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土壤检测之土壤酶活检测
来源: | 作者:上海优选生物 | 发布时间: 2024-04-03 | 169 次浏览 | 分享到:

土壤酶是土壤的重要组成成分之一,是土壤中产生专一生化反应的生物催化剂,由微生物、动植物活体分泌及动植物残骸分解释放于土壤中的一类具有催化能力的生物活性物质。它们参与包括土壤生化过程在内的自然界物质循环,如腐殖质的分解与合成;动植物残体和微生物残体的分解,及其合成有机化合物的水解与转化;部分无机化合物的氧化还原反应,在土壤的发生发育及土壤肥力的形成过程中起到了重要作用。


目前,土壤酶活性已经被作为检测土壤质量、土壤健康状况的指标,被广泛应用于评价土壤营养物质的循环转化过程,以及评价各种农业措施和肥料施用的效果。


酶是生态系统中代谢的重要动力,土壤中所进行的一切生物学和生物化学过程都要在酶的催化作用下才能完成。通常情况下,土壤酶较少游离在土壤中,主要吸附在土壤有机质或胶体表面呈复合体存在,部分存在于土壤溶液中,通过测定其活性来表征。土壤酶主要以酶-无机矿物胶体复合物、酶-腐殖质复合体和酶-有机无机复合体等形式存在于土壤中。


影响土壤酶活的因素

土壤理化性质影响着土壤酶的活性及稳定性。除此之外,土壤微生物、农业植被、土壤养分以及部分人为因素如施肥、农药、重金属、耕作等同样影响着土壤酶活性。

  • 土壤微生物

土壤微生物与土壤酶有着密切的联系,细菌、真菌和放线菌等是土壤酶的主要来源。根际土壤的阿维属细菌能够分泌释放漆酶,真菌腐霉属和木霉属可以增强砂壤土脲酶、磷酸酶和纤维素酶的活性,这些酶与土壤C、N、P等养分的循环有密切的关系。放线菌能够向土壤中释放醋酶和氧化酶,它们对木质素和腐殖质具有降解作用。

  • 土壤植被

生长植物的土壤具有较强的酶活性,多方研究表明,植物根系的土壤酶促反应过程要强于根际外;而植物种类不同也会影响根际土壤酶活种类以及数量。植物根系从土壤中获取生长所需的水分、无机盐及营养物质的同时,向土壤中释放质子、离子、有机物等,影响着植株根系的土壤酶。

  • 土壤理化性质

土壤的理化性质包括土壤的含水量、温湿度、质地、孔隙度、通气性等,它们对土壤酶活有着直接或间接的影响。不同质地的土壤中酶活也存在明显的差异,在研究土壤有机质、全氮、全磷等方面,发现与土壤磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶以及多酚氧化酶等类型的酶活活性密切相关。

  • 土壤养分

土壤酶活性与土壤养分含量有着密切联系,有机质的组成和含量会对土壤酶的稳定性造成影响。同时,土壤中氮、磷、钾等营养元素的存在状况和含量也会影响土壤酶活变化。

  • 农业措施

肥料的施加会影响土壤的理化性质,影响土壤内微生物区系,从而对土壤酶活性产生影响。在实际生产中,常常会通过施肥方式、种植制度、耕作模式等农业管理措施来改善土壤,改变土壤肥力状况,提高土壤酶活性。

  • 农药与重金属

对土壤使用农药后,残留的农药及其分解产物会留在土壤环境中,直接或间接对土壤酶活性造成改变。重金属移动性差、难降解,由于人类活动将重金属带入土壤中会对土壤酶造成严重影响,甚至造成生态破坏和环境质量恶化。

常规测定土壤酶有哪些呢

目前在土壤中已经发现了50-60种酶,根据这些酶在土壤中发挥功能的差异,将其主要分成六大类,即水解酶、氧化还原酶、裂合酶、转移酶、异构酶和合成酶。其中,其中,研究最多的是以下四类。


  • 土壤水解酶

土壤水解酶是由土壤微生物或植物分泌的胞外酶,主要参与有机质的矿化过程,负责将土壤中不容易被植物和微生物利用的多糖和蛋白质等大分子物质水解成容易被吸收利用的小分子物质,其中受关注较多的有蔗糖酶、磷酸酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶、淀粉酶和β-木糖苷酶等。

  • 土壤氧化还原酶

土壤氧化还原酶主要催化氢的转移和电子传递的氧化还原反应,与土壤中有机质的转化和腐殖质的形成密切相关,为植物与土壤微生物提供碳和其它营养物质,对维持生态系统和养分的循环过程起到了重要作用,主要有脱氢酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和过氧化氢酶等。

  • 土壤转移酶

土壤转移酶催化某种化合物中基团的转移,即一种分子上的某基团转移到另一分子上去的反应,不仅参与蛋白质、核酸和脂肪的代谢,还参与激素和抗菌素的合成和转化,其中主要的土壤酶有转氨酶、果聚糖蔗糖酶和转糖苷酶。

  • 土壤裂合酶

土壤裂合酶是酶促有机化合物的各种化学基在双键处的非水解裂解或加成反应,其中主要有天门冬氨酸脱羧酶、谷氨酸脱羧酶和芳香族氨基酸脱羧酶


土壤酶活常规检测主要有土壤过氧化氢酶活性检测、土壤多酚氧化酶活性检测、土壤脲酶、土壤磷酸酶、土壤蔗糖酶活性、土壤纤维素酶、土壤蔗糖酶等


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