大豆多根瘤、无根瘤突变体连作对土壤酶活性的影响

郭彦+杨洪双

摘要：以大豆多根瘤、无根瘤突变体为材料，以种植1、2、3年的土壤为对象，探讨土壤中脲酶、多酚氧化酶的活性变化。结果表明：随着连作年份的增加，土壤中脲酶的含量在无根瘤突变体中呈递减的趋势，而在多根瘤突变体中呈现出递增的趋势，表明多根瘤突变体的固氮作用优于无根瘤突变体；土壤中多酚氧化酶的含量在2种突变体中则表现为相反的趋势，在无根瘤大豆中的活性是逐年递增的，在多根瘤大豆中则逐年递减。

关键词：大豆；连作；根瘤突变体；脲酶；多酚氧化酶；土壤

中图分类号： S344.4 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0099-01

大豆是重要的经济作物，长期连作会导致减产，究其原因主要是由于有毒根系分泌物的积累、土壤含盐量及pH值失衡等导致土壤理化性质发生改变，造成土壤板结，影响作物对养分的吸收；同时土壤变劣造成土壤微生物及酶活性降低，养分分解作用下降；作物酶活性降低，细胞分裂减缓，膜结构遭到破坏，影响矿物质元素的吸收运输。脲酶是土壤中最为活跃的水解酶类之一，对土壤环境变化非常敏感，脲酶活性的提高有利于稳定性较高的土壤有机氮向有效氮转化[1-2]。多酚氧化酶参与土壤有机组分中芳香族化合物的转化，土壤中多酚氧化酶活性高低对土壤有机质形成很重要[3]。本研究以大豆多根瘤、无根瘤突变体为材料，以种植1、2、3年的土壤为对象，探讨土壤中脲酶、多酚氧化酶的活性变化，旨在为开展大豆连作土壤研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以多根瘤、无根瘤的2个大豆突变体为材料，取麦田耕层土壤进行盆栽，出苗后置于室外生长，定期浇水；成熟期植株收获后保存土壤，继续种植，分别获得正茬、连作1年、连作2年土壤，共6个处理，每处理重复3次，成熟期植株收获后取根际土壤，混匀后密封待用。

1.2 方法

采用靛酚比色法测定脲酶活性，采用邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性。

2 结果与分析

2.1 连作大豆土壤脲酶活性的测定

脲酶可以加速土壤中潜在养分的有效化，因而土壤中脲酶活性可作为衡量土壤肥力的指标之一，它可以表征土壤的氮素状况。

由图1可知，随着连作年份的增加，无根瘤大豆的土壤脲酶含量呈逐年递减趋势，多根瘤大豆土壤中脲酶含量呈现逐年增加的趋势。由此可知，多根瘤大豆的固氮作用明显高于无根瘤大豆，连作年限越长，优势越明显。

2.2 连作大豆土壤多酚氧化酶活性的测定

多酚氧化酶在土壤有机质形成中起到重要作用，由图2可知，随着连作年限增加，无根瘤大豆土壤中多酚氧化酶含量逐渐提高，表明土壤中有机质含量逐年提高。多根瘤大豆土壤中多酚氧化酶含量则呈现逐年递减的趋势，但在正茬及连作1年土壤中，多根瘤大豆的多酚氧化酶含量均高于无根瘤大豆，连作2年土壤则是无根瘤大豆高于多根瘤大豆，具体原因有待进一步研究。

3 结论

本研究表明，连作年限越长，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够产生脲酶，氮含量逐年累积，因而多根瘤大豆的土壤肥力比无根瘤要好，大豆长势也更好。无根瘤大豆不能固氮，土壤中氮含量逐年减少，脲酶含量随着连作时间增加而呈降低趋势。连作1年无根瘤大豆土壤氮含量与多根瘤大豆土壤大体相同，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产生脲酶，脲酶固定空气中的氮，填补了土壤中的消耗。随着连作年限的增加，土壤中多酚氧化酶活性降低，致使土壤中的动植物残体不能转化为有机物供植物利用，这也是导致连作大豆减产的原因之一。

参考文献：

[1]关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京：农业出版社，1986.

[2]李东坡，武志杰，陈利军，等. 长期定位培肥黑土土壤蔗糖酶活性动态变化及其影响因素[J]. 中国生态农业学报，2005，13（2）：102-105.

[3]关松荫.土壤酶醌及其研究法[M]. 北京：中国农业出版社，1986：323.