简介

土壤酶活性(soil enzyme activity)是由生物体产生的，具有高度催化作用的一类蛋白质。土壤酶一般吸附在土壤胶体表面或呈复合体存在，部分存在于土壤溶液中，而以测定各种酶的活性来表征。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。它在接近常温、常压和中等酸度的条件下，大大加速生物化学反应的速度，并且具有突出的专一性。

主要的土壤酶

土壤酶能积极参与土壤中营养物质的循环，在土壤养分的循环代谢过程中起着重要的作用，是各种生化反应的催化剂。土壤酶活性与土壤物生物数量、生物多样性密切相关，是土壤生物学活性的表现，可以作为土壤质量的整合生物活性指标。土壤酶分类有很多种，主要涉及与有机碳、氮、磷和硫相关酶。

①与有机碳转化相关的酶主要有：

1、土壤纤维素酶，催化土壤中作重要的碳水化合物及纤维素的水解。

2、土壤木聚糖酶，是一种参与植物残体半纤维水解的重要酶。

3、土壤蔗糖酶，又称转化酶，主要水解水溶性的蔗糖，产生葡萄糖和果糖。

②与有机氮转化相关的酶主要包括：

1、几丁质酶，与有机碳和氮的转化密切相关，目前土壤中相关较多的是β-乙酰氨基葡萄糖苷酶。

2、蛋白酶，分解蛋白质、肽类为氨基酸的酶。根据不同pH条件下，分为酸性蛋白酶，中性蛋白酶和碱性蛋白酶。

3、肽酶，主要是氨基肽酶，从肽链的末端水解，形成氨基酸。

4、脲酶，目前研究最多的一种酶。其功能是水解尿素，生成二氧化碳和水。

③与有机磷相关的酶主要是依靠磷酸酶来完成的水解磷酸脂类形成磷酸及其他产物，目前研究较多的为酸性磷酸酶和碱性磷酸酶。

土壤酶活性的测定注意事项

1.土壤样本的采集及贮存方法

活的微生物是土壤酶的主要来源，土壤酶活性对外界环境的变化十分敏感，为了能有效地反映土壤实际状况，在试验之前采取有效、可靠的取样及贮存方法是研究结果取得成功的前提保障。在土壤样品采集时，首先是根据试验需求确定样地及土层的深度，在所选择的样地中一般是采用五点取样法，然后混合同土层土样，根据试验设计需求设置重复，最少３个重复。对采集的土壤样本立即进行试验分析是较为理想的情况，但在大多数情况下难以实现，因此如何贮存土壤样品，一直以来是土壤酶研究者所关心的问题。

1.1 低温贮藏对土壤酶活性的影响

低温贮存是一种常见的土壤样品贮藏方式，关于低温贮藏对土壤酶活性的影响也有较多的研究。低温贮存的影响还与土壤酶种类有关，低温贮存导致了纤维二糖酶和磷酸酶活性的降低，而β-乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的变化却并不显著。目前，４℃或－２０℃贮存土壤样本是较常见的贮存方式。除了考虑常规土壤酶活性测量的影响，对荧光分析法测定的土壤酶活性，低温贮存的影响及理想的贮藏条件研究也同样重要。相关研究发现,４℃或－２０℃条件下贮存土壤，不会引起土壤酶活性的显著变化，但随着贮存时间的延长，不同种类的土壤酶活性会发生不同的变化。

1.2 风干对土壤酶活性的影响

土壤风干同样是一种常见的土壤样品贮存方式，有关风干土对土壤酶活性影响相关的研究报道有不同的解释。研究发现，虽然风干土样比新鲜土的温度有所提高，但土壤中转化酶、脲酶、蛋白酶、淀粉酶和芳基硫酸酯酶的活性反而有所降低。此外，也有报道指出风干土和新鲜土土壤酶活性差异并不显著。赵颖等分别对大豆地和玉米地中不同生长时期的新鲜土和风干土中的多酚氧化酶、脲酶及蔗糖酶活性进行了检测与分析，结果表明除在种植前期，大多数情况下，土壤中多酚氧化酶、脲酶及蔗糖酶的活性在风干后和新鲜土差异并不显著。ＺＡＮＴＵＡ等研究表明，在２１～２３℃条件下贮存１年和贮存１周的风干土，土样中脲酶的活性并没有显著的变化。ＹＵ 等通过试验发现，土壤风干处理后在测定磷酸酶活性时，除了雨天采集的土样，此外对土壤酶活性没有影响，因为在砂土中田间水分含量一般较低。由此来看，土壤的风干过程中对不同种类的酶和不同条件下的同种酶影响趋势并不一致，从土壤酶产生的来源看，可能是因为风干过程导致了某些微生物的死亡，但死亡的微生物则又会释放出某些酶，二者酶的种类可能会不同。也有报道指出，风干过程是否影响土壤酶活性与植物生长状况、土地土壤的管理方式等有关。

总之，不同的贮存方式都会影响到土壤酶活性，其影响程度与土壤类型、土壤酶种类及土壤样品管理等多种因素有关。但总的趋势是土壤样品的贮存降低了大多数土壤的酶活性。土壤样品酶活性的测定最好是在短期内完成，如果需要贮藏可以视贮藏时间、贮藏条件等因素综合分析而定，几周内一般在４℃条件下贮存，其次是在－２０℃环境中保存；几个月甚至更长的时间一般选择风干贮藏；而对于某些酶，在发现风干后对其酶活性影响不大的，应尽量选择风干处理，这样既方便又节约；此外，对于同一种酶的分析应尽量在同一天或几天内完成，以在最大程度上降低样品贮存所造成的差异。

2.2 土壤酶活性测定的方法

土壤酶的测定是进行土壤酶学研究的基础。目前，土壤酶活性的测定方法较多，但并没有统一方法，其中常见的是传统的分光光度法和新型的荧光分析法。分光光度法也称比色法，其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。20世纪90年代，国际上发展起了酶活性测量的新方法－荧光分析法，其主要原理是以萤光团标记底物作为探针，通过荧光强度的变化来反映酶活性。传统的比色法测定一般首先是根据所测酶的种类制作对应的标准曲线，然后对土样进行处理后在同一波长下测其吸光值，再利用标准曲线确定土样中的酶活性。这种方法已得到普遍认可，长期以来被国内外学者采纳。荧光分析法测定步骤与比色法基本一致，但与传统方法相比较，荧光分析技术具有灵敏度高耗时短等优点，同时它也存在分析成本较高、底物难溶解等缺点。