Способ определения фосфатазной активности почвы
К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.75 (21) 2157817/15 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.7?. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 30.05.77 (51) М.Кл.- 6 01 N 33/24
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 631.417.7с
547. 631.41 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. Т. Геллер и K. Е. Гинзбург (Рабинович)
Почвенный институт им. В. В. Докучаева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФАТАЗНОЙ
Изобретение относится к почвенной энзнмологии и может быть использовано в почвенно-агрохимических исследованиях для определения фосфатазной активности почв.
Известен способ определения фосфатазной активности почв, включающий компостировапио по.вы с фенолфталеинфосфатом натрия, последующее извлечение и колориметрическое определение отщепившегося в результате реакции фенолфталеина (метод Галстяна).
Однако почвенные коллоиды и гумусовые вещества, диспергированные в растворе, мешают колориметрированию (фильтрат мутный и окрашенныи).
Цель изобретения — повышение точности определения фосфатазной активности и применение способа для различных типов почв-достигается тем, что компостирование почвы проводят по крайней мере в течение 3 час с
0,1 или 0,2%-ным раствором фенолфталеинфосфата натрия, причем в качестве экстрагента отщепившегося фенолфталеина применяют
0,1 М раствор хлористого кальция, а в качестве ингибитора фосфатаз 0,8 М раствор борной кислоты.
Способ осуществляют следующим образом, 1 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями 0,25 лм, помещаю-, в плоскодонные колбы на 100 мл и приливают
10 мл 0,1 или 0,2%-ного раствора фенолфталеинфосфата натрия, выдерживают 3 час прп
27 С в термостате, приливают 2 мл 0,8 М раствора борной кислоты и затем 30 мл
0,01 М раствора хлористого кальция, псремешивают и фильтруют в мерные колбы на
50 лтл, содержащие по 2 мл 10%-ного раствора нашатырного спирта (NH Изобретение относится к прогнозированию критических состояний оснований фундаментов зданий и сооружений, расположенных в зоне вечной мерзлоты
Источник
Способ определения фосфатазной активности почвы
Номер патента: 549745
Текст
ОП ИСАЙКЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет Госудврственнмн комитет света Министров СССРпо делам изобретений н открытий(43) Опубликовано 05,03.7, Бюллетень М 9 (45) Дата опубликования описанич 30,05.77 2) Авторы изобрете И. Т. Геллер и К. Е. Гинзбург (Рабинови Почвенный институт им. В. В. Докучаев) Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ фОСФАТАЗН АКТИВНОСТИ ПОЧВЫ10 мллеинфо27 С враствор5 001 Мшиваю50 лги,ра нашный вО меткивают ифильтр 0,1 или 0,2%-ногосфата натрия, вытермостате, приа борной кислораствора хлористт и фильтруют всодержащие по 2атырного спиртамалиновый цветдистиллированнойколориметрируюом при 536 нм.Формула изобретения раствора фенолфта. держивают 3 час прп ливают 2 мл 0,8 М ты и затем 30 м г ого кальция, псремемерные колбы на мл 10%-ного раство- (КН,ОН), Окрашен- раствор доливают доводой, перемешит с зеленым свето Способ определения фосфатазной актив ности почвы, включающий компостированпс почвы с фенолфталеинфосфатом натрия, последующее извлечение и колориметрическос определение отщепившегося в результат реакции фенолфталеина, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности опре деления фосфатазной активности и примене ния способа для различных типов почв, ком постирование почвы проводят по крайней мере в течение 3 час с 0,1 или 0,2%-ным рас. твором фенолфталеинфосфата натрия, причем в качестве экстрагента отщепившегося фенолфталеина применяют 0,1 М;раствор хлористого кальция, а в качестве ингибитора фосфатаз — 0,8 М раствор борной кислоты. Изобретение относится к почвенной энзнмологии и может быть использовано в почвенно.агрохимических исследованиях для определения фосфатазной активности почв.Известен способ определения фосфатазной активности почв, включающий компостированио по.вы с фенолфталеинфосфатом натрия, последующее извлечение и колориметрическое определение отщепившегося в результате реакции фенолфталеина (метод Галстяна).Однако почвенные коллоидьвещества, диспергированные вшают колориметрированию (фный и окрашенныи).Цель изобретения — повышение точности определения фосфатазной активности и применение способа для различных типов почв достигается тем, что компостирование почвы проводят по крайней мере в течение 3 час с 0,1 или 0,2%-ным раствором фенолфталеинфосфата натрия, причем в качестве экстрагента отщепившегося фенолфталеина применяют 0,1 М раствор хлористого кальция, а в качестве ингибитора фосфатаз 0,8 М раствор борной кислоты.Способ осуществляют следующим образом, 1 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями 0,25 ллг, помещаю-, в плоскодонные колбы на 100 мл и приливают
Заявка
ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ В. В. ДОКУЧАЕВА
ГЕЛЛЕР ИНГА ТИМОФЕЕВНА, ГИНЗБУРГ КЛАРА ЕФРЕМОВНА
МПК / Метки
Код ссылки
Способ определения общей фосфатазной активности почв
Номер патента: 655968
. СаСЮ в ка 40 честве ингибитора почвенных фосфатаз и 0,02 н,раствора НС 6 в качестве растворителя иона ортофосфата обеспечивает получениь бесцветных и прозрачных поч- венных филЬтратов, не мешающих после 45 дующему колориметрическому определению фосфора ( которое проводится непосредственно в аликвоте прозрачного фильтрата).В предлагаемом способе для измерения фосфатаз в почвах с различной биологической активностью, время настаивания органического субстрата с почвой увеличено с 1 ч до 2 ч. Это дает возможность выявлять фосфатазную активность и в почвах с малой биологической активностью.Опытный вариант. 1 г воздушно-сухой почвы (сито 0,25 мм) помещают в плоскодонные колбы емкостью в 100 мл, смачивают 1 мл дист. воды и приливают.
Способ определения активности ингибиторов нитрификации аммонийного азота в почве
Номер патента: 1581743
. аммония(0,21 г/л аммонийного азота), 2 г/лхлорида натрия, 5 г/л карбоната кальЦия и 0,5 г/л сульфата магния. Колбызакрывают ватными пробками и пергаментными колпачками, а затем помещаютв термостат с температурой 28 С, Периодически измеряют рН растворов иПри необходимости поддерживают егоНа уровне 7,5 с помощью 107.-ногораствора карбоната калия. После выдерживания проб в течение 7 и 14 днейсодержимое колб Фильтруют и в растворах определяют содержание аммонийного азота Фотокалориметрированием после добавления реактива Несслера исодержание нитритного азота фотоколориметрированием после добавления реактива Грисса. По уравнению (1) определяют степень нитрификации аммонийного азота Но.Данные по кинетике нитрификациив примерах 1,4,7.
Способ определения уреазной активности почвы
Номер патента: 445749
. — 200 мг) помещают на дно диффузионного сосуда, добаиля 1 от буферный раствор (рН 7 — 7,5) и после тщательного перемс 10 шивания приливают 10 1 о-ный раствор мочевины в 2,5 — 5-кратном количестве против на вески почвы и толуол в количестве 1 О — 20% от объема раствора мочевпны.В контрольную пробу, помимо указанных 1 ч реагентов, после добавлснпя буферного раствора приливают раствор пнгпбптора — 10%- ный раствор Сп 50, с итоговой концентрацией меди в пробе не менее 8,4 10 — — мл. Сосуды закрывают пробками со стекляннымп палоч ками и помещают на один-два часа в термостат с температурой 37 С.После извлечения сосудов пз термостата открывают пробки, приливают па дно опытного сосуда 10%-ный раствор Сц 504 в том же о личестве, что и в.
Способ определения потенциальной активности денитрификации почвы
Номер патента: 1117529
. способа,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу затопление пробы осуществляют 0,8 — 1,2 ным раствором глюкозы до достижениявысоты столба раствора глюкозы надпробой 1,3 — 1,7 см, инкубированиепромытой гелием пробы проводят в течение 22 — 24 ч, после введения в 5 10 20 25 ЗО 35 4 О 45 ЦД 55 пробу ацетилена встряхивание осуществляют в течение 60 — 90 с, затем кнкубкруют в течение 1,5 — 2,0 ч, а непосредственно перед гаэохроматографическим анализом закиси азота пробу повторно встряхивают в течение 60 — 90 с.П р и м е о 1. Навески различных почв (5 г 1 помещают в пенициллиновые Флаконы 115 мл 1, добавляют 0,8;-ного раствора глюкозы в таком количестве, что высота его столба над образцом почвы составляет 1,3 см. Затем Флаконы.
Способ определения активности лектинов в почве
Номер патента: 1707530
. отличия и являются достоверными, Во всех изучаемых вариантах активность лектинов, спределяемая с учетом кислотности почвы, существенно выше по сравнению с прототипом (Т т) с 0,01). Гемагглютинирующая способйост ь лектинов по прототипу низкая и практически не изменяется по вариантам (2,0- 3,5 ед.).При оценке по преплагаемому способу их активность меняется в широких Пределах (5,5-11,0 еа. в буфере с рН волной вытяжки, 7,5-11,5 еа. в буфере с рН солевой вытяжки), что указывает на зависимость от почвенных характеристик.Все это свидетельствует о более высокой аостоверности предлагаемого способа по сравнению с прототипом.Данный способ может быть легко реализован в практической работе, так как необходимые цля его осуществления реактивы и.
Источник
Наиболее значимые ферментативные показатели
Наиболее хорошо изученными ферментами в почве являются гидролазы, которые представляют обширный класс ферментов, осуществляющих реакции гидролиза разнообразных сложных органических соединений, действуя на различные связи: сложноэфирные, глюкозидные, амидные, пептидные и др. Гидролазы широко распространены в почвах и играют важную роль в обогащении их подвижными и достаточными для растений и микроорганизмов питательными веществами, разрушая высокомолекулярные органические соединения. К этому классу относятся ферменты уреаза (амидаза), инвертаза (карбогидраза), фосфатаза (фосфогидролаза) и др., активность которых является важнейшим показателем состояния почв.
Уреаза — фермент, участвующий в регуляции азотного обмена в почве. Этот фермент катализирует гидролиз мочевины до аммиака и углекислого газа, вызывая гидролитическое расщепление связи между азотом и углеродом в молекулах органических веществ. Из ферментов азотного обмена уреаза изучена лучше других. Она обнаруживается во всех почвах. Ее активность коррелирует с активностью всех основных ферментов азотного метаболизма. В почве уреаза находится в двух основных формах: внутриклеточной и внеклеточной. Наличие в почве свободной уреазы позволило выделить фермент в кристаллическом виде. Часть внеклеточной уреазы адсорбирована почвенными коллоидами, имеющими высокое сродство к уреазе. Связь с почвенными коллоидами предохраняет фермент от разложения микроорганизмами и способствует его аккумуляции в почве. Каждая почва имеет свой стабильный уровень уреазной активности, определяемый способностью почвенных коллоидов, главным образом органических, проявлять защитные свойства. В почвенном профиле наиболее высокую активность фермента проявляет гумусовый горизонт, дальнейшее распределение по профилю зависит от генетических особенностей почвы. В связи с широким применением мочевины в качестве азотного удобрения, вопросы, связанные с ее превращениями под действием уреазы, являются практически значимыми. Высокая уреазная активность большинства почв препятствует использованию мочевины в качестве универсального источника азотного питания, так как высокая скорость гидролиза мочевины почвенной уреазой приводит к локальной аккумуляции ионов аммония, повышению реакции среды до щелочных значений, и как следствие этого, потерям азота из почвы в виде аммиака. Расщепляя мочевину, уреаза предотвращает изомеризацию её в фототоксичный цианат аммония. Хотя сама мочевина частично используется растениями, однако в результате активного действия уреазы она не может долго сохраняться в почве. В исследованиях ряда ученых отмечено улетучивание из почвы азота мочевины в форме аммиака при высокой активности уреазы, а при внесении в почву различных ингибиторов уреазы замедлялся гидролиз мочевины и потери были меньше. На скорость гидролиза мочевины в почве влияют температура, кислотность почвы. Отрицательное воздействие оказывает насыщенность почвы карбонатами, присутствие в значительных количествах солей мышьяка, цинка, ртути, сульфат-ионов, соединений меди и бора, из органических соединений существенно ингибируют уреазу алифатические амины, дегидрофенолы и хиноны.
Активность инвертазы — один из наиболее устойчивых показателей, обнаруживающий наиболее четкие коррелятивные связи с воздействующими факторами. Исследованиями А.Ш. Галстяна (1966, 1974) установлена корреляция инвертазы с активностью других почвенных карбогидраз. Инвертазная активность в почве убывает по профилю, коррелирует с содержанием гумуса. Корреляция с гумусом может отсутствовать при значительном содержании в почве алюминия, железа, натрия. Тесная связь активности инвертазы с количеством почвенных микроорганизмов и их метаболической активностью свидетельствуют о преимуществе в почве инвертазы микробного происхождения. Однако такая зависимость не всегда подтверждается, активность инвертазы значительно более устойчивый показатель и непосредственно может быть не связана с колебаниями численности микроорганизмов. По сообщению А.Ш.Галстяна (1974) почвы с тяжелым гранулометрическим составом обладают более высокой ферментативной активностью. Однако имеются сообщения, что инвертаза заметно инактивируется при адсорбции глинистыми минералами и почвы с высоким содержанием монтмориллонита обладают низкой инвертазной активностью. Зависимость инвертазной активности от влажности и температуры почвы исследована недостаточно, хотя многие авторы объясняют сезонные изменения активности гидротермическими условиями. Влияние температуры на потенциальную активность инвертазы подробно исследовал А.Ш. Галстян (1975), установив оптимум при температуре около 60°, порог инактивации фермента после прогревания почв при 70° и полную инактивацию после трехчасового прогревания при 180°С. Многими авторами рассмотрена инвертазная активность почв в зависимости от произрастающих растений. Развитие лугового процесса, образование мощной дернины под травянистым покровом способствует увеличению инвертазной активности. Однако имеются такие работы, в которых влияние растений на активность инвертазы не установлено.
В почвах в большом количестве имеется фосфор в форме органических соединений, поступающий с отмирающими остатками растений, животных и микроорганизмов. Высвобождение фосфорной кислоты из этих соединений осуществляется сравнительно узкой группой микроорганизмов, имеющих специфические ферменты фосфатазы. Среди ферментов фосфорного обмена наиболее полно исследована активность ортофосфорных монофосфоэстераз. Продуцентами фосфатаз преимущественно являются клетки почвенных микроорганизмов. Фосфатазная активность почвы определяется ее генетическими особенностями, физико-химическими свойствами и уровнем культуры земледелия. Среди физико-химических свойств почвы для фосфатазной активности особенно важна кислотность. Дерново-подзолистые и серые лесные почвы, имеющие кислую реакцию, преимущественно содержат кислые фосфатазы, в почвах со слабо щелочной реакцией преобладают щелочные фосфатазы. Следует отметить, что оптимум активности кислых фосфатаз находится в слабокислой зоне, даже тогда, когда почвы имеют сильнокислую реакцию. Этот факт подтверждает важность известкования кислых почв для ускорения гидролиза сложных органических фосфатов и обогащения почвы доступным фосфором. Наблюдаемое характерное распределение фосфатаз в почвах в зависимости от их кислотности обусловлено составом микрофлоры. В почве функционируют приспособленные к определенным условиям среды микробные сообщества, которые выделяют ферменты, активные в данных условиях. Суммарная фосфатазная активность почвы зависит от содержания гумуса и органического фосфора, который является субстратом для фермента. Наиболее высокой фосфатазной активностью характеризуются черноземы. В дерново-подзолистых и серых лесных почвах активность фосфатазы невелика. Низкая активность этих кислых почв обусловлена более сильной адсорбцией фосфатаз почвенными минералами. Вследствие малого содержания органического вещества в таких почвах адсорбирующая поверхность минералов больше обнажена по сравнению с высокогумусными черноземами, где глинистые минералы покрыты гумифицированным органическим веществом. Активность фосфатазы динамична в течение вегетационного периода. В активные фазы роста растений при высокой температуре почвы и достаточной влажности в летние месяцы фосфатазная активность почв максимальна. В некоторых почвах отмечена корреляция фосфатазной активности с общей численностью микроорганизмов и количеством микроорганизмов, минерализующих органические соединения фосфора, в других — связь активности фосфатазы с числом микроорганизмов не установлена. Влияние гумуса проявляется в характере изменения активности фермента по профилю, при сопоставлении почв разной степени гумусированности и проведении мероприятий по окультуриванию почвы. Исследования многих авторов свидетельствуют о прямой зависимости фосфатазной активности почв от содержания в почве органического фосфора. Рассмотрим несколько подробнее общие закономерности формирования фосфатазного пула почв. Значительную часть общего фосфора в почве составляют фосфорорганические соединения: нуклеиновые кислоты, нуклеотиды, фитин, лецитин и др. Большинство из встречающихся в почве органофосфатов непосредственно растениями не усваивается. Их поглощению предшествует ферментативный гидролиз, осуществляемый фосфогидролазами. Субстратами почвенных фосфатаз являются специфические гумусовые вещества, включающие фосфор гумусовых кислот, а также не специфические индивидуальные соединения, представленные нуклеиновыми кислотами, фосфолипидами и фосфопротеинами, а также метаболическими фосфатами. Первые накапливаются в почве в результате биогенеза гумусовых веществ, вторые, как правило, поступают в почву с растительными остатками и накапливаются в ней, как продукты промежуточных метаболических реакций. Роль высших растений в формировании фосфатазного пула почв, используемых в сельском хозяйстве, ниже, чем микроорганизмов и связана в основном с поступлением в почву пожнивных остатков и корневых выделений, что подтверждается данными С.Н. Ивлеевой и Т.А. Щербаковой (1994), которые исследовали в вегетационном опыте влияние различных сельскохозяйственных культур на активность гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов: фосфатазы, инвертазы, протеазы, уреазы, каталазы на маломощной торфяной почве. Активность фосфатазы оказалась примерно одинаковой под всеми культурами: ячменем, картофелем и черным паром и лишь немного больше под многолетними травами, тогда как активность других ферментов значительно различалась в зависимости от характера использования почв. Самцевич С. А., Борисова В.Н. (1972) отмечают увеличение активности фосфатазы в ризосфере пшеницы и бобовых, что может быть связано как с увеличением численности микроорганизмов в ризосфере, так и с внеклеточной фосфатазной активностью корней. С агрохимической точки зрения важен конечный результат — рост ферментативного пула почв с увеличением мощности корневых систем растений. Обедненность агроценозов растениями приводит к снижению ризосферного эффекта и, как следствие, к уменьшению активности фосфатазы почвы. Отмечено значительное снижение фосфатазной активности почв при возделывании монокультуры. Включение почв в севооборот создает условия для улучшения гидролитических процессов, что приводит к увеличению метаболизма фосфорных соединений. Н.В. Раськова (1994) исследовала дерново-подзолистые почвы, сформированные под естественной (лесной) растительностью разного состава и определяла распределение фосфатазной активности в профиле почвы, соотношение между лабильными и стабильными формами ферментов, пространственную и временную их вариабельность. Установлено, что в почвах, сформированных под естественной лесной растительностью, генетические горизонты различаются по активности фосфатазы, распределение которой в профиле тесно коррелирует с содержанием гумуса. По данным Н.В. Раськовой, наибольшая фосфатазная активность наблюдалась в подстилочном слое, затем в 4 — 18 раз уменьшалась в гумусово-аккумулятивном и резко падала в почвенном слое ниже 20 см в почве под ельником (лесная растительность). Под луговой растительностью несколько иное распределение: максимальная активность в дерновом горизонте, в 1,5-2 раза ниже в гумусово-аккумулятивном, а дальнейшее значительное снижение наблюдается только после 40 — 60 см. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что максимальный вклад в формирование фосфатазного пула под естественной растительностью вносят микроорганизмы и растительные остатки в качестве субстрата, корневые выделения и постморально поступающие внутриклеточные ферменты играют несколько меньшую роль.
Интенсивность биохимических процессов в почве и уровень её плодородия зависит как от условий существования живых организмов, которые поставляют ферменты в почву, так и от факторов, способствующих закреплению ферментов в почве и регулирующих их актуальную активность.[23]
Источник