土壤健康評估
酶是由微生物和其他生物體產(chǎn)生的生物催化劑,參與土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解、養(yǎng)分循環(huán)和污染物降解等過程。土壤酶活性(如脫氫酶、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狀況。通過酶活檢測,可以評估土壤的生物功能狀態(tài),是評價土壤肥力和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要指標(biāo)。
環(huán)境污染監(jiān)測
土壤微生物和酶活性對環(huán)境變化非常敏感,特別是對重金屬、有機(jī)污染物、農(nóng)藥等污染物的存在非常敏感。當(dāng)土壤受到污染時,微生物群落結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變,酶活性也會相應(yīng)下降,通過監(jiān)測這些變化,可以作為土壤污染早期預(yù)警的指標(biāo),評估污染物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。
生態(tài)修復(fù)效果評估
在土壤污染治理和生態(tài)修復(fù)過程中,監(jiān)測土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)和酶活性的變化,可以作為評估修復(fù)效果的一個重要參數(shù)。微生物活性的恢復(fù)和酶活性的提升通常意味著土壤生態(tài)功能正在逐步恢復(fù),有助于指導(dǎo)修復(fù)策略的調(diào)整和優(yōu)化。
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
土壤微生物和酶在維持土壤肥力、促進(jìn)植物生長方面起著核心作用。通過檢測這些指標(biāo),可以指導(dǎo)合理施肥、輪作、有機(jī)農(nóng)業(yè)等實(shí)踐,促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán),減少化學(xué)肥料和農(nóng)藥的依賴,從而支持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
檢測指標(biāo)
指標(biāo) |
方法 |
標(biāo)準(zhǔn) |
樣品 |
用量/g |
過篩要求 |
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酶活 |
土壤脲酶(S-UE) |
分光光度法 |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
風(fēng)干樣 |
0.5 |
60目 |
土壤堿性磷酸酶(S-AKP/ALP) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤酸性磷酸酶(S-ACP) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤中性磷酸酶(S-NP) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤蔗糖酶(S-SC) |
T/NAIA 010-2020 土壤蔗糖酶活性的測定 3,5-二硝基水楊酸比色法 |
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土壤過氧化氫酶(S-CAT) |
楊蘭芳,曾巧,李海波,閆靜靜.紫外分光光度法測定土壤過氧化氫酶活性 |
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土壤脫氫酶(S-DHA) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤過氧化物酶(S-POD) |
關(guān)松蔭《土壤酶及其研究法》 |
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土壤纖維素酶(S-CL) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤多酚氧化酶(S-PPO) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤硝酸還原酶(S-NR) |
關(guān)松蔭《土壤酶及其研究法》 |
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土壤酸性蛋白酶(S-ACPT) |
李振高《土壤與環(huán)境微生物研究法》 |
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土壤中性蛋白酶(S-NPT) |
李振高《土壤與環(huán)境微生物研究法》 |
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土壤堿性蛋白酶(S-AKPT) |
李振高《土壤與環(huán)境微生物研究法》 |
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土壤淀粉酶(S-AL) |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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土壤羥胺還原酶(S-AL) |
史云峰,武志杰,史奕,陳利軍,王殳屹.土壤羥胺還原酶活性測定方法的改進(jìn) |
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土壤β-葡萄糖苷酶(S-β-GC)EC3.2.1.21 |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
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亮氨酸氨基肽酶(S-LAP)EC3.4.11.1 |
段成偉,李希來,馬盼盼,徐文印,柴瑜,蘇樂樂,楊鑫光.人工修復(fù)措施對退化高寒草甸土壤養(yǎng)分及酶活性的影響 |
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土壤芳基硫酸酯酶(S-ASF) |
關(guān)松蔭《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 |
段成偉,李希來,馬盼盼,徐文印,柴瑜,蘇樂樂,楊鑫光.人工修復(fù)措施對退化高寒草甸土壤養(yǎng)分及酶活性的影響 |
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β-木糖苷酶(S-BXYS)EC3.2.1.37 |
呂志忠. 碳氮調(diào)節(jié)對草地土壤生物學(xué)特性的影響及其土壤肥力質(zhì)量綜合評價 |
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土壤β-纖維素二糖苷酶(S-C1)/土壤纖維二糖水解酶(CBH)EC3.2.1.91 |
呂志忠. 碳氮調(diào)節(jié)對草地土壤生物學(xué)特性的影響及其土壤肥力質(zhì)量綜合評價 |
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漆酶(SL) |
蘇寶玲,王月陽,白震,孫釗,何紅波,張旭東.ABTS底物檢測漆酶活力條件和算法比較——以長白山兩種林分土壤為例 |
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土壤FDA水解酶 |
劉海芳,馬軍輝,金遼,陸琴,嚴(yán)蔚東,王校常.水稻土FDA水解酶活性的測定方法及應(yīng)用 |
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土壤亞硝酸還原酶(S-NiR) |
關(guān)松蔭《土壤酶及其研究法》 |
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土壤天門冬酰胺酶(S-ASNase)ES3.5.1.1 |
關(guān)松蔭《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 |
關(guān)松蔭《土壤酶及其研究法》 |
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其他酶活 |
試劑盒或開發(fā)方法 |
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微生物 |
細(xì)菌 |
平板計數(shù)法 |
林先貴《土壤微生物研究原理與方法》 |
鮮樣,4℃運(yùn)輸保存 |
20 |
10目 |
真菌 |
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微生物 |
分光光度法檢測土壤酶活
分光光度法是檢測土壤酶活性的一種常見且有效的方法,它基于酶催化反應(yīng)產(chǎn)物或輔因子在特定波長下的光吸收特性。這種方法快速、簡便,適用于多種土壤酶的活性測定,如脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶等。
技術(shù)原理
分光光度法基于比爾定律(Beer's Law),即在一定條件下,溶液的吸光度與溶液中溶質(zhì)的濃度成正比。通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度,對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。在土壤酶活性的測定中,分光光度法的基本原理是酶與底物混合經(jīng)培養(yǎng)后產(chǎn)生某種帶顏色的生成物,可在某一吸收波長下產(chǎn)生特征性波峰,再用分光光度計測定設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)物及生成物的吸光值,由此確定酶活性的量。
實(shí)驗步驟
土壤樣本制備:將土壤樣本研磨成細(xì)粉,然后用適當(dāng)?shù)木彌_液或提取劑提取土壤酶。提取過程可能需要通過搖晃、超聲波處理或離心等方式進(jìn)行。
反應(yīng)體系構(gòu)建:將土壤酶提取液與特定的底物、緩沖液及其他反應(yīng)必需的成分混合,構(gòu)成反應(yīng)體系。
溫育:將反應(yīng)體系置于適宜的溫度下溫育一段時間,讓酶催化反應(yīng)充分進(jìn)行。
終止反應(yīng):在預(yù)定的時間點(diǎn),通過加入終止劑(如強(qiáng)酸或強(qiáng)堿)停止酶促反應(yīng),防止反應(yīng)過度。
吸光度測定:使用分光光度計,在特定波長下測量反應(yīng)前后溶液的吸光度變化。該波長通常對應(yīng)于反應(yīng)產(chǎn)物或底物的最大吸收峰。
數(shù)據(jù)處理:根據(jù)吸光度的變化計算酶活性。酶活性通常表示為單位時間內(nèi)單位體積樣品中底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的量,單位如μmol/min/g干土。
注意事項
·標(biāo)準(zhǔn)曲線:為了準(zhǔn)確測定酶活性,通常需要建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,即已知濃度的產(chǎn)物或底物在特定波長下的吸光度與濃度的關(guān)系圖。
·空白對照:實(shí)驗中應(yīng)設(shè)置空白對照,即不含酶的反應(yīng)體系,用于扣除背景吸光度。
·溫度和pH:酶活性受溫度和pH的影響較大,實(shí)驗中應(yīng)保持一致的條件。
·酶的專一性:某些酶可能對特定底物有專一性,選擇合適的底物和反應(yīng)條件對于獲得準(zhǔn)確的酶活性結(jié)果至關(guān)重要。
平板計數(shù)法檢測土壤中微生物
平板計數(shù)法是檢測土壤中微生物數(shù)量的一種基本且廣泛使用的方法。它基于微生物在固體培養(yǎng)基上形成可觀察的菌落這一原理,通過統(tǒng)計菌落數(shù)目來估算樣品中的微生物總數(shù)。
技術(shù)原理
平板計數(shù)法依賴于微生物在特定培養(yǎng)基上生長的能力。當(dāng)土壤樣本中的微生物被稀釋并接種到含有營養(yǎng)物質(zhì)的固體培養(yǎng)基上時,單個微生物細(xì)胞可以生長繁殖形成一個肉眼可見的菌落。通過統(tǒng)計培養(yǎng)皿上的菌落數(shù)量,可以估算出原始土壤樣本中微生物的大致數(shù)量。
實(shí)驗步驟
樣品準(zhǔn)備
從土壤中采取有代表性的樣品,避免表層污染和人為污染。
稱取適量土壤(通常為0.1g到1g,具體量根據(jù)土壤類型和預(yù)期微生物密度調(diào)整),放入含有無菌生理鹽水或其他適宜稀釋液的錐形瓶中。
系列稀釋
對土壤懸浮液進(jìn)行一系列梯度稀釋,通常稀釋到10^-1、10^-2、10^-3...等,以確保在平板上形成的菌落數(shù)落在可計數(shù)范圍內(nèi)(通常為30到300個菌落)。
平板接種
取一定量(如0.1mL或0.01mL)的每個稀釋度的土壤稀釋液,使用涂抹棒或傾注法均勻涂布到固體培養(yǎng)基(如牛肉膏蛋白胨瓊脂、馬丁氏瓊脂等,根據(jù)目標(biāo)微生物選擇合適的培養(yǎng)基)上。
培養(yǎng)
將接種后的平板倒置放入恒溫培養(yǎng)箱中,在適宜的溫度下培養(yǎng)(細(xì)菌通常為37°C,真菌為25°C到30°C),培養(yǎng)時間根據(jù)微生物種類而定,一般細(xì)菌培養(yǎng)18-24小時,真菌可能需要更長時間,如3-7天。
菌落計數(shù)
培養(yǎng)后,計數(shù)每個稀釋度平板上的菌落總數(shù)。選擇菌落數(shù)在30到300之間的稀釋度進(jìn)行計數(shù),以確保計數(shù)的準(zhǔn)確性。
結(jié)果計算
根據(jù)稀釋倍數(shù)和計數(shù)結(jié)果,使用公式計算原始土壤樣品中的微生物數(shù)量(CFU/g或CFU/mL)。
注意事項
無菌操作:整個過程必須在無菌條件下進(jìn)行,避免外界微生物的污染。
稀釋度選擇:合理選擇用于計數(shù)的稀釋度,過高或過低的菌落數(shù)都會影響計數(shù)的準(zhǔn)確性。
重復(fù)性:每個稀釋度至少做三個平行平板,以提高結(jié)果的可靠性。
培養(yǎng)條件:確保培養(yǎng)溫度、時間和濕度條件適合目標(biāo)微生物的生長,以利于菌落的形成。
樣品采集
點(diǎn)擊進(jìn)入【學(xué)院】查看土壤樣品的采集制備與保存運(yùn)輸。
樣本要求
在土壤檢測中,理化性質(zhì)的差異,使檢測需要的樣本類型和樣本量存在不同。
基本類型
風(fēng)干土:一般是利用自然條件風(fēng)干的土壤。風(fēng)干土多用于基本物理化學(xué)性質(zhì)的檢測,如土壤中氨、磷、鉀元素。取樣后放在室內(nèi)陰涼通風(fēng)處自行干燥,切忌陽光直接暴曬,期間剔除雜質(zhì),避免污染。
鮮土:一般是指采集的新鮮樣本、或低溫保存的樣本。鮮土一般用于微生物相關(guān)的測定,如土壤中微生物量碳、微生物量氨、微生物數(shù)量、酶活等。新鮮樣品一般不宜貯存,如需要暫時貯存,可將新鮮樣品裝入塑料袋,扎緊袋口,放在冰箱冷藏室4℃儲存或進(jìn)行速凍固定。
寄送要求
風(fēng)干土:一般常溫寄送即可。
鮮土:建議用干冰寄送,如條件不滿足,可放置多個冰袋。
漢廣提供“一站式”檢測服務(wù),減少科研工作者的工作量。您只需要提供樣本原樣,漢廣會嚴(yán)格按照國標(biāo)或行標(biāo),進(jìn)行樣本前處理,按照不同理化性質(zhì)的檢測要求,對土壤樣本進(jìn)行研磨,然后過濾不同規(guī)格的土壤。
取樣前,請與業(yè)務(wù)經(jīng)理溝通您的檢測需求,確認(rèn)樣品類型以及寄樣方式,以免影響檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性,造成時間及成本的損失!
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檢測儀器