土壤中酶催化生物化学反应的能力。它常以单位时间内单位土重的底物剩余量或产物生成量表示。影响因素影响土壤酶活性的主要因素如下:土壤物理性质质地粘重的土壤比质地轻粗的土壤酶活性常较强;同一土壤中,小粒径团聚体的土壤酶活性又常较大粒径团聚体的强。因为质地粘重的土壤和小粒径团聚体含有较多的粘土矿物和有机质,所以土壤酶的数量及其稳定性也较高。土壤的结构性影响水、气、热状况,从而影响土壤酶活性的水平。
土壤中酶催化生物化学反应的能力。它常以单位时间内单位土重的底物剩余量或产物生成量表示。
影响土壤酶活性的主要因素如下:
质地粘重的土壤比质地轻粗的土壤酶活性常较强;同一土壤中,小粒径团聚体的土壤酶活性又常较大粒径团聚体的强。因为质地粘重的土壤和小粒径团聚体含有较多的粘土矿物和有机质,所以土壤酶的数量及其稳定性也较高。土壤的结构性影响水、气、热状况,从而影响土壤酶活性的水平。渍水条件降低转化酶(蔗糖酶)活性,但能提高脱氢酶的活性;磷酸酶活性常与导水率呈负相关。温度直接影响土壤酶活性,在其适宜温度以下,各种土壤酶的活性均随温度升高而升高。此外,土壤的水、热状况还通过影响微生物和植物根系的生命活动,进而影响进入土壤的酶的数量;并能通过影响土壤胶体的性质而影响土壤酶的稳定性,从而提高或降低土壤酶活性。
主要通过以下3个方面影响土壤酶活性:①土壤养分和能源状况直接影响生成酶的土壤微生物和植物根系的活动;②土壤有机质的含量、组成和有机-矿质复合体的组成、特性决定着酶的稳定性;③某些化学物质对土壤酶有激活或抑制作用。脲酶、蛋白酶、硫酸酯酶的活性常分别与土壤有机碳、有机氮和有机硫的含量成正相关。磷酸酶的活性与有机磷的含量成正相关,而与有效性磷的含量成负相关。盐土、碱土中的脲酶和磷酸酶的活性常较低。
施用有机肥料既能增多土壤微生物的营养源和能源,促进微生物的繁殖,又能通过带入的酶使土壤酶的数量有新的增加,从而提高土壤酶活性。氮、磷、钾矿质肥料对土壤酶活性的影响因土壤、肥料和酶的种类等不同而异。施用氮、磷、钾肥料对脲酶活性一般无影响。施用不含磷的矿质肥料常提高磷酸酶的活性;在有机质含量高的土壤上,长期施用磷肥将降低磷酸酶的活性,但在有机质含量低的土壤上则相反。微量元素肥料的影响因其本身的种类、施用量和酶的种类而异。同一微量元素对某些酶来说是激活剂,而对另一些酶来说则为抑制剂;同一微量元素的施用量不同,可以起激活作用,也可以起抑制作用。农药和一些工业废弃物的影响与微量元素肥料相似。上述施肥和农药对土壤酶活性的影响多是暂时的,一般只能维持几个月。只有长期施用肥料和农药导致土壤的化学性质发生了较大变化时,才会对土壤酶活性产生持久的影响。长期施用有机或氮、磷、钾肥料,对土壤酶活性常有良好影响,而长期施用农药和重金属元素却常降低土壤酶活性。不同作物的根际效应对土壤酶的种类和数量的影响各异,因而适宜的轮作有利于土壤总体酶活性的提高。
20世纪90年代的土壤酶学方法尚不能定量的测定土壤酶的含量,也不能用从土壤中提取出的粗酶制品的活性作为土壤中该种酶的活性。土壤酶活性通常是以土壤作为酶的载体,采用物理或化学方法测定其在培养条件下特定土壤酶促反应的底物剩余量或产物生成量来间接获知的。测定时,首先需排除土壤微生物影响,即抑制土壤样品中微生物的增殖,使之既不合成新的酶,又不会同化底物和酶促反应的产物,同时又不破坏其细胞而使土壤酶量增多。其次,要确定土壤酶促反应的各主要参数,包括土壤称量(酶的数量)、底物浓度、温度、反应混合物的最适pH值及检测持续时间的最适值等。最后,以无酶、无底物和无土等对照的测定值校正所测结果。
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