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摘要:酶是一种催化特定反应的蛋白质分子,在物质的分解转化过程中起着至关重要的作用。在土壤中,磷元素是植物生长必须的营养元素,但是很多有机磷不能被植物直接吸收利用。需要土壤中的微生物分泌出各种酶,将土壤中植物无法吸收的大量磷酸酯或磷酸酐水解为能够溶于水的无机磷,供植物吸收。于是,测定土壤中各种酶活性已经成为土壤肥力的一种指标,在实际测定过程中,不同的缓冲液PH值对磷酸酶活性的测量结果有很大的影响,为了更直观,更准确的测定磷酸酶活性,在实验测量中应优先选取与土壤样本PH相一致的缓冲液进行培养。
关键词:农家肥;磷酸酶活性;不同缓冲溶液
土壤磷酸酶是土壤中的主要水解酶类之一,它能将有机磷脂水解为无机磷酸,转化为可供植物吸收的无机磷。土壤磷酸酶的活性直接影响着土壤中有机磷转化效率,也是土壤肥力状况的一个测定标准。实验室检测农家肥中磷酸酶活性时,要根据农家肥的PH值,选定相应的PH缓冲溶液,这样才能测出该农家肥的磷酸酶最大活性。本次以某地区农家肥牛粪添加量(高、中、低)量为检测样本,测定不同PH值缓冲液下,农家肥磷酸酶活性,探讨和分析PH值对农家肥磷酸酶活性测定的影响。
1 材料与方法
供试土壤
本次检测选取某地区农家肥牛粪添加量高量、中量、低量共三种浓度农家肥样本。其常规指标分析结果见下表:
表1 农家肥常规指标情况
编号 | 农家肥名称 | PH值 (H2O) | 有机质 (g/100g) | 全氮 (g/100g) | 全磷 (g/100g) | 全钾 (g/100g) |
Y1 | 牛粪高量 | 8.6 | 19.21 | 0.47 | 0.27 | 0.18 |
Y2 | 牛粪高量 | 8.4 | 20.32 | 0.44 | 0.28 | 0.19 |
Y3 | 牛粪高量 | 8.2 | 18.67 | 0.42 | 0.29 | 0.18 |
Y4 | 牛粪中量 | 8.3 | 16.25 | 0.43 | 0.27 | 0.17 |
Y5 | 牛粪中量 | 8.4 | 16.58 | 0.44 | 0.26 | 0.17 |
Y6 | 牛粪中量 | 8.3 | 15.46 | 0.37 | 0.25 | 0.17 |
Y7 | 牛粪低量 | 8.2 | 13.56 | 0.35 | 0.25 | 0.15 |
Y8 | 牛粪低量 | 8.1 | 13.89 | 0.35 | 0.24 | 0.15 |
Y9 | 牛粪低量 | 8.3 | 14.52 | 0.36 | 0.27 | 0.17 |
测定方法
测定磷酸酶活性主要是以磷酸苯二钠(C6H5Na2O4P)为基质的比色测定方法,本次检测采用三种不同PH值缓冲液分别进行农家肥磷酸酶活性的测定,分析不同PH值缓冲液对农家肥磷酸酶活性测定的影响,在测定过程中选取以下三种不同PH值的缓冲液,其分别为醋酸盐缓冲液(PH5.0-5.4)、柠檬酸缓冲液(PH7.0-8.5)和硼酸缓冲液(PH9-10)。
实验设计
以磷酸苯二钠为基质,每种样本称取5g农家肥样,加入2.5ml甲苯作为终止剂,轻摇15min后,添加20ml 0.5%磷酸苯二钠(乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液),摇匀后放入恒温箱37℃培养24h。培养结束后,在培养液加入100ml 0.3%硫酸铝溶液并过滤,吸取3ml滤液与50ml容量瓶中,按绘制标准曲线方法显色,于分光光度计 660 nm 处比色
结果与分析
2.1不同缓冲溶液下农家肥磷酸酶活性区分度
表 2 不同缓冲液下农家肥磷酸酶活性
样本 | 磷酸酶活性(酚mg/g) | |||
乙酸盐 缓冲液 | 柠檬酸盐 缓冲液 | 硼酸盐 缓冲液 | 总磷酸 酶活性 | |
Y1 | 43.01 | 31.56 | 105.25 | 179.82 |
Y2 | 47.25 | 31.21 | 103.68 | 182.14 |
Y3 | 42.56 | 28.21 | 102.62 | 173.39 |
Y4 | 41.14 | 30.21 | 93.40 | 164.75 |
Y5 | 42.30 | 27.95 | 95.10 | 165.35 |
Y6 | 41.60 | 25.80 | 94.23 | 161.63 |
Y7 | 35.60 | 26.30 | 86.30 | 148.20 |
Y8 | 34.10 | 24.12 | 83.86 | 142.08 |
Y9 | 34.62 | 23.86 | 85.16 | 143.64 |
图1 不同缓冲液下农家肥磷酸酶活性
由上表可以看出,农家肥土壤磷酸酶活性主要与牛粪添加量和缓冲液PH值有关,牛粪添加量高的农家肥磷酸酶活性偏高,牛粪添加量低的农家肥磷酸酶活性偏低。当牛粪添加量在相同的情况下,在不同缓冲液培养条件下,磷酸酶活性在硼酸盐缓冲溶液的培养液中最高,乙酸盐缓冲液次之,柠檬酸缓冲溶液下磷酸酶活性最低。
因此,在实验检测农家肥磷酸酶活性时,应根据农家肥的PH值,选择在总的活性中共享最大的一种缓冲液来测定其活性,更有代表意义。
结束语:
综上所述,为了能够准确的测定农家肥土壤中磷酸酶的活性,定量表示出土壤肥力情况,在实际试验检测过程中,我们首先要准确测定出土壤实际PH值,这样有助于检测人员选择适宜的测定磷酸酶活性的缓冲液进行培养。对于碱性土壤,应选择硼酸盐缓冲液。只有选择最适宜与土壤PH的缓冲液,才能准确、合理的标示出土壤的磷酸酶活性及土壤肥力情况。
参考文献:
唐晓倩、耿玉清等 缓冲液种类对土壤酸性磷酸酶活性的影响 《中国土壤与肥料》2018(5)
李莹飞 耿玉清等 基于不同方法测定土壤酸性磷酸酶活性的比较 《中国生态农业学报》2016.1 24-1
沈桂琴 土壤中磷酸酶活性的测定方法 《土壤肥料》1987.01