《稻麦轮作系统土壤糖酶活性对开放式CO2浓度增高的响应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《稻麦轮作系统土壤糖酶活性对开放式CO2浓度增高的响应（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、稻!麦轮作系统土壤糖酶活性对开放式“ #$浓度增高的响应!张丽莉!，“张玉兰!，“陈利军! !武志杰!（!中国科学院沈阳应用生态研究所， 沈阳! ! # # ! $；“中国科学院研究生院， 北京! # # # % * 2 = ?!，AB6 C ; ; D!（! “ # $ % $ % “ 0! # # # % F G G D H F I = J ; D J I C DD K K D L I+ K “ # #!* + ,* + ,- !( )“D , D M I ; + ?+ ?F + ; , F L L C H ; J F D L I ; M ; I ; D F ? JF + ; ,? = I
2、 H ; D ? I L + ? I D ? I F = ? J D H H ; L D N C D I H + I I ; + ? . E C D H D F = , I F F C + N D J I C I = ? J D H O + I CN C D I ? J H ; L D G , ? I ; ? P，( )“D , D M I ; + ? ; ? L H D F D J F + ; , ; ? M D H I F D L I ; M ; I Q . E C D D , D M I D J( )“F ; P ? ; K ; L ? I , Q ; ? L H D F D J F +
3、 ; , R Q , ? F D L I ; M ; I Q I I C D + ; ? I ; ? P，C D J ; ? P ? J H ; G D ? ; ? P F I P D F + KN C D I ? J I I C D C D J ; ? P ? J H ; G D ? ; ? P F I P D F + K H ; L D， ? J F , ; P C I , Q J D L H D F D J F + ; , L D , , = , F D L I ; M ; I Q . ( + H H D , I ; + ? ? , Q F ; F F C + N D J I C I I
4、 C D H DN F F ; P ? ; K ; L ? I , Q , ; ? D H G + F ; I ; M D H D , I ; + ? F C ; GO D I N D D ? F + ; , , S , ; C Q J H + , Q T D J? ; I H + P D ? ? J F + ; , ; ? M D H I F D L I ; M ; I Q . H( )“D ? H ; L C * D ? I（/ 0 ( 1） ，3 + ; ,，U ? M D H I F D，V Q , ? F D，( D , , = , F D，1 ? T Q * D L I ; M ;
5、 I Q .!中国科学院沈阳应用生态研究所知识创新领域前沿资助项目 （3 : 引言自! Y世纪X #年代工业革命以来， 由于人类活动的影响， 大气( )“浓度正逐步上升.目前已由“ # #年前的“ $ #“ Y #!* + ,* + ,- !上升到% 4 #!* + ,* + ,- !左右， 并继续以每年! “ “!* + ,* + ,- !的速度增加 , , ; + ?等X发现在( )“增加时土壤纤维素酶、 木 聚糖酶活性均有增加； + + H C D J! X则发现植物根圈纤维素酶活性减少. 1 O D H F O D H P D HY等发现/ 0 ( 1条 件下碱性草甸土蔗糖酶活性增加，
6、 木聚糖酶活性则在春季增加， 夏季减少. + F F等“ #，“ !对不同土壤的试验也得出了一年蔗糖酶活性增加， 一年没有变化的结应 用 生 态 学 报“ # # 2年$月第! 4卷第$期( 7 U 8 1 3 1_ ) B 8 0 :) /0 : U 1 1 ( ) : ) 9 ?（$）a ! # ! ; ) ?，供试水稻为高产粳稻新品系? ? ) - 3 在两种农作物生长时期， 施肥方式、 田间管理按当地常规方式进行!在冬小麦的生长季内取A次样， 取样时间分别为： 越冬期 （-月- (日） 、 拔节期 （ H F 9 N ; : ; N Q ! ： 小麦系统R I F N H Q H N
7、F 4；S： 水稻系统T ; 9 F H Q H N F 4! #：# 4 S ; F = F；V： 拔节期V 5 ; = F；K F： 抽穗期K F W ; = F；T： 成熟期T ; L F = F；X ;： 分蘖期X ; 6 6 F G ; = F !下同X I F H 4 FS F 6 5 U!1(1-应用生态学报- 3卷升高 （拔节期升高） ， 而在生殖生长时期下降；! “#浓 度增高时随着水稻生育期的进程酶活性一直下降，但在水稻生长的成熟期升至最高， 小麦生长季和水稻生长季! “#浓度增高蔗糖酶活性高于自然条件$ ! “ #大气! “#浓度增高对土壤木聚糖酶活性影响 由图#可知，
8、随小麦生育期的进程， 自然条件和! “#浓度增高土壤木聚糖酶活性均呈现上升的趋 势$从小麦的越冬期到成熟期， 自然条件下土壤酶活性升 高% $下同 7? 7 1 / $! “ !大气! “#浓度增高对土壤纤维素酶活性影响 由图%可知， 在小麦的整个生育期内， 自然条件和! “#浓度增高土壤纤维素酶活性变化规律不同$ 自然条件下酶活性先降低后升高， 而! “#浓度增高 时酶活性趋于平缓， 仅在小麦的拔节期有所下降$整体上看，A B ! C条件比自然条件酶活性低， 平均下降( - !4 . 5 )） 采样时期 ! “ # $ % 8 9 : ; = AB ? : A 9 : B F = : 9!8
9、 9 : 8 ? : B ? ? ; B G +8 B : ; ? 8 : ? B B = : A A ? 水 稻I ; ; B : B = ? 9 ? : B ; ? A : C = 8 8 : 9 ? !B : = 9 A ? : 9 ; A 6 7： 越冬期6 7 + - K : 8，%?P = : 9 !）“=倍， 所以大气M 6?浓度增高并不会对地下的生 物化学过程等造成直接的影响? ， 只是在M 6?增 高时， 由植物根系分泌等的变化带来的间接影响L蔗糖酶活性受诸多因子影响， 如土壤有机质、氮、 磷含量、 微生物数量与土壤呼吸强度等L本文对土壤蔗糖酶活性与土壤中碱解氮含量的相关分析
10、表明， 二者在/ 0 M N条件或自然条件下都呈显著的线性关系L在小麦的营养生长时期， 随着根系生物量的增加， 根系分泌物增多， 两处理蔗糖酶活性略有上升， 进入生殖生长 （抽穗期） 后， 根系生物量不再增加， 两处理土壤蔗糖酶活性略有下降L蔗糖酶很大一部分来源于植物根系的分泌物，M 6?浓度增高时， 根 的生物量尤其细根的生物量有大幅度的增加，8 ;，引起根系分泌的蔗糖酶增加， 土壤蔗糖酶活性提高LM9作物小麦和水稻在M 6?浓度增加时光合作用加 强?，8 C，8 ，? =， 光合速率的提高， 碳水化合物 （可溶性糖和淀粉） 可在叶片中大量累积， 当光合产物的利用受到了限制时， 光合产物有很
11、大一部分输入到地下，通过根系分泌及死亡进入土壤， 进而导致土壤蔗糖酶活性增加L N O + - 3 O + - ( + -对/ 0 M N条件下 （; = =“%RQ 8M 6?） 培养;年的碱性草甸土的研究证明， 土壤 蔗糖酶活性在春季高于对照， 在夏季显著高于对照，并且这种变化与/ 0 M N条件下植物根系生物量的增长呈正相关； 另外，H . 3 3? 8对在/ 0 M N条件下 （C = =“%RQ 8M 6?） 培养? ? =)的草甸土的研究表明， 蔗糖酶活性在9个采样时期中有两个时期明显高于对照， 作者认为由于/ 0 M N条件下植物分泌的蔗糖酶量增加而带来了土壤蔗糖酶活性的增加L这
12、两个试验结果与本文的结果可互相印证L而H . 3 3? =的研究则发现，/ 0 M N条件下 （C = =“%RQ 8M 6?） 土壤蔗糖 酶活性与自然条件 （9 =“%RQ 8M 6?） 并无显著差异L 土壤木聚糖酶的主要来源之一是微生物的活动及增殖， 所以微生物的变化对木聚糖酶的活性变化具有重要影响L而土壤呼吸作用可作为土壤微生物总的活性指标L S ，? ， 使M的利用效率提高，M输 入的增加提高了微生物对能量的利用， 因而提高了微生物的活性， 造成M 6?增加时酶活性高于自然条 件L另外， 木聚糖酶的活性常与细胞壁聚合体和微生物组织的分解密切相关， 木聚糖本身也是具有决定性作用的分解媒介
13、物8 9，M 6?浓度增高时， 在细胞?=8应用生态学报8 卷壁和微生物组织的分解过程中产生了更多的木聚糖， 这与木聚糖酶的活性提高相一致! “ # $ % % $ 个月的土壤研 究发现， 土壤木聚糖酶活性略有下降， 但差异并不显著!本研究结果则表明， 在小麦和水稻生长的各个时期土壤木聚糖酶活性上升， 并在小麦的拔节期、 成熟期以及水稻的分蘖期、 成熟期显著上升， 所以2 3 ) 4条件下土壤木聚糖酶活性的变化可能与土壤类型以及土壤上着生作物的类型有关!纤维素是以植物残体形式进入土壤的碳水化合物的重要组分之一!在纤维素酶的作用下， 其最初水解产物是纤维二糖； 在纤维二糖酶的作用下， 进一步分解
14、生成葡萄糖， 纤维素酶活性与土壤有机质的分解， 腐殖质的形成和碳素的营养释放密切相关， 同时在营养元素的循环过程中起到重要作用!本研究结果表明， 水稻生长的各个时期) *+浓度增高时纤维 素酶活性低于自然条件! ? # $ A # 指出，) *+增加时， 由于土壤中输入的) 量升高带来土壤微生物活性的提高， 以及土壤中H循环的加剧和H利用效率的提高， 可能是造成2 3 ) 4条件下水田和旱田碱解氮含量提高的原因!) # , ! K # 6 7 6 8 L , ? 8 3 9 # . A # “ . “ 3 , 9 “ % $ ! : $ # ; , ; $ 3$ / / ; 3 “- $ $
15、, #$ /) * + , -. * / 0 , -B $ , 7 86 H ! 8 - ?: - $ 9 . % , ; $ 3$ /8/ $ - “ # ,“ % $ # ? # , “ ! J ; , 7“ K : “ - ; ! “ 3 , 8 + ; $ 3L L，B $ ?M，N A - 8 ! #0 3 D, 7 “ ; ! : 8 % ,$ / “ “ O P 8 , “ 9+ ! ; % - $ A ; 8 8 % , ; P ; , ?; 380 “ 9 ; , “ - - 8 3 “ 8 3! $ 9 “ “ O % $ # ? # , “ ! R 8 . #4 N，S 8 3 9 “ “ -6 3 “ - 8 ; # 8 , ; $ 38 3 9“ 3 U ? ! “8 % , ; P ; , ; “ # ; 3% 8 O % 8 - “ $ . # D - 8 # # 8 3 9 % “ % $ - “：+ ; ! 8 , ; % - “ # : $ 3 # “ , $+ / $ - % ; 3 D% 7 8 3 D “ #$ P “ - , 7 “ 8 # ,% ; ! 8
