最新土壤质量的生物学指标研究进展

2.土壤气体状况对土壤酶活性有着重要的影 响。土壤CO2和O2与土壤微生物的活动状态有 关，因此土壤空气对土壤酶活性有直接影响。 Overrein指出除半纤维素酶外，蔗糖酶、淀 粉酶、纤维素酶、脲酶、磷酸酶和硫酸酶同 土壤氧的摄取量均产生直接 或间接的影响。一般而言，过高和过低的土 壤温度会导致土壤酶活性的钝化和失活，土 壤水分过多和过低均不利于土壤微生物和动 物的生长和繁衍，减少了土壤酶的来源，造 成土壤酶活性降低，因此，在不良水热状况 下，土壤酶活性较低。
1.土壤的比表面、孔隙度和容重对土壤酶活 性的影响非常显著。土壤作为一个分散体系， 有许多特性取决于土壤的总比表面。由于绝 大多数的酶在土壤中处于被吸附的状态， 所 以土壤固相的表面特性(比表面) 决定了进入 土壤的酶活性。而土壤容重和孔隙度是通过 影响土壤的水、肥、气、热等状况来间接地 影响土壤酶活性的。
细菌、真菌和放线菌等是土壤生态系统中土 壤酶活性的重要来源。植物群落演替过程中， 土壤酶活性与土壤微生物数量、微生物多样 性、微生物生物量及土壤动物数量等呈显著 相关。
理化指标
土
壤
质
量
指
标
生物学指标
物理指标 化学指标 酶活性指标 微生物指标
其他环境指标
动物指标
比表面、孔隙度和容重 气体状况 水热状况
全N，全P，全K， 速效N，速效P，速效K 有机质 PH值 与物理性质 与化学性质 与土壤微生物 与土壤动物
微生物生物量 微生物群落组成和多样性
微生物活性
一.土壤质量的酶活性指标
2.多酚氧化酶参与土壤有机组分中芳香族化合物的 转化。相关分析表明，多酚氧化酶活性与全氮含量 呈极显著负相关，与有机质和有效磷呈显著负相关， 与水解氮、有效钾和pH 值未达到显著水平，但相 关性较好，表明多酚氧化酶活性愈大，土壤养分含 量愈低。这与关松荫对贵州黄壤的研究结果一致。
3.过氧化氢酶可促进土壤中多种化合物的氧化，防 止过氧化氢积累对生物体造成毒害。李双霖等研究 发现过氧化氢酶活性与有机质、全氮、全钾呈极显 著正相关。土壤过氧化氢酶活性与土壤肥力诸因素 均密切相关，是影响土壤肥力的一个关键酶。
土壤酶是一种生物催化剂,参与土壤中的各种 生物化学过程。它不仅能反映土壤生物活性 的高低,而且能表征土壤养分转化的快慢,在 一定程度上能反映土壤肥力状况，可作为衡 量土壤质量高低的较好指标。
Beck于1984年提出了一个酶数量指标 (enzymaenumber，EAN）：
EAN = 0.2 (DH + CA/10 + AP/40 + PR/2 + AM/20) DH-脱氢酶活性 (TPF g/(10 kg•27 h))， CA-过氧化氢酶活性 (O2 %/3 min)， AP-碱性磷酸酶活性 (PNP mg/(10 kg•5 h))， PR-蛋白酶活性（氨基氮g/(10kg•16 h))， AM-淀粉酶活性 (淀粉分解 %/(l0g•16 h ))。
(二)土壤酶活性与土壤化学性质
一般来说， 土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化 氢酶、转化酶和酸性磷酸酶与土壤全氮、全 磷、全钾、碱解氮、速效磷、有效钾等含量 有非常好的相关关系。
1.脲酶能分解有机物质，促其水解生成NH3 和CO2 。许景伟等在不同类型的黑松混交林 的研究认为脲酶与有机质、碱解氮、有效钾 密切相关。但在菜园土壤上，於忠祥等发现 脲酶活性仅与水解氮显著相关，与有机质呈 显著负相关。
2.土壤环境质量：主要强调土壤中容纳和清 除有害有毒物质的能力,以及对整个生态环境 的效应。
3.土壤健康质量：强调满足前两个条件下,土 壤对人类健康和生活质量的影响,包括有毒和 有益物质两大类。
土壤质量的指标
概念：表示从生产潜力和环境管理的角度监 测和评价土壤的那些性能、功能和条件。
目前，对土壤质量的评价是通过土壤的物理 化学性质、生物学性质及环境条件等综合性 指标来得出的。
利用了这五种酶活性来进行计算,可用作评价不同 土壤在酶活性质量上的相对高低。
土壤酶活性与土壤质量的很多理化指标以及 土壤生物数量和生物多样性相互联系，并受 到土壤有机-无机复合体保护，具有一定的稳 定性。
(一)土壤酶活性与土壤物理性质
土壤酶活性是一系列土壤理化性状的具体反 映。因为土壤物理状况直接或间接地影响着 包括植物和微生物在内的一切土壤生物的活 性, 从而影响着这些生物在土壤中分泌酶的 情况、酶在土壤中的稳定程度和酶活性的显 现水平等,而土壤生物活性对改变土壤物理性 质也同样具有极为重要的地位。因此,改善土 壤的物理状况是有效调节土壤酶活性的一项 有力措施。
(三)土壤酶活性与土壤微生物
随着酶和微生物新测试技术的发展，人们 清楚认识到土壤酶与土壤生物之间存在某些 密切关系。有研究表明，在测得的土壤酶活 性值中，活体微生物是直接影响酶活性的主 要因子。根际微生物通过吸收土壤中的大量 养分，形成近根缓效供应的养分库，而且根 际微生物固持 N 导致根际土壤蛋白酶和酰 胺酶活性高于非根际土壤；土壤酶活性的提 高，进一步提高了根际微生物量的转化速度， 使根际微生物 N 的富集更加明显。
4.转化酶是至今研究最多的土壤酶，反映土壤呼吸 强度，酶促作用产物—葡萄糖是植物、微生物的营 养源。土壤的肥力水平和生物学活性强度在转化酶 上反映得最明显。孙翠玲等在杨树混交林地的研究 表明转化酶活性与土壤有机质、全氮、全钾、碱解 氮、速效磷、有效钾均呈显著相关。
5.磷酸酶活性能够表示有机磷转化状况，酶促作用 产物—有效磷是植物磷素营养源之一。杨树混交林 地的研究表明，酸性磷酸酶活性与土壤中全氮、碱 解氮、全钾、有效钾及速效磷的含量呈正相关，与 全磷呈负相关。可见，土壤酸性磷酸酶受有机质含 量的影响较大，其活性与土壤氮、磷、钾元素的有 效性密切相关。
土壤质量的生物学指标研究进 展
土壤质量的概念
1.1840 年李比希提出的“矿质营养学说” ; 2.定义：综合表征土壤维持生产力、环境净
化能力以及保障动植物健康而不发生土壤退 化及其它生态环境问题的能力。
土壤质量的三个主要组成部分:
1.土壤肥力质量：主要强调土壤的可持续生 产能力,以高产为主要目标；