土壤無機納米微粒對酶活性及玉米秸稈分解影響研究.pdf

1、本文通過玉米秸稈培養(yǎng)、土壤培養(yǎng)和純酶培養(yǎng)等實驗，采用分光光度法和紅外光譜等分析測定方法分別研究了黑土無機納米微粒對有機質(zhì)腐解過程中酶活性、腐解產(chǎn)物形成、C、N元素轉(zhuǎn)化和C/N比值變化以及蒙脫石納米微粒對酸性磷酸酶試劑活性的影響。結(jié)果表明： 在玉米秸稈腐解過程中，土壤無機納米粒子加入，對秸稈腐解過程中的酶活性有顯著的影響，但這種影響因酶的種類不同而有顯著的差異。納米粒子在玉米秸稈腐解的整個培養(yǎng)期內(nèi)促進了蛋白酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸

2、酶、中性磷酸酶活性的增加，并且在腐解的初期和中后期皆達到極顯著水平。土壤納米粒子對脲酶活性在腐解的后期起到顯著的促進作用。而對葡聚糖酶、蔗糖酶活性的促進作用在玉米秸稈腐解的前期非常明顯，但在中后期沒有明顯的規(guī)律性。納米粒子主要促進了多酚氧化酶和淀粉酶的活性。納米粒子在初期和后期顯著地促進了過氧化物酶活性，而在其它時期則表現(xiàn)出抑制作用。納米粒子對玉米秸稈腐解過程中纖維素酶活性有極顯著和顯著的抑制作用。 通過對秸稈腐解產(chǎn)物的分析表明

3、：土壤無機納米粒子對玉米秸稈腐解產(chǎn)物的生成也有顯著的影響。無機納米粒子在玉米秸稈腐解過程中，對水溶性有機化合物WOM(包括水溶性胡敏酸WHA和水溶性小分子有機化合物WLOM)的生成在腐解的初期有顯著的促進作用，而中后期顯著抑制了水溶性化合物的形成。納米粒子對秸稈腐解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化形成堿溶性化合物AOM(包括堿溶性胡敏酸AHA和堿溶性富里酸AFA)的影響前期和后期存在較大差異，腐解的前期，促進了堿溶性化合物的生成，而在腐解的中后期對堿溶性有機化

4、合物的形成起到了抑制作用。 對秸稈腐解產(chǎn)物不同提取組分進行元素分析結(jié)果表明：納米粒子的存在對水溶性有機化合物總含C量在玉米秸稈腐解的初期無大的影響，但卻影響其所含不同有機組分的C組成。同對照相比，在腐解的中后期，納米處理的玉米秸稈腐解生成的所有水溶性有機化合物(WOM、WHA、WLOM)的C含量均下降。納米處理的WOM和WHA中的N含量在整個玉米秸稈腐解的過程中，均低于對照處理。而WLOM含N量沒有顯著的規(guī)律性。在玉米秸稈腐解的

5、初期，納米粒子處理的AOM含C量均顯著高于對照，其中AHA含C量也顯著高于對照處理，但AFA含C量無顯著的規(guī)律性。玉米秸稈腐解的中后期，納米粒子處理的AOM和AHA含C量均顯著低于對照處理，而AFA含C量的變化正相反，隨著腐解的進行，AFA含C量顯著高于對照處理。從AOM含N量的變化來看，同對照相比，納米粒子處理在腐解的初期高于對照，中后期顯著低于對照。納米處理的WOM和WHA的C/N比值變化除后期表現(xiàn)低于對照外，均高于對照；WLOM的

6、C/N比值在秸稈腐解前期高于對照；AOM的C/N比值除了初期高于對照外，均低于對照；而黑土納米粒子的加入對秸稈腐解產(chǎn)物AHA的C/N比值的影響沒有規(guī)律性；隨著秸稈腐解，納米處理的AFA的C/N比值在秸稈腐解初期低于對照，而后均高于對照。 對秸稈腐產(chǎn)物紅外分析結(jié)果表明：納米粒子施入明顯增加了WHA中羥基、甲基、亞甲基和次甲基含量，增加了碳水化合物和氨基化合物組分，即促進了脂族性高的WHA生成。對AHA也有相似的作用，但主要是增加了

7、碳水化合物組分，脂肪鏈結(jié)構(gòu)組分無顯著的變化，并且納米粒子的加入降低了AHA的酸性。土壤納米粒子的存在促進了氨基酸、糖類等小分子化合物聚合形成胡敏酸。納米粒子的加入對玉米秸稈腐解形成的WLOM和AFA的組成無大的影響，但顯著增加了WLOM和AFA的抗分解能力。 通過土壤培養(yǎng)實驗，研究了不同濃度的納米溶液對土壤蛋白酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、堿性磷酸酶、脲酶、淀粉酶、蔗糖酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性的影響。結(jié)果表明：土壤培養(yǎng)實驗的

8、初期，土壤無機納米粒子對土壤蛋白酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性具有顯著促進作用，對淀粉酶、堿性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、具有顯著的抑制作用。在培養(yǎng)的中期，土壤無機納米粒子對土壤蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性具有顯著促進作用，對堿性磷酸酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、具有顯著的抑制作用。在培養(yǎng)的后期，土壤無機納米粒子對土壤蛋白酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、淀粉酶、過氧化物酶、多酚氧化酶、蔗糖酶具有顯著促進作