Способ определения каталазной активности почв

 

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано при изучении влияния севооборотов удобрения, мелиорации и других агротехнических приемов на биологическую активность .почв. Цель изобретения - повьппение чувствительности определения и снижение трудоемкости способа . При осуществлении способа почвенную пробу в герметичной емкости обрабатывают 0,25-0,5%-ным буферным .раствором перекиси водорода с рН 7, затем инкубируют при встряхивании. Реакцию останавливают .и связывают избыток путем обработки пробы серно-кислотным раствором сульфата титана. Отбирают пробу из газовой среды герметичной емкости и определяют в ней йислород газохроматографическим методом с детектированием по теплопроводности. Каталазную активность измеряют по разности парциальных давлений кислорода внутри емкости и в воздухе, используя в качестве внутреннего стандарта азот. Способ g позволяет повысить чувствительность г определения в 4,5 раза и снизить // трудоемкость аналитических работ за счет исключения анализа контрольных проб и автоматизации операций способа . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

:РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 4147970/30-15 (22) 18.11.86 (46) 07.11.88. Бюл. N- 41 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола .(72) А.П. Щербаков, M.B. Райкинштейн и Е.E. Лосев (53) 631 427 (088.8) (56).Галстян А.Ш. Определение активности фермента в почве. Ереван,. 1978,,с. 55. ! (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТАЛАЗНОЙ

АКТИВНОСТИ ПОЧВ (57) Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано при изучении влияния севооборотов удобрения, мелиорации и других агротехнических приемов на биологическую активность почв. Цель изобретения— повышение чувствительности определения и снижение трудоемкости способа. При осуществлении способа поч„.SU» 7ß А1 (51) 4 С Oi N 33/24 венную пробу в герметичной емкости обрабатывают 0,25-0,57-ным буферным ,раствором перекиси водорода с рН 7, затем инкубирсчот при встряхивании.

Реакцию останавливают .и связывают избыток Н О путем обработки пробы серно-кислотным раствором сульфата титана. Отбирают пробу из газовой среды герметичной емкости и определяют в ней кислород газохроматографическим методом с детектированием по теплопроводности. Каталазную активность измеряют по разности парциальных давлений кислорода внутри емкости и в воздухе, используя в качестве внутреннего стандарта азот. Способ позволяет повысить чувствительность определения в 4,5 раза и снизить трудоемкость аналитических работ за счет исключения анализа контрольных проб и автоматизации операций способа. 2 ил.

14360?0

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано при изучении влияния севооборотов, удобрения, мелиорации и других агротехнических приемов на биологическую активность почв.

Целью из0бретения является повышение чувствительности определения и снижение трудоемкости способа.

На фиг. 1 показан график зависимости скорости разложения Н О от ее концентрации; на фиг. 2 - график зависимости скорости разложения Н 0 рт длительности инкубирования. .15

Пример 1. После отбора ко" ешков и растирания 1 r воздушноухой почвы с размером частиц 1-2 мм аливают 1 мл 0,1 М фосфатного буфера рН 7,0 в калиброванный пенициллино вый флакон емкостью 15 мл. 30 флаконов герметизируют в штативе и встря хивают на аппарате АВБ-4П при скорос,ти 220 качаний/мин. Шприцем вводят по 1 мл 0,6%-ного раствора перекиси водорода (конечная онцен рация 0,3%)

M инкубируют 20 мин при встряхивании. Реакцию останавливают введением шприцем 1 мл 5Х-ного раствора сульфата титана в 20 -ной серной кислоте.

Отбирают. шприцем 0,5 мл газовой среды из флакона и вводят в хроматог" графическую колонку длиной (500 мм и диаметром 3 мм, заполненную цеолитом

СаА зернением 60-140 меш. При скорос- ти газа-носителя (гелия) 50 мл/мин и температуре 35 С время удерживания кислорода 50 с, азота 128 с. Детектирование по тенлопроводности.

Каталаэную активность измеряют по разности парциальных давлений кислорода внутри флакона и в воздухе, используя в качестве внутреннего стан; дарта азот.

Пример 2, Определяют зависимость скорости разложения перекиси водорода от ее концентрации. На фиг..1 приведены резупьтаты опыта с воздушно-сухими и прокаленными 3 ч при

180 С образцами типичного чернозема, Р среднемощного, среднегумусного, тяже" 0 лосуглинистого с глубины 0-10 см.

Обусловленное неферментативным катализом разложение перекиси водорода в присутствии прокаленной почвы пропорционально концентрации перекиси. 55

Разложение перекиси воздушно- сухой почвой представляет собой суммарный эффект ферментативного и неферментативного распада. Скорость ферментативной реакции, определенная как разность активностей сухой и прокаленной почвы, подчиняется кинетике Михаэлиса-Ментен с К около 90 мМ (0,31Х). В присутствии 2Х перекиси практически весь фермент насыщен субстратом, и при дальнейшем увеличении ее концентрации весь прирост суммар- ной скорости реакции обусловлен не- ферментативным катализом.

В предлагаемом способе реакцию проводят при концентрации Н О, сниженной на порядок в сравнении с известным.способом. При 0,25-0,5Х перекиси водорожа лишь 14-18 суммарной скорости ее разложения обусловJIBHo неферментативным катализом..

Зто позволяет отказаться от постановки контрольных проб для учета неферментативной активности при сравнении почв со сходными характеристиками, например, вариантов опыта с удобрениями, в результате чего количество анализов сокращается вдвое.

При более высоких концентрациях nepet киси доля неферментативного распада, увеличивается, достигая 5ОХ при кон- центрации, рекомендуемой известным способом. При концентрациях ниже

0,25 суммарная скорость накопления кислорода низка и не обеспечивает достаточной воспроизводимости, oea" бенно для почв с низкой биологичес кой активностью.

Б известном способе регистрация изменения рО осуществляется путем непосредственного наблюдения, в пред ложенном способе — автоматически на ленте самописца. Для обработки

100 проб в первом случае необходима б ч непрерывного наблюдения за стол» биком жидкости в манометре при утоми. тельном ручном перемешивании„ во втором - 2 100 уколов шприцом через каж дые 2 мин, в промежутках межДу кото" : рыми исследователь может выполнят другую работу.

Чувствительность определения суимарной скорости разложения перекиси (минимальное изменение рО, регистрируемое данным методом) одинакова у известного и предложенного способов. Однако общая активность складывается из ферментативной (катализной) и неферментативной (абиотической), обусловленной каталитическим действием органоминерального комплекса з 1436070

4 почвы. Поэтому чувствительность оп- рации субстрата реакции, влйяния ка ределения каталазной активности харак- тионов почвенного поглощающего комп териэуется наименьшей разностью меж- лекса и других причин. Первые 20 мин ду суммарной и абиотической актив- накопление кислорода практически линостью, достоверно определяемой пред- нейно. Более длительная инкубация ,лагаемым способом. привела бы к снижению кажущейся каОшибка определения известным спо- талазной активности. Менее 10 мин ин собом в 2;5 раза выше, чем у предло- кубировать почву с перекисью неце:женного способа. Для 5% уровня значи- 10 лесообразно, поскольку при этом обмости при 4 повторностях (t = 3, 18) разуется слишком мало кислорода, наименьшая существенная разница (HGP) что отразится на воспроизводимости составляет 22,5 и 9,0%. . результатов.

Из примера 2 видно, что благода,ря снижению концентрации перекиси до- >>,Ô о р м у л а и з о б р е т е н и я ля каталаэной активности в суммарном разложении перекиси возрастает с Способ определения каталазной

50% у известного способа до 82-86% у активности почв, включающий обработпредложенного способа. Следователь- . ку почвенной пробы раствором перекиси

:но, для верхнего влоя типичного чер- 20 водорода, инкубацию пробы и определеноэема разность между суммарной и,ние количества выделившегося кислоро;абиотической активностью вдвое нревы- да, отличающийся тем, шает HGP в первом случае и в 9 раз - :что, с целью повышения чувствитель ;во втором. Чувствительность определе-,ности определения и снижения трудо ния каталазной активности увеличи- 26 емкости способа, для обработки почвается в 4,5 раза. венной пробы используют 0,25-0,5%-ный буферный раствор перекиси водорода

Пример 3. Определяют зави- с рН 7, после инкубации пробу обра,симость скорости разложения перекиси,батывают раствором сульфата титана .водорода от длительности инкубиро- для остановки реакции и связывания вания. Иэ фиг. 2 видно, что при удли- избытка перекиси водорода, а коли:нении инкубации суммарная активность )чество выделившегося кислорода опреде-, падает вследствие уменьшения концент-,ляют газохроматографическим методом.

1436070

О+

Составитель Л. Рубинова

Техред М.Дидык Корректор М.Васильева

РеЩВстор А. Шандор

Заказ 5643/46

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий е

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4