土壤健康评估
酶是由微生物和其他生物体产生的生物催化剂,参与土壤中有机物质的分解、养分循环和污染物降解等过程。土壤酶活性(如脱氢酶、蛋白酶、磷酸酶、脲酶等)的高低直接反映了土壤生物活性和土壤健康的状况。通过酶活检测,可以评估土壤的生物功能状态,是评价土壤肥力和生态系统服务功能的重要指标。
环境污染监测
土壤微生物和酶活性对环境变化非常敏感,特别是对重金属、有机污染物、农药等污染物的存在非常敏感。当土壤受到污染时,微生物群落结构会发生改变,酶活性也会相应下降,通过监测这些变化,可以作为土壤污染早期预警的指标,评估污染物对土壤生态系统的影响程度。
生态修复效果评估
在土壤污染治理和生态修复过程中,监测土壤中微生物群落结构和酶活性的变化,可以作为评估修复效果的一个重要参数。微生物活性的恢复和酶活性的提升通常意味着土壤生态功能正在逐步恢复,有助于指导修复策略的调整和优化。
农业可持续发展
土壤微生物和酶在维持土壤肥力、促进植物生长方面起着核心作用。通过检测这些指标,可以指导合理施肥、轮作、有机农业等实践,促进土壤养分循环,减少化学肥料和农药的依赖,从而支持农业的可持续发展。
检测指标
指标 |
方法 |
标准 |
样品 |
用量/g |
过筛要求 |
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酶活 |
土壤脲酶(S-UE) |
分光光度法 |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
风干样 |
0.5 |
60目 |
土壤碱性磷酸酶(S-AKP/ALP) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤酸性磷酸酶(S-ACP) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤中性磷酸酶(S-NP) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤蔗糖酶(S-SC) |
T/NAIA 010-2020 土壤蔗糖酶活性的测定 3,5-二硝基水杨酸比色法 |
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土壤过氧化氢酶(S-CAT) |
杨兰芳,曾巧,李海波,闫静静.紫外分光光度法测定土壤过氧化氢酶活性 |
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土壤脱氢酶(S-DHA) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤过氧化物酶(S-POD) |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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土壤纤维素酶(S-CL) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤多酚氧化酶(S-PPO) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤硝酸还原酶(S-NR) |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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土壤酸性蛋白酶(S-ACPT) |
李振高《土壤与环境微生物研究法》 |
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土壤中性蛋白酶(S-NPT) |
李振高《土壤与环境微生物研究法》 |
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土壤碱性蛋白酶(S-AKPT) |
李振高《土壤与环境微生物研究法》 |
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土壤淀粉酶(S-AL) |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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土壤羟胺还原酶(S-AL) |
史云峰,武志杰,史奕,陈利军,王殳屹.土壤羟胺还原酶活性测定方法的改进 |
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土壤β-葡萄糖苷酶(S-β-GC)EC3.2.1.21 |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
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亮氨酸氨基肽酶(S-LAP)EC3.4.11.1 |
段成伟,李希来,马盼盼,徐文印,柴瑜,苏乐乐,杨鑫光.人工修复措施对退化高寒草甸土壤养分及酶活性的影响 |
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土壤芳基硫酸酯酶(S-ASF) |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(S-NAG)EC3.2.1.30 |
段成伟,李希来,马盼盼,徐文印,柴瑜,苏乐乐,杨鑫光.人工修复措施对退化高寒草甸土壤养分及酶活性的影响 |
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β-木糖苷酶(S-BXYS)EC3.2.1.37 |
吕志忠. 碳氮调节对草地土壤生物学特性的影响及其土壤肥力质量综合评价 |
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土壤β-纤维素二糖苷酶(S-C1)/土壤纤维二糖水解酶(CBH)EC3.2.1.91 |
吕志忠. 碳氮调节对草地土壤生物学特性的影响及其土壤肥力质量综合评价 |
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漆酶(SL) |
苏宝玲,王月阳,白震,孙钊,何红波,张旭东.ABTS底物检测漆酶活力条件和算法比较——以长白山两种林分土壤为例 |
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土壤FDA水解酶 |
刘海芳,马军辉,金辽,陆琴,严蔚东,王校常.水稻土FDA水解酶活性的测定方法及应用 |
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土壤亚硝酸还原酶(S-NiR) |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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土壤天门冬酰胺酶(S-ASNase)ES3.5.1.1 |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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土壤谷氨酰胺酶(S-GLS)EC3.5.1.2 |
关松荫《土壤酶及其研究法》 |
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其他酶活 |
试剂盒或开发方法 |
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微生物 |
细菌 |
平板计数法 |
林先贵《土壤微生物研究原理与方法》 |
鲜样,4℃运输保存 |
20 |
10目 |
真菌 |
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微生物 |
分光光度法检测土壤酶活
分光光度法是检测土壤酶活性的一种常见且有效的方法,它基于酶催化反应产物或辅因子在特定波长下的光吸收特性。这种方法快速、简便,适用于多种土壤酶的活性测定,如脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶等。
技术原理
分光光度法基于比尔定律(Beer's Law),即在一定条件下,溶液的吸光度与溶液中溶质的浓度成正比。通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析的方法。在土壤酶活性的测定中,分光光度法的基本原理是酶与底物混合经培养后产生某种带颜色的生成物,可在某一吸收波长下产生特征性波峰,再用分光光度计测定设定的标准物及生成物的吸光值,由此确定酶活性的量。
实验步骤
土壤样本制备:将土壤样本研磨成细粉,然后用适当的缓冲液或提取剂提取土壤酶。提取过程可能需要通过摇晃、超声波处理或离心等方式进行。
反应体系构建:将土壤酶提取液与特定的底物、缓冲液及其他反应必需的成分混合,构成反应体系。
温育:将反应体系置于适宜的温度下温育一段时间,让酶催化反应充分进行。
终止反应:在预定的时间点,通过加入终止剂(如强酸或强碱)停止酶促反应,防止反应过度。
吸光度测定:使用分光光度计,在特定波长下测量反应前后溶液的吸光度变化。该波长通常对应于反应产物或底物的最大吸收峰。
数据处理:根据吸光度的变化计算酶活性。酶活性通常表示为单位时间内单位体积样品中底物转化为产物的量,单位如μmol/min/g干土。
注意事项
·标准曲线:为了准确测定酶活性,通常需要建立标准曲线,即已知浓度的产物或底物在特定波长下的吸光度与浓度的关系图。
·空白对照:实验中应设置空白对照,即不含酶的反应体系,用于扣除背景吸光度。
·温度和pH:酶活性受温度和pH的影响较大,实验中应保持一致的条件。
·酶的专一性:某些酶可能对特定底物有专一性,选择合适的底物和反应条件对于获得准确的酶活性结果至关重要。
平板计数法检测土壤中微生物
平板计数法是检测土壤中微生物数量的一种基本且广泛使用的方法。它基于微生物在固体培养基上形成可观察的菌落这一原理,通过统计菌落数目来估算样品中的微生物总数。
技术原理
平板计数法依赖于微生物在特定培养基上生长的能力。当土壤样本中的微生物被稀释并接种到含有营养物质的固体培养基上时,单个微生物细胞可以生长繁殖形成一个肉眼可见的菌落。通过统计培养皿上的菌落数量,可以估算出原始土壤样本中微生物的大致数量。
实验步骤
样品准备
从土壤中采取有代表性的样品,避免表层污染和人为污染。
称取适量土壤(通常为0.1g到1g,具体量根据土壤类型和预期微生物密度调整),放入含有无菌生理盐水或其他适宜稀释液的锥形瓶中。
系列稀释
对土壤悬浮液进行一系列梯度稀释,通常稀释到10^-1、10^-2、10^-3...等,以确保在平板上形成的菌落数落在可计数范围内(通常为30到300个菌落)。
平板接种
取一定量(如0.1mL或0.01mL)的每个稀释度的土壤稀释液,使用涂抹棒或倾注法均匀涂布到固体培养基(如牛肉膏蛋白胨琼脂、马丁氏琼脂等,根据目标微生物选择合适的培养基)上。
培养
将接种后的平板倒置放入恒温培养箱中,在适宜的温度下培养(细菌通常为37°C,真菌为25°C到30°C),培养时间根据微生物种类而定,一般细菌培养18-24小时,真菌可能需要更长时间,如3-7天。
菌落计数
培养后,计数每个稀释度平板上的菌落总数。选择菌落数在30到300之间的稀释度进行计数,以确保计数的准确性。
结果计算
根据稀释倍数和计数结果,使用公式计算原始土壤样品中的微生物数量(CFU/g或CFU/mL)。
注意事项
无菌操作:整个过程必须在无菌条件下进行,避免外界微生物的污染。
稀释度选择:合理选择用于计数的稀释度,过高或过低的菌落数都会影响计数的准确性。
重复性:每个稀释度至少做三个平行平板,以提高结果的可靠性。
培养条件:确保培养温度、时间和湿度条件适合目标微生物的生长,以利于菌落的形成。
样品采集
点击进入【学院】查看土壤样品的采集制备与保存运输。
样本要求
在土壤检测中,理化性质的差异,使检测需要的样本类型和样本量存在不同。
基本类型
风干土:一般是利用自然条件风干的土壤。风干土多用于基本物理化学性质的检测,如土壤中氨、磷、钾元素。取样后放在室内阴凉通风处自行干燥,切忌阳光直接暴晒,期间剔除杂质,避免污染。
鲜土:一般是指采集的新鲜样本、或低温保存的样本。鲜土一般用于微生物相关的测定,如土壤中微生物量碳、微生物量氨、微生物数量、酶活等。新鲜样品一般不宜贮存,如需要暂时贮存,可将新鲜样品装入塑料袋,扎紧袋口,放在冰箱冷藏室4℃储存或进行速冻固定。
寄送要求
风干土:一般常温寄送即可。
鲜土:建议用干冰寄送,如条件不满足,可放置多个冰袋。
汉广提供“一站式”检测服务,减少科研工作者的工作量。您只需要提供样本原样,汉广会严格按照国标或行标,进行样本前处理,按照不同理化性质的检测要求,对土壤样本进行研磨,然后过滤不同规格的土壤。
取样前,请与业务经理沟通您的检测需求,确认样品类型以及寄样方式,以免影响检测数据的真实性,造成时间及成本的损失!
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