盐分对土壤不同分层内酶的影响
文献综述
- 研究目的及意义
盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类。盐分含量指标因不同盐分组成而异。碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。我国盐渍土主要分布在东部滨海、东北松嫩平原、西北内陆区等，此外，青海也存在大面积的盐渍土[1]。全世界盐渍土面积计约897.0万平方公里，约占世界陆地总面积的6.5%，占干旱区总面积的39%。中国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总面积的2.1%。我国盐渍土分布广泛，面积较大，有关盐渍土的综合利用研究已成为研究的热点。
酶是土壤生态系统代谢的一类重要动力，土壤中所进行的化学过程和一些生物学过程几乎都需要由酶的催化作用才能完成，土壤中酶活性的大小影响着湿地生态系统的物质循环过程[2]。土壤酶活性多达60多种，此次主要研究盐分对土壤不同深度下过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶这四种酶的影响。本次研究区域分析不同盐分条件下土壤养分等理化性质以及土壤酶的分布特征，探讨土壤酶活性变化与盐浓度变化的关系，以期为湿地等的保护和合理利用提供科学依据。
2.国内外研究进展
2.1土壤含盐量与土壤酶的相关性
张立芙等报道，盐胁迫显著降低了黄瓜土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶和多酚氧化酶的活性[3]。岳中辉等对松嫩平原西部退化盐碱草地土壤几种酶活性的季节变化进行研究发现土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性的季节变化趋势基本一致,其峰值出现在8月或9月，但是过氧化氢酶、蛋白酶和转化酶活性在盐碱程度不同的草地上的季节变化趋势不同，表现为在中度、重度盐碱化草地中的季节变化幅度大于轻度盐碱化草地[4]。毛志刚等在盐城海滨湿地盐沼植被和农田内采集土壤样品时发现土壤盐分与脲酶、转化酶呈显著负相关，与过氧化氢酶和碱性磷酸酶也有较大的负相关性，这表明随着土壤盐分的增加，土壤酶活性呈递减趋势[5]。由此可知，盐分是造成湿地土壤酶活性变化的主要原因，这四种酶也都能比较准确地反映盐沼植被演替发育对土壤质量的影响。马献发[6]在对松嫩平原苏打草甸碱土的研究中也有着同样的结论，但杨志勇等[7]在做江苏大丰湿地的实验中却发现土壤碱性磷酸酶与盐分呈显著正相关，过氧化氢酶却与盐分呈显著负相关。
土壤酶活性随土层深度的增加，表现出一定的规律性。王成秋等研究了紫色土柑橘园土壤酶的活性分布情况，发现随着土层深度的增加,土壤转化酶和脲酶的活性显著降低[8]。刘海波等在研究中发现土壤盐分胁迫对甜高粱茎秆糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性会产生一定的影响，具体来说甜高粱茎秆生长前期具有较高的中性转化酶活性，当茎秆成熟后（即孕穗 期至成熟期）中性转化酶活性较低，由此可以推测中性转化酶酶活性可能与茎秆生长有关，而酸性转化酶茎秆生长时期活性与蔗糖含量变化趋势相反，生长后期活性降低；结果表明低盐胁迫使酸性转化酶活性增加，而对中性转化酶活性无显著影响[9]。乔永旭等[10]在对甜瓜进行研究时发现在转化酶活性较高时蔗糖很难积累，结论一致。周兴元、曹福亮在研究土壤盐分胁迫下的三种暖季型草坪草的保护酶活性以及脂质过氧化作用时，发现当土壤含盐量达到0. 6%时，超过了假俭草的耐盐能力，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶两种酶活性表现为先高后低的趋势，这两种酶与过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶都与三种草坪草的耐盐能力有关[11]。
另外，王飞等通过模拟新疆北疆典型硫酸盐盐土，设置不同盐分浓度梯度发现蔗糖酶和过氧化氢酶酶活性与盐分浓度呈负相关，一定程度上，土壤过氧化氢酶、蔗糖酶等可作为硫酸盐盐土早期预警生物指标[12]。梁爽在研究吉林西部盐碱农田土壤酶时发现水稻在不同生长时期表土层土壤过氧化氢酶活性始终没有发生太大的变化，而在分蘖期和抽穗期，心土层土壤过氧化氢酶活性发生了改变，在盐碱水田表土层和心土层的过氧化氢酶活性也有明显的变化；在盐碱水田样地上，随着土层深度增加蔗糖酶活性下降，这个趋势与在水田中土壤蔗糖酶活性相似[13]。揣泽尧在研究盐胁迫下植物对土壤酶活性的影响时发现在持续加盐条件下盐胁迫浓度不断提高，四种植物的土壤脲酶活性都是呈统一的下降趋势，区别只在于下降幅度不一致，同样的，四种植物的土壤碱性磷酸酶活性也是呈下降的趋势，在盐胁迫处理下发现土壤磷酸酶活性受抑制程度明显低于土壤脲酶；相关性分析表明，脲酶与碱性磷酸酶、中性磷酸酶活性呈典型的正相关[14]。孙书秒在研究中度嗜盐菌对棉田土壤酶的影响时，得到结论：施加中度嗜盐菌有利于土壤蔗糖酶活性呈上升趋势，但土壤中脲酶活性没有发生显著地变化[15]。王巍巍研究发现不同种稻年限在盐碱地土壤上随着土层深度的增加过氧化氢酶活性自上而下呈现出明显的下降趋势，碱性磷酸酶，脲酶和蔗糖酶也是下降趋势[16]。张建锋等在研究杨树2个无性系在盐分胁迫下的盆栽试验时发现盆栽土壤中葡萄糖苷酶和左旋天门冬酰胺酶两种酶活性都随土壤中盐分浓度的提高而下降，盐分胁迫对生理指标有一定的影响，在本试验中,盐胁迫与叶片叶绿素含量 呈线形负相关[17]。Ashraf在做盐分对豌豆发芽、幼苗和成年 3 个生长发育阶段的影响的试验时发现，在一定的盐分条件下，随着盐分浓度的提高，脯氨酸含量有较大提高，本试验也说明了脯氨酸与盐分胁迫的关系[18]。
