土壤酶

土壤酶參與土壤中各種生物化學過程，如腐殖質的分解與合成；動植殘體和微生物殘體的分解，及其合成有機化合物的水解與轉化；某些無機化合物的氧化、還原反應。土壤酶的活性大致反映了某一種土壤生態狀況下生物化學過程的相對強度；測定相應酶的活性，以間接了解某種物質在土壤中的轉化情況。

磷酸單酯酶：它們僅能催化酯化一次的磷酸基，即把磷酸單酯化合物中磷酸單酯鍵切斷而使磷酸基遊離

磷酸二酯酶：磷酸二酯酶（英語：Phosphodiesterase,簡稱PDE）水解細胞內的第二信使（cAMP,環磷酸腺苷酸或cGMP,環磷酸鳥苷），加速cAMP或cGMP的降解

脲酶：一種含鎳的寡聚酶。 Mr約為483000。 pI 4.8，最適pH值 7.0，具有絕對轉移性，特異性地催化脲素水解釋放出氨和二氧化碳。

能將尿素（脲）分解為氨和二氧化碳或碳酸銨的酶。

蛋白酶：水解蛋白質肽鍵的一類酶的總稱

脫氫酶：生物體中絕大多數氧化還原反應都是在脫氫酶及氧化酶的催化下進行。

土壤酶可以說明土壤中微生物的生理活性和土質。

酶作為土壤的組成部分，其活性的大小可較靈敏地反映土壤中生化反應的方向和強度。到本世紀70年代，國內外學者將土壤酶應用到土壤重金屬污染的研究領域中，在許多方面取得了顯著的進展。下面就此作一簡單綜述，以期對環境保護研究有所幫助。

土壤酶與重金屬的關係

重金屬對酶的作用機理分為3種類型：

（1）酶作為蛋白質，需要一定量的重金屬離子作為輔基，此時重金屬的加入能促進酶活性中心與底物間的配位結合，使酶分子及其活性中心保持一定的專性結構，改變酶催化反應的平衡性質和酶蛋白的表面電荷，從而可增強酶活性，即有激活作用；

（2）重金屬佔據了酶的活性中心，或與酶分子的巰基、胺基和羧基的結合，導致酶活性降低，即有抑制作用；

（3）重金屬與土壤酶沒有專一性對應關係，酶活性沒有受到影響。

史長青的研究表明，稻土土壤脲酶活性與Cd、Cu、Zn呈顯著負相關，過氧化氫酶與Pb呈顯著負相關；認為脲酶、過氧化氫酶可作為土壤污染指標。

胡榮桂（1990）的試驗發現，向紅壤中投入Cd、Pb，當Cd質量分數為30 mg/kg，Pb為750 mg/kg時對脲酶有顯著抑制作用，而低濃度Cd和Pb則有激活作用。許煉峰等在蔬菜盆栽土壤上模擬Cd（0~1.0 mg/kg)、Pb（0~10 mg/kg）污水灌溉，發現蔗糖酶比脲酶對重金屬更敏感。

Lebedeva發現質量分數為20 mg/kg的Cd不會引起脲酶活性明顯降低，而100～150 mg/kg的Zn和80～100 mg/kg的Pb則使脲酶活性顯著降低。

沈桂琴等的研究顯示Hg、Cd、Pb對土壤脲酶、轉化酶、鹼性磷酸酶和蛋白酶活性有明顯的抑制作用，而Cr具有激活作用，脲酶的反應最敏感；他們提出重金屬的臨界質量分數，Hg為1.5 mg/kg、Cd為3.0 mg/kg、Pb為500 mg/kg；同時發現“抗性酶活性”現象，認為當重金屬在土壤中達到一定質量分數時，大部分微生物死亡，而一小部分微生物在有毒物質污染下能生存下來，自行繁殖，從而產生抗性酶活性，表觀上酶活性值降低后又增大，有時還會出現多個抗性峰。吳家燕[7~8]對水稻根系酶活性的研究也發現類似現象。

[1]KUMAR V, SINGH M. Inhibition of soil urease activity and nitrification with some metallic cations [J]. Australian Journal of Soil Research, 1986, 24(4): 527~532

[2]TABATABAI M A. Effect of trace elements on urease activity in soils [J]. Soil Biol Biochem, 1977, 9: 9~13

[3]史長青. 重金屬污染對水稻土酶活性的影響 [J]. 土壤通報，1995，26(1)：34~35

[4]許煉峰, 郝興仁, 劉騰輝, 等. 重金屬Cd和Pb對土壤生物活性影響的初步研究. 熱帶亞熱帶土壤科學 [J]，1995，4(4)：216~220

[5]LEBEDEVAL L A, LEBEDEV S N, EDEMSKAYA N L. The effect of heavy metals and lime on urease activity podzalic soil [J]. Moscow University Soil Science Bulletin, 1995, 50(2): 68~71

[6]沈桂琴, 廖瑞章. 重金屬、非重金屬、礦物油對土壤酶活性的影響 [J]. 農業環境保護，1987，6(3)：24~27

[7]吳家燕, 夏增祿, 巴音, 等. 土壤重金屬污染的酶學診斷——紫色土中的鎘、銅、鉛、砷對水稻根系過氧化物酶的影響 [J]. 環境科學學報，1990，10(1)：73~76