原位酶谱技术分析旱地长期覆盖下根际酶活性空间分布

根与土壤微生物产生的酶是土壤有机质分解的主要生物驱动因素,对土壤养分循环具有重要意义.该研究利用原位酶谱技术在不破坏作物根系的同时,研究了渭北旱塬长期覆盖春玉米根际土壤酶活性空间分布.田间试验于2020年6月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行.以春玉米"先玉335"为供试材料,采用完全随机区组设计,设置秸秆覆盖(SM)、地膜覆盖(FM)和无覆盖(CK)三个处理,于春玉米吐丝期获取根系剖面酶谱图,分析了 β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶在春玉米根际的分布.结果表明:β-葡萄糖苷酶在秸秆覆盖下根际活性分布(热点)面积最大,是地膜覆盖的1.9倍、无覆盖的8.1倍;同时其在秸秆覆盖下延根分布距离最长为2.5 mm;与之对应,动力学拟合结果也表明秸秆覆盖下的酶动力学参数酶活最大反应速率和米氏常值最大,其土壤底物周转时间最快.亮氨酸氨基肽酶在地膜覆盖下活性分布总面积最大,是秸秆覆盖的1.8倍、无覆盖的6.4倍;其在地膜覆盖下酶活性延根分布距离最长为4.5 mm,秸秆覆盖下的酶动力学参数也为最大,底物周转时间最快.研究揭示了地表覆盖通过调节作物根际土壤酶活性空间分布促进养分吸收,实现旱地玉米高产高效的酶动力学机制.