栽实验研究了重金属Cu污染对植物(三叶草)-土壤酶(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶)系统的影响.结果表明,随着Cu浓度增加,脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均逐渐减小,与Cu浓度有高度相关性,蔗糖酶>多酚氧化酶>脲酶>过氧化氢酶.在处理浓度不变情况下,酶活性随时间而变化,且呈现低Cu浓度(<00 mg·kg^-1)时4种酶活性均有所上升,而Cu浓度增高(00～3 000 mg·kg^-1)时各酶活性逐渐下降的趋势.统计分析表明,在每一梯度浓度上,4种酶在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01),与植物受重金属Cu污染时的生长情况一致.随着Cu浓度增加,土壤pH值逐渐下降,而电导率上升;同一Cu浓度下的pH值和电导率均随时间呈缓慢上升趋势,统计分析显示,二者在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01).土壤pH值和电导率与4种土壤酶活性有高度相关性,多酚氧化酶>蔗糖酶>过氧化氢酶>脲酶.这4种酶同时可作为检测土壤环境质量的指标.     

模拟增温对川西亚高山人工林土壤有机碳含量和土壤呼吸的影响

采用原位OTCs模拟增温方法,研究了川西亚高山人工云杉林下土壤有机碳含量、土壤呼吸速率及土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明：在2005年11月—2007年7月的模拟增温试验期间,林下空气平均温度和土壤平均温度分别比对照提高了042 ℃和025 ℃.增温1年和2年后的0～10 cm和10～20 cm层土壤有机碳、C/N均比对照有所降低：增温1年后,在0～10 cm层分别降低了869%和852%;增温2年后的降低幅度比增温1年后有所缓解.与对照相比,增温1年后土壤呼吸速率显著提高;2年后,土壤呼吸没有明显差异,表现出对温度升高的适应性.增温1年后,蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶和多酚氧化酶活性均增强,其中0～10 cm土层的蔗糖酶和多酚氧化酶活性与对照的差异达到显著水平;增温2年后,蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性仍有所增强,但过氧化氢酶和多酚氧化酶活性与对照相比则呈下降趋势.     

花椒叶浸提液对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

通过用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗,研究浸提液对土壤酶和土壤微生物的影响.结果表明, 花椒叶浸提液使根际土中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数均有不同程度的减少,根际土中真菌和放线菌的数量变化呈降-升-降-升的趋势.20、60和80 g·L^-1浓度的叶浸提液使非根际土中细菌的数量显著增加21.59%、107.55%和8.62%,而40 g·L-1浓度的叶浸提液则使非根际土中细菌数量显著降低22.56%.叶浸提液使根际土蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显低于非根际土相应的酶活性,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著升高.土壤的蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关,与土壤放线菌数量呈显著负相关;多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关,与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关;放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关,与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著.     

模拟增温对川西亚高山两类针叶林土壤酶活性的影响

采用开顶式生长室(open top chamber,OTC)模拟增温,同步监测了亚高山人工针叶林和天然针叶林表层土壤温、湿度的变化,以及模拟增温初期土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的变化.结果表明：在整个生长季节中,OTC使人工林和天然林5 cm土壤日平均温度分别增加0.61 ℃和0.56 ℃,10 cm体积含水量分别下降4.10%和2.55%;模拟增温增加了土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.增温与林型的交互作用对土壤脲酶和过氧化氢酶活性有显著影响,而对转化酶和多酚氧化酶影响不显著.增温对过氧化氢酶活性的影响与季节变化相关.在各处理下,天然林土壤酶活性显著高于人工林.土壤酶活性季节动态与土壤温度有着较大相关性,而与土壤水分季节变化关系不明显.模拟增温易于增加土壤酶活性,但增温效应和林型、酶种类和季节变化有一定关系;亚高山针叶林土壤酶活性主要受控于土壤温度,而与土壤水分关系不大.     

潮棕壤免耕农田土壤酶活性的动态变化

研究了潮棕壤免耕和常规耕作农田土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性在玉米不同生育时期和不同土层深度的动态变化.结果表明,免耕可显著提高表层(0～10 cm)土壤酶活性,其蔗糖酶活性在玉米拔节期、大喇叭口期和成熟期显著高于常规耕作,脲酶活性在拔节期和孕穗期显著高于常规耕作,酸性磷酸酶活性在孕穗期和成熟期显著高于常规耕作(P＜0.05);在10～20cm土层,免耕土壤蔗糖酶活性在苗期、拔节期和大喇叭口期与常规耕作差异显著,脲酶活性除孕穗期外均显著高于常规耕作(P＜0.05);在20～30 cm土层,免耕土壤蔗糖酶活性在玉米各生育期均显著低于常规耕作,土壤脲酶活性在苗期、酸性磷酸酶活性在成熟期与常规耕作差异显著(P＜0.05).随土层深度的增加,免耕农田土壤酶活性总体呈下降趋势;常规耕作农田土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性总体呈上升趋势,而脲酶活性呈下降趋势.     

轮作与休闲对日光温室黄瓜连作土壤微生物和酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了不同作物轮作和休闲方式对日光温室黄瓜连作土壤微生物数量、酶活性及后茬黄瓜生长和产量的影响.结果表明： 与连作相比,轮作有利于改善土壤微生物结构,增加细菌和放线菌数量,减少真菌数量;轮作与休闲有利于提高土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.在不同作物轮作和休闲方式下,后茬黄瓜结果期的细菌、放线菌数量和土壤转化酶活性均呈先升后降趋势,在盛瓜期达到最大值;真菌数量随生育期延长而增加;脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则随生育期延长而降低,在初瓜期最高.不同栽培模式下,以大葱-黄瓜轮作和糯玉米-黄瓜轮作的效果更佳,明显改善了后茬黄瓜的生长,提高了产量.     

Influences of CO2/Salt Shock on Respiratory Enzyme Activities in Wheat Seedling with Different Salt Tolerance

Influences of CO2/salt shock on the growth status, chlorophyll contents and activities of enzymes including tricarboxylic acid cycle (isocitric dehydrogenase (IDH), malic dehydrogenase (MDH), succinic dehydrogenase (SDH)) and photorespiratory pathway (glycolate oxidase (GO), hydroxypyruvate reductase (HRR), catalase) in seedling of wheat with different salt tolerance have been studied. Results showed that the growth of two wheat varieties were inhibited by NaC1 and stimulated by CO2, the responses being greater in the salt-stressed than in the non-salt-stressed plants. The chlorophyll contents at two wheat varieties were decreased by NaC1 while chorophyll levels were elevated by CO2. The activities of SDH, IDH, MDH in TCAC, and GO, HPR in photorespiratory pathway were stimulated by NaCI in salt-sensitive wheat, whereas these enzymes activities were inhibited by CO2, their response being different in salt-tolerant wheat. Data suggested that increased CO2 levels might alleviate the adverse effects of salinity.     

CO2／盐冲击对小麦幼苗呼吸酶活性的影响

以不同抗盐小麦 (Triticum aestivum L.)为材料 ,研究了 CO2 /盐冲击对幼苗生长状况、叶绿素含量、光呼吸和三羧酸循环 (TCAC)关键酶活性的影响。结果表明 :Na Cl抑制小麦生长 ,而 CO2 促进生长 ,这种效应盐处理植株比非盐处理植株明显 ;Na Cl降低叶绿素含量 ,CO2 可使其轻微提高 ;盐对普通小麦TCAC中的异柠檬酸脱氢酶 (IDH)、琥珀酸脱氢酶 (SDH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)和光呼吸中的乙醇酸氧化酶 (GO)、羟基丙酮酸还原酶 (HPR)有刺激作用 ,CO2 则抑制它们的活性。抗盐小麦对 CO2 /盐冲击的反应与普通小麦有差别。结果可以说明 ,CO2 能够减轻 Na Cl对植物的毒害效应