外源植酸酶對(duì)野鴨湖濕地土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化的影響研究

曲博，李敏*，其美，朱蕓蕓，趙暾，孫曉建

1. 北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083；2. 北京基亞特環(huán)?？萍加邢薰荆本?100085

外源植酸酶對(duì)野鴨湖濕地土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化的影響研究

曲博1，李敏1*，其美1，朱蕓蕓1，趙暾1，孫曉建2

1. 北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083；2. 北京基亞特環(huán)?？萍加邢薰?，北京 100085

濕地土壤中最主要的有機(jī)磷形態(tài)是肌醇磷酸鹽，占有機(jī)磷總量的 60%左右，而植酸酶作為催化水解肌醇磷酸鹽的主要酶類，在整個(gè)有機(jī)磷體系轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著不可或缺的作用。采用室內(nèi)培養(yǎng)的方法，研究了添加外源植酸酶對(duì)濕地土壤各有機(jī)磷組分含量變化的影響規(guī)律，同時(shí)也研究了在添加外源植酸酶后，濕地土壤各有機(jī)磷組分含量隨時(shí)間延長(zhǎng)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在溫度，水分等條件適宜的情況下向濕地土壤中添加植酸酶可以在短期內(nèi)提高土壤有機(jī)磷的有效性，使穩(wěn)定性較高的有機(jī)磷向活性較高的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化。經(jīng)植酸酶處理的土壤活性有機(jī)磷和中活性有機(jī)磷含量均高于對(duì)照組，且隨植酸酶添加量增加以及培養(yǎng)時(shí)間的推移呈遞增趨勢(shì)。在第75天培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理土壤的活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了173.05%、158.16%和122.75%，中活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了84.22%、68.7%和53.92%。此外，添加植酸酶處理的濕地土壤穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均低于對(duì)照，高、中、低3組植酸酶處理土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少了62.81%、37.31%和26.14%，高穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少了94.71%、87.66%和79.52%，且隨著植酸酶含量的增加以及培養(yǎng)時(shí)間的推移呈遞減趨勢(shì)。高、中、低3組植酸酶處理土壤中的總有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照組低54.03%、42.53%和35.43%。說(shuō)明在植酸酶作用下，土壤中存在有機(jī)磷向無(wú)機(jī)磷轉(zhuǎn)化的過(guò)程。因此通過(guò)添加外源植酸酶可以促進(jìn)穩(wěn)定性有機(jī)磷向活性有機(jī)磷轉(zhuǎn)化，提高了土壤有機(jī)磷的有效性，使其更容易被植物吸收利用，從而保障了濕地磷循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。

植酸酶；濕地土壤；有機(jī)磷組分；野鴨湖濕地

濕地土壤中的磷主要有無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷，有機(jī)磷作為土壤中磷的重要組成部分，一般占總磷的15%～80%（屈凡柱等，2012），并且部分有機(jī)磷在特定酶或微生物的作用下，能夠礦化或分解成無(wú)機(jī)磷，被植物吸收利用，是潛在的磷源（孫桂芳等，2011）。然而有機(jī)磷種類繁多，成分復(fù)雜，由于分析條件的限制，關(guān)于有機(jī)磷分級(jí)和提取方法不盡一致。不同活性有機(jī)磷的連續(xù)提取的方法首先被Bowman和Cole（1978）提出，隨后被Hedley等（1982）、Sharpley和Smith（1992）、Ivanoff等（1998）、Fan等（1999）、Fisher（2007）不斷改進(jìn)，大多數(shù)學(xué)者按照有機(jī)磷在不同提取劑中的溶解能力將其分為活性有機(jī)磷（L-OP）、中等活性有機(jī)磷（ML-OP）、中等穩(wěn)定有機(jī)磷（MR-OP）和高穩(wěn)定有機(jī)磷（HR-OP）（Turner等，2005）。土壤中構(gòu)成有機(jī)磷的主要組分為穩(wěn)定性有機(jī)磷，活性有機(jī)磷所占比例很小（于群英和李孝良，2003；馮躍華等，2001；劉小虎等，1999；黃慶海等，2003；向春陽(yáng)等，2005）。研究發(fā)現(xiàn)，活性和中等活性有機(jī)磷為易被植物吸收的組分（來(lái)璐等，2003）。

植酸酶作為磷酸單酯水解酶的一種，是催化植酸及其鹽類水解為肌醇與磷酸（鹽）的一類酶的總稱。植酸類有機(jī)磷約占土壤有機(jī)磷的 40%～80%，植物可以直接吸收一部分植酸類有機(jī)磷，也可在植酸酶的作用下分解釋放出無(wú)機(jī)磷為植物提供磷源。目前，植酸酶已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于飼料業(yè)和食品加工業(yè)，用來(lái)降解飼料中的植酸，使其釋放出無(wú)機(jī)磷及與植酸結(jié)合的蛋白質(zhì)、微量元素等，此項(xiàng)應(yīng)用已得到國(guó)內(nèi)外人士的廣泛認(rèn)同（鐘國(guó)清，1999）。

考慮到植酸酶可以提高土壤有機(jī)磷素的有效性，本文采用室內(nèi)模擬培養(yǎng)法，設(shè)計(jì)了短期與長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)方案，分別研究了在不同條件下外源植酸酶對(duì)濕地土壤各有機(jī)磷組分含量的影響規(guī)律，以期為提高濕地土壤有效磷含量，增加濕地植物的磷利用率及為緩解濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

野鴨湖濕地位于北京市延慶縣西北部，地理位置處于北緯40°22′04″～40°30′31″，東經(jīng)115°46′16″～115°59′48″，是由官?gòu)d水庫(kù)延慶轄區(qū)及環(huán)湖淹沒(méi)區(qū)組成的灘涂和庫(kù)塘等組成的次生濕地，西南部與河北懷來(lái)縣接壤。野鴨湖濕地是北京地區(qū)最大的濕地保護(hù)區(qū)，濕地面積達(dá)3939 hm2。本區(qū)原為延慶盆地東部媯水河、蔡家河下游，1955年建成官?gòu)d水庫(kù)，形成巨大的人工湖泊濕地。保護(hù)區(qū)處于水庫(kù)中上游，溝岔縱橫，庫(kù)灣眾多，形成很多蘆葦沼澤和濕地草甸。保護(hù)區(qū)包括媯水河下游河流、人工湖泊、沼澤及兩岸部分季節(jié)性種植及擱荒農(nóng)田。

實(shí)驗(yàn)采用野鴨湖濕地土壤，基本理化性質(zhì)：pH值為8.03，含水率為38.57%，有機(jī)質(zhì)為30.78 g·kg-1，全氮為1.86 g·kg-1，全磷為638.2 mg·kg-1。供試植酸酶選自目前在飼料中廣泛使用的酶制劑，酶活性為5000 U·g-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

短期試驗(yàn)設(shè)計(jì)：設(shè)置6組處理，準(zhǔn)確稱取5 g供試土樣，放入100 mL錐形瓶中，分別稱取0、0.05、0.1、0.2、0.5、1 g植酸酶（酶活性為5000 U的固態(tài)植酸酶）溶于50 mL蒸餾水中。把溶解好的植酸酶溶液加入到盛有土樣的錐形瓶中，將錐形瓶放入震蕩箱恒溫37 ℃下震蕩24 h后取出過(guò)濾。對(duì)照組為不加植酸酶的土樣。每組設(shè)置3個(gè)平行樣，對(duì)培養(yǎng)前后土壤中各有機(jī)磷組分進(jìn)行測(cè)定。

長(zhǎng)期試驗(yàn)設(shè)計(jì)：設(shè)置4組處理：1）對(duì)照；2）低量植酸酶；3）中量植酸酶；4）高量植酸酶。其中對(duì)照為不施加植酸酶處理，低、中、高量植酸酶處理是分別將0.1、1、10 g植酸酶攪拌均勻加入到500 g試樣土壤里。于常溫恒濕（保持水分在田間持水量的60%）條件下培養(yǎng)75 d，并分別在培養(yǎng)的不同階段（每隔10 d）取樣，每組取3個(gè)平行樣，對(duì)土壤各有機(jī)磷組分進(jìn)行測(cè)定。

有機(jī)磷組分的測(cè)定：本文在參考Bowman and Cole（1978）、Ivannoff等（1998）、Fisher（2007）、Turner等（2005）提出的方法的基礎(chǔ)上，對(duì)有機(jī)磷連續(xù)提取方法進(jìn)行改進(jìn)，將有機(jī)磷分為活性有機(jī)磷（L-OP）、中活性有機(jī)磷（ML-OP）、中穩(wěn)定性有機(jī)磷（MR-OP）、高穩(wěn)定性有機(jī)磷（HR-OP）。每一種有機(jī)磷的測(cè)定都是通過(guò)差減法求得，土壤總有機(jī)磷含量由各有機(jī)磷組分含量相加而得。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算；采用OriginPro 8進(jìn)行數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 植酸酶添加量對(duì)濕地土壤各有機(jī)磷組分含量的影響

圖1顯示了添加不同量的植酸酶對(duì)土壤有機(jī)磷組分含量的影響。從圖1可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，短期試驗(yàn)中，各組土壤活性與中活性有機(jī)磷含量均有增加，中穩(wěn)定性有機(jī)磷與高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均有下降，且隨著植酸酶添加量的增加，土壤中活性有機(jī)磷組分的含量越來(lái)越高，穩(wěn)定性有機(jī)磷組分的含量則越來(lái)越低。活性有機(jī)磷增幅為 19.72%～134.9%，中活性有機(jī)磷增幅為12.73%～47.82%，中穩(wěn)定性有機(jī)磷減幅為 7.94%～25.86%，高穩(wěn)定性有機(jī)磷減幅為3.61%～38.87%。

圖1 植酸酶添加量對(duì)濕地土壤中各有機(jī)磷組分含量的影響Fig. 1 Effect of phytase contents on organic phosphorus frictionsin Wetland soil

2.2 外源植酸酶對(duì)濕地土壤各有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響

2.2.1 外源植酸酶對(duì)濕地土壤活性有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響

圖2 濕地土壤活性有機(jī)磷含量隨植酸酶添加量及培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig. 2 Variation of labile organic P consent with phytase added quantity and incubation time in Wetland soil

圖2表達(dá)了添加不同量的植酸酶對(duì)土壤活性有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響。從圖2可知，不添加植酸酶的對(duì)照土樣活性有機(jī)磷隨著時(shí)間變化其含量基本不變，而經(jīng)過(guò)不同含量植酸酶處理的土樣活性有機(jī)磷含量均高于對(duì)照。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間相同時(shí)，土壤活性有機(jī)磷含量隨植酸酶添加量的增高而增加。此外對(duì)于相同植酸酶添加量的實(shí)驗(yàn)組，土壤活性有機(jī)磷含量則隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在75 d培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理的土壤活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了 173.05%、158.16%和122.75%。占同時(shí)期同比總有機(jī)磷的21.11%、16.57%和12.78%，而對(duì)照組土壤活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅占有機(jī)磷總量的3.66%，與培養(yǎng)前基本一樣。

圖3是添加不同量的植酸酶對(duì)土壤中活性有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響。從圖3可知，不添加植酸酶的對(duì)照土樣中活性有機(jī)磷隨著時(shí)間變化其含量基本不變，而經(jīng)過(guò)不同含量植酸酶處理土樣的中活性有機(jī)磷含量均高于對(duì)照。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間相同時(shí)，各土壤的中活性有機(jī)磷含量隨著植酸酶添加量的增加而增加，對(duì)于相同植酸酶添加量的實(shí)驗(yàn)組，各土壤中活性有機(jī)磷含量則隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在整個(gè)培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理的土壤中活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了 84.22%、68.7%和 53.92%。占同時(shí)期同比總有機(jī)磷的41.33%、30.49%和 24.97%，對(duì)照組土壤中活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅占有機(jī)磷總量的10.71%，與培養(yǎng)前差不多。

圖3 濕地土壤中活性有機(jī)磷含量隨植酸酶添加量及培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig. 3 Variation of moderately labile organic P consent with phytase added quantity and incubation time in Wetland soil

高活性有機(jī)磷主要是核酸、磷脂類、磷糖類化合物，結(jié)果說(shuō)明在植酸酶水解穩(wěn)定性有機(jī)磷的同時(shí)產(chǎn)生了部分活性有機(jī)磷，磷脂就是水解過(guò)程的主要產(chǎn)物之一。植酸在土壤中不僅僅是以肌醇六磷酸的形式存在，它與土壤中的金屬離子結(jié)合會(huì)形成肌醇六磷酸鹽，而肌醇磷酸鹽的穩(wěn)定性與他們對(duì)金屬離子的絡(luò)合能力有關(guān)（Nolan和Duffin，1987），植酸鈣、鎂等化合物相對(duì)于植酸鐵、鋁等化合物穩(wěn)定性較差，屬于中活性有機(jī)磷。結(jié)果表明在植酸酶催化水解的過(guò)程中，對(duì)部分肌醇六磷酸與金屬離子的絡(luò)合能力也產(chǎn)生了影響。從時(shí)間上看，各土壤活性有機(jī)磷在培養(yǎng)第 50天后增加的趨勢(shì)都趨于平緩，說(shuō)明在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中土壤活性有機(jī)磷的含量在達(dá)到一定時(shí)間后不會(huì)隨著植酸酶含量的增加而繼續(xù)大幅增加，即外源植酸酶對(duì)土壤活性有機(jī)磷含量的影響在一段時(shí)間后慢慢變小。

2.2.2 外源植酸酶對(duì)濕地土壤穩(wěn)定性有機(jī)磷組分的長(zhǎng)期影響

圖4表達(dá)了添加不同量的植酸酶對(duì)土壤中穩(wěn)性有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響，從圖4可見(jiàn)，對(duì)照組土樣的中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量隨著時(shí)間推移并不是一成不變的，而是表現(xiàn)出約14%的小幅增加，說(shuō)明可能存在高穩(wěn)定有機(jī)磷向中穩(wěn)定有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化，這一點(diǎn)從下文中關(guān)于高穩(wěn)定性有機(jī)磷的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中也可以反映出來(lái)（圖5）。經(jīng)不同含量植酸酶處理土樣的中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均低于對(duì)照，各土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量隨著植酸酶添加量的增加及培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。高、中、低3組植酸酶處理土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均在培養(yǎng) 40 d后趨于穩(wěn)定，在培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少62.81%、37.31%和 26.14%。占同時(shí)期同比總有機(jī)磷的31.72%、41.15%和 45.78%，對(duì)照組土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)占有機(jī)磷總量的42.46%。

圖4 濕地土壤中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量隨植酸酶添加量及培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig. 4 Variation ofmoderately resistant organic P consent with phytase added quantity and incubation time in Wetland soil

圖5為添加不同量的植酸酶對(duì)土壤高穩(wěn)性有機(jī)磷組分含量的長(zhǎng)期影響。從圖5可知，對(duì)照組土樣高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量隨著時(shí)間推移而逐漸減少，減少量為22.07%。由于植酸酶廣泛存在于真菌、酵母、絕大多數(shù)細(xì)菌和植物中（李曉龍等，2010），因此，濕地土壤中存在的大量微生物可能會(huì)產(chǎn)生植酸酶，進(jìn)而作用與土壤中的高穩(wěn)定有機(jī)磷，使其含量降低。經(jīng)植酸酶處理土樣的高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均低于對(duì)照，各土壤高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量也呈現(xiàn)出隨植酸酶添加量的增加而減少的趨勢(shì)，尤其中量和高量植酸酶處理土壤在培養(yǎng)初期下降趨勢(shì)極其明顯。在75 d培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理土壤的高穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了 94.71%、87.66%和 79.52%，占同時(shí)期同比總有機(jī)磷的5.84%、12.22%和16.48%，對(duì)照組土壤的穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)則占有機(jī)磷總量的43.17%。

土壤中最重要的有機(jī)磷形態(tài)是肌醇磷酸鹽，占有機(jī)磷總量的60%。而肌醇磷及其衍生物的生物有效性是不同的，據(jù)研究（Cosgrove，1967；Jackman和 Black，1951）表明，隨著磷酸根在肌醇上的數(shù)目增加，肌醇磷酸鹽的活性降低，也就是說(shuō)磷酸根數(shù)目多的肌醇磷酸鹽更具有穩(wěn)定性。而穩(wěn)定性有機(jī)磷中大量存在著肌醇五磷酸鹽和肌醇六磷酸鹽，這些穩(wěn)定性較高的有機(jī)磷被植酸酶逐步水解釋放無(wú)機(jī)磷的同時(shí)也逐步降低了有機(jī)磷的穩(wěn)定性。

從圖4、圖5還可見(jiàn)，中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量的減少并沒(méi)有高穩(wěn)定性有機(jī)磷大，這說(shuō)明植酸酶主要作用于肌醇六磷酸鹽這類高穩(wěn)定性的有機(jī)磷，水解釋放出磷酸根離子，并使高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量明顯降低；同時(shí)，也說(shuō)明植酸酶也會(huì)作用于一些其它種類的磷酸單酯，使得中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量有所減少。植酸酶按照其結(jié)構(gòu)和催化機(jī)理可分為4大類（李曉龍等，2010）：組氨酸酸性磷酸酶植酸酶（HAPhy）、β-螺旋槳植酸酶（BPP）、半胱氨酸磷酸酶植酸酶（CPhy）和紫色酸性磷酸酶植酸酶（PAPhy），其中，HAPhy是目前所知最廣泛存在的植酸酶類群，這類酶可以催化水解多種磷酸單酯底物，對(duì)植酸的特異性并不高，這一點(diǎn)也正好解釋了我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖5 濕地土壤高穩(wěn)定性有機(jī)磷含量隨植酸酶添加量及培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig. 5 Variation of highly resistant organic P consent with phytase added quantity and incubation time in Wetland soil

2.3 外源植酸酶對(duì)濕地土壤總有機(jī)磷含量的長(zhǎng)期影響

由圖6可見(jiàn)，對(duì)照土樣的總有機(jī)磷含量在培養(yǎng)前期基本保持不變，到第 60天時(shí)略有降低。經(jīng)過(guò)植酸酶處理土樣的總有機(jī)磷含量均低于對(duì)照組，且呈現(xiàn)植酸酶添加量越大，土壤總有機(jī)磷含量越低的趨勢(shì)。從圖6還可見(jiàn)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，添加植酸酶的土壤中總有機(jī)磷含量持續(xù)下降，而總磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)維持在403.37～414.45 mg·kg-1，到第75天時(shí)，低量、中量和高量植酸酶處理土壤中的總有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照組低35.43%、42.53%和54.03%。說(shuō)明添加植酸酶可顯著促進(jìn)濕地土壤中的有機(jī)磷組分水解轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷組分。在培養(yǎng)初期，即第10天時(shí)，高量和中量植酸酶處理土壤的總有機(jī)磷含量下降明顯，而后下降趨勢(shì)有所減緩，到第 50天以后，土壤總有機(jī)磷含量基本不變。相比之下，低量植酸酶處理土壤的總有機(jī)磷含量在培養(yǎng)初期降低較少，但隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)總有機(jī)磷含量一直降低，到第 75天時(shí)，土壤總有機(jī)磷含量已接近中量植酸酶處理土壤，說(shuō)明低量植酸酶對(duì)土壤有機(jī)磷具有緩慢而持續(xù)的催化水解作用。從圖6還可見(jiàn)，連續(xù)培養(yǎng)60 d后，高、中、低量植酸酶處理土壤的總有機(jī)磷含量基本不再變化，且3組處理土壤的總有機(jī)磷含量接近，說(shuō)明此時(shí)土壤中仍然存留部分無(wú)法被植酸酶水解的有機(jī)磷組分，這部分有機(jī)磷可能是其它的磷酸單酯或磷酸二酯成分。

圖6 外援植酸酶對(duì)濕地土壤總有機(jī)磷含量的影響Fig. 6 Effect of outside source of phytase on contents of total organic P in Wetland soil

3 結(jié)論

1）短期實(shí)驗(yàn)與長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)中各有機(jī)磷組分含量變化趨勢(shì)基本一致，都是活性有機(jī)磷含量隨著植酸酶添加量的增加而增加。在75 d培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理土壤的活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了173.05%、158.16%和122.75%，中活性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了84.22%、68.7%和53.92%。穩(wěn)定性有機(jī)磷含量則隨著植酸酶添加量的增加而減少，高、中、低3組植酸酶處理土壤的中穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了 62.81%、37.31%和26.14%，高穩(wěn)定性有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了94.71%、87.66%和79.52%。

2）向濕地土壤中施加外源植酸酶可以促進(jìn)土壤穩(wěn)定性有機(jī)磷向活性有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷的轉(zhuǎn)化。因此，土壤總有機(jī)磷含量逐漸降低，培養(yǎng)至第 75天時(shí)，高、中、低3組植酸酶處理土壤的總有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照組低54.03%、42.53%和35.43%。

3）植酸酶參與的催化反應(yīng)為水解反應(yīng)，是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，通過(guò)增加植酸酶的添加量可以提高水解效率，整個(gè)過(guò)程在培養(yǎng)至第60天后基本穩(wěn)定。

4）施加外源植酸酶對(duì)濕地土壤中穩(wěn)定性較高的有機(jī)磷進(jìn)行水解礦化，在本試驗(yàn)條件下是可行的。這對(duì)于提高濕地土壤有效磷含量，增加植物的磷利用率及為緩解濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化具有積極意義。

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Effects of Soil Organic Phosphorus Transformation on Fertilizing Outside Source of Phytase in Yeyahu Wetland

QU Bo1, LI Min1*, QI Mei1, ZHU Yunyun1, ZHAO Tun1, SUN Xiaojian2
1. College of Environmental Science & Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2. Beijing G&T Environmental Protection Science and Technology Co. Ltd., Beijing 100083, China

Inositol phosphates were as the main form of wetlands soil organic phosphorus, comprising up to 60% of organic P, and it can be catalyzed by phytases into phytic acid and inorganic phosphorus. Wetlands soil incubation was carried out to study the influences of organic phosphorus fractions and quantity in different periods after application of outside source of phytase. The results were concluded: the effectiveness of organic P can be improved by phytases under the appropriate conditions for short periods. The outside source of phytase increased the contents of labile, moderately labile organic P in soil which is higher than CK. During the cultivation of the 75 days periods, the labile organic P contents of experimental soil increased by 173.05%, 158.16%, and 122.75%, respectively, and the contents of moderately labile organic P increased by 84.22%, 68.7% and 53.92%, respectively, after each treatment. In addition, the contents of moderately resistant and highly resistant organic P when added phytases were lower than that of CK. The moderately resistant organic P contents of experimental soil decreased by 62.81%, 37.31% and 26.14%, respectively, and the contents of highly resistant organic P decreased by 94.71%, 87.66%and 79.52%, respectively, and it show a downward trend with increase of phytases contents and time passing. The contents of total organic P also decreased by 54.03%、42.53%and 35.43%, respectively than CK, under the effects of phytases. Therefore, Phytases could promote the changes of organic P fractions and increase the availability of soil organic P. To make it more easily to be absorbed by the plant, so as to guarantee the stability and high efficiency of the wetland phosphorus cycle system.

phytase; wetlands soil; organic phosphorus frictions; Yeyahu wetland

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.02.011

S154.2

A

1674-5906（2015）02-0250-05

曲博，李敏，其美，朱蕓蕓，趙暾，孫曉建. 外源植酸酶對(duì)野鴨湖濕地土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化的影響研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(2): 250-254.

QU Bo, LI Min, QI Mei, ZHU Yunyun, ZHAO Tun, SUN Xiaojian. Effects of Soil Organic Phosphorus Transformation on Fertilizing Outside Source of Phytase in Yeyahu Wetland [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(2): 250-254.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51279004）；人事部留學(xué)基金委擇優(yōu)資助項(xiàng)目（優(yōu)秀項(xiàng)目類）

曲博（1988年生），男，碩士，主要研究方向?yàn)槲廴疚镞w移轉(zhuǎn)化、水體生態(tài)修復(fù)。E-mail: qubo19881@126.com *通信作者

2014-11-02