東北地區(qū)球囊霉素相關土壤蛋白含量和組成空間差異及其維持土壤功能的初步研究.pdf

1、球囊霉素相關土壤蛋白(GRSP)是叢枝菌根真菌(AMF)菌絲分泌的附著有金屬離子的糖蛋白，可以有效地調節(jié)土壤物理性質變化及維持土壤有機碳、氮平衡等。不同土壤性質指標和AMF的分泌物GRSP的相關關系的研究鮮有報道，而這些研究卻可以提供一些關于退化土壤的恢復策略。因此本研究首先選取楊樹防護林土壤，主要探討易提取球囊霉素相關土壤蛋白(EEG)與總球囊霉素相關土壤蛋白(TG)含量及TG組成成分上的差異變化及產(chǎn)生的原因。其次，選取不同土地利用方

2、式（楊樹人工林、農(nóng)田、原始自然森林）下的土壤，探索TG（含量和組成成分）的差異及其與土壤性質的相關關系等。最后，通過總結分析一些前人關于GRSP的研究，指明GRSP未來的研究方向。本研究主要得出以下結論:
　　(1)楊樹防護林TG、EEG含量在松嫩平原不同地點（TG最大差異:3.14倍、EEG最大差異:3.95倍）和土層深度（TG最大差異:2.98倍、EEG最大差異:2.58倍）中表現(xiàn)出顯著差異(p＜0.05)。改變GRSP(TG

3、、EEG)含量可以有效地調節(jié)土壤容重和含水量(p＜0.05)。TG組成成分在不同地點間也存在著明顯的差異，TG在2θ=19.8°時結晶，其平均結晶度為1.08％（差異:2.71倍），平均晶粒尺寸為129.3nm（差異:1.41倍），可劃分出7種官能團組（差異:1.12-2.10倍）和7種熒光物質（差異:1.18-4.50倍）。土壤pH變化是GRSP和TG組成成分發(fā)生變化（脂肪族的C-H、C-H、-COOH的O-H、Si-O-Si、多糖的

4、C-O官能團和相對結晶度）的主要原因之一(p＜0.05)。這些數(shù)據(jù)均有助于進一步了解GRSP在維持土壤功能中的機制。
　　(2)楊樹人工林、農(nóng)田、原始自然森林土壤的TG含量與土壤性質(SOC、N、pH、EC、容重)顯著相關（R2=0.41-0.85）(p＜0.05)。TG組成成分中的主要官能團、主要熒光物質和一些元素也與土壤性質顯著相關(p＜0.05)。楊樹人工林可以有效地降低農(nóng)田土壤EC和容重，特別是土壤EC已經(jīng)趨近恢復到原始自

5、然森林土壤的水平(p＜0.05)。但是，在TG含量變化上，原始自然林土壤的TG含量分別是楊樹人工林和農(nóng)田的2.35倍和2.56倍(p＜0.05)。在TG組成成分變化上，原始自然森林GRSP中的類色氨酸、類富里酸、官能團(脂肪族的C-H、C-O、-COOH的O-H、OH結構的O-H)、元素(Al、O、Si、C、Ca、N)的相對含量顯著高于或低于楊樹人工林和退化的農(nóng)田對應的TG組成成分(p＜0.05)，而楊樹人工林和退化的農(nóng)田的TG組成成分

6、則沒有顯著差異(p＞0.05)。因此，雖然GRSP可以顯著改善土壤理化性質，但是在退化農(nóng)田上再造林并不能顯著改善GRSP含量和組成成分，30年時間的再造林去恢復退化GRSP的含量和組成成分仍然不夠，若要恢復到自然森林土壤GRSP水平仍然需要更長的時間。
　　(3)綜合大量關于GRSP的研究，發(fā)現(xiàn)不同土地利用方式GRSP含量存在差異。EEG平均含量:森林(1.95g/kg)＞農(nóng)田（1.89g/kg）＞草地（灌木）（0.75g/kg）

7、，TG平均含量:農(nóng)田(3.54g/kg)＞森林(3.47g/kg)＞草地（灌木）(1.81g/kg)。而且，TG含量和EEG含量呈顯著正相關關系。另外，GRSP(TG、EEG)含量可以顯著地調節(jié)SOC、N、容重、團聚體穩(wěn)定性(p＜0.05)。對于TG組成成分，綜合許多學者及我們的研究發(fā)現(xiàn)TG主要由糖基蛋白、芳香族化合物、羧基化合物、碳水化合物、脂肪族化合物、腐殖質、氨基酸、和一些元素(如C、N、O、H、Si、Fe、Cr)等物質組成。而T