公路旁樹木根際土壤過氧化氫酶活性的調(diào)查

王媛 楊雪 安平平

摘 要：該文對凈月區(qū)公路旁樹林內(nèi)不同地點(diǎn)不同樹木的根際土壤，應(yīng)用滴定法測定其過氧化氫酶活性。結(jié)果表明樹林里不同地點(diǎn)不同植物根際土壤中過氧化氫酶活性存在較大差異。

關(guān)鍵詞：過氧化氫酶活性 根際土壤 存活性

中圖分類號：S662.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02

根際是植物與土壤接觸的微域環(huán)境，是植物獲取養(yǎng)分的主要區(qū)域[1]。土壤微生物量在土壤有機(jī)物的分解和養(yǎng)分循環(huán)中起著重要的作用[2-3]，是反映土壤的物理化學(xué)性質(zhì)變化的指標(biāo)之一[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤中的真菌、細(xì)菌都是土壤過氧化氫酶的重要來源，也有來自植物根系的，過氧化氫酶的最適pH值在中性范圍內(nèi)（6.3～7.2），土壤過氧化氫酶能促進(jìn)土壤中過氧化氫的分解[6]，防止土壤中的過氧化氫傷害植物根系。另外，過氧化氫酶活度與土壤中全氮含量和有機(jī)質(zhì)含量等呈顯著正相關(guān)性[7]，對土壤肥力特征也有相當(dāng)?shù)谋碚髯饔肹8]。

1 材料與方法材料

1.1 試驗(yàn)方法

1.1.1 樣土的采集

本試驗(yàn)以凈月區(qū)某段公路西面小樹林中不同地點(diǎn)不同樹木根際的土壤，如圖1。除掉石塊、根系和土壤動(dòng)物，混合均勻。取回土壤樣品后經(jīng)風(fēng)干后，碾碎過篩，在廣口瓶中貯存，4 ℃儲(chǔ)藏備用。

圖1 土樣采集地點(diǎn)圖示

1.1.2 制備土壤稀釋液

在含99 ml無菌稀釋水和玻璃珠的錐形瓶中加入土樣1 g，振蕩10 min，制成土壤懸浮液，稀釋待測樣土原液時(shí)，先將其充分搖勻。然后用1 ml無菌移液管在待稀釋的原始樣品中來回吹吸數(shù)次，再精確移取0.5 ml菌液至10-3的試管中。然后令取1 ml無菌移液管，以同樣的方式，先在10-3試管中來回吹吸樣品數(shù)次，并精確移取0.5 ml菌液至10-4的試管中，如此稀釋至10-6為止。[9]

1.2 過氧化氫酶活性的測定

1.2.1 試劑

10%H2SO4；0.2 mol/L pH7.8磷酸緩沖液；0.1 mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液稱：取KMnO4（AR）3.1605 g，用新煮沸冷卻蒸餾水配制成1000 ml，再用0.1 mol/L 草酸溶液標(biāo)定；0.1 mol/L H2O2市售30%H2O2大約等于17.6 mol/L，取30%H2O2溶液5.68 ml，稀釋至1000 ml，用標(biāo)準(zhǔn)0.1 mol/L KMnO4溶液（在酸性條件下）進(jìn)行標(biāo)定；0.1 mol/L草酸：稱取優(yōu)級純H2C2O4·2H2O 12.607 g，用蒸餾水溶解后，定容至1000 ml。

1.2.2 方法步驟

取50 ml三角瓶4個(gè)（2個(gè)測定，另2個(gè)為對照），測定瓶中加酶液2.5 ml，對照瓶中加煮死酶液2.5 ml，再加入2.5 ml 0.1 mol/L H2O2，同時(shí)計(jì)時(shí)，在30 ℃恒溫水浴中保溫10 min，立即加入10%H2SO42.5 ml。

用0.1 mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，直到顯示出粉紅色（在30 min內(nèi)不消失）為止。[10]

1.2.3 計(jì)算方法

酶活性用每g鮮重樣品1 min內(nèi)分解H2O2的mg數(shù)表示：

過氧化氫酶活性（H2O2mg/g/min）=（A-B）×VT/（W×VS×1.7×t）

式中：A：對照KMnO4滴定ml數(shù)；

B：酶反應(yīng)后KMnO4滴定ml數(shù)；

VT：提取酶液總量（ml）；

VS：反應(yīng)時(shí)所用酶液量（ml）；

W：樣品鮮重（g）；

t：反應(yīng)時(shí)間（min）；

1.71 ml0.1 mol/L KMnO4相當(dāng)于1.7 mgH2O2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地點(diǎn)不同樹木根際土壤過氧化氫酶的活性的比較

不同地點(diǎn)的松樹、柳樹、楊樹根際土壤的過氧化氫酶活性比較，均為地點(diǎn)b>地點(diǎn)c>地點(diǎn)a過氧化氫酶是植物細(xì)胞中重要的抗氧化酶之一。在污染、干旱等逆境下，會(huì)對植物的過氧化氫酶活性產(chǎn)生影響，引起過氧化氫酶活性降低[10-11]。土壤過氧化氫酶能促進(jìn)土壤中過氧化氫的分解[6]，這樣土壤中的過氧化氫就不會(huì)輕易傷害到植物根系。過氧化氫酶活度與土壤中全氮含量和有機(jī)質(zhì)含量等呈顯著正相關(guān)[12]，對土壤肥力特征也有相當(dāng)?shù)谋碚髯饔肹13]，因此，可以判定地點(diǎn)b為土壤肥力最好。

土壤持續(xù)供給植物生長發(fā)育所需的養(yǎng)分和水分的能力被稱之為土壤肥力。一般來說，土壤存在越多的微生物，土壤容重越小，孔隙度越大，土壤的結(jié)構(gòu)性越好，土壤的通氣透水能力也就越強(qiáng)。這是因?yàn)橥寥牢⑸锬芊纸鈩?dòng)植物殘?bào)w，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，并且土壤微生物的代謝產(chǎn)物以及真菌的菌絲等可以黏結(jié)土體，使土壤中的微團(tuán)粒體含量增加，從而改良土壤的結(jié)構(gòu)性[14]。

如圖1所示，地點(diǎn)a的松樹、柳樹、楊樹均位于公路附近或離公路的距離很近，公路上經(jīng)常有機(jī)動(dòng)車來回行駛，而汽車尾氣廢氣中含有150～200種不同的化合物，其主要有害成分為：未燃燒或燃燒不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、過氧化物、有機(jī)酸和含鉛、磷汽油所形成的鉛、磷污染等。這些污染物均能對植物的土壤造成污染，導(dǎo)致公路附近的植物根際土壤的微生物含量少于其他未污染或輕污染地點(diǎn)。另外，土壤積累了汽車尾氣中的重金屬鉛，很多生化反應(yīng)被抑制，反應(yīng)方向和速度也被改變，從而破壞土壤原有的有機(jī)物或無機(jī)物所固有的化學(xué)平衡和轉(zhuǎn)化[15]。土壤酶活性對土壤重金屬反映比較敏感，Pb、As、Cu、Zn對土壤酶活性有一定程度的抑制作用，本次研究表明，土壤中的過氧化氫酶受到土壤重金屬較大的抑制，呈顯著負(fù)相關(guān)性。造成重金屬對土壤酶活性的抑制作用機(jī)理，可能與酶活性分子中的活性部位-巰基和含咪唑的配體等結(jié)合，形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物，產(chǎn)生了與底物的競爭性抑制作用有關(guān)或者可能由于重金屬抑制了土壤中微生物的生長繁殖，減少微生物體內(nèi)酶的合成和分泌量，最終導(dǎo)致土壤酶活性降低[16-17]。

如圖1所示，地點(diǎn)c的松樹、柳樹、楊樹均位于樹林中的小徑兩旁，這些小徑附近有居民生活區(qū)，因此小徑兩旁的落葉不能有效的變成土壤的天然有機(jī)肥料，另外，小徑兩旁的垃圾也比較多，對植物土壤造成一定程度的污染，因此，地點(diǎn)c的微生物數(shù)量及土壤過氧化氫酶的活性均低于地點(diǎn)b。

3 結(jié)語

由于公路上經(jīng)常有機(jī)動(dòng)車行駛，導(dǎo)致樹林外側(cè)樹木根際土壤過氧化氫酶活性顯著降低；樹林內(nèi)側(cè)由于人類活動(dòng)的參與，樹木根際土壤過氧化氫酶活性降低不明顯。

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