两种方法测定土壤中过氧化氢酶比较
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摘 要：土壤的过氧化氢酶活性可以表征土壤总的生物学活性和肥力状况，文章研究比较了两种测定过氧化氢酶的方法，旨在探索一种高效、準确、适用的土壤过氧化氢酶的测定方法。结果表明，两种测定过氧化氢酶活性的线性关系和浓度适应范围上几乎相同;紫外分光光度法的检出限略低于高锰酸钾滴定法。用两种方法测定四种不同类型土壤的过氧化氢酶活性，结果显示其稳定性和重现性均较好，没有显著性差异。
关键词：过氧化氢酶活性;土壤;高锰酸钾滴定法;紫外分光光度法
中图分类号：S158 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）15-0145-03
Abstract： Soil catalase activity can be used to characterize the total biological activity and fertility of soil. In order to explore an efficient， accurate and suitable method for the determination of soil catalase， two methods for the determination of catalase were studied and compared in this paper. The results showed that the linear relationship and concentration adaptation range of the two methods for the determination of catalase activity were almost the same， and the detection limit of UV spectrophotometry was slightly lower than that of potassium permanganate titration. The catalase activities of four different types of soils were determined by two methods. The results showed that the stability and reproducibility of catalase activities were good， and there was no significant difference between the two methods.
Keywords： catalase activity; soil; potassium permanganate titration; UV spectrophotometry
1 实验部分
1.1 实验原料、试剂与仪器
原料：四川省泸州市古蔺县某区域土壤。
试剂：（1）0.3%的过氧化氢溶液：将30%的过氧化氢溶液稀释100倍，其浓度用标准高锰酸钾溶液标定。
（2）1.5mol/L硫酸：取42mL浓硫酸稀释至500mL。
（3）饱和明矾溶液：明矾在20℃溶解度为10.84g，30℃的溶解度为15.41g。
（4）0.02mol/L高锰酸钾溶液：称取3.16g高锰酸钾，溶解后定容至1L，其准确浓度用标准草酸钠溶液标定。
仪器：HY-5回旋振荡器，UV752型紫外可见分光光度计。
1.2 实验步骤
1.2.1 高锰酸钾滴定法测定土壤过氧化氢酶操作步骤
称取2.00g土壤于锥形瓶中，加入40mL蒸馏水和5mL0.3%的H2O2溶液，立即加塞密封。振荡20min后加入1mL饱和明矾溶液，立即过滤于盛有5mL1.5mol/L的硫酸溶液的三角瓶中，滤干后，吸取滤液25mL，用0.02mol/L高锰酸钾标准溶液滴定至紫红色，同时做无土对照实验。
其中：E：20min内每克土壤分解的H2O2的毫克数表示酶活性;V：为滴定空白所用的KMnO4 体积;VS：为滴定样品所用的KMnO4体积;C：为KMnO4 浓度;V0：为滴定体积25mL;W：为土重。
1.2.2 紫外分光光度法测定土壤过氧化氢酶操作步骤
称取土样2.00g于锥形瓶，加入40mL蒸馏水和5mL0.3%的H2O2溶液，立即加塞密封。振荡20min后加入1mL饱和明矾溶液，立即过滤于盛有5mL1.5mol/L的硫酸溶液的三角瓶中，滤干后，将滤液直接在240nm处用1cm石英比色皿测定吸光度，同时做无土和无基质对照实验。
其中：E：20min内每克土壤分解的H2O2的毫克数表示酶活性;T0：样品空白的H2O2的质量;T剩：样品里反应剩下的H2O2的质量;W：样品的称样量;A0：样品空白的吸光度;A：样品的校正吸光度;Ak：对应样品的无基质的吸光度;a：校准曲线截距;b：校准曲线的斜率。
2 结果分析与讨论
2.1 两种测定过氧化氢酶方法的检出限比较
方法检出限即用特定分析方法在给定的置信度内可从样品中定性检出待测物质的最低浓度或最小量。本实验做了相关的检出限实验，参考HJ168-2010环境监测分析方法标准制修订技术导则附录A中的方法。结果如表1所示。
表2中表明，高锰酸钾滴定法测定土壤中过氧化氢酶方法的检出限为0.18mg/g，紫外分光光度法测定土壤中过氧化氢酶方法的检出限为0.14mg/g，两种方法测定过氧化氢酶含量的相对偏差均小于10%。
2.2 两种测定过氧化氢酶方法的重现性和稳定性比较 取6件土壤样品，编号为：T-1、T-2、T-3和T-4，由2名分析人员同时分别用紫外分光光度法和高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶，重复7次。结果见表2、表3。
表2、表3表明，紫外分光光度法与高锰酸钾滴定法测定4种不同区域的土壤样品结果差异显著性较小，两种方法测定结果的相对偏差均小于10%。对于同一种土壤，同一人重复测量的结果差异显著性较小，标准偏差范围在0.024-0.094mg/g，變异性小于5%;不同人重复测定的结果差异显著性较小，两人用同一种方法测定同一区域土壤的相对偏差小于10%。由此得出，紫外分光光度法测定土壤中过氧化氢酶与高锰酸钾滴定法测定土壤中过氧化氢酶之间无显著差异，两种方法的稳定性和重现性均较好。
2.3 两种方法在不同土壤上的运用
取砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土四种不同类型的土壤，分别用紫外分光光度法和高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性，重复6次，结果见表4。
P值即概率，反映某一事件发生的可能性大小。统计学根据显著性检验方法所得到的P值，P>0.05表明统计学无显著性差异。由表4可见，两种方法测定4种土壤的过氧化氢酶结果没有显著性差异。两种方法均可以较好地运用到不同类型土壤上过氧化氢酶的测定。
3 结论
土壤中测定过氧化氢酶活性方法中运用较多的主要是高锰酸钾滴定法，而紫外分光光度法在生物、医药方面应用较多。本试验将紫外分光光度法应用在土壤上，与高锰酸钾滴定法进行了比较。结果表明，两种方法测定过氧化氢酶活性的线性关系和浓度适应范围上几乎相同;高锰酸钾滴定法和紫外分光光度法的检出限分别为0.18mg/g和0.14mg/g，结果表明紫外分光光度法的检出限更低，两种方法测定过氧化氢酶含量的相对偏差均小于10%;对两种方法进行重复性试验和再现性试验，标准偏差范围在0.024-0.094mg/g，变异性小于5%，两种方法的稳定性和重现性均较好;分别取砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土四种不同的土壤，试验表明两种方法的测定没有显著性差异。本试验表明，紫外分光光度法稳定性和重现性较好，操作简单，且不需要特殊试剂和仪器，对于测定土壤中过氧化氢酶活性更加便捷，可以应用及推广。
参考文献：
[1]刘福德，姜岳忠，刘颜泉，等.连作I-107杨树无性系苗圃地的土壤酶活性特征[J].中国水土保持科学，2005，3（2）：119-124.
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