土壤无机纳米微粒对酶活性及玉米秸秆分解影响研究

土壤无机纳米微粒具有不同于其它宏观粒子、微观分子和原子的特殊性质，因而其在土壤生物化学反应调控方面必然具有重要的作用，必然会对土壤中微生物和酶的活性产生影响。本文通过玉米秸秆培养、土壤培养和纯酶培养等实验，采用分光光度法和红外光谱等分析测定方法分别研究了黑土无机纳米微粒对有机质腐解过程中酶活性、腐解产物形成、C、N元素转化和C/N比值变化以及蒙脱石纳米微粒对酸性磷酸酶试剂活性的影响。结果表明： 在玉米秸秆腐解过程中，土壤无机纳米粒子加入，对秸秆腐解过程中的酶活性有显著的影响，但这种影响因酶的种类不同而有显著的差异。纳米粒子在玉米秸秆腐解的整个培养期内促进了蛋白酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶活性的增加，并且在腐解的初期和中后期皆达到极显著水平。土壤纳米粒子对脲酶活性在腐解的后期起到显著的促进作用。而对葡聚糖酶、蔗糖酶活性的促进作用在玉米秸秆腐解的前期非常明显，但在中后期没有明显的规律性。纳米粒子主要促进了多酚氧化酶和淀粉酶的活性。纳米粒子在初期和后期显著地促进了过氧化物酶活性，而在其它时期则表现出抑制作用。纳米粒子对玉米秸秆腐解过程中纤维素酶活性有极显著和显著的抑制作用。 通过对秸秆腐解产物的分析表明：土壤无机纳米粒子对玉米秸秆腐解产物的生成也有显著的影响。无机纳米粒子在玉米秸秆腐解过程中，对水溶性有机化合物WOM(包括水溶性胡敏酸WHA和水溶性小分子有机化合物WLOM)的生成在腐解的初期有显著的促进作用，而中后期显著抑制了水溶性化合物的形成。纳米粒子对秸秆腐解产物转化形成碱溶性化合物AOM(包括碱溶性胡敏酸AHA和碱溶性富里酸AFA)的影响前期和后期存在较大差异，腐解的前期，促进了碱溶性化合物的生成，而在腐解的中后期对碱溶性有机化合物的形成起到了抑制作用。 对秸秆腐解产物不同提取组分进行元素分析结果表明：纳米粒子的存在对水溶性有机化合物总含C量在玉米秸秆腐解的初期无大的影响，但却影响其所含不同有机组分的C组成。同对照相比，在腐解的中后期，纳米处理的玉米秸秆腐解生成的所有水溶性有机化合物(WOM、WHA、WLOM)的C含量均下降。纳米处理的WOM和WHA中的N含量在整个玉米秸秆腐解的过程中，均低于对照处理。而WLOM含N量没有显著的规律性。在玉米秸秆腐解的初期，纳米粒子处理的AOM含C量均显著高于对照，其中