公路旁树木根际土壤过氧化氢酶活性的调查

王媛 杨雪 安平平

摘 要：该文对净月区公路旁树林内不同地点不同树木的根际土壤，应用滴定法测定其过氧化氢酶活性。结果表明树林里不同地点不同植物根际土壤中过氧化氢酶活性存在较大差异。

关键词：过氧化氢酶活性 根际土壤 存活性

中图分类号：S662.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-02

根际是植物与土壤接触的微域环境，是植物获取养分的主要区域[1]。土壤微生物量在土壤有机物的分解和养分循环中起着重要的作用[2-3]，是反映土壤的物理化学性质变化的指标之一[4-5]。研究发现，土壤中的真菌、细菌都是土壤过氧化氢酶的重要来源，也有来自植物根系的，过氧化氢酶的最适pH值在中性范围内（6.3～7.2），土壤过氧化氢酶能促进土壤中过氧化氢的分解[6]，防止土壤中的过氧化氢伤害植物根系。另外，过氧化氢酶活度与土壤中全氮含量和有机质含量等呈显著正相关性[7]，对土壤肥力特征也有相当的表征作用[8]。

1 材料与方法材料

1.1 试验方法

1.1.1 样土的采集

本试验以净月区某段公路西面小树林中不同地点不同树木根际的土壤，如图1。除掉石块、根系和土壤动物，混合均匀。取回土壤样品后经风干后，碾碎过筛，在广口瓶中贮存，4 ℃储藏备用。

图1 土样采集地点图示

1.1.2 制备土壤稀释液

在含99 ml无菌稀释水和玻璃珠的锥形瓶中加入土样1 g，振荡10 min，制成土壤悬浮液，稀释待测样土原液时，先将其充分摇匀。然后用1 ml无菌移液管在待稀释的原始样品中来回吹吸数次，再精确移取0.5 ml菌液至10-3的试管中。然后令取1 ml无菌移液管，以同样的方式，先在10-3试管中来回吹吸样品数次，并精确移取0.5 ml菌液至10-4的试管中，如此稀释至10-6为止。[9]

1.2 过氧化氢酶活性的测定

1.2.1 试剂

10%H2SO4；0.2 mol/L pH7.8磷酸缓冲液；0.1 mol/L高锰酸钾标准液称：取KMnO4（AR）3.1605 g，用新煮沸冷却蒸馏水配制成1000 ml，再用0.1 mol/L 草酸溶液标定；0.1 mol/L H2O2市售30%H2O2大约等于17.6 mol/L，取30%H2O2溶液5.68 ml，稀释至1000 ml，用标准0.1 mol/L KMnO4溶液（在酸性条件下）进行标定；0.1 mol/L草酸：称取优级纯H2C2O4·2H2O 12.607 g，用蒸馏水溶解后，定容至1000 ml。

1.2.2 方法步骤

取50 ml三角瓶4个（2个测定，另2个为对照），测定瓶中加酶液2.5 ml，对照瓶中加煮死酶液2.5 ml，再加入2.5 ml 0.1 mol/L H2O2，同时计时，在30 ℃恒温水浴中保温10 min，立即加入10%H2SO42.5 ml。

用0.1 mol/L KMnO4标准溶液滴定，直到显示出粉红色（在30 min内不消失）为止。[10]

1.2.3 计算方法

酶活性用每g鲜重样品1 min内分解H2O2的mg数表示：

过氧化氢酶活性（H2O2mg/g/min）=（A-B）×VT/（W×VS×1.7×t）

式中：A：对照KMnO4滴定ml数；

B：酶反应后KMnO4滴定ml数；

VT：提取酶液总量（ml）；

VS：反应时所用酶液量（ml）；

W：样品鲜重（g）；

t：反应时间（min）；

1.71 ml0.1 mol/L KMnO4相当于1.7 mgH2O2。

2 结果与分析

2.1 不同地点不同树木根际土壤过氧化氢酶的活性的比较

不同地点的松树、柳树、杨树根际土壤的过氧化氢酶活性比较，均为地点b>地点c>地点a过氧化氢酶是植物细胞中重要的抗氧化酶之一。在污染、干旱等逆境下，会对植物的过氧化氢酶活性产生影响，引起过氧化氢酶活性降低[10-11]。土壤过氧化氢酶能促进土壤中过氧化氢的分解[6]，这样土壤中的过氧化氢就不会轻易伤害到植物根系。过氧化氢酶活度与土壤中全氮含量和有机质含量等呈显著正相关[12]，对土壤肥力特征也有相当的表征作用[13]，因此，可以判定地点b为土壤肥力最好。

土壤持续供给植物生长发育所需的养分和水分的能力被称之为土壤肥力。一般来说，土壤存在越多的微生物，土壤容重越小，孔隙度越大，土壤的结构性越好，土壤的通气透水能力也就越强。这是因为土壤微生物能分解动植物残体，增加土壤有机质含量，并且土壤微生物的代谢产物以及真菌的菌丝等可以黏结土体，使土壤中的微团粒体含量增加，从而改良土壤的结构性[14]。

如图1所示，地点a的松树、柳树、杨树均位于公路附近或离公路的距离很近，公路上经常有机动车来回行驶，而汽车尾气废气中含有150～200种不同的化合物，其主要有害成分为：未燃烧或燃烧不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等。这些污染物均能对植物的土壤造成污染，导致公路附近的植物根际土壤的微生物含量少于其他未污染或轻污染地点。另外，土壤积累了汽车尾气中的重金属铅，很多生化反应被抑制，反应方向和速度也被改变，从而破坏土壤原有的有机物或无机物所固有的化学平衡和转化[15]。土壤酶活性对土壤重金属反映比较敏感，Pb、As、Cu、Zn对土壤酶活性有一定程度的抑制作用，本次研究表明，土壤中的过氧化氢酶受到土壤重金属较大的抑制，呈显著负相关性。造成重金属对土壤酶活性的抑制作用机理，可能与酶活性分子中的活性部位-巯基和含咪唑的配体等结合，形成较稳定的络合物，产生了与底物的竞争性抑制作用有关或者可能由于重金属抑制了土壤中微生物的生长繁殖，减少微生物体内酶的合成和分泌量，最终导致土壤酶活性降低[16-17]。

如图1所示，地点c的松树、柳树、杨树均位于树林中的小径两旁，这些小径附近有居民生活区，因此小径两旁的落叶不能有效的变成土壤的天然有机肥料，另外，小径两旁的垃圾也比较多，对植物土壤造成一定程度的污染，因此，地点c的微生物数量及土壤过氧化氢酶的活性均低于地点b。

3 结语

由于公路上经常有机动车行驶，导致树林外侧树木根际土壤过氧化氢酶活性显著降低；树林内侧由于人类活动的参与，树木根际土壤过氧化氢酶活性降低不明显。

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