乔 航,莫小勤,罗艳华,刘兴元,胡亚军,陈香碧,苏以荣,*

1 中国科学院亚热带农业生态研究所,农业生态系统过程重点实验室,长沙 410125 2 邵阳县林业局,邵阳 422100

土壤酶是一类主要源自土壤微生物且具有生物催化活性的物质,是微生物参与土壤生物化学地球循环的载体,也是土壤生态系统物质转化的核心动力[1]。碳(C)、氮(N)和磷(P)是土壤养分循环的核心要素[2],土壤C、N、P 转化酶对土壤中的C、N、P 元素转化和迁移具有重要作用。基于生态化学计量学原理,生态系统中任何生物组成物质都是由C、N、P和其他元素按照一定比例组成,并且不同营养层级生物在物质能量传递过程中存在特定的化学计量关系[3]。土壤微生物为满足生理上C、N、P 合理比率的需求,将分泌与之对应的胞外酶将土壤中有机态C、N、P 转化为可利用的小分子或者无机养分[4-5]。土壤微生物分泌碳转化酶主要包括β-葡糖苷酶(BG)、α-纤维素酶(CBH)和多酚氧化酶(PPO)等；氮转化酶主要包括β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP) 和脲酶(Urease)等；磷转化酶主要包括磷酸单酯酶(AP)和磷酸双酯酶(PD)等,这些微生物胞外酶的活性与微生物代谢、土壤养分含量密切相关,微生物胞外酶比值反应了微生物对养分的需求差别,Sinsabaugh 等也由此提出了土壤酶化学计量的概念[6-7]。目前的研究常将微生物酶的ln(CBH+BG)∶ln(NAG+LAP)、ln(BG+CBH)∶ln(AP)和ln(NAG+LAP)∶ln(AP)与土壤的C∶N、C∶P 和N∶P 相联系,用于评价微生物养分利用、微生物群落新陈代谢和养分需求,并在一定程度上指示土壤养分有效性[8]。在全球尺度上,Sinsabaugh 等发现总体上土壤C、N、P 酶化学计量比遵循1∶1∶1 的关系(ln(CBH+BG)∶ln(NAG+LAP)∶ln(AP)=1∶1∶1),揭示了土壤酶化学计量比对生物地球化学循环的重要影响[9]。……