（1.陕西地建矿业开发环境治理有限责任公司，陕西西安，710075；2.西北农林科技大学，陕西西安710069）
摘 要：土壤环境质量是土壤容纳、吸收和降解各种环境污染的能力。各种污染物(农业、工业)进入土壤后，都会对土壤的环境质量造成一定的影响。土壤酶是土壤质量、健康评价指标体系中非常重要的指标之一，是土壤性状的重要组成部分，在土壤中所进行的生物和生物化学过程起着重要的影响和作用。同时，由于土壤酶被作为土壤污染的重要指标及土壤酶活性对生态环境变化的敏感性，使得土壤酶的研究得到越来越多的重视。
关键词：土壤酶；环境；土壤质量；土壤污染
0 引 言
土壤是人类赖以生存的物质基础，也是重要的环境要素，是具有吸附、分散、中和、降解环境污染物功能的缓冲带和过滤器。当土壤受到某些有害物质的污染，且总量超过土壤自净能力时，就会引起现存的或潜在的土壤环境质量恶化，从而导致农产品减产、质量下降，并对人类的健康造成一定的危害，因此对土壤环境质量的评估已经成为环境科学工作者关注的热点问题之一。研究发现，与土壤理化指标相比，土壤生物及生物化学指标对土壤环境变化更为敏感，能够比较迅速地评价土壤短时间内的环境质量变化。在土壤生物组分中，土壤微生物和土壤酶在土壤物质和能量的转化过程中起着至关重要的作用，土壤微生物群落的变化能够迅速反映外来异生物质对土壤环境质量的影响，但是要获得土壤微生物学的特征需要利用分子生物学技术和专业的微生物技术，配备昂贵的试剂和精密的实验仪器，这无疑增加了大范围土壤研究的难度，因此近些年来，学者们开始尝试进行土壤酶对土壤环境质量的指示作用研究。
土壤中的一切生物化学反应，实际上都是在酶的催化下进行的，土壤酶活性反映了土壤中进行的各种生物化学过程的强度和方向，是土壤的本质属性之一。
1 土壤酶活性对土壤的响应
土壤水分、空气和热量状况对土壤酶活性的影响是明显的，一方面，其与土壤微生物的活性和类型、地面自然植被类型和土壤动物种类和数量有显著的相关性，因此，必然对土壤酶的活性产生巨大的影响。另一方面，不同的水分条件、空气组成和热量状况也会直接影响土壤酶的存在状态和活性的强弱。
1.1 土壤酶与水分
土壤水分过多和过低均不利于土壤微生物和动植物的生长和繁衍，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。一般情况下，土壤湿度较大时，酶活性较高，但土壤过湿时，酶活性减弱。而水分对酶活性的影响也因酶的种类而异，土壤风干会显著地降低蛋白酶、纤维素酶活性，而脲酶、酸性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性几乎不受影响。而土壤水分增加会降低土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性，水解酶活性降低不显著。
1.2 土壤酶与空气
土壤空气状况影响着微生物的种类，由于湿地季节性积水或常年积水，导致湿地土壤的通气不良，氧化还原电位较低，CO2 和 CH4 含量高，处于缺氧状态。在显著缺氧条件下多酚氧化酶活性受到抑制，致使多酚化合物累积。而酚类物质能够抑制其他不需氧的水解酶的作用，如β-葡萄糖苷酶、磷酸酶和硫酸酯酶，进而抑制了土壤有机质的降解速率。
2 土壤酶活性与土壤性状之间的关系
2.1 土壤酶活性与土壤物理性质
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为土壤物理状况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。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。
大多数研究结果表明， 土壤酶活性随着土层厚度的加深而减小， 这有两方面的原因: 一方面是由于对酶活性影响很大的土壤有机质和其他养分含量均随着土壤剖面深度的增加而减少；另一方面是由于细根是林木根系中最活跃的部分，它的分泌物与细胞的脱落促使酶进入土壤。而细根主要分布在土壤表层，在土壤中从上至下是逐渐减少的,因此,土壤酶活性也呈现从上至下逐渐减弱的趋势。
2.2 土壤酶活性与土壤化学性质
土壤化学性质主要通过以下三个方面影响土壤酶活性: ①土壤养分和能源状况直接影响生成酶的土壤微生物和植物根系的活动； ②酶在土壤中的固定情况在很大程度上取决于土壤的一系列化学性质: 土壤的 pH 值、吸收容量、交换性阳离子的组成和比例、土壤复合体的盐基饱和度、腐殖质的特性以及有机和有机- 无机复合体的组成； ③土壤中某些化学物质可通过激活或抑制作用来调节胞外酶的功能。一般来说，土壤蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮含量有非常好的相关关系。由以上可看出，在同一土壤生态系统内，土壤酶活性可作为土壤肥力指标之一。
2.3 土壤酶活性与土壤生物性质
土壤酶的研究历史本身就是与土壤生物， 尤其是与土壤微生物研究密切相关的。 有关土壤微生物与土壤酶的来源和活性的关系研究， 尤其是关键生态系统过程中土壤酶和土壤生物的关系对于土壤酶学的研究和发展具有重要意义。在土壤生态系统退化、群落演替及人类对土壤生态系统的干扰过程中， 土壤酶活性与土壤微生物数量、微生物多样性和微生物生物量、土壤动物数量等呈显著或极显著正相关。
3 土壤酶与土壤环境污染
随着世界各国工业化的加速发展，工业三废物质( 废水、废气、废渣) 及农药、有机废弃物向环境中的大量排放，污水灌溉、污泥不合理的施用， 使得农田受到污染，土壤生态系统遭到破坏， 土壤的生产力水平降低， 严重时会导致该地区土壤失去农业可持续发展的基础。由于土壤酶活性对生态环境变化的敏感性，以土壤酶活性被作为土壤污染的重要生物活性指标， 土壤酶活性作为土壤污染的生物活性是土壤酶学目前的研究重点之一。模拟酸雨对土壤酶活性的研究表明， 当酸雨 pH 值为 3 左右时， 短期内土壤酶活性没有变化；但在长期条件下， 脱氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶都会发生变化。
4 结论
土壤酶作为影响农业生产的重要因素之一，它的活性不仅与作物产量和土壤管理措施之间有一定关系，更与土壤肥力关系密切。它们参与了土壤的发生和发育，加速腐殖质的合成与分解，并参与了与有效肥力的形成有关的诸多过程的主要环节。酶学方法和酶的活性指标可以广泛应用于评价土壤肥力、鉴别土壤熟化度， 同时，还可以用它来评价各种农业措施和肥料的效果。研究土壤酶的动力学、热力学特征则对描述土壤中催化反应的进程和土壤酶的作用机理，简化土壤的酶促反应研究手段和方法有重要意义。
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论文作者:姜楠
论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期
论文发表时间:2019/8/14
标签：土壤论文; 活性论文; 微生物论文; 肥力论文; 生物论文; 环境质量论文; 环境论文; 《科技新时代》2019年6期论文;