土壤酶是存在于土壤中各酶类的总称,是土壤的组成成分之一。土壤酶活性,是指土壤酶催化物质转化的能力,常以单位时间内单位土壤的催化反应产物量或底物剩余量表示。土壤酶是存在于土壤中各酶类的总称,是土壤的组成成分之一。土壤酶活性包括已积累于土壤中的酶活性,也包括正在增殖的微生物向土壤释放的酶活性。它主要来源于土壤中动物、植物根系和微生物的细胞分泌物以及残体的分解物。
土壤各类酶产生相应酶的专一生物化学反应产物的速度。土壤中酶的类型很多,常以测定土壤某一种类酶的活性,表征土壤酶的存在和酶促反应速度,以评估土壤某些营养物质的转化情况和土壤肥力状况。经常测定土壤酶活性的酶类有:转化酶、蛋白酶、磷酸酶、脲酶、水解酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和硫酸还原酶等。
一、土壤酶的分类
已知的酶根据酶促反应的类型可分为六大类。
1、氧化还原酶类:酶促氧化还原反应。主要包括脱氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、硝酸还原酶、亚硝酸2、水解酶类:酶促各种化合物中分子键的水解和裂解反应。主要包括蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶等。
3、转移酶类:酶促化学基团的分子间或分子内的转移同时产生化学键的能量传递的反应。主要包括转氨酶、果聚糖蔗糖酶、转糖苷酶等。
4、裂合酶类: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。包括天门冬氨酸脱羧酶、谷氨酸脱羧酶、色氨酸脱羧酶。
5、合成酶类:酶促伴随有ATP或其它类似三磷酸盐中的焦磷酸键断裂的两分子的化合反应。
6、异构酶类:酶促有机化合物转化成它的异构体的反应。
二、土壤酶活性的检测方法
土壤酶活性检测 | ||
编号 | 检测指标 | 检测方法 |
1 | 土壤脲酶(S-UE) | 靛酚蓝比色法、试剂盒 |
2 | 土壤蔗糖酶(S-SC) | 3.5-二硝基水杨酸比色法、试剂盒 |
3 | 土壤过氧化氢酶(S-CAT) | 高锰酸钾滴定法、试剂盒 |
4 | 土壤酸性磷酸酶(S-ACP) | 对硝基苯磷酸二钠比色法 |
5 | 土壤碱性磷酸酶(S-AKP/ALP) | 磷酸苯二钠比色法、试剂盒 |
6 | 土壤中性磷酸酶(S-NP) | 生化法、试剂盒 |
7 | 土壤淀粉酶 | 3.5-二硝基水杨酸比色法、试剂盒 |
8 | 土壤脱氢酶(SDHA) | TTC比色法、试剂盒 |
9 | 土壤纤维素酶(S-CL) | 生化法、试剂盒 |
10 | 土壤硝酸还原酶(S-NR) | 紫外分光光度法、试剂盒 |
11 | 土壤亚硝酸还原酶(S-NiR) | 生化法、试剂盒 |
12 | 土壤多酚氧化酶(S-PPO) | 邻苯三酚比色法 |
13 | 土壤β-葡萄糖苷酶(S-β - GC)/纤维二糖水解酶 | 硝基酚比色法 |
14 | 土壤α-葡萄糖苷酶(S-α - GC) | 生化法、试剂盒 |
15 | 土壤碱性蛋白酶(S-ALPT) | 生化法、试剂盒 |
16 | 土壤中性蛋白酶(S-NPT) | 生化法、试剂盒 |
17 | 土壤酸性蛋白酶(S-ACPT) | 生化法、试剂盒 |
18 | 土壤过氧化物酶(S-POD) | 生化法、试剂盒 |
19 | 土壤外切-β-1,4-葡聚糖酶 | 生化法、试剂盒 |
20 | 土壤N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶 | 生化法、试剂盒 |
21 | 土壤荧光素二乙酸酯水解酶 | 生化法、试剂盒 |
22 | 土壤谷氨酰胺酶 | 生化法、试剂盒 |
23 | 土壤亮氨酸氨基肽酶 | 生化法、试剂盒 |
24 | 土壤植酸酶 | 生化法、试剂盒 |
25 | 土壤木质素过氧化物酶 | 生化法、试剂盒 |
26 | 土壤锰过氧化物酶 | 生化法、试剂盒 |
27 | 土壤几丁质酶 | 生化法、试剂盒 |
28 | 土壤脂肪酶 | 生化法、试剂盒 |
三、常见土壤酶的生物学意义
1、脲酶存在于大多数细菌、真菌和高等植物里。脲酶的作用极为专性,它只能水解尿素,水解产物为碳酸和氨。土壤脲酶的活性与全氮、速效氮含量成正相关关系。通常用脲酶活性表征土壤氮素状况。
2、淀粉酶是催化淀粉水解的一类酶的总称,土壤中的淀粉酶主要来自于微生物,是一种重要的酶制剂,广泛应用于粮食加工、食品、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业。
3、过氧化氢酶几乎存在所有的生物体中,它能促进过氧化氢对各种化合物的氧化。土壤中的过氧化氢酶活性,在一定程度上反映了土壤微生物学过程的强度。一般土壤有机质含量高的土壤,过氧化氢酶活性较强。因此土壤过氧化氢酶的活性,可以表征土壤总的生物学活性和肥力状况。
4、土壤磷酸酶有三种:酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶,磷酸酶能促进有机磷化合物的水解,可以表征土壤肥力状况。
5、在土壤中芳香族有机化合物转化为腐殖质组分过程中,多酚氧化酶起着重要作用。一般泥炭土中的多酚氧化酶活性显著高于矿质土壤,土壤腐殖质的腐殖化程度与多酚氧化酶呈负相关。因此土壤多酚氧化酶活性能在一定程度上反映土壤的腐殖化程度。
6、转化酶是研究比较多的一种土壤酶,它存在于所有土壤中,它能使蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤转化酶的活性与微生物的数量及其活动、土壤中腐殖质等都成正相关。