大豆多根瘤、無根瘤突變體連作對土壤酶活性的影響

郭彥+楊洪雙

摘要：以大豆多根瘤、無根瘤突變體為材料，以種植1、2、3年的土壤為對象，探討土壤中脲酶、多酚氧化酶的活性變化。結果表明：隨著連作年份的增加，土壤中脲酶的含量在無根瘤突變體中呈遞減的趨勢，而在多根瘤突變體中呈現出遞增的趨勢，表明多根瘤突變體的固氮作用優于無根瘤突變體；土壤中多酚氧化酶的含量在2種突變體中則表現為相反的趨勢，在無根瘤大豆中的活性是逐年遞增的，在多根瘤大豆中則逐年遞減。

關鍵詞：大豆；連作；根瘤突變體；脲酶；多酚氧化酶；土壤

中圖分類號： S344.4 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0099-01

大豆是重要的經濟作物，長期連作會導致減產，究其原因主要是由于有毒根系分泌物的積累、土壤含鹽量及pH值失衡等導致土壤理化性質發生改變，造成土壤板結，影響作物對養分的吸收；同時土壤變劣造成土壤微生物及酶活性降低，養分分解作用下降；作物酶活性降低，細胞分裂減緩，膜結構遭到破壞，影響礦物質元素的吸收運輸。脲酶是土壤中最為活躍的水解酶類之一，對土壤環境變化非常敏感，脲酶活性的提高有利于穩定性較高的土壤有機氮向有效氮轉化[1-2]。多酚氧化酶參與土壤有機組分中芳香族化合物的轉化，土壤中多酚氧化酶活性高低對土壤有機質形成很重要[3]。本研究以大豆多根瘤、無根瘤突變體為材料，以種植1、2、3年的土壤為對象，探討土壤中脲酶、多酚氧化酶的活性變化，旨在為開展大豆連作土壤研究提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以多根瘤、無根瘤的2個大豆突變體為材料，取麥田耕層土壤進行盆栽，出苗后置于室外生長，定期澆水；成熟期植株收獲后保存土壤，繼續種植，分別獲得正茬、連作1年、連作2年土壤，共6個處理，每處理重復3次，成熟期植株收獲后取根際土壤，混勻后密封待用。

1.2 方法

采用靛酚比色法測定脲酶活性，采用鄰苯三酚比色法測定多酚氧化酶活性。

2 結果與分析

2.1 連作大豆土壤脲酶活性的測定

脲酶可以加速土壤中潛在養分的有效化，因而土壤中脲酶活性可作為衡量土壤肥力的指標之一，它可以表征土壤的氮素狀況。

由圖1可知，隨著連作年份的增加，無根瘤大豆的土壤脲酶含量呈逐年遞減趨勢，多根瘤大豆土壤中脲酶含量呈現逐年增加的趨勢。由此可知，多根瘤大豆的固氮作用明顯高于無根瘤大豆，連作年限越長，優勢越明顯。

2.2 連作大豆土壤多酚氧化酶活性的測定

多酚氧化酶在土壤有機質形成中起到重要作用，由圖2可知，隨著連作年限增加，無根瘤大豆土壤中多酚氧化酶含量逐漸提高，表明土壤中有機質含量逐年提高。多根瘤大豆土壤中多酚氧化酶含量則呈現逐年遞減的趨勢，但在正茬及連作1年土壤中，多根瘤大豆的多酚氧化酶含量均高于無根瘤大豆，連作2年土壤則是無根瘤大豆高于多根瘤大豆，具體原因有待進一步研究。

3 結論

本研究表明，連作年限越長，多根瘤大豆土壤中脲酶活性越高，多根瘤大豆土壤中的多根瘤能夠產生脲酶，氮含量逐年累積，因而多根瘤大豆的土壤肥力比無根瘤要好，大豆長勢也更好。無根瘤大豆不能固氮，土壤中氮含量逐年減少，脲酶含量隨著連作時間增加而呈降低趨勢。連作1年無根瘤大豆土壤氮含量與多根瘤大豆土壤大體相同，主要原因是一方面脲酶活性逐年下降，另一方面多根瘤大豆中的根瘤產生脲酶，脲酶固定空氣中的氮，填補了土壤中的消耗。隨著連作年限的增加，土壤中多酚氧化酶活性降低，致使土壤中的動植物殘體不能轉化為有機物供植物利用，這也是導致連作大豆減產的原因之一。

參考文獻：

[1]關松蔭. 土壤酶及其研究法[M]. 北京：農業出版社，1986.

[2]李東坡，武志杰，陳利軍，等. 長期定位培肥黑土土壤蔗糖酶活性動態變化及其影響因素[J]. 中國生態農業學報，2005，13（2）：102-105.

[3]關松蔭.土壤酶醌及其研究法[M]. 北京：中國農業出版社，1986：323.