التغيرات في النشاط الأنزيمي للتربة تحت التلوث النفطي. التغيرات في النشاط الأنزيمي للتربة تحت التلوث بالزيت طبيعة إنزيمات التربة

عمليات التمثيل الغذائي والطاقة أثناء التحلل وتوليف المركبات العضوية ، والانتقال من الصعب هضم العناصر الغذائيةفي أشكال يسهل الوصول إليها للنباتات والكائنات الحية الدقيقة تحدث بمشاركة الإنزيمات.

يحفز إنزيم الإنفرتيز (α-fructofuranosidase) تحلل الكربوهيدرات المختلفة إلى جزيئات الجلوكوز والفركتوز.

تؤكد العديد من البيانات العلاقة بين نشاط الانفرتيز والنشاط البيولوجي للتربة ، ومحتوى المادة العضوية فيها ، وإنتاجية المحاصيل الحقلية والتغيرات التي تحدث في التربة أثناء الاستخدام الزراعي (Khaziev F.Kh. ، 1972. ؛ Galstyan A.Sh ، 1978 ؛ Vasilyeva L.I. ، 1980).

مع زيادة عمق الحرث ، فإن نشاط إنفرتيز في الطبقة العلياانخفضت التربة بشكل طفيف ، وهو ما يفسره استنفاد طبقة التربة هذه ، لأنه أثناء الحرث العميق ، يتم دمج الكمية الرئيسية من بقايا النباتات في الطبقات السفلية. يؤدي تراكم معظم مخلفات ما بعد الحصاد في الطبقة العليا من التربة أثناء الحرث غير باستخدام لوح التشكيل إلى انخفاض نشاط الانفرتيز في طبقة 30-40 سم بنسبة 5-15٪ بنهاية موسم نمو النبات.

على خلفية مخصبة ، زاد نشاط الانفرتيز بمعدل 5٪ فقط بعد الحرث. وفقًا لطرق الحرث غير المستخدمة في القوالب ، لم تؤثر الأسمدة على نشاط هذا الإنزيم.

يرتبط عمل اليورياز بالانقسام المائي للرابطة بين النيتروجين والكربون (CO-IN) في جزيئات المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين. لذلك ، لاحظ العديد من الباحثين وجود علاقة إيجابية بين نشاط اليورياز ومحتوى النيتروجين والدبال في التربة. ومع ذلك ، فإن نشاط اليورياز لا يعتمد فقط على الكمية الإجمالية للدبال ، ولكن على جودته ، ويرتبط بشكل أساسي بقيمة نسبة الكربون إلى النيتروجين (C: 14). تتوافق المادة العضوية التي تحتوي على أكبر نسبة كربون إلى نيتروجين مع أعلى نشاط لليورياز ؛ مع انخفاض نسبة الكربون إلى النيتروجين ، ينخفض ​​نشاط الإنزيم أيضًا. هذا ، وفقًا لـ V.D. Mukha و L.I. Vasilyeva ، إلى التأثير التنظيمي لليورياز على عمليات تحويل المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين في التربة. في دراساتنا ، من بين متغيرات الحراثة القالبية ، ظهر أعلى نشاط لليورياز من خلال الحرث حتى عمق 20-22 سم ، وأدى تعميق الحرث إلى انخفاض كبير في نشاط هذا الإنزيم. لذلك ، في بداية الغطاء النباتي للنباتات ، أنتج الحرث حتى 35-37 سم في طبقة تربة من 0-40 سم أقل بنسبة 20٪ من الأمونيا مقارنة بالحرث إلى عمق 20-22 سم (المتوسط ​​1980-1982 ، ملغم من YN 3 لكل 1 جم من التربة الجافة بالهواء).

يتم تحديد شدة واتجاه عمليات تحويل المادة العضوية في التربة أيضًا من خلال نشاط إنزيمات الأكسدة والاختزال polyphenol oxidase و peroxidase. يشارك بوليفينول أوكسيديز في تحويل المركبات العضوية للسلسلة العطرية إلى مكونات الدبال (ميشوستين إي إن وآخرون ، 1956 ، كونونوفا إم إم ، 1963 ، 1965). في تحلل المواد الدبالية ، يتم إعطاء مكان كبير للبيروكسيديز والكتلاز (نيكيتين دي آي ، 1960). لاحظ الباحثون وجود علاقة إيجابية عالية بين تحلل الدبال ونشاط البيروكسيديز والعلاقة السلبية الوظيفية تقريبًا مع نشاط أوكسيديز البوليفينول (Chunderova A.I. ، 1970 ، Dulgerov A.N. ، 1981). إن الاتجاه المعاكس لوظائف البيروكسيداز والبوليفينول أوكسيديز وكائن واحد لتطبيقهما جعل من الممكن لـ A. Chunderova لاقتراح مفهوم "معامل تراكم الدبال" ، والذي يتم تحديد قيمته من خلال نسبة نشاط التربة بوليفينول أوكسيديز إلى نشاط البيروكسيداز.

وفقًا لبحثنا ، زيادة في عمق الحرث من 20-22 سم إلى 35-37 سم واستخدام الحراثة بدون قوالب مع قاطع مسطح ، محراث بدون قوالب ، إزميل ، أداة من نوع paraplow ، أشواك SibIME ، وكذلك عند زراعة تربة النبتة "أدى إلى زيادة نشاط البيروكسيداز بنسبة 4-6٪ وانخفاض نشاط أوكسيديز البوليفينول بنسبة 4-5٪ (الجدول 15). انخفض معامل تراكم الدبال في هذه الحالة بنسبة 8-10٪.

15. نشاط البيروكسيديز وبوليفينول أوكسيديز في طبقة التربة 0-40 سم تحت البازلاء ، ملليغرام من البربورغالين لكل 100 غرام في الهواء الجاف

التربة في 30 دقيقة. (1980-1982)

خيارات
		بيروكسيد-	بوليفينول- لوكسيديز	تراكم	بيروكسيد-	بوليفينول- لوكسيديز	تراكم
سنوي	مع الأسمدة
	بدون سماد
سنوي	مع الأسمدة
	بدون سماد
سنوي علاج طائرة	مع الأسمدة
	بدون سماد
إيداع غير مقصف منذ عام 1885

أثبتت الدراسات وجود علاقة بين معامل تراكم الدبال ونسبة عدد الكائنات الحية الدقيقة التي تمتص النيتروجين المعدني إلى عدد الكائنات الحية الدقيقة التي تمتص نيتروجين المركبات العضوية (KAA: MPA). معامل الارتباط بين المؤشرين هو -0.248 ± 0.094. تؤدي الزيادة في المؤشر الأول في كثير من الحالات إلى انخفاض في الأخير والعكس صحيح ، مما يؤكد وجود علاقة بين بنية التضيق الميكروبي واتجاه عملية التحول الكيميائي الحيوي للمادة العضوية في التربة. من الواضح أن نسبة هذين المعاملين يمكن أن تميز اتجاه عملية تكوين التربة الثقافية.

هذا يسمح لنا باستنتاج أن تحول المادة العضوية في التربة ، بسبب نشاط البيروكسيداز والبوليفينول أوكسيديز ، يتحول نحو زيادة تحلل الدبال مع تعميق الحرث والحرث دون عكس الطبقة (الشكل 5).

• ؟ صف 4
• ؟ رياض
• ؟ صف 2
• ؟ صف 1

أرز. 5. التأثير طرق مختلفةوعمق المعالجة الرئيسية لنشاط البيروكسيداز في طبقة التربة من 0-40 سم في فترة 2-4 أزواج من الأوراق الحقيقية في عباد الشمس ، ملجم بوربورالين لكل 1 جرام من التربة الجافة (1989-1991)

يشغل إنزيم الكاتلاز مكانًا معينًا في اتجاه وكثافة العمليات الكيميائية الحيوية التي تحدث في التربة. نتيجة لتأثيره التنشيطي ، ينقسم بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين حر. يُعتقد أن الكاتلاز ، جنبًا إلى جنب مع البيروكسيديز ، يمكن أن يشارك في تفاعلات من نوع البيروكسيداز ، والتي تخضع خلالها المركبات المخفضة للأكسدة. في تجارب معهد بحوث الزراعة في Central ChP im. في. لم يثبت Dokuchaev اعتماد نشاط الكاتلاز على عمق أو طرق الحراثة الأساسية. ومع ذلك ، مع زيادة عمق الحرث أكثر من 25-27 سم ، وكذلك الحرث دون عكس الطبقة ، لوحظ زيادة كبيرة في نشاط الكاتلاز مقارنة بالحرث لعمق 20-22 سم و 25-27 سم.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

مقدمة

1. مراجعة الأدبيات

1.1 فهم إنزيمات التربة

1.2 النشاط الأنزيمي للتربة

1.3 مناهج منهجية لتحديد النشاط الأنزيمي للتربة

1.3.1 تخصيص المنطقة التجريبية

1.3.2 ميزات اختيار وإعداد عينات التربة للتحليل

1.4 تأثير العوامل المختلفة (درجة الحرارة ، نظام الماء ، موسم أخذ العينات) على النشاط الأنزيمي للتربة

1.5 تغيير مجتمعات الكائنات الحية الدقيقة في التربة

1.6 طرق دراسة نشاط إنزيمات التربة

خاتمة

قائمة المصادر المستخدمة

مقدمة

في ظل ظروف زيادة الحمل البشري المنشأ على المحيط الحيوي للكوكب ، فإن التربة ، كونها عنصرًا في النظام الطبيعي وتوازنًا ديناميكيًا مع جميع المكونات الأخرى ، تخضع لعمليات التدهور. يتم تضمين تدفقات المواد ، التي تدخل إلى التربة نتيجة للنشاط البشري ، في الدورات الطبيعية ، مما يؤدي إلى تعطيل الأداء الطبيعي لحيوية التربة ، ونتيجة لذلك ، نظام التربة بأكمله. من بين معايير التقييم البيولوجي المختلفة التأثير البشريبالنسبة للتربة ، فإن المؤشرات البيوكيميائية هي الأكثر كفاءة والواعدة التي توفر معلومات حول ديناميكيات أهم العمليات الأنزيمية في التربة: تخليق المادة العضوية وتحللها ، والنترة ، والعمليات الأخرى.

المعلومات المتوفرة عن النشاط الأنزيمي أنواع مختلفةالتربة غير كافية حاليًا وتتطلب مزيدًا من الدراسة. وهذا يجعل دراسة القضايا التي أثيرت في هذا العمل مهمة للغاية من الناحيتين النظرية والعملية.

موضوع الدراسة:نشاط انزيم التربة.

هدف ورقة مصطلح: دراسة إنزيمات التربة والنشاط الأنزيمي للتربة.

وفقًا لغرض الدراسة ، يتم ما يلي مهام:

1. أعط فكرة عامة عن إنزيمات التربة والنشاط الأنزيمي للتربة.

2. النظر في الأساليب المنهجية لتحديد النشاط الأنزيمي للتربة.

3. تحديد تأثير العوامل الطبيعية المختلفة على النشاط الأنزيمي للتربة

4. دراسة موضوع وجود وتغير مجتمعات الكائنات الحية الدقيقة في التربة

5. ضع قائمة ووصف طرق دراسة نشاط إنزيمات التربة.

1 . عرض الادب

1.1 فهم إنزيمات التربة

من الصعب تخيل أن الإنزيمات ، جزيئات البروتين عالية التنظيم ، يمكن أن تتشكل في التربة خارج كائن حي. من المعروف أن التربة لها نشاط إنزيمي معروف.

الإنزيمات هي محفزات للتفاعلات الكيميائية ذات الطبيعة البروتينية ، وتختلف في خصوصية عملها بالنسبة لتحفيز تفاعلات كيميائية معينة.

الإنزيمات هي منتجات تخليق حيوي لكائنات التربة الحية: الخشبية و نباتات عشبية، الطحالب ، الأشنات ، الطحالب ، الفطريات ، الكائنات الحية الدقيقة ، البروتوزوا ، الحشرات ، اللافقاريات والفقاريات ، والتي يتم تمثيلها في الطبيعة بواسطة مجاميع معينة - التكاثر الحيوي.

يتم إجراء التخليق الحيوي للإنزيمات في الكائنات الحية بسبب العوامل الوراثية المسؤولة عن الانتقال الوراثي لنوع التمثيل الغذائي وتنوعه التكيفي. الإنزيمات هي جهاز العمل الذي يتم من خلاله تحقيق عمل الجينات. إنها تحفز آلاف التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية ، والتي ، نتيجة لذلك ، يتكون التمثيل الغذائي الخلوي. بفضل الإنزيمات تفاعلات كيميائيةفي الجسم بسرعة عالية.

حتى الآن ، تم الحصول على أكثر من 150 من أصل 2000 إنزيم معروف في شكل بلوري. تنقسم الإنزيمات إلى ست فئات:

1. Oxireductases - تحفز تفاعلات الأكسدة والاختزال.

2. تحويلات - تحفز تفاعلات النقل بين الجزيئات للمجموعات الكيميائية المختلفة والمخلفات.

3. هيدروليسات - تحفز تفاعلات الانقسام المائي للروابط داخل الجزيئية.

4. Lyases - تحفيز تفاعلات إضافة مجموعات إلى الروابط المزدوجة وردود الفعل العكسية للانفصال عن هذه المجموعات.

5. isomerases - تحفيز تفاعلات الأزمرة.

6. Ligases - تحفز التفاعلات الكيميائية مع تكوين روابط بسبب ATP (حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك).

عندما تموت الكائنات الحية وتتعفن ، يتم تدمير بعض إنزيماتها ، والبعض الآخر يدخل إلى التربة ، ويحتفظ بنشاطه ويحفز العديد من التفاعلات الكيميائية للتربة ، ويشارك في عمليات تكوين التربة وفي تكوين علامة نوعية للتربة - خصوبة.

في أنواع مختلفةشكلت التربة تحت تكوينات حيوية معينة مجمعاتها الأنزيمية ، والتي تختلف في نشاط تفاعلات التحفيز الحيوي.

من السمات المهمة للمجمعات الأنزيمية للتربة انتظام عمل مجموعات الإنزيمات الموجودة. يتجلى ذلك في حقيقة أنه يتم ضمان العمل المتزامن لعدد من الإنزيمات التي تمثل مجموعات مختلفة. تستبعد الإنزيمات تراكم الفائض من أي مركبات في التربة. المركبات البسيطة المتنقلة المتراكمة الزائدة (على سبيل المثال ، NH 3) بطريقة أو بأخرى ترتبط بشكل مؤقت وترسل إلى دورات ، وبلغت ذروتها في تكوين مركبات أكثر تعقيدًا. يمكن تمثيل المجمعات الأنزيمية كنوع من أنظمة التنظيم الذاتي. تلعب الكائنات الحية الدقيقة والنباتات الدور الرئيسي في هذا ، وتجديد إنزيمات التربة باستمرار ، لأن العديد منها قصير العمر.

يتم الحكم على عدد الإنزيمات بشكل غير مباشر من خلال نشاطها بمرور الوقت ، والذي يعتمد على الطبيعة الكيميائية للمواد المتفاعلة (الركيزة ، الإنزيم) وعلى ظروف التفاعل (تركيز المكونات ، ودرجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، وتركيب الوسط ، وعمل المنشطات والمثبطات وما إلى ذلك).

تشترك الإنزيمات التي تنتمي إلى فئات hydrolase و oxidoreductases في العمليات الرئيسية لترطيب التربة ، لذا فإن نشاطها يعد مؤشرًا مهمًا على خصوبة التربة. لذلك ، دعونا نتحدث بإيجاز عن خصائص الإنزيمات التي تنتمي إلى هذه الفئات.

تشمل Hydrolase الإنفرتيز ، اليورياز ، الفوسفاتيز ، البروتياز ، إلخ.

إنفرتيز - يحفز تفاعلات الانقسام المائي للسكروز إلى كميات متساوية من الجلوكوز والفركتوز ، كما يعمل على الكربوهيدرات الأخرى (الجالاكتوز والجلوكوز والرامنوز) مع تكوين جزيئات الفركتوز - منتج للطاقة لحياة الكائنات الدقيقة ، ويحفز تفاعلات ترانسفيراز الفركتوز . أظهرت الدراسات التي أجراها العديد من المؤلفين أن نشاط الإنفرتيز أفضل من الإنزيمات الأخرى يعكس مستوى الخصوبة والنشاط البيولوجي للتربة 3 ، ص. 27.

اليوريا - يحفز تفاعلات الانقسام المائي لليوريا إلى الأمونيا وثاني أكسيد الكربون. فيما يتعلق باستخدام اليوريا في الممارسة الزراعية ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن نشاط اليوريا يكون أعلى في المزيد التربة الخصبة. يرتفع في جميع أنواع التربة خلال فترات نشاطها البيولوجي الأكبر - في يوليو وأغسطس.

الفوسفاتيز (القلوي والحمض) - يحفز التحلل المائي لعدد من مركبات الفوسفور العضوي بتكوين أورثوفوسفات. يكون نشاط الفوسفاتيز أعلى ، وتكون أشكال الفوسفور أقل حركة في التربة ؛ لذلك ، يمكن استخدامه كمؤشر إضافي عند تحديد الحاجة إلى استخدام الأسمدة الفوسفاتية في التربة. أعلى نشاط للفوسفاتيز هو في جذور النباتات.

البروتياز عبارة عن مجموعة من الإنزيمات التي تكسر البروتينات إلى عديد ببتيدات وأحماض أمينية ، والتي يتم تحللها لاحقًا إلى الأمونيا وثاني أكسيد الكربون والماء. في هذا الصدد ، تعتبر البروتياز ذات أهمية كبيرة في حياة التربة ، لأنها مرتبطة بتغيير في تكوين المكونات العضوية وديناميكيات أشكال النيتروجين ، والتي يمكن استيعابها بسهولة بواسطة النباتات.

تشتمل فئة الأكسدة أوكسيديز على الكاتلاز والبيروكسيديز والبوليفينول أوكسيديز ، إلخ.

الكاتلاز - نتيجة لعمله ، يحدث انهيار بيروكسيد الهيدروجين ، وهو سام للكائنات الحية:

H2O2> H2O + O2

الغطاء النباتي له تأثير كبير على نشاط الكاتلاز في التربة المعدنية. تتميز التربة الموجودة تحت النباتات ذات نظام جذر قوي عميق الاختراق بنشاط كبير من الكاتلاز. تتمثل إحدى سمات نشاط الكاتلاز في أنه يتغير قليلاً في المظهر الجانبي ، وله علاقة عكسية برطوبة التربة وعلاقة مباشرة مع درجة الحرارة.

يلعب Polyphenol oxidase و peroxidase في التربة الدور الرئيسي في عمليات تكوين الدبال.

يحفز Polyphenol oxidase أكسدة البوليفينول إلى الكينونات في وجود الأكسجين الجوي الحر. يحفز البيروكسيداز أكسدة البوليفينول في وجود بيروكسيد الهيدروجين أو بيروكسيدات عضوية. في الوقت نفسه ، يتمثل دورها في تنشيط البيروكسيدات ، نظرًا لتأثيرها المؤكسد الضعيف على الفينولات. يمكن أن يحدث المزيد من تكثيف الكينونات مع الأحماض الأمينية والببتيدات مع تكوين جزيء حمض الهيوميك الأساسي ، والذي يمكن أن يصبح أكثر تعقيدًا بسبب التكثيف المتكرر.

نسبة نشاط بوليفينول أوكسيديز (S) إلى نشاط البيروكسيداز (D) ، معبرًا عنها كنسبة مئوية ، ترتبط بتراكم الدبال في التربة ، لذلك تسمى هذه القيمة المعامل الشرطي لتراكم الدبال (K):

ضع في اعتبارك أنواع إنزيمات التربة.

تتضمن فئة الأكسدة الأوآسيدية تحفيز تفاعلات الأكسدة والاختزال.

في الغالبية العظمى من عمليات الأكسدة البيولوجية ، لا يتعلق الأمر بإضافة الأكسجين إلى الجزيء المؤكسد ، ولكن إزالة الهيدروجين من الركائز المؤكسدة. تسمى هذه العملية نزع الهيدروجين ويتم تحفيزها بواسطة إنزيمات ديهيدروجينيز.

هناك نازعات الهيدروجين الهوائية ، أو الأكسيدازات ، ونزعات الهيدروجين اللاهوائية ، أو الاختزال. أوكسيديز ينقل ذرات الهيدروجين أو الإلكترونات من المادة المؤكسدة إلى الأكسجين الجوي. تتبرع نازعات الهيدروجين اللاهوائية بذرات الهيدروجين والإلكترونات لمستقبلات أو إنزيمات أو ناقلات الهيدروجين الأخرى ، دون نقلها إلى ذرات الأكسجين. العديد من المركبات العضوية التي تدخل التربة بالنباتات والحيوانات تخضع للأكسدة: البروتينات ، الدهون ، الكربوهيدرات ، الألياف ، الأحماض العضوية ، الأحماض الأمينية ، البيورينات ، الفينولات ، الكينونات ، مواد عضوية معينة مثل أحماض الهيوميك والفولفيك ، إلخ.

كقاعدة عامة ، تشارك نازعات الهيدروجين اللاهوائية في عمليات الأكسدة والاختزال في خلايا الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة ، والتي تنقل انقسام الهيدروجين من الركيزة إلى ناقلات وسيطة. في بيئة التربة ، تشارك نازعات الهيدروجين الهوائية بشكل أساسي في عمليات الأكسدة والاختزال ، والتي يتم من خلالها نقل هيدروجين الركيزة مباشرة إلى الأكسجين الجوي ، أي متقبل الهيدروجين هو الأكسجين. يتكون أبسط نظام الأكسدة والاختزال في التربة من ركيزة مؤكسدة وأكسيداز وأكسجين.

تتمثل إحدى سمات الأكسدة والأوكتازات في أنها ، على الرغم من المجموعة المحدودة من المجموعات النشطة (الإنزيمات المساعدة) ، قادرة على الإسراع رقم ضخممجموعة متنوعة من تفاعلات الأكسدة والاختزال. يتم تحقيق ذلك بسبب قدرة أنزيم واحد على الاندماج مع العديد من الإنزيمات وفي كل مرة يشكل أوكسيدوروكتاز خاصًا بركيزة أو أخرى.

ميزة أخرى مهمة لأكسدة الأنزيم هو أنها تسرع التفاعلات الكيميائية المرتبطة بإطلاق الطاقة ، وهو أمر ضروري للعمليات الاصطناعية. يتم تحفيز عمليات الأكسدة والاختزال في التربة بواسطة كل من نازعات الهيدروجين الهوائية واللاهوائية. بطبيعتها الكيميائية ، هذه إنزيمات مكونة من عنصرين ، تتكون من بروتين ومجموعة نشطة ، أو أنزيم.

يمكن أن تكون المجموعة النشطة:

NAD + (نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد) ،

NADP + (فوسفات النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد) ؛

FMN (فلافين أحادي النوكليوتيد) ؛

FAD (فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد) ، السيتوكرومات.

تم العثور على حوالي خمسمائة أكسدة اختزال مختلفة. ومع ذلك ، فإن أكثر أنواع الأكسدة المؤكسدة شيوعًا هي تلك التي تحتوي على NAD + كمجموعة نشطة.

من خلال الدمج مع البروتين وتشكيل إنزيم مكون من عنصرين (بروتين بيريدين) ، يعزز NAD + قدرته على التعافي. نتيجة لذلك ، تصبح بروتينات البيريدين قادرة على التخلص من الركائز ، والتي يمكن أن تكون كربوهيدرات ، وأحماض ثنائية الكربوكسيل وأحماض كيتو ، وأحماض أمينية ، وأمينات ، وكحولات ، وألدهيدات ، ومركبات عضوية معينة في التربة (أحماض الهيوميك والفولفيك) ، وما إلى ذلك ، وذرات الهيدروجين في شكل البروتونات (H +). نتيجة لذلك ، يتم تقليل المجموعة النشطة من الإنزيم (NAD +) ، وتمر الركيزة إلى حالة مؤكسدة.

آلية ربط ذرتين هيدروجين ، أي بروتونان وإلكترونان ، على النحو التالي. المجموعة النشطة من نازعات الهيدروجين ، التي تقبل البروتونات والإلكترونات ، هي حلقة بيريدين. عندما يتم تقليل NAD + ، يتم توصيل بروتون واحد وإلكترون واحد بإحدى ذرات الكربون في حلقة بيريدين ، أي ذرة هيدروجين واحدة. يتم توصيل الإلكترون الثاني بذرة النيتروجين موجبة الشحنة ، ويمر البروتون المتبقي في البيئة.

جميع بروتينات البيريدين هي نازعات هيدروجين اللاهوائية. فهي لا تنقل ذرات الهيدروجين التي تمت إزالتها من الركيزة إلى الأكسجين ، ولكنها ترسلها إلى إنزيم آخر.

بالإضافة إلى NAD + ، قد تحتوي إنزيمات البيريدين على نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات (NADP +) كنزيم مساعد. هذا الإنزيم هو أحد مشتقات NAD + ، حيث يتم استبدال هيدروجين مجموعة OH من ذرة الكربون الثانية لريبوز الأدينوزين ببقايا حمض الفوسفوريك. تشبه آلية أكسدة الركيزة بمشاركة NADP * كنزيم مساعد NAD +.

بعد إضافة الهيدروجين ، يكون لـ NADH و NADPH إمكانية تقليل كبيرة. يمكنهم نقل الهيدروجين إلى مركبات أخرى وتقليلها ، بينما هم أنفسهم يتحولون إلى شكل مؤكسد. ومع ذلك ، لا يمكن نقل الهيدروجين المرتبط بنزع الهيدروجين اللاهوائي إلى أكسجين الهواء ، ولكن فقط إلى ناقلات الهيدروجين. هذه الحاملات الوسيطة هي إنزيمات الفلافين (بروتينات فلافوبروتينات). وهي عبارة عن إنزيمات مكونة من عنصرين ، والتي قد تحتوي على فيتامين ب 2 الفسفوري (الريبوفلافين) كمجموعة نشطة. يحتوي كل جزيء من هذا الإنزيم على جزيء فوسفات الريبوفلافين (أو جزيء أحادي نيوكليوتيد الفلافين ، FMN). وبالتالي ، فإن FMN عبارة عن مركب من القاعدة النيتروجينية لثنائي ميثيل أيزو ألوكسازين مع بقايا كحول ريبيتول المكون من خمسة كربون وحمض الفوسفوريك. FMN قادر على قبول والتبرع بذرتين من الهيدروجين (H) في ذرات النيتروجين (N) في حلقة isoalloxazine.

تسمى ترانسالات إنزيمات النقل. إنها تحفز نقل الجذور الفردية وأجزاء الجزيئات والجزيئات الكاملة من مركب إلى آخر. عادة ما تستمر تفاعلات النقل على مرحلتين. في المرحلة الأولى ، يفصل الإنزيم المجموعة الذرية عن المادة المشاركة في التفاعل ويشكل مركبًا معقدًا معها. في المرحلة الثانية ، يحفز الإنزيم إضافة مجموعة إلى مادة أخرى تشارك في التفاعل ، ويتم إطلاقه في حالة عدم تغيير. تتضمن فئة الترانسالات حوالي 500 إنزيم فردي. اعتمادًا على المجموعات أو الجذور التي يتم نقلها عن طريق الترانسفيرازات ، هناك ناقلات فسفوتونية ، ناقلات أمين ، ترانسفيرازات جليكوزيل ، أسيل ترانسفيراز ، ميثيل ترانسفيراز ، إلخ.

إنزيمات فسفوتانسفيراز (كينازات) هي إنزيمات تحفز نقل بقايا حمض الفوسفوريك (H2P03). المتبرع لبقايا الفوسفات ، كقاعدة عامة ، هو ATP. يتم نقل مجموعات الفوسفات إلى الكحول والكربوكسيل والنيتروجين والفوسفور ومجموعات أخرى من المركبات العضوية. تشمل مركبات فسفوتانسفيراز هيكسوكيناز في كل مكان ، وهو إنزيم يسرع نقل بقايا حمض الفوسفوريك من جزيء ATP إلى الجلوكوز. يبدأ هذا التفاعل في تحويل الجلوكوز إلى مركبات أخرى.

يسرع Glycosyltransferases من نقل بقايا الجليكوزيل إلى جزيئات السكريات الأحادية أو السكريات أو المواد الأخرى. هذه هي الإنزيمات التي توفر تفاعلات لتخليق جزيئات الكربوهيدرات الجديدة ؛ الإنزيمات المساعدة للجليكوزيل ترانسفيراز هي سكر ثنائي فوسفات النيوكليوزيد (سكر NDP). منهم ، في عملية تخليق قليل السكاريد ، يتم نقل بقايا الجليكوزيل إلى السكاريد الأحادي. حاليًا ، يُعرف حوالي خمسين نوعًا من السكريات NDP. يتم توزيعها على نطاق واسع في الطبيعة ، ويتم تصنيعها من استرات الفوسفات للسكريات الأحادية والنيوكليوزيد ثلاثي الفوسفات المقابل.

تنقل Acyltransferases بقايا حمض الأسيتيك CH3CO - بالإضافة إلى بقايا الأحماض الدهنية الأخرى إلى الأحماض الأمينية والأمينات والكحول والمركبات الأخرى. هذه هي الإنزيمات المكونة من عنصرين ، والتي تشمل الإنزيم المساعد أ. مصدر مجموعات الأسيل هو أنزيم أسيل A ، والذي يمكن اعتباره مجموعة نشطة من ناقلات الأسيل. عندما يتم نقل بقايا حمض الخليك ، يشارك الأسيتيل أنزيم أ في التفاعل.

تشتمل فئة hydrolases على الإنزيمات التي تحفز التحلل المائي وأحيانًا تخليق المركبات العضوية المعقدة بمشاركة الماء.

تشتمل فئة فرعية من الإسترات على الإنزيمات التي تسرع تفاعلات التحلل المائي للإسترات والكحولات مع الأحماض العضوية وغير العضوية.

أهم الفئات الفرعية من الإستراتز هي هيدرولاز الإستر الأحماض الكربوكسيليةوالفوسفاتيز. يتم تسريع تفاعلات التحلل المائي للدهون (الدهون الثلاثية) ، نتيجة إطلاق الجلسرين والأحماض الدهنية الأعلى ، بواسطة الجلسرين إستر هيدرولاز ليباز. هناك الليباز البسيط ، الذي يحفز إطلاق الأحماض الدهنية العالية من الدهون الثلاثية الحرة ، وليباز البروتين الدهني ، الذي يحلل الدهون المرتبطة بالبروتين. الليباز عبارة عن بروتينات أحادية المكون بوزن جزيئي يتراوح بين 48000 إلى 60.000. تمت دراسة خميرة الليباز جيدًا. تتكون سلسلة البولي ببتيد الخاصة به من 430 بقايا من الأحماض الأمينية ويتم طيها في كرة ، في وسطها الموقع النشط للإنزيم. يتم لعب الدور الرائد في المركز النشط للليباز من قبل جذور هيستيدين ، سيرين ، أحماض ثنائي الكربوكسيل وآيزوليوسين.

يتم تنظيم نشاط الليباز من خلال الفسفرة ونزع الفسفرة. يتم فسفرة الليباز النشط ، بينما يتم نزع الفسفرة عن تلك غير النشطة.

تحفز الفوسفاتاز التحلل المائي لاسترات الفوسفات. يتم توزيع الفوسفاتيز الذي يعمل على استرات حمض الفوسفوريك والكربوهيدرات على نطاق واسع. تتضمن هذه المركبات ، على سبيل المثال ، الجلوكوز 6 فوسفات ، الجلوكوز 1 فوسفاتاز ، الفركتوز -1،6 ثنائي الفوسفات ، إلخ. تسمى الإنزيمات المقابلة جلوكوز 6 فوسفاتاز ، جلوكوز 1 فوسفاتيز ، إلخ. التخلص من بقايا حمض الفوسفوريك من استرات الفوسفور:

فوسفاتيز فوسفوديستر - نوكلياز ديوكسي ريبونوكلياز وريبونوكلياز تحفز انقسام الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي لتحرير النيوكليوتيدات.

تشتمل فئة فرعية من hydrolases على glycosidases التي تسرع التحلل المائي للجليكوزيدات. بالإضافة إلى الجليكوسيدات التي تحتوي على بقايا كحول أحادي الهيدرات مثل aglycones ، فإن oligo- و polysaccharides هي ركائز تعمل عليها glycosidases. يعتبر المالتوز والسكروز من أهم الجليكوزيدات التي تعمل على السكريات القليلة. يحللون المالتوز والسكروز بالماء.

من الجليكوزيدات التي تعمل على السكريات ، الأميليز هي الأهم. ميزةالأميليز - عدم وجود خصوصية مطلقة للعمل. جميع الأميليز عبارة عن بروتينات معدنية تحتوي على Zn 2+ و Ca 2+. تتشكل المواقع النشطة للأميلاز من حمض الهيستيدين والأسبارتيك والجلوتاميك وجذور التيروزين. هذا الأخير يؤدي وظيفة ربط الركيزة ، والحفاز الأول. تعمل الأميليز على تسريع تفاعلات التحلل المائي لروابط الجليكوزيل في جزيء النشا بتكوين الجلوكوز أو المالتوز أو السكريات القليلة.

ليس من الأهمية بمكان أن السليلاز ، الذي يحفز تكسير السليلوز ، الإينولاز ، الذي يكسر أنولين عديد السكاريد ، والأغلوكوزيداز ، الذي يحول المالتوز ثنائي السكاريد إلى جزيئين من الجلوكوز. يمكن لبعض glycosidases أن تحفز نقل بقايا الجليكوزيل ، وفي هذه الحالة يطلق عليها transglycosidases.

يحفز البروتياز (هيدرولازات الببتيد) الانقسام المائي لسندات الببتيد CO-NH في البروتينات أو الببتيدات لتشكيل ببتيدات ذات وزن جزيئي أصغر أو أحماض أمينية حرة. من بين هيدروليسات الببتيد ، هناك endopeptidases (بروتينات) ، والتي تحفز التحلل المائي للروابط الداخلية في جزيء البروتين ، و exopeptidases (peptidases) ، التي توفر انقسام الأحماض الأمينية الحرة من سلسلة الببتيد.

تنقسم البروتينات إلى أربع فئات فرعية.

1. بروتينات السيرين ، المركز النشط لهذه الإنزيمات يشتمل على بقايا سيرين. تسلسل بقايا الأحماض الأمينية في موقع سلسلة البولي ببتيد في بروتينات السيرين هو نفسه: حمض الأسبارتيك - سلسلة - جليكاين. تتميز مجموعة الهيدروكسيل من السيرين بعمليات عالية. المجموعة الوظيفية النشطة الثانية هي إيميدازول من بقايا الهيستيدين ، الذي ينشط هيدروكسيل السيرين نتيجة تكوين رابطة هيدروجينية.

2. تحتوي بروتينات ثيول (السيستين) على بقايا سيستين في المركز النشط ، ومجموعات السلفهيدريل ومجموعة الكربوكسيل المتأين لها نشاط إنزيمي.

3. البروتينات الحمضية (الكربوكسيلية) ، درجة الحموضة المثلى<5, содержат радикалы дикарбоновых кислот в активном центре.

4. البروتينات المعدنية ، عملها التحفيزي يرجع إلى وجود Mg 2+ ، Mn 2+ ، Co 2+ ، Zn 2+ ، Fe 2+ في المركز النشط. يمكن أن تكون قوة الرابطة بين المعدن وجزء البروتين من الإنزيم مختلفة. تشارك أيونات المعادن الموجودة في المركز النشط في تكوين مجمعات الركيزة الإنزيمية وتسهل تنشيط الركائز.

من السمات المهمة للبروتينات الطبيعة الانتقائية لعملها على روابط الببتيد في جزيء البروتين. نتيجة لذلك ، يتم دائمًا تقسيم البروتين الفردي تحت تأثير بروتين معين إلى عدد محدود للغاية من الببتيدات.

5. هيدرولازات الببتيد التي تشطر الأحماض الأمينية من الببتيد ، بدءًا من حمض أميني مع مجموعة NH2 مجانية ، تسمى aminopeptidases ، وتسمى تلك التي تحتوي على مجموعة COOH مجانية carboxypeptidases. أكمل التحلل المائي لبروتين dipeptidase ، وتقسيم الببتيدات إلى أحماض أمينية.

6. تحفز الأميدازات الانقسام المائي للرابطة بين الكربون والنيتروجين: نزع أمين الأمينات. تشمل هذه المجموعة من الإنزيمات اليورياز ، الذي ينفذ الانقسام المائي لليوريا. انزيم مؤكسد

7. Urease - إنزيم مكون واحد (M = 480 ألف). الجزيء عبارة عن كرة ويتكون من ثماني وحدات فرعية متساوية. لها خصوصية الركيزة المطلقة ، فهي تعمل فقط على اليوريا.

تجدر الإشارة إلى أنه من أجل اكتشاف الإنزيمات الحرة في التربة ، من الضروري أولاً وقبل كل شيء تحريرها من الكائنات الحية ، أي إجراء التعقيم الكامل أو الجزئي. العامل المثالي الذي يعقم التربة لاحتياجات الأنزيمات يجب أن يقتل الخلايا الحية دون الإخلال بتركيبها الخلوي ، وفي نفس الوقت ، لا يؤثر على الإنزيمات نفسها. من الصعب تحديد ما إذا كانت جميع طرق التعقيم المستخدمة حاليًا تلبي هذه المتطلبات. في أغلب الأحيان ، يتم تعقيم التربة اللازمة لاحتياجات الإنزيم عن طريق إضافة التولوين كمطهر ، عن طريق معالجة التربة بأكسيد الإيثيلين ، أو ، الذي يُمارس الآن بشكل متزايد ، عن طريق قتل الكائنات الحية الدقيقة من أنواع مختلفة بالإشعاع المؤين. لا تختلف التقنية الإضافية لتحديد الخصائص التحفيزية للتربة عن طرق تحديد نشاط الإنزيمات من أصل نباتي أو حيواني. يتم إضافة تركيز معين من الركيزة للإنزيم إلى التربة ، وبعد الحضانة ، يتم دراسة نواتج التفاعل. أظهرت تحليلات العديد من أنواع التربة التي أجريت بهذه الطريقة أنها تحتوي على إنزيمات حرة ذات نشاط تحفيزي.

1.2 النشاط الأنزيمي للتربة

النشاط الأنزيمي للتربة [من خطوط الطول. خميرة - خميرة] - قدرة التربة على ممارسة تأثير محفز على عمليات التحول للمركبات الخارجية والعضوية والمعدنية الخاصة بها بسبب الإنزيمات الموجودة فيها. توصيف النشاط الأنزيمي للتربة ، فهي تعني المؤشر الكلي للنشاط. النشاط الأنزيمي للتربة المختلفة ليس هو نفسه ويرتبط بخصائصها الوراثية ومجموعة من العوامل البيئية المتفاعلة. يتم تحديد مستوى النشاط الأنزيمي للتربة من خلال نشاط الإنزيمات المختلفة (الانفرزات ، البروتياز ، اليورياز ، نازعات الهيدروجين ، الكاتلاز ، الفوسفاتاز) ، معبراً عنها بمقدار الركيزة المتحللة لكل وحدة زمنية لكل 1 جرام من التربة.

يعتمد نشاط التحفيز الحيوي للتربة على درجة تخصيبها بالكائنات الدقيقة وعلى نوع التربة. يختلف نشاط الإنزيم عبر الآفاق الجينية ، والتي تختلف في محتوى الدبال وأنواع التفاعلات وإمكانات الأكسدة والاختزال وغيرها من المعلمات على طول الملف الشخصي.

في تربة الغابات البكر ، يتم تحديد شدة التفاعلات الأنزيمية بشكل أساسي من خلال آفاق نفايات الغابات ، وفي التربة الصالحة للزراعة ، بواسطة الطبقات الصالحة للزراعة. جميع الآفاق الجينية الأقل نشاطًا بيولوجيًا تحت الأفق A أو A لها نشاط إنزيم منخفض. يزيد نشاطهم قليلاً مع زراعة التربة. بعد تطوير تربة الغابات للأراضي الصالحة للزراعة ، يتناقص النشاط الأنزيمي للأفق الصالحة للزراعة المتكون بشكل حاد مقارنة بقمامة الغابات ، ولكن مع زراعته ، يزداد ، وفي التربة المزروعة بكثافة ، يقترب أو يتجاوز مؤشرات نفايات الغابات .

يعكس النشاط الأنزيمي حالة خصوبة التربة والتغيرات الداخلية التي تحدث أثناء الاستخدام الزراعي وزيادة مستوى الثقافة الزراعية. تم العثور على هذه التغييرات عند زراعة التربة البكر والغابات ، وعندما يتم استخدامها بطرق مختلفة.

في جميع أنحاء بيلاروسيا ، يُفقد ما يصل إلى 0.9 طن / هكتار من الدبال سنويًا في التربة الصالحة للزراعة. نتيجة للتآكل ، يتم نقل 0.57 طن / هكتار من الدبال بشكل نهائي بعيدًا عن الحقول كل عام. أسباب إزالة الرطوبة من التربة هي زيادة تمعدن المواد العضوية في التربة ، والتخلف عن عمليات التكوين الجديد للدبال من التمعدن بسبب عدم كفاية تناول الأسمدة العضوية في التربة وانخفاض النشاط الأنزيمي للتربة.

تحدث التحولات الكيميائية الحيوية للمواد العضوية في التربة نتيجة النشاط الميكروبيولوجي تحت تأثير الإنزيمات. النشاط الأنزيمي الكائنات الحية الدقيقة في التربة

تلعب الإنزيمات دورًا خاصًا في حياة الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة. تشارك إنزيمات التربة في تكسير المخلفات النباتية والحيوانية والميكروبية ، وكذلك في تخليق الدبال. نتيجة لذلك ، يتم تحويل العناصر الغذائية من المركبات التي يصعب هضمها إلى أشكال يسهل الوصول إليها للنباتات والكائنات الحية الدقيقة. تتميز الإنزيمات بالنشاط العالي والخصوصية الصارمة للعمل والاعتماد الكبير على الظروف البيئية المختلفة. بفضل وظيفتها التحفيزية ، تسمح لعدد كبير من التفاعلات الكيميائية بالتقدم بسرعة في الجسم أو خارجه.

جنبا إلى جنب مع المعايير الأخرى ، يمكن أن يكون النشاط الأنزيمي للتربة بمثابة مؤشر تشخيصي موثوق لتحديد درجة زراعة التربة. نتيجة البحث 4 ، ص. 91 العلاقة بين نشاط العمليات الميكروبيولوجية والإنزيمية وتنفيذ التدابير التي تزيد من خصوبة التربة. زراعة التربة والتخصيب يغيران بشكل كبير البيئة البيئية لتنمية الكائنات الحية الدقيقة.

حاليًا ، تم العثور على عدة آلاف من الإنزيمات الفردية في الكائنات البيولوجية ، وتم عزل عدة مئات منها ودراستها. من المعروف أن الخلية الحية يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 1000 إنزيم مختلف ، كل منها يسرع تفاعل كيميائي واحد أو آخر.

الاهتمام باستخدام الإنزيمات ناتج أيضًا عن حقيقة أن متطلبات زيادة سلامة العمليات التكنولوجية تتزايد باستمرار. كونها موجودة في جميع الأنظمة البيولوجية ، كونها منتجات وأدوات لهذه الأنظمة ، يتم تصنيع الإنزيمات وتعمل في ظل ظروف فسيولوجية (درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، ووجود أيونات غير عضوية) ، وبعد ذلك يتم إفرازها بسهولة ، وتخضع لتدمير الأحماض الأمينية . كل من المنتجات والنفايات في معظم العمليات التي تحتوي على إنزيمات غير سامة وقابلة للتحلل بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، في كثير من الحالات ، يتم الحصول على الإنزيمات المستخدمة في الصناعة بطريقة صديقة للبيئة. تختلف الإنزيمات عن المحفزات غير البيولوجية ليس فقط في السلامة وزيادة التحلل البيولوجي ، ولكن أيضًا في خصوصية العمل وظروف التفاعل المعتدلة والكفاءة العالية. تجعل كفاءة وخصوصية عمل الإنزيمات من الممكن الحصول على المنتجات المستهدفة ذات العائد المرتفع ، مما يجعل استخدام الإنزيمات في الصناعة مجديًا اقتصاديًا. يساهم استخدام الإنزيمات في تقليل استهلاك المياه والطاقة في العمليات التكنولوجية ، ويقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، ويقلل من مخاطر تلوث البيئة من المنتجات الثانوية للدورات التكنولوجية.

باستخدام التكنولوجيا الزراعية المتقدمة ، من الممكن تغيير العمليات الميكروبيولوجية في اتجاه مواتٍ ليس فقط في الأراضي الصالحة للزراعة ، ولكن أيضًا في طبقات التربة شبه الصالحة للزراعة.

بالمشاركة المباشرة للإنزيمات خارج الخلية ، يحدث تحلل المركبات العضوية في التربة. لذلك ، تقوم الإنزيمات المحللة للبروتين بتفكيك البروتينات إلى أحماض أمينية.

يكسر اليوريا اليوريا إلى CO2 و NH3. تعمل أملاح الأمونيا والأمونيوم الناتجة كمصدر لتغذية النيتروجين للنباتات والكائنات الحية الدقيقة.

يشارك إنفرتيز وأميلاز في تكسير الكربوهيدرات. تحلل إنزيمات مجموعة الفوسفات مركبات الفوسفور العضوي في التربة وتلعب دورًا مهمًا في نظام الفوسفات الأخير.

لتوصيف النشاط الإنزيمي العام للتربة ، عادةً ما يتم استخدام الإنزيمات الأكثر شيوعًا التي تميز الغالبية العظمى من النباتات الدقيقة في التربة - الإنفرتيز والكتلاز والبروتياز وغيرها.

في ظروف جمهوريتنا ، تم إجراء العديد من الدراسات 16 ، ص. 115 في دراسة التغيرات في مستوى الخصوبة والنشاط الأنزيمي للتربة تحت تأثير الإنسان ، ومع ذلك ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها لا تقدم إجابة شاملة لطبيعة التغييرات بسبب صعوبة مقارنة النتائج بسبب الاختلاف في الظروف التجريبية وطرق البحث.

في هذا الصدد ، فإن البحث عن حل أمثل لمشكلة تحسين حالة الدبال للتربة ونشاطها الأنزيمي في تربة معينة وظروف مناخية بناءً على تطوير طرق توفير الموارد لزراعة التربة الأساسية واستخدام التربة- الدورات المحصولية الوقائية التي تساعد في الحفاظ على الهيكل ، ومنع التوحيد المفرط للتربة وتحسين جودتها واستعادة خصوبة التربة بأقل تكلفة ، وهي ملائمة للغاية.

1.3 الأساليب المنهجية لتحديد الأنزيميةنشاط التربة

1.3.1 العزلة تجريبياذموقعورسم الخرائط

موقع التجربة - جزء من منطقة الدراسة ، يتميز بظروف متشابهة (تضاريس ، تجانس بنية التربة والغطاء النباتي ، طبيعة الاستخدام الاقتصادي).

يجب أن يكون موقع الاختبار في موقع نموذجي لمنطقة الدراسة. على مساحة 100 متر مربع. م ، يتم وضع موقع اختبار واحد بحجم 25 م.في حالة عدم تجانس التضاريس ، يتم اختيار المواقع وفقًا لعناصر التضاريس.

وهي تحدد الخطوط العريضة لخطة أولية لوضع الأقسام الرئيسية ونصف المقاطع بطريقة تميز التربة في جميع أشكال التضاريس التي تحدث والاختلافات في غطاء التربة.

تُستخدم طريقة الحلقة في المناطق ذات التضاريس المعقدة والشبكة الجغرافية الكثيفة. بهذه الطريقة ، يتم تقسيم المنطقة قيد الدراسة إلى قطاعات أولية منفصلة ، مع مراعاة سمات التغييرات في شبكة الإغاثة أو الشبكة الهيدروغرافية. يتم مسح القطاع من مركز واحد من خلال تنفيذ مسارات تشبه الحلقة في الاتجاه الشعاعي.

مع الأخذ في الاعتبار ميزات الإغاثة والشبكة الهيدروغرافية في منطقة معينة ، يمكن تخطيط طرق المسح بطريقة مشتركة ، أي يتم فحص جزء من الموقع بطريقة المعابر المتوازية للإقليم ، وجزء آخر بطريقة الحلقات.

على طول الطرق ، يتم تخطيط نقاط وضع التخفيضات بحيث يتم تغطية جميع الاختلافات الرئيسية في التضاريس والغطاء النباتي ، أي المسافات بين الأقسام غير محدودة ، لذلك ، في بعض الحالات ، كقاعدة عامة ، صعبة في أماكن الإغاثة ، قد تكون الأقسام أكثر كثافة ، بينما في مناطق أخرى ، متجانسة نسبيًا ، قد يكون موقع الأقسام نادرًا.

بعد ذلك يأتي العمل المرتبط برسم خرائط التربة ودراسة تفصيلية للتربة ، بدءاً بمسح استطلاعي للموقع (الربع). خلال المسح الاستطلاعي ، يتعرفون على حدود الموقع ، وبشكل عام ، على موضوع البحث ، والذي يتم تجاوزه على طول الخلوص والمعالم والطرق. في أكثر الأماكن المميزة ، يتم وضع التخفيضات ، ويتم تطبيق موقعها على الخطة. وفقًا لنتائج الاستطلاعات الاستطلاعية ، تم تصحيح طرق وأماكن قطع التربة بشكل نهائي.

بعد المسح الاستطلاعي ، يبدأون المسح نفسه ، والذي من الضروري خلاله وضع خطة لوضع أقسام التربة ونسخة نظيفة من الخطوط العريضة لوصف الضرائب. يتم الحصول على فكرة عامة عن أصناف التربة والعلامات الأولية لحدود ملامح التربة على أساس دراسة الأقسام الرئيسية والمراقبة. يتم توضيح حدود توزيع محيط التربة باستخدام الحفر. في نفس الوقت ، في اليوميات الميدانية لكل قسم ، يتم ملء نموذج لوصف قسم التربة. يتم إجراء دراسة ميدانية لتوزيع التربة بعد وضع أقسام وربطها لتحديد تصنيف التربة المعينة. وفقًا لنتائج التقييم الميداني لغطاء التربة وجميع العناصر الأخرى للمناظر الطبيعية ، يتم تمييز منطقة منفصلة ومتجانسة نسبيًا أو رتيبة على أنها محيط التربة.

أساس تحديد الحدود بين ملامح التربة المختلفة هو تحديد الأنماط بين التربة والتضاريس والغطاء النباتي. التغيرات في عوامل تكوين التربة تؤدي إلى تغيرات في غطاء التربة. مع التغيير الواضح في التضاريس والتكوينات النباتية والصخور الأم ، تتطابق حدود اختلافات التربة مع الحدود على الأرض. بدورها ، تعتمد سهولة تحديد الحدود على الخريطة ودقة تحديد معالم التربة على دقة القاعدة الطبوغرافية. ومع ذلك ، في الطبيعة ، غالبًا ما يتعين على المرء أن يتعامل مع حدود غير واضحة ، وهو انتقال تدريجي. في هذه الحالة ، لتحديد حدود ملامح التربة ، يلزم وضع عدد كبير من الحفر ، فضلاً عن الخبرة العملية الغنية ومهارات المراقبة الجيدة. عند إجراء المسح الفعلي في الميدان ، على أساس الخطة المنسوخة من الخطة الضريبية ، يتم رسم مخطط تربة منطقة الدراسة.

يجب أن نتذكر أنه لا توجد حدود صارمة بين اختلافات التربة في الطبيعة ، حيث أن استبدال أحد الفروق في التربة بآخر يحدث تدريجيًا من خلال تراكم بعض الميزات وفقدان البعض الآخر. لذلك ، فإن مسح التربة يجعل من الممكن فقط ، بدرجة أكبر أو أقل ، نقل الخطوط العريضة التخطيطية لتوزيع ملامح التربة ، وتعتمد دقة تحديد حدودها على مقياس المسح ونوع التربة والظروف الأخرى. يتم تحديد الحد الأدنى من أبعاد ملامح التربة التي تخضع للتعريف الإلزامي على خريطة التربة من خلال المعايير الفنية.

1.3.2 ميزات اختيار وإعداد عينات التربة للتحليل

من أجل تحديد محتوى مادة معينة في التربة بشكل صحيح ، يجب إجراء جميع التحليلات الكيميائية الزراعية بدقة ودقة لا تشوبهما شائبة. ومع ذلك ، حتى التحليل الشامل للغاية سيعطي نتائج غير موثوقة إذا لم يتم أخذ عينات التربة بشكل صحيح.

نظرًا لأن العينة المراد تحليلها صغيرة جدًا ، ويجب أن تعطي نتائج التحديد خاصية موضوعية لكميات كبيرة من المواد ، يتم الانتباه إلى القضاء على عدم التجانس عند أخذ عينات التربة. يتم تحقيق متوسط ​​عينة التربة عن طريق الاختيار التدريجي للعينات الأولية والمختبرية والتحليلية.

يجب أن تتكون العينة الأولية المختلطة من عينات فردية (عينات أصلية) مأخوذة من نفس فرق التربة. إذا كان الموقع يحتوي على غطاء تربة معقد ، فلا يمكن أخذ عينة متوسطة واحدة. يجب أن يكون هناك العديد منهم بقدر وجود اختلافات في التربة.

اعتمادًا على تكوين الموقع ، يختلف موقع النقاط لأخذ العينات الأولية عليها. في قسم ضيق ممدود ، يمكن وضعها (في المنتصف) منه. على مساحة واسعة قريبة من مربع ، يكون الترتيب المتدرج لمواقع أخذ العينات أفضل. في المساحات الكبيرة ، يتم استخدام عينات التربة على طول قطعة الأرض في وسطها ، بكمية تصل إلى 20 قطعة.

قم بخلط عينة التربة الأولية المأخوذة جيدًا على قطعة من القماش المشمع ، ومتوسطها باستمرار وخفضها إلى الحجم المطلوب ، ثم اسكبها في كيس أو صندوق نظيف. هذه عينة معملية ، كتلتها حوالي 400 جرام.

يتم وضع ملصق من الخشب الرقائقي أو الورق المقوى ، مكتوب بالقلم الرصاص ، أعلى الصندوق مع عينة مخبرية ، تشير إلى:

1. أسماء الكائن.

2. أسماء المواقع.

3. قطع الأرض.

4. أعماق الاختيار.

5. أرقام العينات.

6. ألقاب من أشرف على العمل أو أخذ العينة.

7. مواعيد العمل.

يتم إجراء نفس الإدخال في نفس الوقت في المجلة.

تُسكب عينة التربة التي يتم تسليمها من الموقع في المختبر على ورق سميك أو ورقة من الخشب الرقائقي النظيف وتعجن كل الكتل المتكتلة بيديك. ثم يتم اختيار شوائب أجنبية بملاقط ، وتكون التربة مختلطة جيدًا ، ويتم سحقها قليلاً. بعد هذا التحضير لعينة معملية ، يتم نثرها مرة أخرى لإحضارها إلى حالة تجفيف الهواء ، ثم يتم سحقها وتمريرها من خلال غربال بفتحات 2 مم.

يجب أن تكون غرفة تجفيف التربة جافة ومحمية من وصول الأمونيا والأبخرة الحمضية والغازات الأخرى.

لتحديد النشاط الأنزيمي ، عادة ما تؤخذ التربة المجففة في الهواء الطلق ؛ يجب تجفيف العينات الرطبة في المختبر في درجة حرارة الغرفة. يجب توخي الحذر للتأكد من أن العينة لا تحتوي على بقايا نباتية غير متحللة. يتم سحق كتل التربة وغربلتها من خلال غربال بحجم شبكة 1 مم. عند دراسة النشاط الأنزيمي لعينة جديدة (رطبة) ، يجب إيلاء المزيد من الاهتمام للإزالة الكاملة لبقايا النبات. بالتزامن مع دراسة النشاط ، يتم أيضًا تحديد رطوبة التربة ، ويتم إعادة حساب النتيجة التي تم الحصول عليها لـ 1 غرام من التربة الجافة تمامًا.

1.4 تأثير العوامل المختلفةعلى النشاط الأنزيمي للتربة

من العوامل المهمة التي يعتمد عليها معدل التفاعل الإنزيمي (والنشاط التحفيزي للإنزيم) درجة الحرارة ، والتي يظهر تأثيرها في الشكل 1. ويمكن أن نرى من الشكل أنه مع زيادة درجة الحرارة إلى قيمة معينة ، يزيد معدل التفاعل. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أنه مع ارتفاع درجة الحرارة ، تتسارع حركة الجزيئات وتتاح لجزيئات المواد المتفاعلة فرصًا أكبر للتصادم مع بعضها البعض. هذا يزيد من احتمالية حدوث تفاعل بينهما. تسمى درجة الحرارة التي توفر أعلى معدل للتفاعل درجة الحرارة المثلى.

كل إنزيم له درجة الحرارة المثلى الخاصة به. بشكل عام ، بالنسبة للإنزيمات من أصل حيواني ، تقع بين 37 و 40 درجة مئوية ، والنبات - بين 40 و 50 درجة مئوية. ومع ذلك ، هناك استثناءات: أميليز من الحبوب النابتة لديه درجة حرارة مثالية عند 60 درجة مئوية ، والكاتلاز - في حدود 0-10 درجة مئوية. مع ارتفاع درجة الحرارة عن المستوى الأمثل ، ينخفض ​​معدل التفاعل الإنزيمي ، على الرغم من زيادة وتيرة الاصطدامات الجزيئية. يحدث هذا بسبب التمسخ ، أي فقدان الحالة الأصلية للإنزيم. عند درجات حرارة أعلى من 80 درجة مئوية ، تفقد معظم الإنزيمات نشاطها التحفيزي تمامًا.

يعتمد الانخفاض في معدل التفاعل الأنزيمي عند درجات حرارة أعلى من المستوى الأمثل على تغيير طبيعة الإنزيم. لذلك ، فإن أحد المؤشرات المهمة التي تميز نسبة الإنزيم إلى درجة الحرارة هو قابليته للحرارة ، أي معدل تعطيل الإنزيم نفسه مع زيادة درجة الحرارة.

الشكل 1 - تأثير درجة الحرارة على معدل التحلل المائي للنشا بواسطة الأميليز

في درجات الحرارة المنخفضة (0 درجة مئوية وأقل) ، ينخفض ​​النشاط التحفيزي للإنزيمات إلى ما يقرب من الصفر ، ولكن لا يحدث تمسخ. مع زيادة درجة الحرارة ، يتم استعادة نشاطهم الحفاز مرة أخرى.

كما يتأثر النشاط الأنزيمي للتربة بالرطوبة ومحتوى الكائنات الحية الدقيقة والحالة البيئية للتربة.

1.5 تغيير مجتمعات الكائنات الحية الدقيقة في التربة

الكائنات الحية الدقيقة في التربة عديدة ومتنوعة للغاية. من بينها البكتيريا ، الفطريات الشعاعية ، الفطريات والطحالب المجهرية ، البروتوزوا ، والكائنات الحية القريبة من هذه المجموعات.

تتم الدورة البيولوجية في التربة بمشاركة مجموعات مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة. اعتمادًا على نوع التربة ، يختلف محتوى الكائنات الحية الدقيقة. في الحدائق ، الحدائق ، التربة الصالحة للزراعة ، هناك من مليون إلى عدة مليارات من الكائنات الحية الدقيقة لكل 1 غرام من التربة. تحتوي تربة كل قطعة أرض في الحديقة على الكائنات الحية الدقيقة الخاصة بها. يشاركون مع كتلتهم الحيوية في تراكم المواد العضوية في التربة. يلعبون دورًا كبيرًا في تكوين الأشكال المتاحة من التغذية المعدنية للنباتات. أهمية الكائنات الحية الدقيقة في تراكم المواد النشطة بيولوجيا في التربة ، مثل الأكسينات ، والجبريلين ، والفيتامينات ، والأحماض الأمينية ، التي تحفز نمو وتطور النباتات ، كبيرة بشكل استثنائي. الكائنات الحية الدقيقة التي تشكل مخاطًا لطبيعة عديد السكاريد ، بالإضافة إلى عدد كبير من الخيوط الفطرية ، تلعب دورًا نشطًا في تكوين بنية التربة ، وتلصق جزيئات التربة المغبرة في الركام ، وبالتالي تحسين نظام الماء والهواء للتربة.

يرتبط النشاط البيولوجي للتربة وعدد ونشاط الكائنات الحية الدقيقة في التربة ارتباطًا وثيقًا بمحتوى وتكوين المادة العضوية. في الوقت نفسه ، فإن أهم عمليات تكوين خصوبة التربة ، مثل تمعدن مخلفات النباتات ، والترطيب ، وديناميات عناصر التغذية المعدنية ، وتفاعل محلول التربة ، وتحول الملوثات المختلفة في التربة ، ودرجة تراكم المبيدات الحشرية في النباتات وتراكم المواد السامة في التربة وظاهرة إجهاد التربة. كما أن الدور الصحي والصحي للكائنات الدقيقة كبير أيضًا في تحويل وتحييد مركبات المعادن الثقيلة.

يتمثل الاتجاه الواعد لاستعادة الخصوبة والتكثيف البيولوجي للزراعة والحفاظ عليهما في استخدام منتجات معالجة النفايات العضوية بمشاركة سماد دودة الأرض التي تتعايش مع الكائنات الحية الدقيقة. في التربة الطبيعية ، يتم تحلل القمامة عن طريق ديدان الأرض ، والقمامة وغيرها من الكائنات الحية. لكن الكائنات الحية الدقيقة تشارك أيضًا في هذه العملية. في أمعاء الديدان ، يتم إنشاء ظروف أكثر ملاءمة لهم لأداء أي وظائف أكثر من التربة. تقوم ديدان الأرض ، بالتحالف مع الكائنات الحية الدقيقة ، بتحويل النفايات العضوية المختلفة إلى أسمدة بيولوجية عالية الفعالية ذات بنية جيدة ، غنية بالعناصر الدقيقة والكبيرة ، والإنزيمات ، والنباتات الدقيقة النشطة ، مما يوفر تأثيرًا طويل الأمد (تدريجيًا طويل المدى) على النباتات.

لذلك ، من خلال ضمان تطوير الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، يزداد الغلة وتحسن جودتها. بعد كل شيء ، تتطور الكائنات الحية الدقيقة ، أي تقسم كل 20-30 دقيقة ، وفي وجود تغذية كافية ، تشكل كتلة حيوية كبيرة. إذا كان الثور الذي يزن 500 كجم في اليوم يشكل 0.5 كجم - 1 كجم ، فإن 500 كجم من الكائنات الحية الدقيقة يوميًا هي الكتلة الحيوية ، و 500 كجم من النباتات تخلق 5 أطنان من الكتلة الحيوية. لماذا لا يتم ملاحظة ذلك في التربة؟ ولهذا السبب ، تحتاج الكائنات الحية الدقيقة إلى الغذاء ، ومن ناحية أخرى ، هناك عوامل مختلفة تحد من ذلك ، لا سيما المبيدات الحشرية. على مساحة هكتار واحد ، نتيجة للنشاط الحيوي لميكروبات التربة ، يتم إطلاق 7500 م 3 من ثاني أكسيد الكربون خلال العام. وثاني أكسيد الكربون ضروري على حد سواء كمصدر لتغذية الكربون للنباتات ولإذابة أملاح حمض الفوسفوريك التي يصعب الوصول إليها وتحويل الفوسفور إلى شكل متاح لتغذية النبات. أولئك. حيث تعمل الكائنات الحية الدقيقة بشكل جيد ، ليست هناك حاجة لاستخدام الأسمدة الفوسفورية. لكن الكائنات الحية الدقيقة نفسها تحتاج إلى مادة عضوية.

في توازن المادة العضوية في التربة ، يكون دور النباتات المزروعة عظيمًا. يتم تسهيل تراكم الدبال في التربة من خلال الأعشاب المعمرة ، وخاصة البقوليات. بعد حصادها ، تبقى الكتلة النباتية في التربة المخصبة بالنيتروجين بسبب تثبيتها بواسطة بكتيريا العقيدات من الهواء. تقلل محاصيل الصفوف والخضروات (البطاطس ، والملفوف ، وما إلى ذلك) محتوى الدبال في التربة ، وذلك بسبب ترك كمية صغيرة من بقايا النباتات في التربة ، ويوفر نظام الحراثة العميقة إمدادًا مكثفًا من الأكسجين للطبقة الصالحة للزراعة ، ونتيجة لذلك ، يوفر تمعدنًا قويًا للمواد العضوية ، أي خسارته.

عند تحليل التربة ، غالبًا ما يؤخذ في الاعتبار عدد المجموعات الفسيولوجية الفردية للكائنات الحية الدقيقة. يتم ذلك عن طريق ما يسمى بطريقة العيار ، حيث يتم تلوث الوسائط الغذائية الانتقائية السائلة (الاختيارية) لمجموعات معينة من الكائنات الحية الدقيقة بتخفيفات مختلفة من معلق التربة. من خلال تحديد درجة التخفيف بعد التثبيت في منظم الحرارة ، والذي أظهر وجود المجموعة المرغوبة من الكائنات الحية الدقيقة ، يمكن بعد ذلك تحديد عدد ممثليها في التربة عن طريق إعادة الحساب البسيط. وبهذه الطريقة ، يكتشفون مدى ثراء التربة في النترات ، ومزيلات النتروجين ، ومتحلل السليلوز والكائنات الحية الدقيقة الأخرى.

لتوصيف نوع التربة وحالتها ، ليس فقط مؤشرات عدد المجموعات المختلفة من الكائنات الحية الدقيقة مهمة ، ولكن أيضًا تحليل الحالة في تربة الأنواع الفردية. مع استثناءات نادرة ، حتى المجموعات الفسيولوجية للكائنات الحية الدقيقة واسعة جدًا. يمكن للبيئة الخارجية أن تغير بشكل جذري تكوين الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، ولكن لها تأثير ضئيل أو معدوم على عدد مجموعاتها الفسيولوجية. لذلك ، عند تحليل التربة ، من المهم السعي لتحديد حالة الأنواع الفردية من الكائنات الحية الدقيقة.

من بين الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، يوجد ممثلون عن وحدات نظامية مختلفة يمكنها استيعاب ليس فقط المركبات العضوية سهلة الهضم ، ولكن أيضًا المواد الأكثر تعقيدًا ذات الطبيعة العطرية ، والتي تشمل هذه المركبات المميزة للتربة مثل مواد الدبال.

تشكلت جميع أنواع التربة على الأرض من صخور متنوعة جدًا ظهرت على السطح ، والتي تسمى عادةً الصخور الأم. تعمل الصخور الرسوبية السائبة بشكل أساسي كصخور مكونة للتربة ، حيث نادرًا ما تظهر الصخور النارية والمتحولة على السطح.

اعتبر مؤسس علم التربة العلمي ، في. ف. دوكوتشايف ، التربة كجسم خاص من الطبيعة ، ومميز كنبات أو حيوان أو معدن. وأشار إلى أن أنواع التربة المختلفة تتشكل في ظل ظروف مختلفة وأنها تتغير بمرور الوقت. حسب تعريف V. يتكون نوع التربة من: أ) الصخرة الأم ، ب) المناخ ، ج) الغطاء النباتي ، د) تضاريس البلد ، هـ) عمر عملية تكوين التربة.

في تطوير الأسس العلمية لعلوم التربة ، أشار V.V. Dokuchaev إلى الدور الهائل للكائنات الحية ، ولا سيما الكائنات الحية الدقيقة ، في تكوين التربة.

تزامنت فترة إبداع V.V.Dokuchaev مع وقت الاكتشافات العظيمة لـ L. Pasteur ، والتي أظهرت الأهمية الكبيرة للكائنات الحية الدقيقة في تحويل المواد المختلفة وفي العملية المعدية. في نهاية القرن الماضي وبداية هذا القرن ، تم إجراء عدد من الاكتشافات المهمة في مجال علم الأحياء الدقيقة ، والتي كانت ذات أهمية أساسية لعلوم التربة والزراعة. وجد ، على وجه الخصوص ، أن التربة تحتوي على عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. أعطى هذا سببًا للتفكير في الدور الأساسي للعامل الميكروبيولوجي في تكوين وحياة التربة.

بالتزامن مع V.V. Dokuchaev ، عمل عالم التربة البارز الآخر P. A. Kostychev 24 ، ص. 72. في دراسة بعنوان "تربة منطقة تشيرنوزم في روسيا ، أصلها وتكوينها وخصائصها" (1886) ، كتب أن الجيولوجيا لها أهمية ثانوية في مسألة تشيرنوزم ، لأن تراكم المواد العضوية يحدث في الطبقات العليا من الأرض ، متنوع جيولوجيًا ، و chernozem هي مسألة جغرافية النباتات العليا ومسألة فسيولوجيا النباتات السفلية التي تتحلل المادة العضوية. أجرى PA Kostychev سلسلة من التجارب لتوضيح دور المجموعات الفردية من الكائنات الحية الدقيقة في تكوين الدبال في التربة.

قدم الأكاديمي V. I. Vernadsky ، طالب V.V. Dokuchaev ، مساهمة كبيرة في مفهوم دور العامل البيولوجي في تحول الأرض وفي عملية تكوين التربة. كان يعتقد أن العامل الرئيسي في هجرة العناصر الكيميائية في الجزء العلوي من قشرة الأرض هي الكائنات الحية. لا يؤثر نشاطها على المواد العضوية فحسب ، بل يؤثر أيضًا على المواد المعدنية للتربة وطبقاتها التحتية.

منذ المراحل الأولى من تحول الصخور إلى تربة ، يظهر دور الكائنات الحية الدقيقة في عمليات تجوية المعادن بوضوح شديد. اعتبر العلماء البارزون V. I. Vernadsky و B. B. B. Polynov تجوية الصخور كنتيجة لنشاط النبات ، وخاصة الكائنات الحية المنخفضة. حتى الآن ، تم تأكيد وجهة النظر هذه من خلال كمية كبيرة من المواد التجريبية.

عادةً ما يكون المستوطنون الأوائل للصخور عبارة عن أشنات صغيرة الحجم ، والتي تشكل ألواحًا تشبه الأوراق ، والتي تتراكم تحتها كمية صغيرة من التربة الدقيقة. الأشنات ، كقاعدة عامة ، تتعايش مع بكتيريا رمية غير بوغية.

فيما يتعلق بعدد من العناصر ، تعمل الأشنات كمراكم لها. في التربة الناعمة تحت الغطاء النباتي الصخري ، تزداد كمية المواد العضوية والفوسفور وأكسيد الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم بشكل حاد.

من بين الكائنات الحية النباتية الأخرى التي تستقر على الصخور الأم ، يجب ملاحظة الطحالب المجهرية ، ولا سيما اللون الأزرق والأخضر والدياتومات. تعمل على تسريع عملية تجوية الألوميني سيليكات وعادة ما تعيش أيضًا مع البكتيريا غير المكونة للجراثيم.

من الواضح أن الطحالب تلعب دورًا مهمًا كمراكمات ذاتية التغذية للمواد العضوية ، والتي بدونها لا يمكن أن يستمر النشاط القوي للكائنات الدقيقة الرخامية. هذا الأخير ينتج مركبات مختلفة تسبب التجوية للمعادن. العديد من الطحالب الخضراء المزرقة تعمل على تثبيت النيتروجين وتثري الصخور القابلة للتدمير بهذا العنصر.

ربما يلعب الدور الرئيسي في عملية التجوية ثاني أكسيد الكربون والأحماض المعدنية والعضوية التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. هناك مؤشرات على أن بعض أحماض الكيتو لها تأثير تذويب قوي. لا يتم استبعاد إمكانية المشاركة في تجوية مركبات الدبال.

وتجدر الإشارة إلى أن العديد من البكتيريا تشكل مخاطًا ، مما يسهل الاتصال الوثيق بين الكائنات الحية الدقيقة والصخور. يحدث تدمير الأخير تحت تأثير منتجات النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة ، ونتيجة لتكوين مركبات معقدة بين مادة المخاط والعناصر الكيميائية التي تشكل الشبكات البلورية للمعادن. يجب اعتبار تجوية الصخور في الطبيعة كوحدة لعمليتين متعاكستين - تحلل المعادن الأولية وظهور المعادن الثانوية. يمكن أن تظهر معادن جديدة عندما تتفاعل المستقلبات الميكروبية مع بعضها البعض.

...

وثائق مماثلة

دراسة الظروف البيئية والعوامل النطاقية والداخلية لتكوين التربة. توصيف بنية قطاعات التربة ، التركيب الحبيبي ، الخصائص الفيزيائية والكيميائية والمائية للتربة ، تكوين أنواع التربة الزراعية البيئية.

ورقة المصطلح ، تمت إضافة 09/14/2011


توصيف العناصر المورفولوجية وخصائص التربة. أنواع هيكل التربة. نظام من الرموز لتحديد الآفاق الجينية للتربة. تأثير التركيب الكيميائي على لون التربة. تصنيف أورام التربة والادراج.

الملخص ، تمت الإضافة في 12/22/2013


الظروف الطبيعية وعوامل تكوين التربة. قائمة منهجية لأنواع التربة الرئيسية وخصائصها المورفولوجية. الخواص الفيزيائية المائية للتربة ، قياسها الحبيبي ، التجميعي والكيميائي ، الكثافة الظاهرية. طرق حماية التربة.

ورقة مصطلح تمت إضافتها في 02/07/2010


الحالة الفسيولوجية لمثبتات النيتروجين في أنواع التربة ، وتقييم قدرتها على التكيف. تحليل عينات التربة المأخوذة من مناطق منطقة نيجني نوفغورود. التعرف على سلالات جنس Azotobacter بالخصائص الثقافية والفسيولوجية.

أطروحة ، تمت إضافة 02/15/2014


عوامل وعمليات تكوين التربة ، وهيكل غطاء التربة موضوع الدراسة ، والأنواع الرئيسية للتربة. الخصائص التفصيلية لخطوط التربة ونسبتها في منطقة الدراسة. تقييم خصوبة التربة وأهميتها في زراعة الغابات.

ورقة مصطلح تمت إضافتها في 11/12/2010


عشيرة Ophiobolus hyphae بواسطة eubacteria و actinomycetes والفطريات في التربة الطبيعية. نشاط المضادات الحيوية لبعض الفطريات المنتجة بشكل خاص فيما يتعلق بالفطريات الأخرى. عدوى الحشرات التي تعيش في التربة ، وتكوين البكتيريا في التربة.

الملخص ، تمت الإضافة في 07/03/2011


الظروف الطبيعية لتكوين التربة: المناخ والتضاريس والصخور الأم والغطاء النباتي والهيدرولوجيا والهيدروغرافيا. تدابير لتحسين خصوبة التربة ، توصيات لاستخدامها. التجميع الزراعي وتصنيف التربة.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة 06/22/2013


تأثير الصخور والمناخ والتضاريس والغطاء النباتي على تكوين التربة. التركيب الحبيبي ، الخواص الفيزيائية ، النظام المائي للتربة الصالحة للزراعة. تحديد مؤشر التربة البيئي. التدابير الرئيسية لتحسين خصوبة التربة في المجموعات الزراعية.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 05/25/2012


خصائص التربة المالحة وتكوينها. ظروف تراكم الملح في التربة. كثافة الغطاء النباتي. مصادر الأملاح سهلة الذوبان. توزيع التربة المالحة. التعبير عن التربة المالحة في علم النظم وآفاق التشخيص.

الملخص ، تمت إضافة 2014/3/30


دراسة تأثير المحاصيل الزراعية على تكوين وديناميكية محاليل التربة. توزيع تربة الغابات الرمادية ، خصائص التكوين ، التشخيص ، الخصائص ، التصنيف ، الاستخدام. محتوى وتركيب المادة العضوية في التربة.

مقدمة ... 3

1. مراجعة الأدبيات ... 5

1.1 مفهوم النشاط الأنزيمي للتربة ... 5

1.2 تأثير المعادن الثقيلة على النشاط الأنزيمي

1.3 تأثير العوامل الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي للتربة ... 23

2. الجزء التجريبي ... 32

2.1 أغراض وطرق وشروط إجراء البحث ... 32

2.2. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي للتربة الرطبة البودزولية الملوثة بالرصاص ... 34

2.2.1. الخواص الكيميائية الزراعية للتربة عند تلوثها بالرصاص ومحتواها في تربة التجربة ... 34

2.2.2. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على إنتاجية محاصيل الحبوب الربيعية في المرحلة الأولى على التربة الملوثة بالرصاص ... 41

2.2.3. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي للتربة الملوثة بالرصاص ... 43

2.3 تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي لتربة سودي بودزوليك الملوثة بالكادميوم ... 54

2.3.1. الخصائص الكيميائية الزراعية للتربة عند تلوثها بالكادميوم ومحتواها في تربة التجربة ... 54

2.3.2. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على إنتاجية محاصيل الحبوب الربيعية في المرحلة الأولى على التربة الملوثة بالكادميوم ... 60

2.3.3. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي للتربة الملوثة بالكادميوم ... 62

2.4 تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي لتربة سودي بودزوليك الملوثة بالزنك ... 69

2.4.1. الخصائص الكيميائية الزراعية للتربة عند تلوثها بالزنك ومحتواها في تربة التجربة ... 69

2.4.2. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على إنتاجية محاصيل الحبوب الربيعية في المرحلة الأولى على التربة الملوثة بالزنك ... 75

2.4.3. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي

التربة الملوثة بالزنك ... 76

2.5 تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي لتربة سودي بودزوليك الملوثة بالنحاس ... 82

2.5.1. الخواص الكيميائية الزراعية للتربة عند تلوثها بالنحاس ومحتواها في تربة التجربة ... 83

2.5.2. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على إنتاجية محاصيل الحبوب الربيعية في المرحلة الأولى على التربة الملوثة بالنحاس ... 89

2.5.3. تأثير الخلفيات الكيميائية الزراعية على النشاط الأنزيمي

التربة الملوثة بالنحاس ... 90

الخاتمة ... 96

الاستنتاجات ... 99

المراجع ... 101

طلب

مقدمة

مقدمة.

يعد استخدام العوامل الكيميائية الزراعية في النظام الزراعي البيئي هو أهم شرط لتطوير الزراعة الحديثة. وهذا ما تمليه الحاجة إلى الحفاظ على مستوى خصوبة التربة وتحسينه ، وبالتالي الحصول على غلات عالية ومستقرة.

تؤدي العوامل الكيميائية الزراعية عددًا من الوظائف البيئية في التكاثر الزراعي (Mineev ، 2000). تتمثل إحدى أهم وظائف الكيمياء الزراعية في تقليل الآثار السلبية للتلوث التكنولوجي المحلي والعالمي للنظم الإيكولوجية الزراعية بالمعادن الثقيلة (HM) والعناصر السامة الأخرى.

تقلل العوامل الكيميائية الزراعية من التأثير السلبي لـ HM بعدة طرق ، بما في ذلك تعطيلها في التربة وتقوية وظائف الحاجز الفسيولوجي للنباتات التي تمنع HMs من دخولها. إذا كان هناك الكثير من المعلومات في الأدبيات حول مسألة تعطيل HM في التربة (Ilyin ، 1982 ، إلخ ، Obukhov ، 1992 ، Alekseev ، 1987 ، إلخ) ، فهناك دراسات منفصلة حول تعزيز الحاجز وظائف النباتات. نظرًا لتعزيز وظائف الحاجز الفسيولوجي تحت تأثير العوامل الكيميائية الزراعية ، فإن كمية أقل بكثير من HM تدخل النباتات في نفس المحتوى على خلفيات كيميائية زراعية مختلفة (Solov'eva ، 2002). يقترن تعزيز وظائف الحاجز بتحسين تغذية النبات ، ونتيجة لذلك ، تحسين الوضع البيولوجي في التربة.

هذه الوظيفة البيئية ، أي تحسين النشاط البيولوجي وهيكل التكاثر الميكروبي للتربة الملوثة بـ HMs تحت تأثير العوامل الكيميائية الزراعية ، ليس لديها بعد أدلة تجريبية كافية.

من المعروف أن بعض مؤشرات النشاط البيولوجي في حالة حدوث حالة إجهاد في التربة تتغير في وقت أبكر من

خصائص التربة الأخرى ، على سبيل المثال ، الخصائص الكيميائية الزراعية (Zvyagintsev ، 1989 ، Lebedeva ، 1984). النشاط الأنزيمي للتربة هو أحد هذه المؤشرات. أثبتت العديد من الدراسات التأثير السلبي للمعادن الثقيلة على نشاط الإنزيمات. في الوقت نفسه ، من المعروف أن العوامل الكيميائية الزراعية لها تأثير وقائي على النشاط الأنزيمي للتربة. لقد حاولنا النظر في هذه المشكلة ككل وتحديد ما إذا كانت الخصائص الوقائية البيئية للعوامل الكيميائية الزراعية تتجلى فيما يتعلق بالنشاط الأنزيمي للتربة عند تلوثها بالمعادن الحيوية وغير الحيوية. لا يمكن اكتشاف هذا الجانب من الوسائل الكيميائية الزراعية إلا في حالة وجود نفس الكمية من HMs في متغيرات مختلفة من التجربة ، وهذا ممكن فقط باستخدام نفس مؤشرات حموضة التربة. لم نتمكن من العثور على مثل هذه البيانات التجريبية في الأدبيات.

1. مراجعة الأدبيات

1.1 مفهوم النشاط الأنزيمي للتربة.

تتم جميع العمليات البيولوجية المرتبطة بتحويل المواد والطاقة في التربة بمساعدة الإنزيمات التي تلعب دورًا مهمًا في تعبئة المغذيات النباتية ، وكذلك تحديد شدة واتجاه أهم العمليات الكيميائية الحيوية المرتبطة تركيب وتحلل الدبال ، والتحلل المائي للمركبات العضوية ، ونظام الأكسدة والاختزال للتربة (1976 ؛ 1979 وغيرها).

يعتبر تكوين وعمل النشاط الأنزيمي للتربة عملية معقدة ومتعددة العوامل. وفقًا لمفهوم النظام البيئي ، فهي وحدة من عمليات الدخول المحددة إيكولوجيًا ، والاستقرار ، ومظهر نشاط الإنزيم في التربة (Khaziev ، 1991). تُعرَّف هذه الروابط الثلاثة بأنها كتل إنتاج وتثبيت وعمل الإنزيمات (Khaziev ، 1962).

تعتبر الإنزيمات الموجودة في التربة من المنتجات الأيضية للتكاثر الحيوي للتربة ، لكن الآراء حول مساهمة المكونات المختلفة في تراكمها متناقضة. يعتقد عدد من الباحثين (كوزلوف ، 1964 ، 1966 ، 1967 ؛ كراسيلنيكوف ، 1958 ؛ وآخرون) أن الدور الرئيسي في إثراء التربة بالأنزيمات ينتمي إلى إفرازات جذر النباتات ، والبعض الآخر (كاتسنلسون ، إرشوف ، 1958 ، إلخ. .) - حيوانات التربة ، الأغلبية (Galstyan، 1963؛ Peive، 1961؛ Zvyagintsev، 1979؛ Kozlov، 1966؛ Drobnik، 1955؛ Hofmann and Seegerer، 1951؛ Seegerer، 1953؛ Hofmann and Hoffmann، 1955،1961؛ Kiss et al . ، 1958 ، 1964 ، 1971 ؛ Sequi ، 1974 ؛ وآخرون) يرون أن البركة الأنزيمية في التربة تتكون من إنزيمات داخل الخلايا وخارجها ، خاصة من أصل جرثومي.

تشارك إنزيمات التربة في تكسير المخلفات النباتية والحيوانية والميكروبية ، وكذلك في تخليق الدبال. نتيجة للعمليات الأنزيمية ، المغذيات من الصعب هضمها

يتم تحويل المركبات إلى أشكال يسهل الوصول إليها للنباتات والكائنات الحية الدقيقة. تتميز الإنزيمات بالنشاط العالي بشكل استثنائي ، والخصوصية الصارمة للعمل ، والاعتماد الكبير على الظروف البيئية المختلفة. الميزة الأخيرة لها أهمية كبيرة في تنظيم نشاطهم في التربة (Khaziev ، 1982 و

النشاط الأنزيمي للتربة حسب (1979)

مصنوع من:

أ) الإنزيمات المعطلة خارج الخلية ؛

ب) الإنزيمات الحرة خارج الخلية ؛

ج) إنزيمات الخلايا الميتة داخل الخلايا ؛

د) إنزيمات داخل الخلايا وخارجها تكونت في ظل ظروف اصطناعية للتجربة وليست مميزة لهذه التربة.

لقد ثبت أن كل إنزيم يعمل فقط على مادة محددة جيدًا أو مجموعة مماثلة من المواد ونوع محدد جيدًا من الروابط الكيميائية. هذا بسبب خصوصيتها الصارمة.

بحكم طبيعتها البيوكيميائية ، جميع الإنزيمات عبارة عن مواد بروتينية جزيئية عالية. تقع سلسلة البروتينات متعددة الببتيد - الإنزيمات في الفضاء بطريقة معقدة للغاية ، فريدة من نوعها لكل إنزيم. مع ترتيب مكاني معين للمجموعات الوظيفية للأحماض الأمينية في الجزيئات 6).

يبدأ التحفيز الإنزيمي بتكوين مركب وسيط نشط ، وهو مركب الركيزة الإنزيمية. المركب هو نتيجة ارتباط جزيء الركيزة بالموقع النشط تحفيزيًا للإنزيم. في هذه الحالة ، يتم تعديل التكوينات المكانية لجزيئات الركيزة إلى حد ما. موجه جديد

يضمن وضع الجزيئات المتفاعلة على الإنزيم كفاءة عالية للتفاعلات الأنزيمية التي تقلل من طاقة التنشيط (خازيف ، 1962).

بالنسبة للنشاط التحفيزي للإنزيم ، ليس فقط المركز النشط للإنزيم هو المسؤول ، ولكن أيضًا الهيكل الكامل للجزيء ككل. يتم تنظيم معدل التفاعل الأنزيمي من خلال العديد من العوامل: درجة الحرارة ، ودرجة الحموضة ، وتركيزات الإنزيم والركيزة ، ووجود المنشطات والمثبطات. يمكن أن تعمل المركبات العضوية كمنشطات ، ولكن في كثير من الأحيان العديد من العناصر الدقيقة (Kuprevich ، Shcherbakova ، 1966).

التربة قادرة على تنظيم العمليات الأنزيمية التي تحدث فيها فيما يتعلق بالتغيرات في العوامل الداخلية والخارجية من خلال تنظيم عامل أو خيفي (Galstyan 1974 ، 1975). تحت تأثير المركبات الكيميائية التي تدخل التربة ، بما في ذلك الأسمدة ، يحدث تنظيم خيفي. يرجع تنظيم العامل إلى حموضة البيئة (الرقم الهيدروجيني) ، والتركيب الكيميائي والفيزيائي ، ودرجة الحرارة ، والرطوبة ، ونظام الماء والهواء ، وما إلى ذلك. تأثير خصائص التربة ومحتوى الدبال والكتلة الحيوية وعوامل أخرى على نشاط الإنزيمات المستخدمة في وصف النشاط البيولوجي للتربة غامض (Galstyan 1974؛ Kiss 1971؛ Dalai 1975؛ McBride 1989؛ Tiler 1978).

يمكن استخدام النشاط الأنزيمي للتربة كمؤشر تشخيصي لخصوبة أنواع التربة ، لأن نشاط الإنزيمات لا يعكس الخصائص البيولوجية للتربة فحسب ، بل يعكس أيضًا تغيراتها تحت تأثير العوامل البيئية الزراعية (Galstyan، 1967؛ Chunderova ، 1976 ؛ Chugunova ، 1990 ، وما إلى ذلك).

المسارات الرئيسية للإنزيمات لدخول التربة هي إنزيمات خارج الخلية للكائنات الحية الدقيقة وجذور النباتات التي تفرز خلال حياتها والإنزيمات داخل الخلايا التي تدخل التربة بعد موت كائنات التربة والنباتات.

عادةً ما يكون لإطلاق الإنزيمات في التربة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة وجذور النباتات طابع تكيفي في شكل استجابة لوجود أو عدم وجود ركيزة لعمل الإنزيم أو منتج التفاعل ، والذي يكون واضحًا بشكل خاص مع الفوسفاتيز. مع نقص الفوسفور المتنقل في الوسط ، تزيد الكائنات الحية الدقيقة والنباتات بشكل حاد من إطلاق الإنزيمات. بناءً على هذه العلاقة ، يعتمد استخدام نشاط فوسفاتيز التربة كمؤشر تشخيصي لتزويد النباتات بالفوسفور المتاح (Naumova ، 1954 ، Kotelev ، 1964).

لا يتم تدمير الإنزيمات ، التي تصل من مصادر مختلفة إلى التربة ، ولكنها تظل في حالة نشطة. يجب أن نفترض أن الإنزيمات ، كونها العنصر الأكثر نشاطًا في التربة ، تتركز حيث يكون النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة أكثر كثافة ، أي على السطح البيني بين غرويات التربة ومحلول التربة. لقد ثبت تجريبياً أن الإنزيمات الموجودة في التربة موجودة أساسًا في المرحلة الصلبة (Zvyagintsev ، 1979).

تم إجراء العديد من التجارب في ظل ظروف تثبيط تخليق الإنزيم في الخلايا الميكروبية باستخدام التولوين (Drobnik ، 1961 ؛ Beck and Poshenrieder ، 1963) ، والمضادات الحيوية (Kuprevich ، 1961 ؛ Kiss ، 1971) ، أو التشعيع (McLaren et al. ، 1957). أن التربة تحتوي على كمية كبيرة من "الإنزيمات المتراكمة" الكافية للقيام بتحويل الركيزة لبعض الوقت. من بين هذه الإنزيمات ، يمكن تسمية الإنفرتيز ، اليورياز ، الفوسفاتيز ، الأميليز ، إلخ. تكون الإنزيمات الأخرى أكثر نشاطًا في حالة عدم وجود مطهر ، مما يعني أنها تتراكم قليلاً في التربة (a - و P-galactosidase ، dextranase ، ليفاناز ، مالاتستيراز ، إلخ). لا تتراكم المجموعة الثالثة من الإنزيمات في التربة ، ويتجلى نشاطها فقط أثناء اندلاع النشاط الجرثومي ويتم تحفيزها بواسطة الركيزة. تم استلامه حتى الآن

تشير البيانات التجريبية إلى اختلاف في النشاط الأنزيمي للتربة من أنواع مختلفة (Konovalova ، 1975 ؛ Zvyagintsev ، 1976 ؛ Khaziev ، 1976 ؛ Galstyan ، 1974 ، 1977 ، 1978 ؛ وغيرها).

أكثر إنزيمات التربة المدروسة جيدًا هي hydrolases ، والتي تمثل فئة واسعة من الإنزيمات التي تقوم بتفاعلات التحلل المائي لمختلف المركبات العضوية المعقدة ، والتي تعمل على روابط مختلفة: الإستر ، الجلوكوزيد ، الأميد ، الببتيد ، إلخ. تلعب دورًا مهمًا في إثرائها.المغذيات المتنقلة والكافية للنباتات والكائنات الحية الدقيقة ، مما يؤدي إلى تدمير المركبات العضوية عالية الجزيئات. تشمل هذه الفئة إنزيمات اليورياز (الأميداز) ، والإنفرتيز (الكربوهيدرات) ، والفوسفاتاز (الفوسفوهيدرولاز) ، وما إلى ذلك ، والتي يعد نشاطها أهم مؤشر على النشاط البيولوجي للتربة (Zvyagintsev ، 1980).

اليورياز هو إنزيم يشارك في تنظيم التمثيل الغذائي للنيتروجين في التربة. يحفز هذا الإنزيم التحلل المائي لليوريا إلى الأمونيا وثاني أكسيد الكربون ، مما يتسبب في الانقسام المائي للرابطة بين النيتروجين والكربون في الجزيئات العضوية.

من إنزيمات استقلاب النيتروجين ، تمت دراسة اليورياز بشكل أفضل من غيره. توجد في جميع أنواع التربة. يرتبط نشاطها بنشاط جميع الإنزيمات الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي للنيتروجين (Galstyan ، 1980).

يوجد اليورياز في التربة في شكلين رئيسيين: داخل الخلايا وخارجها. سمح وجود اليوريا الحرة في التربة لـ Briggs و Segal (Briggs et al. ، 1963) بعزل الإنزيم في شكل بلوري.

يتم امتصاص جزء من اليورياز خارج الخلية عن طريق غرويات التربة التي لها قابلية عالية لليورياز. يحمي التواصل مع غرويات التربة الإنزيم من التحلل بواسطة الكائنات الدقيقة ويعزز تراكمه في التربة. كل تربة لها مستوى ثابت خاص بها من نشاط اليورياز ، والذي تحدده قدرة غرويات التربة ،

تظهر الخصائص الواقية العضوية بشكل أساسي (Zvyagintsev ، 1989).

في ملف التربة ، يُظهر أفق الدبال أعلى نشاط للإنزيم ؛ ويعتمد التوزيع الإضافي على طول المظهر الجانبي على الخصائص الوراثية للتربة.

نظرًا لاستخدام اليوريا على نطاق واسع كسماد نيتروجين ، فإن المشكلات المرتبطة بتحولاته تحت تأثير اليورياز مهمة عمليًا. يمنع نشاط اليورياز المرتفع في معظم أنواع التربة استخدام اليوريا كمصدر عالمي لتغذية النيتروجين ، حيث يؤدي ارتفاع معدل تحلل اليوريا بواسطة يورياز التربة إلى التراكم المحلي لأيونات الأمونيوم ، مما يؤدي إلى زيادة تفاعل الوسط مع القيم القلوية ، ونتيجة لذلك ، فقد النيتروجين من التربة على شكل أمونيا (Tarafdar J.C، 1997). عن طريق تكسير اليوريا ، يمنع اليورياز أزمرته إلى سيانات الأمونيوم السامة للضوء. على الرغم من أن اليوريا نفسها تستخدم جزئيًا بواسطة النباتات ، إلا أنه نتيجة للعمل النشط لليوريا ، لا يمكن تخزينها في التربة لفترة طويلة. في الدراسات التي أجراها عدد من العلماء ، لوحظ تطاير نيتروجين اليوريا على شكل أمونيا من التربة عند ارتفاع نشاط اليورياز ، وعندما تم إدخال مثبطات اليورياز المختلفة في التربة ، تباطأ التحلل المائي لليوريا وكانت الخسائر أقل (Tool P. O. ، Morgan M.A ، 1994). يتأثر معدل التحلل المائي لليوريا في التربة بدرجة الحرارة (Ivanov and Baranova ، 1972 ؛ Galstyan ، 1974 ؛ Cortez et al. ، 1972 ، إلخ) ، وحموضة التربة (Galstyan ، 1974 ؛ Moiseeva ، 1974 ، إلخ). تشبع التربة بالكربونات له تأثير سلبي (Galstyan، 1974) ، وجود الزرنيخ والزنك والزئبق وأيونات الكبريتات والنحاس ومركبات البورون بكميات كبيرة ، من المركبات العضوية الأمينات الأليفاتية ، و dehydrophenols والكينونات تثبط بشكل كبير اليورياز (بولسون ، 1970 ، بريجساتيل ، 1951).

يعد نشاط إنفرتيز أحد أكثر المؤشرات استقرارًا ، حيث يُظهر أوضح الارتباطات بالعوامل المؤثرة. أثبتت الدراسات (1966 ، 1974) وجود علاقة بين الإنفرتيز ونشاط الكربوهيدرات الأخرى في التربة.

تمت دراسة نشاط Invertase في العديد من أنواع التربة وتمت مناقشته في العديد من أوراق المراجعة (Aleksandrova and Shmurova ، 1975 ؛ Kuprevich and Shcherbakova ، 1971 ؛ Kiss وآخرون ، 1971 ، إلخ). ينخفض ​​نشاط الانفرتيز في التربة على طول المظهر الجانبي ويرتبط بمحتوى الدبال (Pukhitskaya and Kovrigo ، 1974 ؛ Galstyan ، 1974 ؛ Kalatozova ، 1975 ؛ Kulakovskaya and Stefankina ، 1975 ؛ Simonyan ، 1976 ؛ Toth ، 1987 ؛ إلخ). قد يكون الارتباط مع الدبال غائبًا مع محتوى كبير من الألومنيوم والحديد والصوديوم في التربة. تشير العلاقة الوثيقة بين نشاط إنفرتيز مع عدد الكائنات الحية الدقيقة في التربة ونشاطها الأيضي (Mashtakov et al. ، 1954 ؛ Katsnelson and Ershov ، 1958 ؛ Kozlov ، 1964 ؛ Chunderova ، 1970 ؛ Kiss ، 1958 ؛ Hofinann ، 1955 ، إلخ). الميزة في إنفرتازات التربة ذات الأصل الجرثومي. ومع ذلك ، لا يتم تأكيد هذا الاعتماد دائمًا (Nizova ، 1970) ؛ نشاط الإنفرتيز هو مؤشر أكثر استقرارًا وقد لا يكون مرتبطًا بشكل مباشر بالتقلبات في عدد الكائنات الحية الدقيقة (روس ، 1976).

وفقًا لتقرير (1974) ، فإن التربة ذات التركيب الحبيبي الثقيل لها نشاط إنزيمي أعلى. ومع ذلك ، هناك تقارير تفيد بأن الإنفرتيز يتم تعطيله بشكل ملحوظ عند الامتزاز بواسطة المعادن الطينية (Hofmann et al. ، 1961 ؛ Skujins ، 1976 ؛ Rawald ، 1970) وأن التربة التي تحتوي على نسبة عالية من montmorillonite لها نشاط إنفرتيز منخفض. لم يتم دراسة اعتماد نشاط الانفرتيز على رطوبة التربة ودرجة الحرارة بشكل كافٍ ، على الرغم من أن العديد من المؤلفين يعزون التغيرات الموسمية في النشاط إلى الظروف المائية الحرارية.

تمت دراسة تأثير درجة الحرارة على النشاط المحتمل للإنفرتيز بالتفصيل (1975) ، وتحديد درجة الحرارة المثلى عند حوالي 60 درجة مئوية ، وعتبة تعطيل الإنزيم بعد تسخين التربة عند 70 درجة مئوية ، وإيقاف النشاط الكامل بعد ثلاث ساعات من تسخين عند 180 درجة مئوية.

نظر العديد من المؤلفين في نشاط إنفرتيز للتربة اعتمادًا على النباتات النامية (Samtsevich and Borisova ، 1972 ؛ Galstyan ، 1974 ؛ Ross 1976 ؛ Cortez et al. ، 1972 ، إلخ). يساهم تطور عملية المرج ، وتشكيل عشب كثيف تحت الغطاء العشبي في زيادة نشاط إنفرتيز (Galstyan ، 1959). ومع ذلك ، هناك أعمال لم يثبت فيها تأثير النباتات على نشاط الانفرتيز (Konovalova ، 1975).

في التربة ، توجد كمية كبيرة من الفوسفور على شكل مركبات عضوية ، والتي تأتي مع بقايا النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة المحتضرة. يتم إطلاق حمض الفوسفوريك من هذه المركبات عن طريق مجموعة ضيقة نسبيًا من الكائنات الحية الدقيقة التي تحتوي على إنزيمات معينة من الفوسفاتيز (Chimitdorzhieva et al. ، 2001).

من بين إنزيمات استقلاب الفوسفور ، تمت دراسة نشاط أحادي الفوسفور الفوسفوري بشكل كامل (Aleksandrova، Shmurova، 1974؛ Skujins J. J.، 1976؛ Kotelev et al.، 1964). منتجو الفوسفاتيز هم أساسًا خلايا الكائنات الحية الدقيقة في التربة (Krasilnikov and Kotelev ، 1957 ، 1959 ؛ Kotelev et al. ، 1964).

يتم تحديد نشاط الفوسفاتيز في التربة من خلال خصائصها الوراثية وخصائصها الفيزيائية والكيميائية ومستوى الثقافة الزراعية. من بين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة ، تعتبر الحموضة مهمة بشكل خاص لنشاط الفوسفاتيز. تربة Soddy-podzolic وتربة الغابات الرمادية ، التي لها تفاعل حمضي ، تحتوي بشكل أساسي على الفوسفاتازات الحمضية ؛ في التربة ذات التفاعل القلوي قليلاً ، تسود الفوسفاتاز القلوية. وتجدر الإشارة إلى أن النشاط الأمثل للحمضية

يقع الفوسفاتيز في المنطقة الحمضية ضعيفة ، حتى عندما تكون التربة شديدة الحموضة (Khaziev، 1979؛ Shcherbakov et al.، 1983، 1988). تؤكد هذه الحقيقة أهمية الجير في التربة الحمضية لتسريع التحلل المائي للفوسفات العضوي المعقد وإثراء التربة بالفوسفور المتاح.

يرجع التوزيع المميز الملحوظ للفوسفاتيز في التربة اعتمادًا على حموضتها إلى تكوين البكتيريا. تعمل المجتمعات الميكروبية التي تتكيف مع ظروف بيئية معينة في التربة ، والتي تفرز الإنزيمات النشطة في ظل هذه الظروف.

يعتمد نشاط الفوسفاتيز الكلي في التربة على محتوى الدبال والفوسفور العضوي ، وهو ركيزة الإنزيم.

تتميز Chernozems بأعلى نشاط للفوسفاتيز. في تربة الغابات الرمادية والبودزولية والرمادية ، يكون نشاط الفوسفاتيز منخفضًا. يرجع النشاط المنخفض لهذه التربة الحمضية إلى الامتصاص القوي للفوسفاتاز بواسطة معادن التربة. بسبب المحتوى المنخفض من المواد العضوية في مثل هذه التربة ، يكون السطح الممتز للمعادن أكثر تعرضًا مما هو عليه في chernozems عالية الدبال ، حيث يتم تغطية معادن الطين بمواد عضوية مرطبة.

نشاط الفوسفاتيز ديناميكي خلال موسم النمو. في المراحل النشطة لنمو النبات في درجات حرارة عالية للتربة ورطوبة كافية في أشهر الصيف ، يكون نشاط الفوسفاتيز في التربة هو الحد الأقصى (Evdokimova ، 1989).

في بعض أنواع التربة ، لوحظ وجود علاقة بين نشاط الفوسفاتيز والعدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة (Kotelev et al. ، 1964 ؛ Aliev and Gadzhiev ، 1978 ، 1979 ؛ Arutyunyan ، 1975 ، 1977 ؛ وغيرها) وعدد الكائنات الحية الدقيقة التي تمعدن العضوية. مركبات الفوسفور (Ponomareva et al. ، 1972) ، في الآخرين - علاقة نشاط الفوسفاتيز بالعدد

لم يتم إنشاء الكائنات الحية الدقيقة (راميريز مارتينيز ، 1989). يتجلى تأثير الدبال في طبيعة التغيير في نشاط الإنزيم على طول المظهر الجانبي ، عند مقارنة التربة بدرجات مختلفة من محتوى الدبال وتنفيذ إجراءات زراعة التربة (Aleksandrova and Shmurova، 1975؛ Arutyunyan، 1977). تشير دراسات العديد من المؤلفين إلى الاعتماد المباشر لنشاط الفوسفاتيز للتربة على محتوى الفوسفور العضوي في التربة (Gavrilova et al. ، 1973 ؛ Arutyunyan ، Galstyan ، 1975 ؛ Arutyunyan ، 1977 ؛ وآخرون).

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في الانتظام العام لتشكيل تجمع الفوسفاتيز في التربة.

جزء كبير من إجمالي الفسفور في التربة عبارة عن مركبات الفسفور العضوي: الأحماض النووية والنيوكليوتيدات والفيتين والليسيثين وما إلى ذلك. لا تمتص النباتات معظم الفوسفات العضوي الموجود في التربة بشكل مباشر. ويسبق امتصاصها التحلل المائي الأنزيمي بفوسفوهيدرولازات. ركائز فوسفاتات التربة عبارة عن مواد دبالية محددة ، بما في ذلك فوسفور الأحماض الدبالية ، بالإضافة إلى المركبات الفردية غير المحددة التي تمثلها الأحماض النووية والفوسفوليبيدات والبروتينات الفوسفورية ، وكذلك الفوسفات الأيضي. يتراكم الأول في التربة نتيجة للتكوين الحيوي للمواد الدبالية ، أما الأخير ، كقاعدة عامة ، فيدخل إلى التربة بمخلفات نباتية ويتراكم فيها كمنتجات للتفاعلات الأيضية الوسيطة.

دور النباتات العليا في تكوين تجمع الفوسفاتيز للتربة المستخدمة في الزراعة أقل من دور الكائنات الحية الدقيقة ويرتبط بشكل أساسي بدخول مخلفات المحاصيل وإفرازات الجذور إلى التربة ، وهو ما تؤكده بيانات و (1994). ) ، الذي درس تأثير المحاصيل الزراعية المختلفة على نشاط التحلل المائي

وأنزيمات الأكسدة والاختزال. الفوسفاتيز ، الإنفرتيز ، البروتياز ، اليورياز ، الكاتلاز على تربة الخث الرقيقة. كان نشاط الفوسفاتيز متماثلًا تقريبًا في جميع المحاصيل: الشعير ، البطاطس ، البورسود ، وفقط أكثر قليلاً تحت الحشائش المعمرة ، بينما تباين نشاط الإنزيمات الأخرى بشكل كبير اعتمادًا على طبيعة استخدام التربة.

، (1972) زيادة في نشاط الفوسفاتيز في جذور القمح والبقوليات ، والتي قد تترافق مع زيادة في عدد الكائنات الحية الدقيقة في الجذور ونشاط الفوسفاتيز خارج الخلية في الجذور. من وجهة نظر الكيماويات الزراعية ، فإن النتيجة النهائية مهمة - نمو تجمع التربة الأنزيمي مع زيادة قوة أنظمة جذر النبات.

يؤدي استنفاد agrocenoses في النباتات إلى انخفاض في تأثير الجذور ، ونتيجة لذلك ، إلى انخفاض في نشاط فوسفاتيز التربة. لوحظ انخفاض كبير في نشاط الفوسفاتيز في التربة أثناء زراعة الزراعة الأحادية. إن إدراج التربة في دوران المحاصيل يخلق ظروفًا لتحسين عمليات التحلل المائي ، مما يؤدي إلى زيادة التمثيل الغذائي لمركبات الفوسفور. (إفدوكيموفا ، 1992)

(1994) درس التربة الرديئة البودزولية المتكونة تحت نباتات طبيعية (حرجية) ذات تركيبة مختلفة وحدد توزيع نشاط الفوسفاتيز في ملف التربة ، والنسبة بين الأشكال المتغيرة والمستقرة للأنزيمات ، وتغيرها المكاني والزماني. لقد ثبت أنه في التربة المتكونة تحت الغطاء النباتي الطبيعي للغابات ، تختلف الآفاق الوراثية في نشاط الفوسفاتيز ، والذي يرتبط توزيعه في الملف الشخصي ارتباطًا وثيقًا بمحتوى الدبال. وفقا للبيانات لوحظ أعلى نشاط للفوسفاتيز في طبقة الفرشاة ، ثم انخفض عدة مرات في الطبقة التراكمية الدبالية وانخفض بشكل حاد في طبقة التربة.

أقل من 20 سم في التربة تحت غابة التنوب (نباتات حرجية). يوجد توزيع مختلف قليلاً تحت نباتات المروج: الحد الأقصى للنشاط في الأفق الحمص أقل بمقدار 1.5 - مرتين في الأفق التراكمي الدبال ، ولم يلاحظ انخفاض كبير آخر إلا بعد 40-60 سم. بناءً على ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن أقصى مساهمة في تكوين تجمع الفوسفاتيز تحت الغطاء النباتي الطبيعي يتم توفيره بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ومخلفات النباتات كركيزة ، بينما تلعب إفرازات الجذر والإنزيمات داخل الخلايا بعد الوفاة دورًا أصغر إلى حد ما.

تعتمد شدة العمليات البيوكيميائية في التربة ومستوى خصوبتها على ظروف وجود الكائنات الحية التي تزود التربة بالإنزيمات ، وعلى العوامل التي تساهم في تثبيت الإنزيمات في التربة وتنظيمها الفعلي. نشاط.

1.2 تأثير المعادن الثقيلة والعناصر النزرة على النشاط الأنزيمي للتربة.

أحد الاتجاهات الواعدة لاستخدام النشاط الأنزيمي لتشخيص الخواص البيولوجية للتربة هو تحديد مستوى تلوث التربة ب HMs.

يمكن أن تتراكم المعادن الثقيلة ، التي تدخل التربة في شكل مركبات كيميائية مختلفة ، إلى مستويات عالية ، مما يشكل خطرًا كبيرًا على الأداء الطبيعي لحيوان التربة. تم تجميع قدر كبير من البيانات في الأدبيات التي تشير إلى التأثير السلبي لتلوث التربة مع HMs على الكائنات الحية في التربة. عندما يكون التوازن الكيميائي في التربة مضطربًا ، تنشأ حالة مرهقة. هناك أدلة على أن المؤشرات البيولوجية تتفاعل في وقت أبكر من المؤشرات الكيميائية الزراعية مع الظروف المتغيرة التي تؤثر على خصائص التربة المختلفة (Lebedeva ،

فهرس

وفقًا لنوع التفاعلات المحفزة ، يتم تقسيم جميع الإنزيمات المعروفة إلى ست فئات:

1. Oxidoreductases تحفيز تفاعلات الأكسدة والاختزال.

2. هيدروليسات تحفز تفاعلات الانقسام المائي للروابط داخل الجزيئية في مركبات مختلفة.

3. التحويلات التي تحفز تفاعلات النقل بين الجزيئات أو داخل الجزيئية لمجموعة كيميائية والمخلفات مع النقل المتزامن للطاقة الموجودة في الروابط الكيميائية.

4. Ligases (synthetases) التي تحفز تفاعلات اتصال جزيئين ، إلى جانب انقسام روابط فيرو فوسفات لـ ATP أو ثلاثي فوسفات آخر مشابه.

5. لييز يحفز تفاعلات الانقسام غير المائي أو إضافة مجموعات كيميائية مختلفة من المركبات العضوية إلى روابط مزدوجة.

6 ، Isomerases تحفز تفاعلات تحويل المركبات العضوية إلى أيزومراتها.

إن إنزيمات الأكسدة والأوكسيات والهيدرولات ، والتي تعتبر مهمة للغاية في الديناميكا الحيوية للتربة ، تنتشر على نطاق واسع في التربة وتدرس بشيء من التفصيل.

كاتالاز

(H 2 O 2: H 2 O 2 -oxidoreductase)

يحفز الكاتلاز تحلل بيروكسيد الهيدروجين بتكوين الماء والأكسجين الجزيئي:

H 2 O 2 + H 2 O 2 O 2 + H 2 O.

يتكون بيروكسيد الهيدروجين أثناء تنفس الكائنات الحية ونتيجة لتفاعلات كيميائية حيوية مختلفة لأكسدة المواد العضوية. يتم تحديد سمية بيروكسيد الهيدروجين من خلال تفاعله العالي ، والذي يظهر من خلال الأكسجين المفرد ، * O 2. يؤدي تفاعله العالي إلى تفاعلات أكسدة غير منضبطة. يتمثل دور الكاتلاز في أنه يدمر بيروكسيد الهيدروجين ، وهو مادة سامة للكائنات الحية.

يتم توزيع الكاتلاز على نطاق واسع في خلايا الكائنات الحية ، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة والنباتات. تظهر التربة أيضًا نشاطًا عاليًا للكتلاز.

تعتمد طرق تحديد نشاط الكاتلاز في التربة على قياس معدل تحلل بيروكسيد الهيدروجين أثناء تفاعله مع التربة عن طريق حجم الأكسجين المنطلق (طرق قياس الغاز) أو مقدار البيروكسيد غير المتكون ، والذي يتم تحديده عن طريق معايرة برمنجان أو طريقة قياس الألوان باستخدام تشكيل المجمعات الملونة.

إي. Dadenko و K.Sh. Kazeev ، وجد أن نشاط الكاتلاز لجميع الإنزيمات يتناقص إلى أقصى حد أثناء تخزين العينات ، لذلك يجب أن يتم تحديده في الأسبوع الأول بعد أخذ العينات.

الطريقة أ. جالستيان

تقدم التحليل. لتحديد نشاط الكاتلاز ، يتم استخدام جهاز من سحاحتين متصلتين بخرطوم مطاطي مملوءين بالماء ويوازنان مستواه. يشير الحفاظ على مستوى معين من الماء في السحاحات إلى تحقيق توازن درجة الحرارة في الجهاز. يتم إدخال عينة (1 جم) من التربة في إحدى حجرات الدورق المزدوج. يُسكب 5 مل من محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3٪ في الحجرة الأخرى للقارورة. يتم إغلاق القارورة بإحكام بسدادة مطاطية بأنبوب زجاجي متصل بسحاح القياس بخرطوم مطاطي.

يتم إجراء التجربة عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، حيث سيكون معدل التفاعل مختلفًا عند درجات حرارة مختلفة ، مما يؤدي إلى تشويه النتائج. من حيث المبدأ ، ليست درجة حرارة الهواء هي المهمة ، ولكن درجة حرارة البيروكسيد ، يجب أن تكون 20 درجة مئوية. إذا كانت درجة حرارة الهواء أعلى بكثير من 20 درجة مئوية (في الصيف) ، فمن المستحسن حمل خارج التحليل في الطابق السفلي أو في غرفة باردة أخرى. يوصى في مثل هذه الحالات باستخدام حمام مائي بدرجة حرارة 20 درجة مئوية بالكاد يكون فعالاً.

يتم ملاحظة بداية التجربة بواسطة ساعة توقيت أو ساعة رملية في اللحظة التي يتم فيها خلط البيروكسيد مع التربة ، واهتزاز محتويات الوعاء. يتم رج الخليط أثناء التجربة بأكملها ، محاولًا عدم لمس القارورة بيديك ، ممسكًا بها من السدادة. يزيح الأكسجين المنطلق الماء من السحاحة ، ويلاحظ مستواه بعد دقيقة ودقيقتين. التوصية بتحديد كمية الأكسجين كل دقيقة لمدة 3 دقائق بسبب استقامة تفاعل تحلل البيروكسيد يزيد فقط من الوقت الذي يقضيه في التحليل.

تسمح هذه التقنية لباحث واحد بتحليل نشاط الكاتلاز لأكثر من 100 عينة في اليوم. من الملائم إجراء التحليل معًا ، باستخدام 5-6 سفن. في الوقت نفسه ، يشارك شخص واحد بشكل مباشر في التحليل ويراقب مستوى السحاحة ، ويراقب الثاني الوقت ويسجل البيانات ويغسل الأوعية.

خدم التربة المعقمة بالحرارة الجافة (180 درجة مئوية) كعنصر تحكم. بعض أنواع التربة والمركبات والمعادن لها نشاط عالٍ من تحلل البيروكسيد غير العضوي حتى بعد التعقيم - ما يصل إلى 30-50٪ من إجمالي النشاط.

يتم التعبير عن نشاط الكاتلاز بالملليترات من O2 المنطلق في دقيقة واحدة من 1 جرام من التربة.

الكواشف: 3٪ محلول H 2 O 2. يجب فحص تركيز البيرهيدرول بشكل دوري ، ويتم تحضير محلول العمل مباشرة قبل التحليل. لتحديد تركيز البيرهيدرول على ميزان تحليلي ، يتم وزن 1 غرام من H 2 O 2 في دورق حجمي بسعة 100 مل ، ويتم ضبط الحجم على العلامة ويهتز. ضع 20 مل من المحلول الناتج في قوارير مخروطية سعة 250 مل (3 مكررات) ، أضف 50 مل من الماء المقطر و 2 مل من 20٪ H 2 SO 4. ثم تمت معايرته بـ 0.1 ن. محلول KMnO 4. 1 مل من محلول KMnO 4 يتوافق مع 0.0017008 جم من H 2 O 2. بعد تحديد تركيز البيرهيدرول ، يتم تحضير محلول 3٪ عن طريق التخفيف بالماء المقطر. يتم تحضير محلول المعايرة KMnO 4 من المثبت ويحتفظ به لعدة أيام لتأسيس العيار.

ديهيدروجينازات

(الركيزة: NAD (P) -oxidoreductase).

تحفز نازعة الهيدروجين تفاعلات الأكسدة والاختزال عن طريق نزع الهيدروجين من المواد العضوية. يذهبون وفقًا للمخطط التالي:

AN 2 + V A + VN 2

في التربة ، يمكن أن تكون ركيزة نزع الهيدروجين عبارة عن مركبات عضوية غير محددة (كربوهيدرات ، أحماض أمينية ، كحول ، دهون ، فينولات ، إلخ) ومركبات محددة (مواد دبالية). تعمل نازعة الهيدروجين في تفاعلات الأكسدة والاختزال كناقل للهيدروجين وتنقسم إلى مجموعتين: 1) الهوائية ، وتحويل الهيدروجين المعبأ إلى أكسجين الهواء ؛ 2) اللاهوائية ، والتي تنقل الهيدروجين إلى الإنزيمات المقبولة الأخرى.

الطريقة الرئيسية لاكتشاف عمل نازعات الهيدروجين هي تقليل المؤشرات ذات إمكانات الأكسدة المنخفضة ، مثل أزرق الميثيلين.

لتحديد نشاط نازعات الهيدروجين في التربة ، يتم استخدام أملاح التترازوليوم عديمة اللون (2،3،5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد - TTX) كهيدروجين ، والتي يتم تقليلها إلى مركبات فورمازان حمراء (ثلاثي فينيل فورمازان - TFF).

تقدم التحليل. يتم وضع جزء موزون (1 جم) من التربة المحضرة بعناية من خلال قمع في قاع أنبوب الاختبار بسعة 12-20 مل ويخلط جيدًا. أضف 1 مل من محلول ركيزة نزع الهيدروجين 0.1 م (الجلوكوز) و 1 مل من محلول TTX المحضر حديثًا 1٪. توضع أنابيب الاختبار في anaerostat أو مجفف مفرغ. يتم التحديد في ظل ظروف لاهوائية ، حيث يتم إخلاء الهواء بخلخلة تبلغ 10-12 ملم زئبق. فن. لمدة 2-3 دقائق وضعي منظم الحرارة لمدة 24 ساعة عند 30 درجة مئوية. عند احتضان التربة بالركائز ، لا يضاف التولوين كمطهر ، منذ ذلك الحين ؛ يمنع بشدة عمل نازعات الهيدروجين. تم استخدام التربة المعقمة (عند 180 درجة مئوية لمدة 3 ساعات) والركائز بدون تربة كعناصر تحكم. بعد الحضانة ، يضاف 10 مل من الكحول الإيثيلي أو الأسيتون إلى القوارير ، ورجها لمدة 5 دقائق. يتم ترشيح محلول TPP الملون الناتج وقياس الألوان. مع تلوين مكثف للغاية ، يتم تخفيف المحلول بالكحول (الأسيتون) 2-3 مرات. استخدم حواجز 10 مم ومرشح ضوئي بطول موجي 500-600 نانومتر. يتم حساب كمية فورمازان بالملغم من المنحنى القياسي (0.1 مجم في 1 مل). يتم التعبير عن نشاط نازعة الهيدروجين بالملجم TTP لكل 10 جرام من التربة لمدة 24 ساعة ، وخطأ التحديد يصل إلى 8٪.

الكواشف:

1) محلول 1٪ من 2،3،5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد ؛

2) 0.1 مولار من محلول الجلوكوز (يذوب 18 جم من الجلوكوز في 1000 مل من الماء المقطر) ؛

3) الكحول الإيثيلي أو الأسيتون ؛

4) ثلاثي فينيل فورمازان للمقياس القياسي. لتجميع منحنى المعايرة ، قم بإعداد سلسلة من المحاليل في الكحول الإيثيلي ، الأسيتون أو التولوين بتركيز فورمازان (من 0.01 إلى 0.1 مجم فورمازان في 1 مل) والقياس الضوئي الضوئي كما هو موضح أعلاه.

في حالة عدم وجود فورمازان ، يتم الحصول عليه عن طريق تقليل TTX بهيدروسلفيت الصوديوم (كبريتيت الأمونيوم ، ومسحوق الزنك في وجود الجلوكوز). التركيز الأولي لمحلول TTX هو 1 مجم / مل. يضاف هيدروسلفيت الصوديوم المتبلور إلى 2 مل من محلول TTX الأولي عند طرف إبرة الوخز. يؤخذ فورمازان المترسب في 10 مل من التولوين. يحتوي هذا الحجم من التولوين على 2 مجم فورمازان (0.2 مجم / مل). مزيد من التخفيف يستعد حلول العمل للمقياس.

إنفرتيز

(β-fructofuranosidase ، سوكريز)

إنفرتيز هو كربوهيدراز ، وهو يعمل على رابطة β-fructofuranosidase في السكروز والرافينوز والجنتيانوز وما إلى ذلك. هذا الإنزيم يحلل السكروز بشكل فعال مع تكوين السكريات المختزلة - الجلوكوز والفركتوز:

إنفرتيز

ج 12 س 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

السكروز الجلوكوز الفركتوز

يتم توزيع Invertase على نطاق واسع في الطبيعة ويوجد في جميع أنواع التربة تقريبًا. تم العثور على نشاط انفرتيز عالي جدا في تربة المروج الجبلية. يرتبط نشاط إنفرتيز بوضوح بمحتوى الدبال وخصوبة التربة. يوصى عند دراسة تأثير الأسمدة لتقييم فعاليتها. تعتمد طرق تحديد نشاط إنفرتيز التربة على الحساب الكمي لخفض السكريات وفقًا لبرتراند وعلى التغيرات في الخواص البصرية لمحلول السكروز قبل وبعد التعرض للإنزيم. يمكن استخدام الطريقة الأولى لدراسة إنزيم ذي سعة واسعة جدًا من النشاط وتركيز الركيزة. تعد طرق الاستقطاب والقياس الضوئي أكثر تطلبًا على تركيز السكريات وغير مقبولة للتربة التي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية ، حيث يتم الحصول على المحاليل الملونة ؛ لذلك ، فإن هذه الطرق ذات استخدام محدود في دراسات التربة.

1

تم إجراء دراسة عن النشاط الأنزيمي للتربة في النظم الزراعية في منطقة الفولغا العليا ، والتي تشكلت في تجارب ثابتة طويلة الأجل على تربة الغابات الرمادية البودزولية وتربة الغابات الرمادية ، من أجل تقييم حالتها البيئية. في تربة soddy-podzolic للنظم الإيكولوجية للغابات ، يبلغ متوسط ​​مستوى نشاط إنفرتيز 21.1 مجم جلوكوز / 1 جرام من التربة ، وفي تربة النظم الزراعية يبلغ 8.6 مجم جلوكوز / 1 جرام من التربة. قلل الاستخدام الزراعي من نشاط الإنفرتيز بمعدل 2.5 مرة. يُلاحظ انخفاض شديد في إنفرتيز على خلفية صفرية ، حيث يتم اتخاذ تدابير زراعية سنويًا لزراعة المحاصيل ، دون إدخال مواد الأسمدة. كان متوسط ​​نشاط اليورياز في تربة النظم الإيكولوجية الزراعية 0.10 مجم N-NH4 / 1 جم من التربة ، وكان أعلى قليلاً في تربة النظم الإيكولوجية للغابات - 0.13 مجم N-NH4 / 1g ، والذي يرجع في المقام الأول إلى الخصائص الوراثية للسودي. - تربة بودزوليك ومستوى خصوبتها. على تربة الغابة الرمادية ، لم يكن للمستوى المدروس للحمل الزراعي تأثير سلبي على نشاط إنزيمات التربة ، ولكن على العكس من ذلك ، هناك اتجاه لزيادة نشاطها على الأراضي الصالحة للزراعة ، والذي يصاحبه تعبئة النشاط الكلي للعمليات البيولوجية في التربة مقارنة بالبيئة البور. تجلت شدة التأثير على غطاء التربة بالطرق التكنولوجية المختلفة في انخفاض مؤشرات النشاط الأنزيمي فقط في التربة الرديئة البودزولية. من الناحية البيئية ، يمكن اعتبار هذه النتائج كعلامة على استجابة غطاء التربة للضغوط البشرية الخارجية.

المناظر الطبيعية الزراعية

إنفرتيز

كاتاتاس

الاحمق podzolic

تربة الغابات الرمادية

النشاط الأنزيمي

1. ويتر أ. زراعة التربة كعامل في تنظيم خصوبة التربة / ألف. ويتر ، في. توروسوف ، في. جارماشوف ، S.A. جافريلوف. - م: Infra-M، 2014. - 174 ص.

2. Dzhanaev Z.G. الكيمياء الزراعية وبيولوجيا التربة في جنوب روسيا / Z.G. دجاناييف. - م: دار النشر بجامعة موسكو الحكومية ، 2008. - 528 ص.

3. Zvyagintsev D.G. بيولوجيا التربة / م. زفياغينتسيف ، ن. بابيفا. - م ، 2005. - 520 ص.

4 - زينتشينكو م. الإمكانات الأنزيمية للمناظر الطبيعية الزراعية لتربة الغابات الرمادية في Vladimir opol'e / M.K. زينتشينكو ، إس. Zinchenko // نجاحات العلوم الطبيعية الحديثة. - 2015. - رقم 1. - س 1319-1323.

5. زينتشينكو م. تفاعل النباتات الدقيقة في تربة الغابات الرمادية مع الاستخدام طويل الأمد لأنظمة الأسمدة بمستويات مختلفة من التكثيف / M.K. زينتشينكو ، إل جي. Stoyanova // إنجازات العلوم والتكنولوجيا للمجمع الصناعي الزراعي. - 2016. - رقم 2. - ت 30. - ص 21-24.

6. إمتسيف ف. علم الأحياء الدقيقة: كتاب مدرسي للجامعات / ف. يمتسيف. - م: بوستارد ، 2005. - 445 ص.

7. Enkina O.V. الجوانب الميكروبيولوجية للحفاظ على خصوبة Kuban chernozems / O.V. إنكينا ، ن. كوروبسكي. - كراسنودار ، 1999. - 140 ص.

8. طرق ميكروبيولوجيا التربة والكيمياء الحيوية. [محرر. ج. زفياجينتسيف]. - م: دار النشر بجامعة موسكو الحكومية 1991. - 292 ص.

9. Khaziev F.Kh. النشاط الأنزيمي للتربة من agrocenoses وآفاق دراستها / F.Kh. خازيف ، أ. جولكو // علوم التربة. - 1991. - رقم 8. - س 88-103.

10. Khaziev F.Kh. طرق إنزيمات التربة / F.Kh. خازيف. - م: نوكا ، 2005. - 254 ص.

يتم التعبير عن الوظائف الزراعية البيئية للتربة من خلال بعض الخصائص المعيارية الكمية والنوعية ، وأهمها المؤشرات البيولوجية. ترجع عمليات تحلل بقايا النباتات ، وتوليف وتمعدن الدبال ، وتحويل أشكال المغذيات التي يصعب الوصول إليها إلى أشكال قابلة للهضم للنباتات ، ومسار التحلل ، والنترة ، وتثبيت النيتروجين الحر في الهواء نشاط الكائنات الحية الدقيقة في التربة.

تحدث عمليات التمثيل الغذائي والطاقة أثناء تحلل المركبات العضوية وتوليفها ، وتحويل العناصر الغذائية التي يصعب هضمها إلى أشكال يسهل الوصول إليها للنباتات والكائنات الحية الدقيقة ، بمشاركة الإنزيمات. لذلك ، فإن النشاط الأنزيمي للتربة هو أهم مؤشر تشخيصي لتأثير الحمل البشري المنشأ على أنظمة التربة. هذا ينطبق بشكل خاص على النظم الايكولوجية الزراعية التي لها تأثير زراعي سنوي على التربة. يعد تحديد نشاط إنزيمات التربة أمرًا مهمًا للغاية لتحديد درجة تأثير التدابير الزراعية والعوامل الكيميائية الزراعية على نشاط العمليات البيولوجية ، من أجل الحكم على معدل تعبئة العناصر العضوية الرئيسية.

هدف البحثكان تقييم الحالة البيئية للتربة في النظم الزراعية في منطقة الفولغا العليا من حيث النشاط الأنزيمي. كانت أهداف الدراسة عبارة عن تربة بودزوليك بدرجات متفاوتة من البودزول وتربة الغابات الرمادية على المناظر الطبيعية البكر والمزروعة المجاورة.

مواد وطرق البحث

نظرًا لأنه يمكن الحصول على بيانات موضوعية حول خصوبة التربة ونشاطها البيولوجي في تجارب ثابتة طويلة الأجل ، فقد تم أخذ عينات من التربة للدراسة في متغيرات من التجارب الثابتة طويلة الأجل التي تقع على أساس معهد كوستروما لبحوث الزراعة ، التابع لشركة Ivanovo Agricultural. الأكاديمية ، ومعهد فلاديمير لبحوث الزراعة. نتيجة لذلك ، تم تحليل نشاط الإنزيم في التربة الطينية الخفيفة podzolic (التجربة 1 ، Kostroma) ، التربة الطينية الخفيفة podzolic المتوسطة (التجربة 2 ، Ivanovo) ؛ تربة طينية متوسطة للغابات الكبريتية (تجربة 3 ، سوزدال).

من أجل التمكن من تحديد درجة تأثير الأنواع المختلفة من الأحمال البشرية على تربة النظم الإيكولوجية الزراعية ، قمنا بدراسة عينات التربة المرجعية للنظم الإيكولوجية غير المضطربة المجاورة للأراضي التجريبية. كانت المتغيرات البكر للتربة الرديئة البودزولية مناطق تحت غابة الصنوبر مع خليط من الأخشاب الصلبة. تتشكل تربة الغابات الرمادية للأرض المراحة طويلة الأجل تحت غابات عريضة الأوراق مع وجود غابات وفيرة في الغطاء الأرضي.

تتميز تربة الغابات الرمادية في فلاديمير أوبولي بتراكم متوسط ​​للمواد العضوية. محتوى الدبال في الأفق A1 (A p) هو 1.9 - 4٪ ؛ أفق الدبال رقيق (17-37 سم). قيمة الحموضة ، المميزة لهذه التربة ، أقل من التربة الرديئة البودزولية ، حيث تسود التربة الحمضية الضعيفة (рН = 5.2-6.0). لذلك ، تتميز تربة الغابات الرمادية في منطقة فلاديمير بمؤشرات كيميائية زراعية أكثر ملاءمة مقارنة بالتربة الرديئة البودزولية. تم إجراء تجربة ميدانية ثابتة على تربة الغابات الرمادية في عام 1997 لدراسة فعالية أنظمة الزراعة التكيفية للمناظر الطبيعية (ALAS). في المتغيرات المدروسة ، من أجل دوران 6 حقول ، يتم تقديم ما يلي: على خلفية صفرية - السماد 40 طن / هكتار (في المرة الواحدة) ؛ في المتوسط ​​- N 240 R 150 K 150 ؛ معدن عالي الكثافة - N 510 R 480 K 480 ؛ عضوي عالي الكثافة - سماد 80 طن / هكتار (في المرة الواحدة) + N 495 R 300 K 300.

محتوى الدبال في تربة قطعة الأرض التجريبية لأكاديمية إيفانوفو الزراعية هو 1.92 ٪ ؛ الرقم الهيدروجيني xl - 4.6-6.4 ؛ P 2 O 5 - 170-180 مجم / كجم من التربة ، K 2 O - 110-170 مجم / كجم من التربة. سمك الطبقة الصالحة للزراعة 21-23 سم وبدأت التجربة عام 1987. تم أخذ عينات التربة في دورة محصولية رباعية الحقول على خلفية طبيعية (N 30 P 60 K 60) وفقًا لطريقتين للحراثة - الحرث على عمق 20-22 سم (S) والقطع المسطح بدون قالب حتى 20 - 22 سم (PO).

تميزت خصوبة التربة الرديئة البودزولية للتجربة الثابتة طويلة الأمد لمعهد كوستروما لبحوث الزراعة خلال فترة أخذ العينات بالمؤشرات المتوسطة التالية: محتوى الدبال 1.39-1.54٪؛ الرقم الهيدروجيني xl - 4.6-6.4 ؛ P 2 O 5 - 105-126 مجم / كجم ؛ K 2 O - 104-156 مجم / كجم. تم إجراء تجربة حقلية ثابتة طويلة المدى لدراسة تأثير الجير على خواص التربة وإنتاج المحاصيل عام 1978. أجريت الدراسات في تناوب المحاصيل السبعة الحقول. لهذا العمل ، تم اختيار عينات التربة في المتغيرات N 45 P 45 K 45 - صفر الخلفية ؛ - عادي و Ca 2.5 (N 135 R 135 K 135) - شديد. كان المحسن في التجربة هو دقيق الدولوميت ، الذي تم إدخاله مرة واحدة عند وضع التجربة بجرعة 25 طن / هكتار في الوزن المادي لمتغير Ca 2.5 (NPK) 3. في المتغير Ca 0.5 + Ca 0.5 (NPK) 1 ، تم استخدام المحسن جزئيًا ، لأول مرة - في بداية التجربة بجرعة 5 طن / هكتار ، 0.5 حموضة تحلل ؛ مرة أخرى - في نهاية الدورة الرابعة في عام 2007 في الخريف ، تحت الحرث ، بجرعة 3.2 طن / هكتار ، 0.5 من متطلبات الحموضة المائي.

في عينات التربة ، تم تحديد ما يلي: نشاط الكاتلاز بطريقة قياس الغاز وفقًا لـ Galstyan ، نشاط الانفرتيز بطريقة I.N. روميكو ، إس. نشاط Malinovskaya و urease بطريقة T.A. شيرباكوفا. يرتبط نشاط إنزيمات التربة هذه ارتباطًا مباشرًا بتحويل الكربون والنيتروجين وعمليات الأكسدة والاختزال ، وبالتالي يميز الحالة الوظيفية للكائنات الدقيقة في التربة. يتيح التحديد الشامل لهذه المعلمات إمكانية تحديد اتجاه التغييرات بدقة أكبر في نشاط المجموعة الأنزيمية لأنواع التربة.

أجريت الدراسات البيوكيميائية لنشاط الإنزيم في الفترة من 2011-2013. في طبقة التربة من 0-20 سم ، حيث أن النشاط البيولوجي الرئيسي وأعلى إنتاج حيوي متأصلان في الطبقات العليا من ملف التربة ، المخصب إلى أقصى حد في المواد العضوية ، مع النظام الحراري المائي والهواء الأكثر ملاءمة للنباتات الدقيقة.

نتائج البحث والمناقشة

أهم رابط في دورة الكربون في الطبيعة هو مرحلة التحويل الأنزيمي للكربوهيدرات في بيئة التربة. يضمن حركة المواد العضوية التي تدخل التربة بكميات كبيرة والطاقة المتراكمة فيها وكذلك تراكمها في التربة على شكل دبال ، حيث تتشكل مكونات ما قبل الدبال في هذه الحالة.

المخلفات النباتية التي تدخل التربة تتكون من 60٪ كربوهيدرات. تم العثور على السكريات الأحادية والثنائية والسكريات (السليلوز ، الهيميسليلوز ، النشا ، إلخ) في التربة. من الواضح أن التأثيرات الزراعية البيئية التي تؤدي إلى تغيرات في الحالة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للتربة تؤثر على نشاط إنزيمات استقلاب الكربوهيدرات. يتم عرض البيانات المتعلقة بنشاط إنفرتيز التربة في الجدول 1.

الجدول 1

نشاط إنفرتيز في تربة النظم الايكولوجية الزراعية

	موقع أخذ العينات	النظم الايكولوجية الزراعية	نشاط إنفرتيز ، ملجم جلوكوز / 1 جم من التربة خلال 40 ساعة
الاحمق بودزوليك تربة طينية خفيفة	كوستروما	غابة (مراقبة)
		خلفية صفرية N 45 R 45 K 45
		طبيعي Ca 0.5 + Ca 0.5 (N 45 R 45 K 45)
		كثيف كاليفورنيا 2.5 (شمال 135 ص 135 ك 135)
متوسط ​​بودزوليك الاحمق طمي خفيف		غابة (مراقبة)
		عادي N 30 R 60 K 60
		عادي N 30 R 60 K 60
		إيداع (تحكم)
		* خلفية صفرية
		شمال 30-60 ص 30-60 ك 30-60
		كثافة عالية المعدنية شمال 120 ر 120 ك 120
		N 120 R 120 K 120 ؛ سماد 80 طن / هكتار + N 90

ملحوظة: في الجدول ، تم إعطاء جرعات الأسمدة على تربة الغابات الرمادية خلال فترة الدراسة.

تم الكشف عن أن متوسط ​​مستوى نشاط الانفرتيز في التربة الرخوة للنظم البيئية للغابات هو 21.1 مجم جلوكوز / 1 جرام من التربة ، وفي تربة النظم الزراعية - 8.6 مجم جلوكوز / 1 جرام من التربة. أي أن الاستخدام الزراعي للأراضي الصالحة للزراعة كان له تأثير كبير على نشاط الإنفرتيز ، حيث قلل منه بمعدل 2.5 مرة.

يُلاحظ انخفاض شديد في إنفرتيز على خلفية صفرية ، حيث يتم اتخاذ تدابير زراعية سنويًا لزراعة المحاصيل ، دون إدخال مواد الأسمدة. قد يكون هذا بسبب تدفق طفيف من المونة في شكل بقايا المحاصيل الجذرية ، وكذلك التغيير في الخصائص الفيزيائية والكيميائية نتيجة الحرث.

لا يقلل الاستخدام الزراعي لتربة الغابات الرمادية بشكل كبير من نشاط التمثيل الغذائي للكربوهيدرات مقارنة بالتربة البور. في مناطق الإراحة طويلة الأجل ، يبلغ متوسط ​​نشاط الانفرتيز 50.0 مجم من الجلوكوز لكل 1 جرام من التربة لمدة 40 ساعة ، وهو أعلى بنسبة 9 ٪ من المتوسط ​​في الأراضي الصالحة للزراعة. كان التباين في قيم الإنزيم في تربة الغابات الرمادية للنظم الزراعية على مدار عامين من البحث (2012-2013) V = 7.6 ٪ ، بمتوسط ​​XS = 45.8 مجم جلوكوز / 1 جرام من التربة لمدة 40 ساعة. يظهر تأثير أنظمة الأسمدة على نشاط الإنفرتيز بشكل أكثر وضوحًا مقابل الخلفية المتوسطة. في هذا المتغير ، كانت مؤشرات نشاط الإنزيم أعلى بكثير (НСР 05 = 2.9) مقارنة بخلفيات التكثيف الأخرى. لذلك ، عند استخدام جرعات متوسطة من الأسمدة ، يتم تهيئة الظروف المواتية لتحويل المركبات العضوية للسلسلة العطرية إلى مكونات الدبال. يتم تأكيد ذلك من خلال البيانات المتعلقة بمحتوى الكربون العضوي ، حيث تم تجميع الحد الأقصى من احتياطيات الدبال على خلفية متوسطة تبلغ 3.62 ٪.

أحد المؤشرات المفيدة للنشاط الأنزيمي للتربة هو نشاط اليورياز. يعتبر العديد من الباحثين نشاط اليورياز كمؤشر على قدرة التنظيف الذاتي للتربة الملوثة بمواد غريبة عضوية. يرتبط عمل اليورياز بالانقسام المائي للرابطة بين النيتروجين والكربون (CO-NH) في جزيئات المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين. في النظم الإيكولوجية الزراعية ، تشير الزيادة السريعة في نشاط اليورياز أيضًا إلى القدرة على تراكم نيتروجين الأمونيا في التربة. لذلك ، لاحظ العديد من الباحثين وجود علاقة إيجابية بين نشاط اليورياز ومحتوى النيتروجين والدبال في التربة.

يتضح حقيقة أن تربة البودزوليك الموصوفة سيئة الإمداد بالركيزة العضوية الأولية من خلال النشاط المنخفض لهذا الإنزيم (الجدول 2). في دراساتنا ، كان متوسط ​​نشاط اليورياز في تربة النظم الإيكولوجية الزراعية 0.10 مجم N-NH 4 / 1g من التربة ، وهو أعلى قليلاً في تربة النظم الإيكولوجية للغابات - 0.13 مجم N-NH 4 / 1g ، وهو ما يرجع في المقام الأول إلى الخصائص الوراثية للتربة الرديئة البودزولية ومستوى خصوبتها.

الجدول 2

زيادة النشاط في تربة النظم الزراعية

	موقع أخذ العينات	النظم الايكولوجية الزراعية	نشاط اليوريا ، ملجم N-NH 4/1 جم من التربة في 4 ساعات
الاحمق بودزوليك تربة طينية خفيفة	كوستروما	غابة (مراقبة)
		خلفية صفرية N 45 R 45 K 45
		طبيعي Ca 0.5 + Ca 0.5 (N 45 R 45 K 45)
		كثيف كاليفورنيا 2.5 (شمال 135 ص 135 ك 135)
متوسط ​​بودزوليك الاحمق طمي خفيف		غابة (مراقبة)
		عادي N 30 R 60 K 60
غابة رمادية متوسطة التربة الطفيلية		إيداع (تحكم)
		خلفية صفرية
		شمال 30-60 ص 30-60 ك 30-60
		كثافة عالية المعدنية شمال 120 ر 120 ك 120
		عضوية معدنية عالية الكثافة N 120 R 120 K 120 ؛ سماد 80 طن / هكتار + N 90

على مستوى الأحياء الطبيعية ، تم الحفاظ على نشاط اليورياز في التجربة 1 ، حيث شملت التدابير الزراعية ، بالإضافة إلى استخدام الأسمدة المعدنية ، تجيير التربة. على خلفية انخفاض محتوى أيونات الهيدروجين والألمنيوم في التربة - معقد امتصاص ، لوحظ استقرار نشاط الإنزيم.

تؤدي زراعة تربة البودزوليك دون الإدخال المنتظم لمواد الجير ، حتى مع استخدام جرعات متوسطة من الأسمدة المعدنية ، عن طريق الحرث باستخدام لوحة القوالب والتفكيك المسطح (التجربة 2) إلى انخفاض نشاط اليورياز مقارنة بنظيراتها الطبيعية.

تشير الدراسات التي أجريت على تربة الغابات الرمادية إلى أن مستوى نشاط اليورياز في هذه التربة ، في المتوسط ​​، أعلى بمقدار 2.5 مرة من تربة البودزوليك ، ويرجع ذلك إلى نشأة تكوين التربة ومستوى خصوبتها. يتضح هذا من خلال بيانات كل من البيئات الحيوية الطبيعية للترسبات وتربة النظم الإيكولوجية الزراعية. وجد العديد من الباحثين أن نشاط اليورياز يتناسب طرديا مع كمية الكربون العضوي في التربة.

على مستوى البيئات الحيوية الطبيعية ، لوحظ مؤشر نشاط اليورياز مقابل خلفية عضوية عضوية شديدة الكثافة - 0.34 مجم N-NH 4 / 1g تربة (التجربة 3). على خلفية عضوية معدنية شديدة الكثافة ، تم زيادة مستوى نشاط اليورياز بالنسبة للنظم الإيكولوجية الزراعية الأخرى والمراحيض. هذا يرجع أولاً وقبل كل شيء إلى حقيقة أنه خلال فترة البحث في هذا الخيار ، تم إدخال 80 طن / هكتار من السماد ، مما أدى إلى إثراء التربة بالمواد العضوية الطازجة واليوريا وحفز تطوير مجمع البكتريا البولية. كما هو الحال في تربة البورصة طويلة الأمد ، مع الاستخدام طويل الأمد للأسمدة العضوية المعدنية ، تتشكل المادة العضوية بأكبر نسبة من الكربون إلى النيتروجين (C: N). يتوافق هذا النوع من المواد العضوية مع أعلى نشاط لليورياز. يشير الاتجاه الملحوظ إلى قدرة تربة هذه النظم البيئية على التراكم المكثف لنيتروجين الأمونيا. نشاط إنزيم منخفض بشكل ملحوظ (عند HSR 05 = 0.04) في تربة النظم الإيكولوجية الزراعية الأخرى. لوحظ أدنى مؤشر (0.21 مجم N-NH 4 / 1g) مقابل خلفية معدنية عالية الكثافة ، حيث تم استخدام جرعات عالية فقط من الأسمدة المعدنية لمدة 18 عامًا. يمكن الافتراض أنه عند استخدام الأسمدة المعدنية فقط ، بسبب عدم وجود ركيزة طاقة معينة ، تتناقص المجموعة البيئية والغذائية من البكتيريا التي تنتج اليورياز في تجمع الميكروبات في التربة.

بالنظر إلى النشاط الأنزيمي للتربة ، يجب الانتباه إلى أكسدة منتجات التحلل المائي للمركبات العضوية مع تكوين مواد ما قبل الدبالية. تحدث هذه التفاعلات بمشاركة الأكسدة أوكتازات ، والممثل المهم لها هو الكاتلاز. يميز نشاط الكاتلاز عمليات التولد الحيوي للمواد الدبالية. توضح قيم مؤشرات نشاط الكاتلاز في تربة البودزوليك التقلبات المكانية والزمانية ، ولكنها بشكل عام تظهر تقلبات في نطاق 0.9-2.8 مل من O 2/1 جم من التربة في الدقيقة. (الجدول 3). في النظم الإيكولوجية الزراعية للتربة البودزولية المتكونة في منطقتي إيفانوفو وكوستروما ، تكون مؤشرات نشاط الكاتلاز على مستوى نظيراتها الطبيعية (تربة الغابات). أي أن درجة الحمل البشري لم يكن لها تأثير كبير على عمليات التكوُّن الحيوي للمواد الدبالية. يتقدمون بنفس الكثافة في كل من تربة هذه النظم الزراعية وتربة البيئات الطبيعية. هذا اتجاه إيجابي ، لأن تكوين النظم الإيكولوجية الزراعية في تربة سودي-بودزوليك بتركيبة حبيبية خفيفة ، دون استخدام الأسمدة العضوية ، يمكن أن يسبب زيادة في نشاط الكاتلاز. إن الزيادة في نشاط الإنزيم يميز التحول المكثف للمواد الدبالية في التربة نحو تمعدنها ، من أجل تزويد المحاصيل المزروعة بالمغذيات. يمكن أن يؤدي تنشيط هذه العمليات إلى انخفاض محتوى الدبال في التربة وانخفاض الخصوبة المحتملة للتربة.

الجدول 3

نشاط الكاتلاز في تربة النظم الزراعية

	موقع أخذ العينات	النظم الايكولوجية الزراعية	نشاط الكاتلاز ، مل O 2/1 جم من التربة في الدقيقة
الاحمق بودزوليك تربة طينية خفيفة	كوستروما	غابة (مراقبة)
		خلفية صفرية N 45 R 45 K 45
		طبيعي Ca 0.5 + Ca 0.5 (N 45 R 45 K 45)
		كثيف كاليفورنيا 2.5 (شمال 135 ص 135 ك 135)
متوسط ​​بودزوليك الاحمق طمي خفيف		غابة (مراقبة)
		عادي N 30 R 60 K 60 (OV)
		طبيعي N 30 R 60 K 60
غابة رمادية متوسطة التربة الطفيلية		إيداع (تحكم)
		خلفية صفرية
		شمال 30-60 ص 30-60 ك 30-60
		كثافة عالية المعدنية شمال 120 ر 120 ك 120
		عضوية معدنية عالية الكثافة N 120 R 120 K 120 ؛ سماد 80 طن / هكتار + N 90

معامل التباين في قيم نشاط الكاتلاز في تربة الغابات الرمادية للنظم الإيكولوجية الزراعية هو V = 18.6٪. بشكل عام ، توجد تقلبات في حدود 1.8-2.9 مل من O 2/1 جم من التربة. في المستوى الحالي للحمل البشري المنشأ على الأراضي الصالحة للزراعة ، هناك ميل لتنشيط عمليات الأكسدة والاختزال مقارنة بالتربة البور. لوحظ أعلى نشاط لهذه العمليات مع استخدام جرعات متوسطة من الأسمدة ، والتي تتميز بزيادة كبيرة في نشاط الكاتلاز (عند HSR 05 = 0.4) مقابل خلفية متوسطة للتكثيف. ويرجع ذلك إلى الإثراء الكافي للتربة بالمواد العضوية وتحسين نظام تحويلها بسبب زيادة عدد وتعبئة البركة الميكروبية للأراضي الصالحة للزراعة.

لتقييم درجة التأثير الزراعي على نشاط الإنزيمات المختلفة ولتحديد النشاط الإنزيمي الكلي لكل نظام بيئي زراعي في وحدات قابلة للمقارنة ، استخدمنا طريقة O.V. إنكينا. من الممكن أن نحكم بشكل أكثر دقة على مستوى النشاط الأنزيمي للخلفيات الزراعية الفردية من خلال تفسير المواد التجريبية الواسعة إذا قارنا نشاطهم مع عنصر التحكم (في حالتنا ، مع تربة النظم البيئية الطبيعية) ، مع الأخذ في الاعتبار مؤشرات نشاطهم الأنزيمي بنسبة 100٪ . وهذا يعني أن درجة تأثير الحمل البشري المنشأ على مجموعات مختلفة من الإنزيمات تنعكس من خلال نسبة مؤشرات نشاطها في النظم الزراعية إلى نظائرها الطبيعية (الجدول 4).

نتيجة للبحث ، وجد أنه في معظم تربة البودزوليك في المنطقة ، يكون مستوى النشاط الأنزيمي للمناظر الطبيعية الزراعية أقل من نظيراتها الطبيعية. انخفضت القدرة الإنزيمية للتربة soddy-podzolic في التجربة 1 (Kostroma) بنسبة 31 ٪ مقارنةً بالمجموعة الضابطة ، وفي التجربة 3 (Ivanovo) - بنسبة 24 ٪. على الخلفيات المدروسة في هذه التجارب ، تم استخدام جرعات متوسطة وعالية من الأسمدة المعدنية. غالبًا ما يؤدي الاستخدام طويل الأمد للأسمدة المعدنية ، وخاصة الأسمدة النيتروجينية ، إلى تعطيل الخلفية البيئية لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة المفيدة في التربة ذات الخصوبة المنخفضة المحتملة. يحدث هذا ، كقاعدة عامة ، بسبب تحمض محلول التربة ، ووجود أيونات الألومنيوم والحديد في مجمع امتصاص التربة ، وإفرازات جذر النباتات ، مما يؤدي إلى التكاثر النشط للفطريات المجهرية ، مما يساهم في زيادة في السمية البيولوجية للتربة. في هذه الحالة ، لا تكون التغييرات السلبية مصحوبة بإعادة هيكلة بنية التكاثر الميكروبي فحسب ، بل أيضًا بانخفاض النشاط الأنزيمي للتربة ، وفقدان الخصوبة المحتملة والفعالة.

الجدول 4

مستوى النشاط الأنزيمي لتربة النظم الزراعية (٪ من تربة النظم البيئية الطبيعية)

موقع أخذ العينات	النظم الايكولوجية الزراعية	كاتالاز		إنفرتيز	متوسط ​​نشاط الانزيم
كوستروما	غابة (مراقبة)
	خلفية صفرية
	طبيعي
	كثيف
	متوسط ​​حسب الخبرة ،٪
	غابة (مراقبة)
	طبيعي
	طبيعي
	متوسط ​​حسب الخبرة ،٪
	معادن عالية الكثافة
	عضوية معدنية عالية الكثافة
	متوسط ​​حسب الخبرة ،٪

وبالتالي ، فإن المؤشرات الرئيسية للنشاط الأنزيمي للتربة البودزولية ، المرتبطة بخصوبتها الفعالة ، تكون أعلى في النظم البيئية الطبيعية منها في التربة الصالحة للزراعة.

مع زيادة مستوى خصوبة التربة ، يتم تخفيف تأثير العوامل الزراعية على الإمكانات الأنزيمية للتربة إلى حد ما. هذا ما نلاحظه في النظم الزراعية لتربة الغابات الرمادية. وجد أنه خلال 3 سنوات من البحث ، تم تشكيل أعلى قدرة إنزيمية على خلفية متوسطة تبلغ 108 ٪. أدى متوسط ​​جرعات الأسمدة العضوية والمعدنية (40 طنًا / هكتارًا من السماد الطبيعي مرة كل 6 سنوات) إلى زيادة نشاط الكاتلاز والإنفرتيز في التربة ، وهو ما يميز تنشيط تخليق المواد الدبالية.

خاتمة

لقد ثبت أن المستوى المدروس للحمل الزراعي على تربة الغابات الرمادية لم يكن له تأثير سلبي على نشاط إنزيمات التربة ، ولكن على العكس من ذلك ، هناك اتجاه لزيادة نشاطها على الأراضي الصالحة للزراعة ، والذي يصاحبه تكثيف النشاط الكلي للعمليات البيولوجية في التربة مقارنة بالبيئة البور. تجلت شدة التأثير على غطاء التربة بالطرق التكنولوجية المختلفة في انخفاض في مؤشرات النشاط الأنزيمي للتربة الصخرية. من الناحية البيئية ، يمكن اعتبار هذه النتائج كعلامة على استجابة غطاء التربة للضغوط البشرية الخارجية.

من أجل الاستخدام الرشيد لخصوبة التربة وحمايتها ، يجب استخدام مؤشرات النشاط الأنزيمي في المراقبة الحيوية والتشخيص الحيوي للتربة. هذا مهم بشكل خاص عند تنفيذ مهام الإنتاج في الزراعة.

رابط ببليوغرافي

Zinchenko M.K.، Zinchenko S.I.، Borin A.A.، Kamneva O.P. النشاط الإنزيمي للتربة الزراعية في منطقة فولغا العليا // المشكلات الحديثة في العلوم والتعليم. - 2017. - رقم 3 .؛
URL: http://science-education.ru/ru/article/view؟id=26458 (تاريخ الوصول: 02/01/2020). نلفت انتباهكم إلى المجلات التي تصدرها دار النشر "أكاديمية التاريخ الطبيعي".