摘要：蚯蚓属于典型的松土类昆虫，本文对比分析了两种蚯蚓的活动对土壤中氨基酸含量的影响，这两种蚯蚓分别为红色爱胜蚓和白颈环毛蚓。结果表明两种松土蚯蚓不会使氨基酸种类发生变化，但对不同种类氨基酸的含量影响效果显著，总体来说后者可以促进土壤中的氨基酸含量。
关键词：松土类昆虫；氨基酸含量；土壤；
1引言
植物和微生物的生长与土壤中氨基酸的含量存在关联性，研究影响土壤氨基酸含量的各种作用因素，可以从侧面明确氮元素在土壤中是如何进行转化的，对于提高农作物的产量是十分有意义的。松土类昆虫在土壤中的挖掘、代谢、滚动等行为对土壤的各种理化特性可以产生显著的影响，进而对土壤中营养元素的循环过程产生影响[1]。蚯蚓属于典型的松土类昆虫，为此，本文选取了两种松土蚯蚓进行研究，这两种蚯蚓分别为红色爱胜蚓和白颈环毛蚓。通过对比分析这两种松土蚯蚓影响游离、酸解氨基酸含量的作用机理，得出基于松土类昆虫判定土壤氨基酸含量的结果，为进一步研究松土类昆虫生物在土壤中的生存行为对土壤养分含量的影响提供了参考。
2 实验方法
实验用土壤取自室外菜地，红色爱胜蚓和白颈环毛蚓分别由养殖场和菜地获得，将土壤和蚯蚓置于培养容器中，并以透气膜封闭。土壤中酸解氨基酸的测量采用酸解法进行分析，称取一定质量的土壤用10ml盐酸溶解，水解24h后冷却、过滤、干燥滤液，干燥物加水溶解并蒸干，重复多次后缓冲液中溶解，以氨基酸分析仪对氨基酸含量进行测量。游离氨基酸的测定需要对土壤样本进行溶解处理，之后将溶解的样本进行离心处理，去除上清液，对于氨基酸含量的测定同上。
3土壤中酸解氨基酸含量与松土类昆虫行为关联性分析
图1 为酸解氨基酸总量和松土类昆虫行为的关联性，从图中可以看出加入白颈环毛蚓和红色爱胜蚓的土壤样品与未加入任何松土昆虫的土壤样品(空白组)对比，加入松土蚯蚓的样品中酸解氨基酸在含量上出现明显的增多，增加量分别为6.11g/kg和3.86g/kg。从增加幅度角度来说，红色爱胜蚓的增加幅度要大于白颈环毛蚓。
图1 酸解氨基酸总量和松土类昆虫行为的关联性
表1为松土昆虫种类与不同性质的酸解氨基酸关联性。依据氨基酸化学特性，土壤中酸解氨基酸主要包括pH小于7的酸性氨基酸，pH大于7的碱性氨基酸，pH等于7的中性氨基酸，以及含有硫元素的氨基酸。其中土壤含有pH=7的氨基酸的含量最大，而含量最小的是pH大于7的氨基酸。比较没有加入松土类昆虫的空白组，白颈环毛蚓和红色爱胜蚓的加入对上述几种氨基酸含量均有改善，但并不影响各种氨基酸的子类。前者对四种氨基酸(分别为甲硫氨酸，酪氨酸，异亮氨酸和赖氨酸)的改善效果优于后者，而后者对于其余种类的酸解氨基酸改善效果优于前者。
表1松土昆虫种类与不同性质的酸解氨基酸关联性。
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种类含量/(g/kg)
空白组红色爱胜蚓白颈环毛蚓
酸性
天冬氨酸0.591.391.06
谷氨酸1.211.801.50
碱性
赖氨酸0.220.380.47
组氨酸0.420.580.51
含硫
半胱氨酸0.580.440.49
甲硫氨酸0.311.441.52
中性
酪氨酸0.210.330.41
异亮氨酸0.500.720.82
丝氨酸0.550.760.72
甘氨酸0.360.710.55
丙氨酸0.360.740.45
自然界中的土壤中各种酸解氨基酸含量与本实验采用的土壤样本相似，含量由多到少分别为中性，酸性，含硫和碱性，土壤样本中含硫氨基酸(甲硫氨酸)在松土类昆虫作用下发生了变化，这可能是因为生物体内代谢含硫化合物引起的，引入蚯蚓这种松土昆虫后，由于昆虫代谢使得甲硫氨酸含量剧增，导致半胱氨酸被逐渐取代，从而甲硫氨酸成为含硫氨基酸的主体部分。
4昆虫松土行为与土壤中游离氨基酸含量的关系
图2反映了两种松土类昆虫与游离氨基酸总量的关联性，从柱状图的结果可以看出，在相同土壤样品中，氨基酸的总含量在引入蚯蚓后都显著升高，但是，红色爱胜蚓的增长量要远远高于白颈环毛蚓，说明了前者对改善土壤环境更加显著。
表2显示了不同种类游离氨基酸含量与不同种类松土蚯蚓的关联性，从表中结果可以看出，游离氨基酸的种类并没有被松土类昆虫所改变，但对各种游离氨基酸的含量产生了影响，对于天冬氨酸和丝氨酸的含量来说，白颈环毛蚓的提高效果优于红色爱胜蚓，但对于除含硫氨基酸的其他种类的氨基酸含量来说后者的提高量高于前者，对于含硫氨基酸，引入松土类昆虫对此类游离氨基酸的增加量不明显，半胱氨酸的含量甚至出现了降低，此外，在游离氨基酸的检测中并未发现酪氨酸和赖氨酸的存在。
表2 不同种类松土类昆虫行为对土壤样品不同种类游离氨基酸含量的影响
种类含量/(mg/kg)
空白组红色爱胜蚓白颈环毛蚓
酸性
天冬氨酸0.380.761.09
谷氨酸1.412.361.98
碱性
赖氨酸------
组氨酸0.161.350.27
含硫
半胱氨酸1.681.611.49
甲硫氨酸0.440.460.47
中性
酪氨酸------
异亮氨酸0.140.410.26
丝氨酸0.941.632.42
甘氨酸0.471.440.69
丙氨酸0.220.870.46
普遍来说，游离状态的氨基酸存在于土壤的溶液以及土壤的孔隙中，虽然，这些氨基酸的总含量不高，但是，其转换速度极快，与此同时，这些游离氨基酸还可以直接被植物吸收利用。松土昆虫的活动可以使土壤松动，氮元素的通过量会随之增加，对植物和土壤中的微生物对氮元素的利用率有促进作用。
5结束语
综上所述，由于松土类昆虫在土壤中的活动行为，土壤内部的酸解氨基酸和游离氨基酸的总含量可以被显著提高，不同种类松土昆虫(红色爱胜蚓和白颈环毛蚓)对上述两大类氨基酸中氨基酸的种类并无影响，但各种氨基酸含量出现了显著的变化，总体来说，红色爱胜蚓的提升效果要优于白颈环毛蚓，这与前者体型较小，对培养皿适应度高存在相关性。
参考文献
[1] 王斌, 李根, 陈欢, 焦加国, 刘满强, 蒋洋杨, 胡锋, 李辉信. 蚯蚓作用下土壤化学组成和性状的动态变化. 水土保持学报, 2013, 27(3): 273–277.
论文作者:周臻艺
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/10/25
标签：氨基酸论文; 土壤论文; 含量论文; 昆虫论文; 蚯蚓论文; 种类论文; 关联性论文; 《科技中国》2017年7期论文;