土壤可溶性有機硫的微生物分解與植物利用機制

摘要： 硫（S） 是植物生長必需的營養元素，但是近年來植物的潛在缺硫現象在全球范圍內普遍發生。可溶性有機硫（DOS） 作為土壤硫的一種重要形態，可被微生物快速分解為硫酸鹽而被植物吸收，因此，明確土壤DOS 含量、組成、微生物分解機制和植物利用過程有利于解決潛在缺硫問題。本文綜述了土壤DOS[ 可溶性蛋白質、含硫氨基酸蛋氨酸（Met） 和半胱氨酸（Cys）] 的微生物分解過程及植物吸收利用機制。可溶性蛋白質可以在數天內分解成無機硫（SO42?），而含硫氨基酸可以在數分鐘到數小時內被分解。微生物吸收含硫氨基酸后的幾分鐘到幾小時內，可將含硫氨基酸中的碳、氮和硫分別以CO2、NH4+和SO42?的形式釋放到微生物體外，釋放的無機硫會被微生物再次利用以滿足其生長發育。微生物能迅速利用DOS （Met、Cys），當其被微生物同化時，其原始分子結構決定了其轉化成的生物大分子，從而影響DOS 與SO42?之間的轉化速率。Cys 的硫醇基（H―S―C） 易被氧化，因此微生物吸收利用Cys 后SO42?釋放量高于Met。小麥和油菜對Met 和Cys 的攝取量隨著其供應量的增加而增加，田間條件下小麥和油菜可吸收0.63%～2.2% 的外源Cys 和0.4%～2.1% 的外源Met。Met 和Cys 在植物氮營養中的作用有限，但它們在植物硫營養中的作用非常重要，約占植物硫吸收總量的10%。土壤DOS 可被微生物快速分解，產生的SO42?可被植物快速吸收利用。即使存在土壤微生物的激烈競爭，植物也能夠吸收完整的分子態有機硫（Met 和Cys），DOS 是植物生長的重要硫源，其吸收主要發生在富含有機質的土壤中。……