工作是为了什么:转Bt基因作物导致土壤酶活性下降

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/28 11:54:19

转Bt基因作物导致土壤酶活性下降

土壤酶在土壤营养物质循环利用和能量转化过程中发挥着重要的作用,催化各种生物化学反应。土壤酶活性代表着土壤活性和土壤肥力水平,并直接关系到农作物的产量。

土壤酶是活的生物体在土壤生物代谢过程中积累的一类具有催化活性的物质,来源于植物残体的分解、植物根系分泌物、以及土壤微生物的代谢活动。土壤中的脲酶、磷酸酶、脱氢酶、固氮酶、蔗糖酶在N、P、S、C等营养元素循环利用、以及植物营养供给中起着重要作用,且有不可替代性的作用。如土壤脲酶可促进氮肥尿素生成氨,供植物吸收利用;土壤磷酸酶可将有机磷肥转化为可利用的速效磷形式供给植物。

种植转Bt基因作物,对土壤酶有明显的毒害作用。土壤中的脲酶、磷酸酶、脱氢酶、固氮酶,均有显著的下降趋势。目前已证实,转Bt基因水稻、棉花,其Bt毒蛋白对土壤酶产生了不利的影响。印度科研人员发现,土壤在种植转Bt基因抗虫棉以后,土壤酶含量呈急剧下降趋势,脱氢酶下降了10.3%,固氮酶下降了22.6%,磷酸酶下降了26.4%。国内学者也做了较多的研究,他们发现:

第一,转Bt基因抗虫棉, 在苗期和花铃期对土壤脲酶的活性有显著的抑制作用,苗期脲酶活性下降了约15%,花铃期脲酶活性下降了约21%~35%;土壤中的磷酸酶活性明显要比传统棉低。

第二,转Bt基因玉米秸秆还田后,对土壤脲酶有抑制作用。在秸秆分解到第45天和75天时,土壤脲酶活性显著降低。同时还显著降低了土壤速效磷和速效钾的含量。

第三,稻田在种植转Bt基因水稻后,土壤脲酶的活性显著下降。在种植第15天时,土壤脲酶活性下降了2.47%;在种植30天时,土壤脲酶活性下降了16.36% 。当收获完水稻后,把转Bt基因水稻的秸秆还田后,对土壤脱氢酶活性有强烈的抑制作用,脱氢酶的活性只有对照的32.46% ~ 67.46%。

研究分析认为,种植转Bt基因作物引起土壤酶活性下降的原因可能有以下两方面的原因:

第一,残留在土壤中的大量的Bt毒蛋白,优先抢占了土壤酶在土壤颗粒上的活性吸附位点,直接影响土壤酶的活性。土壤酶也是一种蛋白质,它们在土壤中以酶-腐殖质等复合体的形式存在。土壤酶只有被吸附挂靠到土壤活性颗粒上,才会具有生物酶活性,才能催化一系列代谢反应。而种植转Bt基因作物后, Bt毒蛋白牢牢占据了土壤表面活性吸附位点,却把土壤酶排斥下来。脱落下来的土壤酶便失去了活性,停止工作。

第二,转Bt基因作物在生长期间,根系分泌物会影响土壤微生物的生理生化过程,可能改变了微生物的新陈代谢途径,间接影响土壤酶活性。相应地,转Bt基因作物在植物化学成分方面也发生了改变,这样会影响作物残茬的分解过程,也间接的影响了土壤酶的活性。