土壤脲酶活性测定(NH4+释放量法)
脲酶是酰胺水解酶的一种,在自然界中分布广泛,植物、动物和微生物细胞中均含有此酶。土壤中的脲酶主要来源于微生物和植物。脲酶催化尿素的水解反应:

在反应过程中,氨基甲酸盐是中间产物。脲酶还能够催化羟基脲、二羟基脲、半卡巴脲等化合物的水解。脲酶含有镍,分子量在151,000 Da~480,00 Da之间。能够抑制脲酶活性的化合物有含硼化合物、尿素衍生物、甲醛、原子量大于50的重金属的盐、含氟化合物、醌和多元酚、抗代谢剂、杂环硫醇等。
1,试验原理
通过对新鲜土壤与尿素溶液在37℃培养2h后测定氨释放量,估计脲酶的活性 (Tabatabai,1994)。
2,试验仪器
50mL容量瓶;培养箱或恒温水浴;蒸馏定氮仪。
3,试验试剂(所用试剂均为分析纯)
a,甲苯(C6H5CH3);
b,缓冲液:三(羟甲基)氨基甲烷[c(C2H8O3N3)=0.05mol·L-1,pH9.0]:称取6.1g三(羟甲基)氨基甲烷(Tris (hydroxymethyl) aminomethane)溶入700mL蒸馏水中,用c(H2SO4)=0.2mol·L-1的硫酸溶液调pH至9.0,再用蒸馏水定容至1000mL;
c,尿素溶液{c[CO(NH2)2]=0.2 mol·L-1}:称取1.2g尿素溶入约80mL缓冲液中,后用该缓冲液定容至100mL。尿素溶液要当天配制,并在4℃下保存备用;
d,氯化钾硫酸银混合溶液[c(KCl)=2.5mol·L-1]-[ρ(Ag2SO4)=100mg·L-1]:先将100mg Ag2SO4溶于700mL蒸馏水中,再加入188g的KCl(分析纯)使之溶解,在定容至1000mL;
e,氧化镁(MgO):于高温电炉中,将氧化镁在600℃-700℃温度下灼烧2h,再放置于干燥器中冷却,贮于瓶中;
f,混合指示剂:溶解0.099g的溴甲酚绿和0.066g甲基红于100mL的乙醇(95%纯度)中;
g,硼酸指示剂溶液[ρ(H3BO3)=20g·L-1]:溶解20g硼酸于950mL的热蒸馏水中,冷却,加入20mL的混合指示剂,充分混匀后,小心滴加氢氧化钠溶液[c(NaOH)=0.1mol·L-1],直至溶液呈红紫色(pH约4.5),稀释成1L;
h,硫酸标准溶液[c(1/2H2SO4)=0.005mol·L-1]。
4,试验步骤
将5.00g新鲜土样(<2mm)放置于50mL容量瓶中,加入0.2mL甲苯(试剂a)和9mL缓冲溶液(试剂b),轻摇混匀后加入1.0mL尿素溶液(试剂c),再次轻摇混匀并塞上瓶塞。在37℃下培养2h。然后加入约35mL的KCl-Ag2SO4溶液(试剂d),轻摇容量瓶几秒钟后,放置至室温(约5min),用KCl-Ag2SO4溶液定容,摇匀。同时要仪同样步骤做空白,只是培养2h后先加35mL的KCl-Ag2SO4溶液,然后加入1.0mL尿素溶液。
蒸馏法测氨:取土壤悬浮液20mL至蒸馏瓶中,加入0.2g的MgO,用硼酸指示溶液吸收,蒸馏液的体积约为30mL。用c(1/2H2SO4)=0.005 mol·L-1的H2SO4标准溶液滴定。
5,结果计算

式中:ω(N)-单位时间内氨态氮的释放量,mg·kg-1h-1;
c-1/2H2SO4标准溶液的浓度,mol·L-1;
V-H2SO4标准溶液的体积,mL;
ts-分取系数,2.5;
14-氮的摩尔质量,mg·mmol-1;
2-培养时间,2h;
m-样品质量,g;
k-水分系数。
6,注意:
a,与其他缓冲液(如磷酸盐缓冲液)相比,三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液优点在于它能够有效地防止铵的固定。在配制该缓冲液时必须用硫酸而不是盐酸来调pH,因为后者能够促进脲酶的活性;
b,在配制KCl-Ag2SO4溶液时,应将KCl溶于溶解后的Ag2SO4溶液中,因为Ag2SO4在KCl溶液中不溶。加入KCl-Ag2SO4混合溶液后脲酶的活性停止,因此该悬浮液在测定氨之前可以放置2h。
方法来源:鲁如坤,土壤农业化学分析方法,北京,中国农业科技出版社,2000.