堆肥微生物的培养与磷酸酶活性的研究(Ⅰ)——曲霉的产磷酸酶活性的研究

对培养过程中丝状真菌的产磷酸酶活性进行了比较,筛选了一株产磷酸酶活性较高的曲霉菌株HQ,对其产酶特性及对不同难溶性磷底物的磷释放量进行了研究.液体培养结果表明,该菌株在以植酸钠为底物时,中性磷酸酶活性为0.54mg ml-1,磷释放量46.65μg ml-1.固体培养结果表明,以畜禽废弃物为培养基的磷酸酶活性最高,其中性磷酸酶活性为37.4mg g-1.该菌株有潜力作为堆肥微生物的候选菌株.     

外源植酸酶对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响

采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响.结果表明,添加外源植酸酶各处理的土壤酸性、中性磷酸酶活性和有效磷含量均高于对照,各处理间呈高量＞中量＞低量＞对照,其中土壤酸性、中性磷酸酶活性与对照相比增加的幅度分别为9.3%～70.2%、4.3%～73.1%,差异达显著水平;从培养时间来看,土壤磷酸酶活性和有效磷含量均随培养时间的延长呈先升高后略有回落的趋势,其中酸性磷酸酶活性至培养第10 d达最高值,此时各处理与对照相比提高了33.9%～70.2%,差异达极显著水平,而中性磷酸酶活性和有效磷含量至培养的第20 d达到最高值,此时与对照相比分别提高了49.9%～73.1%和26.6%～122.5%.     

红壤磷酸单酯酶活性测定方法的改进

以甘油磷酸钠为底物,通过添加适量无机磷减少土壤吸附作用对磷酸单酯酶活性测定的影响,探讨红壤磷酸单酯酶活性测定方法的改进.在4个红壤样品的测试结果中,与Rogers法相比,RSD从≤10.2%降为≤3.2%;省去了HCl浸提步骤:耗时从19 h左右变为2 h左右.与对硝基苯磷酸盐法相比,底物更具代表性:所测磷酸单酯酶活性为P4.4～6.8 μmol/(g土·h),比对硝基苯磷酸盐法的测定值P 0.8～2.2 μmol/(g土·h)更大,更灵敏.     

八达岭山地次生林土壤养分与磷酸酶活性研究

 为探讨北京八达岭山地土壤肥力状况,以黑桦、糠椴、核桃楸3种次生林为对象,对其土壤养分和磷酸酶活性进行研究。结果表明:土壤养分有明显的表聚效应;土壤全磷含量仅为0.39～0.66g.kg-1之间,有可能出现缺磷现象;土壤磷酸酶的活性以酸性磷酸酶为主,呈垂直递减分布规律;各种土壤养分和磷酸酶活性均有明显的根际效应,根系/本土比值在1.02～5.25之间。用SPSS软件进行分析表明,土壤磷酸酶活性与土壤pH、有机质、全氮、有效氮、有效磷和速效钾显著正相关,可以作为土壤肥力评价的一个指标。     

pH和磷对铅胁迫下芥菜生长和土壤酶活性的影响

采用盆栽试验研究不同pH和磷酸盐浓度对铅污染土壤种植的芥菜生物量和铅吸收的影响,及铅浓度与土壤酶活性的关系.结果表明,芥菜地下部分铅含量明显高于芥菜地上部分.土壤酸化有可能导致土壤中铅的溶出释放,在试验中,土壤pH为5.0时,土壤中铅的释放最多,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最大.土壤中铅与磷酸结合成难溶性的磷酸铅,当土壤中施加的磷浓度为300mg/kg时,土壤中铅的释放量最少,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最小;土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性相关性较大,同时二者易受土壤pH和磷含量的影响,因此把土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性结合起来作为判断土壤铅污染程度指标更合适.     

河西走廊产区酒球菌酯酶活性对葡萄酒酯类香气物质的影响

试验以2株本土O. oeni GF-2、ZX-1和商业菌株VP41为供试菌株,在模拟酒中动态监测苹果酸-乳酸发酵过程中菌株的C2、C4、C6酯酶活性,分析比较不同初始pH值、乙醇浓度、SO2添加量和发酵温度对菌株产酶规律的影响;通过微酿试验探讨供试菌株对霞多丽干白葡萄酒香气品质的影响。结果表明,在不同p H值条件下,本土O.oeni菌株的酯酶活性明显高于商业菌株VP41,其中ZX-1的最大酯酶活性比VP41的高出约63.42%;乙醇浓度8%时,所有供试菌株均具有最大酯酶活性,且本土O.oeni菌株具有更强的产酶能力;在不同SO2添加量影响下,2株本土O.oeni的酯酶累积活性均显著高于VP41(P0.05);18、22℃发酵温度下,GF-2的酯酶活性显著高于菌株VP41(P0.05)。供试菌株的总酯酶活性依次为ZX-1、GF-2、VP41;最佳产酶条件均为乙醇浓度12%、p H值3.6、SO2添加量30 mg/L、发酵温度22℃,其中以ZX-1的酯酶活性累计量最高(620.97m U/m L)。与商业菌株VP41相比,经本土GF-2、ZX-1菌株发酵的酒样具有更浓郁的果香和良好的余香持久性。综合分析,本土与商业O.oeni菌株均可以成功完成苹果酸-乳酸发酵,尤其是ZX-1菌株具有较强的产酯酶能力,可有效提升霞多丽干白葡萄酒中的果香和花香类化合物含量,明显增强酒体的地域风格和典型性。     

珠穆朗玛峰北坡土壤脲酶和中性磷酸酶活性初步研究

研究了珠穆朗玛峰北坡地区沿绒布河谷海拔4400～5550m的夏季土壤中水解酶类脲酶、中性磷酸酶活性,并探讨了这两种土壤酶与土壤有机质和海拔高度的相互关系。结果表明:(1)随着海拔升高,土壤脲酶、中性磷酸酶活性呈高低波动变化,在研究区域出现多个峰值,总的趋势是上升的,其最大值分别出现在海拔5500m和5450m处。(2)偏相关分析表明,土壤脲酶活性与有机质含量呈正相关,土壤中性磷酸酶活性与有机质含量呈显著正相关;土壤脲酶活性与海拔的相关性不具显著性意义,中性磷酸酶活性与海拔呈极显著正相关。     

低分子量有机酸对红壤磷酸单酯酶活性的影响

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸)对红壤磷酸单酯酶活性的影响。结果表明,低浓度有机酸(<1μmol g-1)对磷酸单酯酶活性有促进作用,且促进作用大小依次为柠檬酸≈草酸>苹果酸>酒石酸;而高浓度有机酸(>5μmol g-1)则为抑制作用,且抑制作用大小依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸。当体系pH趋向酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性增强;反之,当体系pH远离酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性减弱。有机酸根一方面通过羧基的辅助作用提高磷酸单酯酶活性;另一方面通过释放土壤A l3+、Fe3+等金属离子,对土壤磷酸单酯酶活性有一定的抑制作用。     

长期定位施肥对黑土磷酸酶活性的影响

对长期不同培肥制度下黑土磷酸酶活性进行研究。结果表明,中性磷酸单酯酶活性最高,磷酸二酯酶活性次之,磷酸三酯酶活性最低。不同施肥处理中性磷酸单酯酶活性顺序为:NPKNKM1+N2PK秸秆+N3PKCKM2+N1PK。磷酸二酯酶活性顺序为:M1+N2PKM2+N1PK秸秆+N3PKCKNKNPK。磷酸三酯酶活性各处理间无显著差异。     

黄土丘陵区生物结皮对土壤磷素有效性及碱性磷酸酶活性的影响

黄土丘陵区生物结皮广泛发育,可影响土壤磷素有效性。目前鲜见生物结皮对土壤磷素有效性的研究报道。本文以该区不同年限退耕地的生物结皮为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究了生物结皮对土壤全磷、有效磷及碱性磷酸酶活性的影响。结果表明,1）生物结皮的形成可显著提高结皮层土壤全磷含量,而下层(010 cm)全磷含量差异不显著; 2）生物结皮的形成可显著提高结皮层土壤有效磷含量,研究区生物结皮层土壤有效磷含量为3.27~5.87 mg/kg,占到同层土壤全磷含量的0.57%~0.95%,生物结皮层磷酸酶活性高于下层(010 cm) 381倍; 3）生物结皮对土壤磷素有效性及碱性磷酸酶活性的影响与生物结皮发育阶段有关; 4）生物结皮主要通过提高结皮层土壤碱性磷酸酶活性和有机质含量,降低土壤pH,进而提高了土壤磷素有效性。本文研究结果表明,生物结皮的形成有助于提高黄土丘陵区退耕地土壤磷素有效性。     

基于不同基质测定土壤碱性磷酸酶活性的比较

土壤磷酸酶对有机磷的矿化及植物的磷素营养有重要影响。目前测定土壤磷酸酶活性采用的基质主要有磷酸苯二钠(CAS编号:3279-54-7)和对硝基苯磷酸二钠(CAS编号:4264-83-9)两种。国际上对土壤磷酸酶活性的测定普遍采用对硝基苯磷酸二钠,而国内大部分学者主要采用磷酸苯二钠。由于不同类型的基质对磷酸酶活性的测定结果有很大影响,所以选择适宜的基质种类对磷酸酶活性进行测定有很大的不确定性。为探讨碱性磷酸酶活性的测定方法,以磷酸苯二钠和对硝基苯磷酸二钠为基质,选用酸性、中性和碱性土壤各10个土样,比较了依据《土壤酶及其研究法》(DPP1),《Method in Soil Biology》(DPP2)和《Methods of Soil Enzymology》(PNPP)书中所介绍的测定方法所获结果之间的差异。结果表明:三种方法所测的三种类型土壤磷酸酶活性的变化趋势基本一致,但不同土壤之间差异性的变化幅度有明显不同。在酸性土壤和碱性土壤中,DPP1和DPP2所测十个土样碱性磷酸酶活性之间的变异系数属于中度变异,而PNPP则属于高度变异;在中性土壤中,DPP1和DPP2属于低度变异,PNPP属于中度变异。总的来看,PNPP比DPP1和DPP2敏感。此外,由于PNPP具有高精确度、培养时间短和实验操作简便等优点,我们建议采用PNPP进行碱性磷酸酶活性的测定。     

不同金属离子对稻田自然生物膜磷酸酶活性的影响

以稻田自然生物膜为研究对象,研究不同浓度金属离子对生物膜酸性和碱性磷酸单酯酶(ACPase和ALPase)活性与酶反应动力学参数的影响。发现K~+和Na~+在0～1.0 mmol/L浓度下均对ACPase和ALPase无明显影响,Ca~(2+)和Mg~(2+)对ACPase和ALPase活性均有激活效应,可使磷酸酶活性最大提高14.1%和46.7%;Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Al~(3+)和Ag~+对ACPase和ALPase活性均有抑制作用。Co~(2+)在低浓度时对ACPase和ALPase活性有一定的激活作用,高浓度时变为抑制作用;Cr~(6+)在0.1 mmol/L时对ACPase活性有促进作用,而在离子浓度0.25～1 mmol/L的范围内,均对ACPase活性产生抑制作用。通过酶反应动力学分析发现,Mg~(2+)的加入使ACPase与底物的亲和力与催化效率增强,Cu~(2+)对ACPase和ALPase的抑制作用主要是非竞争性抑制作用,Zn~(2+)虽然提高ACPase与底物的亲和力,但是降低了ALPase与底物的亲和力与催化效率。金属离子对酶活性的影响因金属离子种类、浓度和磷酸酶类型而异,主要通过与酶活性位点或底物结合,改变酶的活性、对底物的亲和力,以及影响酶基因的表达等实现的。研究结果将为评估自然生物膜在稻田磷的生物地球化学循环中的作用,以及稻田受重金属污染的可能风险提供理论依据。     

适宜施氮量对粗齿冷水花根际微域土壤磷组分及磷酸酶活性的影响

  【目的】  适宜施氮可提高磷富集植物对磷过剩土壤的修复效率,研究适宜施氮处理下磷富集植物根际微域土壤磷组分的变化,可为利用磷富集植物提取土壤中过剩的磷提供理论依据。  【方法】  采用多隔层根箱土培试验,以磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花为材料,非矿山生态型为对照,设磷处理的P质量浓度为800 mg/kg,氮处理的N质量浓度为0 (CK)和140 mg/kg,分析对比了两种生态型粗齿冷水花磷富集能力及根际微域土壤磷组分与磷酸酶活性的变化。  【结果】  1)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部生物量和磷积累量均显著升高;矿山生态型地上部生物量和磷积累量分别为非矿山生态型的1.28和1.45倍。2)适宜施氮量下,两种生态型根际土壤中H₂O-P和NaHCO₃-Pi含量均增加;土壤H₂O-P和NaHCO₃-Pi含量均在距矿山生态型根际4 mm微域内显著高于非根际土壤,分别在距非矿山生态型根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤;土壤NaHCO₃-Po和NaOH-Pi、NaOH-Po含量在距两种生态型根际6 mm微域内显著低于非根际土壤;土壤HCl-Pi和HCl-Po和Residual-P含量在根际微域和非根际土壤之间无显著变化。不施氮和适宜施氮量下矿山生态型根际微域NaHCO₃-Pi含量均显著低于非矿山生态型,矿山生态型对土壤NaHCO₃-Pi的吸收利用能力更强。3)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花根际土壤磷酸酶活性均较对照增加,土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性分别在距根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤,植酸酶活性在距根际8 mm微域内显著高于非根际土壤。不施氮和适宜施氮量下,矿山生态型根际微域土壤磷酸酶活性更高。  【结论】  高磷条件下,适宜施氮量 (140 mg/kg)增加了两种生态型粗齿冷水花根际微域土壤磷酸酶活性,且矿山生态型根际土壤磷酸酶活性更高,有利于根际微域土壤中磷由低有效态组分向高有效态组分转化,从而促进了植株的生长和磷素积累。     

酸性磷酸酶活性与大豆耐低磷能力的相关研究

在水培条件下研究了11个南方春大豆地方品种和育成品种对低磷胁迫反应的差异及其与酸性磷酸酶活性（APA）的相关关系。结果表明，不同大豆品种的地上部干重、根干重、植株全磷和全氮积累量差异极显著（P＜0.01），表现出品种间耐低磷的差异性。大豆品种地上部干重、根干重、植株全磷和全氮量与APA的相关性均达到显著或极显著水平。APA是大豆品种磷效率的一种机制，它可作为耐低磷品种筛选的一个生化指标。     

缓冲液种类对土壤酸性磷酸酶活性的影响

土壤酸性磷酸酶影响土壤有机磷矿化。选择不同的缓冲液种类和不同p H值测定土壤酸性磷酸酶活性,可影响数据的可比性。为明确缓冲液及p H值对不同土壤磷酸酶活性的影响程度,选取p H值4～8的土壤样本,测定了在醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液和MUB缓冲液3种不同培养条件下酸性磷酸酶活性变化。结果表明,采用MUB缓冲液条件可获得较稳定的土样区分序列,且与缓冲液的p H值的变化无关。在醋酸盐缓冲液和柠檬酸盐缓冲液条件下,不同p H值范围的不同土样之间土壤酸性磷酸酶活性变异系数变化剧烈,而采用MUB缓冲液获得的变异系数较其他缓冲液大,且趋势平稳。综合考虑,进行土壤酸性磷酸酶活性测定,可优先选用MUB缓冲溶液。     

丛枝菌根对三叶草根际磷酸酶活性的影响

以三叶草为材料,利用三室隔网培养方法,探讨了取自肥料长期定位试验中多年施用与不施用有机肥的田间小区土壤上,接种菌根菌（G.mosseae）对根际土壤酸性和碱性磷酸酶活性的影响。植物生长9周后,收获测定菌丝生长室土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性,并对磷酸酶产生位点进行细胞化学定位。结果表明,接种丛技菌根菌对根际土壤酸性和碱性磷酸酶活性均有增强作用,但作用程度在有机服小区土壤上要大于无机肥小区土壤。根际土壤酸性磷酸酶原位化学定位结果表明,菌丝周围有明显的酸性磷酸酶的反应产物,说明报外丛枝菌根菌丝能直接向外分泌磷酸酶。     

稀土元素镧对红壤脲酶,酸性磷酸酶活性的影响

通过室内培养和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响,结果表明,在培养试验中,镧对土壤脲酶活性表现为刺激作用并随浓度的升高而增强,在３００ｍｇ／ｋｇ时,刺激作用达到显著水平,镧对土壤酸性磷酸酶活性作用不明显,在盆栽试验中,镧对土壤脲酶、酸性磷酸酶均产生强烈的刺激作用。在３０ｍｇ／ｋｇ时,刺激作用达到显著水平,土壤脲酶和酸性磷酸酶活性是评价稀土农用效应的有效指标。     

河北山前平原高产田冬小麦土壤微生物学特性的动态变化

以河北山前平原现有高产田和周边常规农田为研究对象,对秸秆还田条件下冬小麦生长季土壤酶及微生物特征指标的动态变化进行了研究。结果表明,现有高产田土壤生物学性状良好,高产田0-40 cm土层内:土壤蔗糖酶、磷酸酶活性和土壤微生物量磷在冬小麦生长旺盛期显著高于常规农田(P0.05)。高产田蔗糖酶活性在扬花期达到最大,为5.49 mg/g,磷酸酶活性在拔节期最大,为30.63 mg/g,微生物量磷最大值出现在收获期,为109.2 mg/g;土壤过氧化氢酶活性和微生物量碳、氮总体高于常规农田;脲酶活性则低于常规农田。土壤呼吸商最大值出现在常规农田收获期,为0.3,高产田土壤微生物对秸秆的利用情况也优于常规农田。     

溶磷细菌对复垦土壤养分、酶活性及磷解析的影响

为了探索溶磷细菌在复垦土壤上对磷素的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了磷细菌及其组合对磷酸三钙的溶解能力,确定了最佳组合磷细菌。拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1mg/L,故最佳磷细菌组合为W2+W3+W4。将筛选出的最佳组合磷细菌在采煤塌陷地复垦土壤上进行玉米大田试验,研究其对土壤养分、酶活性、磷解析特性及玉米产量的影响。结果表明:磷细菌可以增加土壤养分含量和改善土壤酶活性;磷细菌处理土壤有效磷和速效钾含量,以及磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别比基质对照处理增加了2.80,25.43,7.41,4.21,7.15mg/kg;与空白处理相比,磷细菌处理土壤最大吸磷量和吸附常数降低幅度最大,分别显著减少114mg/kg和0.021(p0.05);磷细菌处理土壤平均解吸率为14.7%,显著高于其他处理;磷细菌处理玉米产量最高,为8 036kg/hm~2,显著高于其他处理。因此在复垦土壤上施用磷细菌,可以改善土壤磷素解析特性,有利于土壤快速培肥,对作物增产也有积极作用。     

适宜的水氮处理提高稻基农田土壤酶活性和土壤微生物量碳氮

为探讨节水灌溉与氮肥施用对稻田土壤微生物特性的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式（常规灌溉与控制灌溉）与3个水平施氮量（90、180和270 kg/hm2））对稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,土壤脲酶活性和土壤微生物量氮增加,土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳、土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值、土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;与常规灌溉相比,控制灌溉显著提高稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物熵,降低土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg/hm2可获得最优的生物环境,土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮分别达到3.02×10-2 mg/g、0.93 mL/g、5.70 mg/g、10.08 mL/g、237.58 mg/kg、52.60 m/kg。该研究对认识稻基农田水氮耦合关系、指导江淮丘陵季节性干旱区水稻优质节水高产高效栽培实践提供理论依据。