谷胱甘肽通过刺激四种土壤类型中磷酸酶活性以提升磷有效性的研究

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Glutathione Increases Phosphorus Availability Via Stimulating Phosphatase Activities in Four Soil Types in Northeast China

本研究针对如何提升土壤磷有效性这一关键问题，由研究人员探讨了谷胱甘肽（GSH）作为磷酸酶激活剂的应用。结果表明，0.4%的GSH能显著刺激土壤磷酸单酯酶（APase）和磷酸二酯酶（PD）活性，并通过提高APase的Vmax来增强其催化能力，从而有效调控土壤磷动态，为农业生态系统中有机磷的利用提供了新策略。

　　

磷（P）是植物和微生物生长所必需的营养元素。磷酸酶在催化有机化合物中磷酸酯的水解方面扮演着关键角色，从而调控土壤磷库的生物有效性。本研究旨在确定磷酸酶激活剂的最佳浓度，以提高四种土壤类型中的磷有效性。基于磷酸酶活性、土壤有效磷和磷酸酶动力学参数的表现，研究人员在中国东北的黑土上进行了微观实验，添加了不同浓度（0、0.05、0.1、0.3、0.4和0.6%）的谷胱甘肽（GSH）。进一步选取了四种典型土壤类型，包括白浆土、黑土、棕壤和褐土，通过盆栽实验来验证0.4% GSH的效果。GSH刺激了土壤磷酸单酯酶（APase）和磷酸二酯酶（PD）的活性，其最佳浓度为0.4%。在所有四种土壤类型中，GSH通过提高APase的最大反应速率（V_max）来增强其活性。此外，通过小麦盆栽实验发现，添加0.4%的GSH显著提高了黑土和褐土中的APase和PD活性。GSH的添加还使白浆土中小麦的总磷含量提高了42%，但在褐土中却使其降低了18%。这些结果表明，GSH通过刺激磷酸酶活性，在调控土壤磷动态方面具有巨大潜力。这些发现为农业生态系统中挖掘有机磷以供植物生长提供了替代策略。