不同植物根际土壤碳氮水解酶活性热点区的空间分布特征

• 作者: 刘霜 张心昱
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: β⁃葡萄糖苷酶 N⁃乙酰氨基葡萄糖苷酶 养分获取策略 喀斯特 玉米 苜蓿 莎草
• 年，卷（期）: 2020,（13）
• 所属期刊栏目: 第十八届中国生态学大会专辑
• 页码范围: 4462-4469
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201908201733

摘要

为研究喀斯特退耕地不同植物根际土壤碳氮水解酶活性的空间分布特征，采用喀斯特区域农田表层土壤，选择当地粮食作物玉米、牧草苜蓿及弃耕后常见草本植物莎草，进行室内根盒培养试验。利用根际土壤原位酶谱分析技术，研究不同植物根际与非根际土壤β-葡萄糖苷酶（βG）和N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性的分布模式。结果发现：1）3种植物在根尖和根伸长区都存在酶活性热点区，最大根际酶活性热点区范围为苜蓿 > 莎草 > 玉米；2）玉米βG和NAG根际酶活性热点范围在根尖与根伸长区范围相近约为1.13 mm，苜蓿根际βG热点区范围是根伸长区（1.98 mm） > 根尖（1.19 mm），而NAG热点区范围是根尖（0.91 mm） > 根伸长区（0.59 mm），莎草根际βG和NAG活性热点区范围均是根尖（1.38-1.86 mm） > 根伸长区（0.93-1.16 mm）；3）豆科植物苜蓿的根系和根际微生物偏好碳需求，这可能与豆科植物的固氮功能有关，缓解氮养分需求；而莎草根系和根际微生物偏好氮养分，这与喀斯特土壤氮养分限制有关。总体上，苜蓿根际酶活性热点范围最广，根系和根际微生物偏好碳需求，而且其特有的固氮功能可缓解氮养分需求，对于喀斯特生态恢复效果更好。本研究的土壤原位酶谱法可为在根际酶活性热点区范围进行微生物养分获取机制提供定量依据。