土壤过氧化氢酶（Soil Catalase，S-CAT）是土壤中一种重要的抗氧化酶，广泛存在于各类土壤环境中，主要来源于土壤微生物（如细菌、真菌、放线菌等）、植物根系分泌物以及动植物残体的分解。它在土壤氧化还原平衡调节、有机物质代谢以及环境污染物降解等过程中发挥着关键作用。
土壤过氧化氢酶能够催化过氧化氢（H₂O₂）分解为氧气（O₂）和水（H₂O），从而消除过氧化氢对土壤微生物和植物的潜在毒性。过氧化氢是土壤中多种生物化学反应的副产物，若积累过多会破坏细胞结构、抑制酶活性，影响土壤生态系统的正常功能。通过对土壤过氧化氢酶活性的检测，能够反映土壤中微生物的代谢活性、土壤的氧化还原状态以及土壤的自净能力，是评估土壤质量、研究土壤生态健康的重要生物学指标，在农业科学、土壤生态学、环境科学等领域具有重要的应用价值。
土壤过氧化氢酶（S-CAT）的化学本质是含血红素的金属蛋白酶，其分子结构具有高度的保守性。不同来源的 S-CAT 在亚基组成上存在一定差异，多数以四聚体形式存在，每个亚基的分子量约为 60-70 kDa，整个酶分子的分子量通常在 240-280 kDa 之间。
从催化机制来看，S-CAT 的活性中心包含一个血红素基团，其中的铁离子（Fe³⁺）是催化反应的核心位点。铁离子通过与周围的氨基酸残基（如组氨酸）形成配位键，构建起稳定的催化结构。在催化过程中，过氧化氢分子与活性中心的铁离子结合，发生电子转移，最终分解为氧气和水。酶分子的空间结构对其活性至关重要，适宜的构象能够确保底物高效结合并完成催化反应。S-CAT 的结构稳定性受土壤环境因素影响较大，如 pH 值、温度、重金属离子浓度等，极端条件可能导致酶蛋白变性，活性下降。
生理功能
（一）清除过氧化氢毒性
S-CAT 最核心的生理功能是催化过氧化氢分解为无害的氧气和水，从而消除过氧化氢在土壤中的积累。过氧化氢具有强氧化性，会破坏微生物细胞膜的完整性、氧化蛋白质和核酸等生物大分子，抑制土壤微生物的生长和代谢。S-CAT 通过快速分解过氧化氢，为土壤微生物和植物根系创造了安全的生存环境，保障土壤生态系统的正常运转。
（二）参与土壤有机质转化
在土壤有机质的分解过程中，微生物的代谢活动会产生大量过氧化氢，而 S-CAT 通过清除过氧化氢，间接促进了微生物对有机物质的分解代谢。同时，过氧化氢的分解产物氧气可为好氧微生物提供呼吸底物，增强其代谢活性，加速土壤中碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物质的降解与转化，推动土壤物质循环和能量流动。
（三）调节土壤氧化还原平衡
S-CAT 通过分解过氧化氢，影响土壤中的氧化还原电位。过氧化氢是一种强氧化剂，其浓度变化会直接改变土壤的氧化还原状态。S-CAT 的活性高低决定了过氧化氢的分解速率，进而调控土壤中氧化还原反应的进行，影响氮、硫、铁等元素的形态转化和有效性，对维持土壤元素循环的平衡具有重要意义。
（四）增强土壤抗逆性
在土壤受到污染（如重金属、农药等）或环境胁迫（如干旱、盐碱等）时，土壤中过氧化氢的生成量会增加，对土壤生物造成伤害。S-CAT 能够通过提高活性来加速过氧化氢的清除，减轻氧化胁迫对土壤微生物和植物的损伤，增强土壤生态系统的抗逆能力和恢复能力。因此，S-CAT 活性也可作为评估土壤受胁迫程度的敏感指标。
四、土壤过氧化氢酶（S-CAT）检测试剂盒的检测原理
土壤过氧化氢酶（S-CAT）检测试剂盒通常基于滴定法或比色法的原理，通过测定 S-CAT 催化过氧化氢分解后剩余的过氧化氢量，或分解过程中产生的氧气量来间接反映酶的活性，其中滴定法是较为常用的方法。
以滴定法为例，检测时首先对土壤样本进行前处理（如制备土壤悬浊液），然后向反应体系中加入一定浓度的过氧化氢溶液作为底物，在 S-CAT 的催化作用下，过氧化氢分解为氧气和水。反应进行一段时间后，加入硫酸终止反应，此时体系中剩余的过氧化氢可与高锰酸钾在酸性条件下发生氧化还原反应，高锰酸钾被还原为锰离子，溶液的紫红色逐渐褪去。
在一定范围内，剩余过氧化氢的量与消耗的高锰酸钾体积成正比，而剩余过氧化氢的量与 S-CAT 的活性呈负相关，即 S-CAT 活性越高，分解的过氧化氢越多，剩余量越少，消耗的高锰酸钾体积越小。通过滴定法测定消耗的高锰酸钾体积，结合其浓度可计算出剩余过氧化氢的量，进而推算出被分解的过氧化氢量，最终得到土壤过氧化氢酶的活性（通常以单位时间内单位质量土壤分解的过氧化氢量来表示）。
