不同施肥条件下土脲酶动力学研究朱铭莪，乔安生（西北农业大学农化系陕西杨陵·７１２１００ ）摘要用氨气敏电极法对土１０年有机质定位试验中不施肥，单施化肥和玉米秸秆加化肥３种施肥 处理的土壤脲酶反应动力学进行了研究。结果表明，玉米秸秆加化肥处理，土壤脲酶的Ｖ＿（ｍａ ｘ）Ｖ＿０值均大。表明该处理的脲酶量高，酶促反应速度快。Ｖ＿（ｍａｘ），土壤养分含量及 作物产量都是秸秆加化肥＞单施化肥＞不施肥。关键词土，脲酶，反应动力学中图分类号Ｓ１５３ ．６２，Ｓ１４７．３由于农业生产中广泛使用尿素，所以参与尿素水解作用的脲酶也日益为人们 所重视￣［１～３］。研究土壤脲酶酶促反应动力学，对了解尿素在土壤中的转化是十分必要的。 脲酶反应动力学研究，国外已有一些资料￣［３］，国内报道较少。本文研究了３种不同施肥条件 下，土壤脲酶的动力学特征，并探讨了温度、底物浓度对脲酶酶促反应的影响，为合理施用尿素肥 料，提高尿素肥料的氮素利用率提供依据。１材料与方法１．１供试土样本试验所用土壤样品采自 西北农业大学农作一站， 土１０年有机质定位试验地的３种不同施肥处理小区（表１）。按各施 肥处理的３个田间重复小区分别５点采样（０～２０ｃｍ）混合后取一定量带回室内，风干过１ｍ ｍ筛，备用。供试土样的农化性状见表２。１．２ 测定方法１．２．１ 脲酶活性测定 电极法 ￣［４～６］测定脲酶转化尿素为铵的量表示酶活性。称取１０ｇ土样，置１５０ｍＬ三角瓶中， 加１０ｍＬｐＨ＝７．０的磷酸缓冲液和１０ｍＬ不同浓度的尿素溶液，摇匀后塞好瓶塞在一定温 度下，分别培养１２，２４，４８，９６及１４４ｈ后，加３０ｍＬ蒸馏水，离心，取上清３０ｍ Ｌ，加ＮａＯＨ调至ｐＨ＞１１，氨气敏电极测定。同时设置不加基质的对高等学校博士点基金资 助项目照。重复３次。每次测定前以氯化铵配制成１０￣（－５）～１０￣（－１）ｍｏｌ·Ｌ￣ （－１）标准系列，氨气敏电极测定并绘制标准曲线，由标准曲线上查出供试样品的ＮＨ＿３浓度 。１．２．２数据处理①以１２ｈ放氨量计算反应初速度Ｖ＿０；②Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－ｅｎｔ ｅｎ方程，用Ｌｉｎｅｗｅａｖｅｒ－Ｂｕｒｋ法作图求米氏常数（Ｋｍ）与最大反应速度（Ｖ＿ （ｍａｘ））。２ 结果与讨论２．１ 不同施肥处理土壤脲酶动力学参数（Ｋｍ，Ｖ＿（ｍａｘ ））由３种施肥处理的土壤脲酶动力学参数（表３）看出，处理Ⅰ的Ｋｍ为１．７５～４．０４× １０￣（－３）ｍｏｌ·Ｌ￣（－１）；处理Ⅱ的Ｋｍ为１．７５～３．９９×１０￣（－３）ｍ ｏｌ·Ｌ￣（－１）；处理Ⅲ的Ｋｍ为１．７１～１６．９３×１０￣（－３）ｍｏｌ·Ｌ￣（－ １）．显示Ⅰ，Ⅱ处理Ｋｍ值接近，处理Ⅲ脲酶的Ｋｍ值范转明显增大。１０～５０℃处理Ⅰ的Ｖ ＿（ｍａｘ）值为６．０８～１７．７μｍｏｌ·Ｌ￣（－１）·ｈ￣（－１）；处理Ⅱ的为６． ４６～２２．９６μｍｏｌ·Ｌ￣（－１）·ｈ￣（－１）；处理Ⅲ为８．１７～４３．４８μｍ ｏｌ·Ｌ￣（－１）·ｈ￣（－１）．Ｖ＿（ｍａｘ）值呈现Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ的变化规律，各温度下顺 序完全一致。Ｖ＿（ｍａｘ）增大有利于脲酶酶促反应的进行，加速了土壤中尿素肥料的转化。表 ３中反应初速度（Ｖ＿０值）处理Ⅲ在各测试温度下均最大，证实了此结论。２．２ 底物浓度及 温度对脲酶反应初速度的影响底物浓度对３土样脲酶酶促反应初速度的影响（图１～３），总趋势 是随底物浓度增加，各土样的反应初速度相应增大。底物浓度＜０．０１ｍｏｌ·Ｌ￣（－１）时 反应初速度增加较快，底物浓度继续增加，反应初速度逐渐趋于一个最大值。比较３种处理的土样 ，底物浓度较低（０．００５～０．０１ｍｏｌ·Ｌ￣（－１））时，处理Ⅰ，Ⅱ的Ｖ＿０值差异 不大，当底物浓度＞０．０５ｍｏｌ·Ｌ￣（－１），在测试温度范围内处理Ⅱ的Ｖ＿０值呈大于 处理Ⅰ的趋势，显示当尿素浓度较大时，单施化肥处理有加速脲酶酶促反应的作用。秸秆加化肥处 理，在所设置的浓度范围内各测试温度下，反应初速度均大于处理Ⅱ，表明增施秸秆对促进脲酶酶 促反应有良好作用，进而证明了秸秆还田配合施用化肥有较好的土壤生化效温度对３土样脲酶酶促 反应的影响在１０～４０℃范围内总的趋势是随温度升高反应初速度加快，５０℃时除两个测试点 外均低于４０℃的Ｖ＿０值，表明３种供试土样脲酶酶促反应，在本试验中其最佳温度为４０℃。 表３所示处理Ⅰ，Ⅱ的Ｖ＿（ｍａｘ）值４０℃最大，处理Ⅲ４０℃的Ｖ＿（ｍａｘ）值仅次于５ ０℃的Ｖ＿（ｍａｘ），印证了此结果。比较３种处理土样１０～２０℃时，各底物浓度条件下， 处理ⅠＶ＿０值有大于处理Ⅱ的趋势，但３０℃以上则处理Ⅱ大于处理Ⅰ。表明单施化肥处理，当 土壤温度高于３０℃时有利于脲酶活性增强。处理Ⅲ１０～４０℃，各底物浓度下Ｖ＿０值均大于 处理Ⅱ，５０℃时除０．００５，０．０１ｍｏｌ·Ｌ￣（－１）底物浓度外也大于处理Ⅱ，显示 秸秆加化肥处理在各测试温度条件下，皆处于比单施化肥的土壤脲酶活性高的状态。由以上讨论看 出，土壤施尿素肥料，特别是施用秸秆加施尿素，土壤的脲酶量增加，酶促反应速度加快，促进了 尿素肥料水解转化。参考文献｜｜１周礼恺．土壤脲酶活性与尿素肥料在土壤中的转化．土壤学进 展，１９８４（１）：１～９２薛泰麟，闵九康，孙羲．从土壤脲酶性质的角度探讨尿素合理施用 的途径．中国农业科学，１９９１，２４（４）：６１～６８３ １９８４（１１）：５６～６６４关松荫， 张德生，张志明等．土壤酶及其研究法．北京：农业出版社，１９８６６黄德培，沈子琛，吴国梁 等．离子选择电极的原理及应用．北京：新时代出版社，１９８２７南京农学院主编．土壤农化分 析．北京：农业出版社，１９８０ＴｈｅＵｒｅａｓｅＫｉｎｅｔｉｃｓｉｎＬｏｕＳｏｉｌＵｎ ｄｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔＦｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＺｈｕＭｉｎｇｅ ＱｉａｏＡｎｓｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｇｒｏｃ ｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ，７１２１００）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｕｒｅａｓｅｋ ｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｈｒｅｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ｗｉｔ ｈｏｕｔｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｏｎｌｙｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎ ｄｃｏｒｎｓｔａｌｋ＋ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ）ｉｎｔｈｅ１０－ｙｅａｒｏ ｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｆｉｘｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎＬｏｕｓｏ ｉｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅａｍｍｏｎｉａｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍｅｔｈｏｄ． ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆＶ＿（ｍａｘ）ａｎｄ Ｖ ＿０ｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｃｏｒｎｓｔａｌｋ＋ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉ ｚｅｒｗｅｒｅｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ，ｔｈｕｓｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔａｎａｍｏｕｎ ｔｏｆｕｒｅａｓｅｗａｓｈｉｇｈ，ａｎｄｔｈｅｕｒｅａｓｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅａ ｃｔｉｏｎｓｐｅｅｄｗａｓｆａｓｔ．ＴｈｅＶ＿（ｍａｘ）ｖａｌｕｅｓ，ｓｏｉｌｎｕｔｒ ｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄｓａｌｌｗｅｒｅ：ｃｏｒｎｓｔａｌｋ＋ ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ＞ｏｎｌｙｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ＞ｗ ｉｔｈ－ｏｕｔｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＬｏｕｓｏｉｌ，ｕｒ ｅａｓｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ不同施肥条件下土脲酶动力学研究@朱铭莪，乔 安生$西北农业大学农化系土，脲酶，反应动力学用氨气敏电极法对土１０年有机质定位试验中不 施肥，单施化肥和玉米秸秆加化肥３种施肥处理的土壤脲酶反应动力学进行了研究。结果表明，玉 米秸秆加化肥处理，土壤脲酶的Ｖ＿（ｍａｘ）Ｖ＿０值均大。表明该处理的脲酶量高，酶促反应 速度快。Ｖ＿（ｍａｘ），土壤养分含量及作物产量都是秸秆加化肥＞单施化肥＞不施肥。１周礼 恺．土壤脲酶活性与尿素肥料在土壤中的转化．土壤学进展，１９８４（１）：１～９２薛泰麟， 闵九康，孙羲．从土壤脲酶性质的角度探讨尿素合理施用的途径．中国农业科学，１９９１，２４ （４）：６１～６８３１９８４（１１）：５６～６６４关松荫，张德生，张志明等．土壤酶及其 研究法．北京：农业出版社，１９８６６黄德培，沈子琛，吴国梁等．离子选择电极的原理及应用 ．北京：新时代出版社，１９８２７南京农学院主编．土壤农化分析．北京：农业出版社，１９８ ０高等学校博士点基金单施化肥的土壤脲酶活性高的状态。由以上讨论看出，土壤施尿素肥料，特 别是施用秸秆加施尿素，土壤的脲酶量增加，酶促反应速度加快，促进了尿素肥料水解转化。参考 文献｜｜１周礼恺．土壤脲酶活性与尿素肥料在土壤中的转化．土壤学进展，１９８４（１）：１ ～９２薛泰麟，闵九康，孙羲．从土壤脲酶性质的角度探讨尿素合理施用的途径．中国农业科学， １９９１，２４（４）：６１～６８３ １９８４（１１）：５６～６６４关松荫，张德生，张志明等．土壤 酶及其研究法．北京：农业出版社，１９８６６黄德培，沈子琛，吴国梁等．离子选择电极的原理 及应用．北京：新时代出版社，１９８２７南京农学院主编．土壤农化分析．北京：农业出版社，１９８０ＴｈｅＵｒｅａｓｅＫｉｎｅｔｉｃｓｉｎＬｏｕＳｏｉｌＵｎｄｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔＦｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＺｈｕＭｉｎｇｅＱｉａｏＡｎｓｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｇｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｎｏ
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