Мұнаймен ластанған кезде топырақтың ферментативті белсенділігінің өзгеруі. Мұнаймен ластану кезіндегі топырақтың ферментативті белсенділігінің өзгеруі Топырақ ферменттерінің табиғаты

Органикалық қосылыстардың ыдырауы мен синтезі, сіңуі қиын заттардың ауысуы кезіндегі зат және энергия алмасу процестері. қоректік заттарФерменттердің қатысуымен өсімдіктер мен микроорганизмдер оңай қол жетімді формаларға айналады.

Инвертаза ферменті (α-фруктофураносидаза) әртүрлі көмірсулардың глюкоза мен фруктоза молекулаларына ыдырауын катализдейді.

Көптеген деректер инвертаза белсенділігінің топырақтың биологиялық белсенділігімен, ондағы органикалық заттардың мөлшерімен, танаптық дақылдардың шығымдылығымен және ауыл шаруашылығында пайдалану кезінде топырақта болатын өзгерістермен байланысын растайды (Хазиев Ф.Х., 1972 ж.). ;Галстян А.Ш., 1978; Васильева Л.И., 1980).

Жер жырту тереңдігінің жоғарылауымен инвертаза белсенділігі артады жоғарғы қабаттопырақ аздап төмендеді, бұл топырақтың осы қабатының сарқылуымен түсіндіріледі, өйткені терең жырту кезінде өсімдік қалдықтарының негізгі мөлшері төменгі қабаттарға енеді. Егіннен кейінгі қалдықтардың көп бөлігінің топырақты қалыпсыз өңдеу кезінде топырақтың жоғарғы қабатында жиналуы өсімдік вегетациясының соңына қарай 30–40 см қабаттағы инвертаза белсенділігінің 5–15%-ға төмендеуіне әкеледі.

Ұрықтанған фонда тек жыртқаннан кейін инвертаза белсенділігі орта есеппен 5%-ға артты. Топырақты өңдеудің қалыпты емес әдістеріне сәйкес тыңайтқыштар бұл ферменттің белсенділігіне әсер етпеді.

Уреазаның әрекеті құрамында азот бар органикалық қосылыстардың молекулаларындағы азот пен көміртегі (CO-IN) арасындағы байланыстың гидролитикалық ыдырауымен байланысты. Сондықтан көптеген зерттеушілер уреаза белсенділігі мен топырақтағы азот пен қарашірік мөлшері арасындағы оң корреляцияны атап өтеді. Алайда уреазаның белсенділігі тек қарашіріктің жалпы мөлшеріне ғана емес, оның сапасына да тәуелді, негізінен көміртегі мен азоттың қатынасының мәнімен корреляцияланады (С: 14). Көміртегінің азотқа қатынасы ең кең органикалық заттар ең жоғары уреаза белсенділігіне сәйкес келеді, көміртегінің азотқа қатынасының төмендеуімен ферменттің белсенділігі де төмендейді. Бұл, В.Д. Муха және Л.И. Васильева, уреазаның топырақтағы құрамында азоты бар органикалық қосылыстардың айналу процестеріне реттеуші әсерін көрсетеді. Біздің зерттеулерімізде топырақ өңдеу нұсқаларының ішінде уреазаның ең жоғары белсенділігі 20-22 см тереңдікте жырту кезінде байқалды.Еңдеуді тереңдету бұл ферменттің белсенділігінің айтарлықтай төмендеуіне әкелді. Сонымен, өсімдіктердің вегетациясының басында, 0-40 см топырақ қабатында 35-37 см жырту, 20-22 см қалыпты тереңдікте жыртуға қарағанда аммиак 20% аз өндірді (орташа 1980-1982 жж. 1 г ауа-құрғақ топыраққа мг YN 3).

Топырақтағы органикалық заттардың айналу процестерінің қарқындылығы мен бағыты тотығу-тотықсыздану ферменттерінің полифенолоксидаза және пероксидаза белсенділігімен де анықталады. Полифенолоксидаза хош иісті қатардағы органикалық қосылыстарды гумустың компоненттеріне айналдыруға қатысады (Мишустин Е.Н. және т.б., 1956, Кононова М.М., 1963, 1965). Гуминді заттардың ыдырауында пероксидаза мен каталаза үлкен орын алады (Никитин Д.И., 1960). Зерттеушілер гумустың ыдырауы мен пероксидаза белсенділігі арасындағы жоғары оң корреляцияны және полифенолоксидаза белсенділігімен дерлік функционалды теріс корреляцияны атап өтеді (Чундерова А.И., 1970, Дулгеров А.Н., 1981). Пероксидаза мен полифенолоксидаза функцияларының қарама-қарсы бағытталуы және оларды қолданудың бір объектісі А.И. Чундерова «қарашірік жинақтау коэффициенті» тұжырымдамасын ұсынады, оның мәні топырақ полифенолоксидаза белсенділігінің пероксидаза белсенділігіне қатынасымен анықталады.

Біздің зерттеулеріміз бойынша жер жырту тереңдігін 20-22 см-ден 35-37 см-ге дейін ұлғайту және топырақты тегіс кескішпен, қалыпсыз соқамен, қашаумен, параплоуыш типті құралмен, SibIME тістерімен өңделмеген өңдеуді қолдану. , сондай-ақ но-тил топырақты өңдеу кезінде» пероксидаза белсенділігінің 4-6%-ға артуына және полифенолоксидаза белсенділігінің 4-5%-ға төмендеуіне әкелді (15-кесте). Бұл жағдайда гумустың жинақталу коэффициенті 8-10% төмендеді.

15. Асбұршақ астындағы 0-40 см топырақ қабатындағы пероксидаза мен полифенолоксидазаның белсенділігі, ауада 100 г-ға мг пурпургаллин.

топырақ 30 мин. (1980-1982)

Опциялар
		пероксид-	полифенол локсидаза	жинақтау	пероксид-	полифенол локсидаза	жинақтау
Жылдық	тыңайтқыштармен
	тыңайтқышсыз
Жылдық	тыңайтқыштармен
	тыңайтқышсыз
Жылдық емдеу ұшақ	тыңайтқыштармен
	тыңайтқышсыз
1885 жылдан бері шабылмаған кен орны

Зерттеулер гумустың жинақталу коэффициенті мен минералды азотты ассимиляциялаушы микроорганизмдер санының органикалық қосылыстардың азотын ассимиляциялаушы микроорганизмдер санына қатынасы (ҚАА: МПА) арасындағы байланысты анықтады. Екі көрсеткіш арасындағы корреляция коэффициенті -0,248±0,094. Бірінші көрсеткіштің жоғарылауы көп жағдайда соңғысының төмендеуіне әкеледі және керісінше, микробтық ценоз құрылымы мен топырақтың органикалық заттарының биохимиялық өзгеру процесінің бағыты арасында байланыстың бар екендігін растайды. Осы екі коэффициенттің арақатынасы, шамасы, мәдени топырақ түзу процесінің бағдарын сипаттай алады.

Бұл топырақтың органикалық заттарының трансформациясы пероксидаза мен полифенолоксидазаның белсенділігіне байланысты тереңдете жырту және топырақты өңдеу арқылы қарашірік ыдырауының күшеюіне қарай ауысады деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді (5-сурет).

• ? 4-жол
• ? РядЗ
• ? 2-қатар
• ? 1-жол

Күріш. 5. Әсер ету әртүрлі жолдаржәне күнбағыста 2-4 жұп шынайы жапырақ кезеңінде 0-40 см топырақ қабатындағы пероксидаза белсенділігінің негізгі өңдеу тереңдігі, 1 г ауа-құрғақ топыраққа мг пурпуралин (1989-1991)

Топырақта жүретін биохимиялық процестердің бағыты мен қарқындылығында белгілі орынды каталаза ферменті алады. Оның белсендіру әрекетінің нәтижесінде сутегі асқын тотығы суға және бос оттегіге бөлінеді. Каталаза пероксидазамен бірге тотықсызданған қосылыстар тотығудан өтетін пероксидаза типті реакцияларға қатыса алады деп есептеледі. Орталық ЧП Егіншілік ғылыми-зерттеу институтының тәжірибелерінде им. В.В. Докучаев каталаза белсенділігінің топырақты негізгі өңдеудің тереңдігіне немесе әдістеріне тәуелділігін анықтаған жоқ. Алайда жырту тереңдігінің 25-27 см-ден жоғары ұлғаюымен, сондай-ақ топырақты қабатын ауыстырмай өңдеу кезінде 20-22 см және 25-27 см тереңдікте жыртумен салыстырғанда каталаза белсенділігінің айтарлықтай жоғарылауы байқалды.

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге шексіз алғысын білдіреді.

Жарияланды http://www.allbest.ru/

Кіріспе

1. Әдебиетке шолу

1.1 Топырақ ферменттері туралы түсінік

1.2 Топырақтың ферментативті белсенділігі

1.3 Топырақтың ферментативті белсенділігін анықтаудың әдістемелік тәсілдері

1.3.1 Тәжірибе алаңын бөлу

1.3.2 Талдау үшін топырақ үлгілерін таңдау және дайындау ерекшеліктері

1.4 Топырақтың ферментативті белсенділігіне әртүрлі факторлардың (температура, су режимі, сынама алу маусымы) әсері.

1.5 Топырақтағы микроорганизмдер қауымдастығының өзгеруі

1.6 Топырақ ферменттерінің белсенділігін зерттеу әдістері

Қорытынды

Пайдаланылған көздер тізімі

Кіріспе

Планетаның биосферасына антропогендік жүктеменің жоғарылауы жағдайында топырақ табиғи жүйенің элементі бола отырып және барлық басқа компоненттермен динамикалық тепе-теңдікте бола отырып, деградация процестеріне ұшырайды. Антропогендік әрекет нәтижесінде топыраққа түсетін заттардың ағындары табиғи айналымдарға еніп, топырақ биотасының, соның салдарынан бүкіл топырақ жүйесінің қалыпты қызметін бұзады. Әртүрлі биологиялық бағалау критерийлерінің арасында антропогендік әсертопырақтағы ең маңызды ферментативті процестердің динамикасы туралы ақпарат беретін биохимиялық көрсеткіштер ең тиімді және перспективалы болып табылады: органикалық заттардың синтезі мен ыдырауы, нитрификация және басқа процестер.

Ферменттік белсенділік туралы қолжетімді ақпарат әртүрлі түрлерітопырақтар қазіргі уақытта жеткіліксіз және қосымша зерттеуді қажет етеді. Бұл осы жұмыста көтерілген мәселелерді зерттеуді теориялық және практикалық тұрғыдан өте өзекті етеді.

Зерттеу нысаны:топырақ ферменттерінің белсенділігі.

Мақсат курстық жұмыс: Топырақ ферменттері мен топырақтың ферментативті белсенділігін зерттеу.

Зерттеу мақсатына сәйкес келесі тапсырмалар:

1. Топырақ ферменттері және топырақтың ферментативті белсенділігі туралы жалпы түсінік беру.

2. Топырақтардың ферментативті белсенділігін анықтаудың әдістемелік тәсілдерін қарастырыңыз.

3. Топырақтың ферментативті белсенділігіне әртүрлі табиғи факторлардың әсерін анықтаңыз

4. Топырақта микроорганизмдер қауымдастығының болуы және өзгеруі мәселесін зерттеу

5. Топырақ ферменттерінің белсенділігін зерттеу әдістерін атаңыз және сипаттаңыз.

1 . Әдеби шолу

1.1 Топырақ ферменттері туралы түсінік

Ферменттердің, жоғары ұйымдасқан белок молекулаларының тірі организмнен тыс топырақта пайда болуы мүмкін екенін елестету қиын. Топырақтың белгілі ферментативті белсенділігі бар екені белгілі.

Ферменттер белгілі бір химиялық реакциялардың катализіне қатысты әсер ету ерекшелігімен ерекшеленетін белоктық сипаттағы химиялық реакциялардың катализаторы болып табылады.

Ферменттер - тірі топырақ организмдерінің биосинтез өнімдері: ағаш және шөптесін өсімдіктер, табиғатта белгілі агрегаттармен бейнеленетін мүктер, қыналар, балдырлар, саңырауқұлақтар, микроорганизмдер, қарапайымдылар, жәндіктер, омыртқасыздар және омыртқалылар - биоценоздар.

Тірі организмдердегі ферменттердің биосинтезі зат алмасу типінің тұқым қуалайтын берілуіне және оның бейімделгіш өзгергіштігіне жауапты генетикалық факторларға байланысты жүзеге асады. Ферменттер - бұл гендердің әрекеті жүзеге асырылатын жұмыс аппараты. Олар организмдердегі мыңдаған химиялық реакцияларды катализдейді, нәтижесінде жасушалық метаболизм түзіледі. Ферменттердің арқасында химиялық реакцияларденеде жоғары жылдамдықпен жүзеге асырылады.

Қазіргі уақытта белгілі екі мың ферменттің 150-ден астамы кристалды түрде алынған. Ферменттер алты класқа бөлінеді:

1. Оксиредуктазалар – тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді.

2. Трансферазалар – әртүрлі химиялық топтар мен қалдықтардың молекула аралық тасымалдану реакцияларын катализдейді.

3. Гидролазалар – молекулаішілік байланыстардың гидролитикалық ыдырау реакцияларын катализдейді.

4. Лиазалар – қос байланыстарға топтарды қосу реакцияларын және мұндай топтардың ажырауының кері реакцияларын катализдеу.

5. Изомеразалар – изомерлену реакцияларын катализдейді.

6. Лигазалар – АТФ (аденозин үшфосфор қышқылы) есебінен байланыс түзе отырып, химиялық реакцияларды катализдейді.

Тірі организмдер өліп, шіріген кезде олардың ферменттерінің бір бөлігі жойылады, ал кейбіреулері топыраққа еніп, өз белсенділігін сақтайды және топырақ түзілу процестеріне және топырақтың сапалық белгісінің қалыптасуына қатыса отырып, топырақтың көптеген химиялық реакцияларын катализдейді - құнарлылығын.

IN әртүрлі түрлеріБелгілі бір биоценоздардағы топырақтар биокаталитикалық реакциялардың белсенділігімен ерекшеленетін өзіндік ферменттік кешендерді құрады.

Топырақтың ферменттік кешендерінің маңызды белгісі - ферменттердің бар топтарының әрекетінің реттілігі. Ол әртүрлі топтарды білдіретін бірқатар ферменттердің бір мезгілде әрекет етуі қамтамасыз етілетіндігінде көрінеді. Ферменттер топырақта кез келген қосылыстардың артық жиналуын болдырмайды. Артық жинақталған жылжымалы қарапайым қосылыстар (мысалы, NH 3) қандай да бір жолмен олар уақытша байланыстырады және циклдарға жібереді, нәтижесінде күрделі қосылыстар түзіледі. Ферменттік кешендер өзін-өзі реттейтін жүйелердің қандай да бір түрі ретінде ұсынылуы мүмкін. Бұл жерде микроорганизмдер мен өсімдіктер негізгі рөл атқарады, топырақ ферменттерін үнемі толықтырып отырады, өйткені олардың көпшілігі қысқа өмір сүреді.

Ферменттердің саны әрекеттесуші заттардың (субстрат, фермент) химиялық табиғатына және өзара әрекеттесу жағдайларына (компоненттердің концентрациясы, рН, температура, ортаның құрамы, әсер ету) уақыт бойынша белсенділігімен жанама түрде бағаланады. активаторлар, ингибиторлар және т.б.).

Гидролазалар мен оксидоредуктазалар класына жататын ферменттер топырақ гумификациясының негізгі процестеріне қатысады, сондықтан олардың белсенділігі топырақ құнарлылығының маңызды көрсеткіші болып табылады. Сондықтан осы кластарға жататын ферменттердің сипаттамаларына қысқаша тоқталайық.

Гидролазаларға инвертаза, уреаза, фосфатаза, протеаза және т.б.

Инвертаза – глюкоза мен фруктозаның эквимолярлы мөлшеріне сахарозаның гидролитикалық ыдырау реакцияларын катализдейді, сонымен қатар басқа көмірсуларға (галактоза, глюкоза, рамноза) әсер етеді, фруктоза молекулалары – микроорганизмдердің тіршілігіне арналған энергия өнімі, катализдік реакциялар фруктоза. . Көптеген авторлардың зерттеулері басқа ферменттерге қарағанда инвертазаның белсенділігі топырақтың құнарлылығы мен биологиялық белсенділігінің деңгейін жақсы көрсететінін көрсетті 3, б. 27.

Уреаза – мочевинаның аммиак пен көмірқышқыл газына гидролитикалық ыдырау реакцияларын катализдейді. Агрономиялық тәжірибеде мочевинаның қолданылуына байланысты уреазаның активтілігі одан да жоғары болатынын ескеру қажет. құнарлы топырақтар. Ол барлық топырақтарда олардың ең жоғары биологиялық белсенділік кезеңінде - шілде-тамыз айларында көтеріледі.

Фосфатаза (сілтілі және қышқыл) – ортофосфат түзе отырып, бірқатар фосфорорганикалық қосылыстардың гидролизін катализдейді. Фосфатаза белсенділігі неғұрлым жоғары болса, фосфордың жылжымалы түрлері топырақта соғұрлым аз болады, сондықтан оны топыраққа фосфорлы тыңайтқыштарды енгізу қажеттілігін анықтау кезінде қосымша көрсеткіш ретінде пайдалануға болады. Ең жоғары фосфатаза белсенділігі өсімдіктердің ризосферасында болады.

Протеазалар – белоктарды полипептидтерге және аминқышқылдарына ыдырататын, кейіннен аммиакқа, көмірқышқыл газына және суға гидролизденетін ферменттер тобы. Осыған байланысты протеазалардың топырақ тіршілігінде маңызы зор, өйткені олар органикалық компоненттер құрамының өзгеруімен және өсімдіктер оңай сіңетін азоттық формалардың динамикасымен байланысты.

Оксидоредуктазалар класына каталаза, пероксидаза және полифенолоксидаза және т.б.

Каталаза - оның әрекеті нәтижесінде тірі организмдерге улы болып табылатын сутегі асқын тотығының ыдырауы жүреді:

H2O2 > H2O + O2

Минералды топырақтың каталаздық белсенділігіне өсімдік жамылғысы үлкен әсер етеді. Күшті терең енетін тамыр жүйесі бар өсімдіктер астындағы топырақ жоғары каталаза белсенділігімен сипатталады. Каталаза активтілігінің ерекшелігі ол профиль бойынша аз өзгереді, топырақтың ылғалдығымен кері байланыста және температурамен тікелей байланыста болады.

Топырақтағы полифенолоксидаза мен пероксидаза гумустың түзілу процестерінде басты рөл атқарады.

Полифенолоксидаза бос атмосфералық оттегінің қатысуымен полифенолдардың хинондарға дейін тотығуын катализдейді. Пероксидаза сутегі асқын тотығы немесе органикалық пероксидтердің қатысуымен полифенолдардың тотығуын катализдейді. Сонымен қатар, оның рөлі пероксидтерді белсендіру болып табылады, өйткені олар фенолдарға әлсіз тотықтырғыш әсер етеді. Хинондардың аминқышқылдарымен және пептидтермен әрі қарай конденсациялануы бастапқы гумин қышқылының молекуласының түзілуімен жүруі мүмкін, ол әрі қарай қайталанатын конденсацияларға байланысты күрделене түсуі мүмкін.

Полифенолоксидаза белсенділігінің (S) пероксидаза белсенділігінің (D) пайызбен көрсетілген қатынасы топырақта қарашіріктің жиналуымен байланысты, сондықтан бұл шама қарашіріктің жинақталуының шартты коэффициенті (К) деп аталады:

Топырақ ферменттерінің сорттарын қарастырайық.

Оксидоредуктазалар класына катализдік тотығу-тотықсыздану реакциялары жатады.

Биологиялық тотығулардың басым көпшілігінде тотыққан молекулаға оттегінің қосылуы емес, тотыққан субстраттардан сутегінің жойылуы. Бұл процесс дегидрогенизация деп аталады және оны дегидрогеназа ферменттері катализдейді.

Аэробты дегидрогеназалар немесе оксидазалар және анаэробты дегидрогеназалар немесе редуктазалар бар. Оксидазалар сутегі атомдарын немесе электрондарды тотыққан заттан атмосфералық оттегіге тасымалдайды. Анаэробты дегидрогеназалар сутегі атомдары мен электрондарын оттегі атомдарына өткізбей, басқа сутегі акцепторларына, ферменттеріне немесе тасымалдаушыларына береді. Топыраққа өсімдіктермен және жануарлармен бірге түскен көптеген органикалық қосылыстар тотығуға ұшырайды: белоктар, майлар, көмірсулар, талшықтар, органикалық қышқылдар, амин қышқылдары, пуриндер, фенолдар, хинондар, гумин және фульвоқышқылдары сияқты ерекше органикалық заттар және т.б.

Әдетте, анаэробты дегидрогеназалар жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің жасушаларындағы тотығу-тотықсыздану процестеріне қатысады, олар субстраттан бөлінген сутегін аралық тасымалдаушыларға береді. Топырақ ортасында негізінен аэробты дегидрогеназалар тотығу-тотықсыздану процестеріне қатысады, олардың көмегімен субстрат сутегі тікелей атмосфералық оттегіге ауысады, т.б. сутегі акцепторы оттегі болып табылады. Топырақтағы қарапайым тотығу-тотықсыздану жүйесі тотығатын субстраттан, оксидазадан және оттегінен тұрады.

Оксидоредуктазалардың ерекшелігі - белсенді топтардың (коферменттердің) шектеулі жиынтығына қарамастан, олар жылдамдатуға қабілетті. үлкен санәртүрлі тотығу-тотықсыздану реакциялары. Бұған бір коферменттің көптеген апоферменттермен қосылып, әр жолы бір немесе басқа субстратқа тән оксидоредуктаза түзу қабілетінің арқасында қол жеткізіледі.

Оксидоредуктазалардың тағы бір маңызды ерекшелігі - олар синтетикалық процестерге қажетті энергияның бөлінуімен байланысты химиялық реакцияларды жылдамдатады. Топырақтағы тотығу-тотықсыздану процестерін аэробты және анаэробты дегидрогеназалар катализдейді. Химиялық табиғаты бойынша бұл белок пен белсенді топтан немесе коферменттен тұратын екі компонентті ферменттер.

Белсенді топ келесідей болуы мүмкін:

NAD + (никотинамид адениндинуклеотиді),

NADP + (никотинамид адениндинуклеотид фосфаты);

FMN (флавин мононуклеотиді);

FAD (флавин адениндинуклеотиді), цитохромдар.

Бес жүзге жуық әртүрлі оксидоредуктазалар табылды. Дегенмен, ең көп таралған оксидоредуктазалар белсенді топ ретінде NAD+ бар.

НАД+ белокпен қосылып, екі компонентті ферментті (пиридиндік ақуыз) түзе отырып, оның қалпына келу қабілетін арттырады. Нәтижесінде пиридин белоктары көмірсулар, дикарбон және кетоқышқылдар, амин қышқылдары, аминдер, спирттер, альдегидтер, топырақтың ерекше органикалық қосылыстары (гумин және фульвоқышқылдары) және т.б., сутегі атомдары болуы мүмкін субстраттардан ажыратуға қабілетті болады. протондардың формасы (H+). Нәтижесінде ферменттің белсенді тобы (NAD+) азайып, субстрат тотыққан күйге өтеді.

Екі сутегі атомын байланыстыру механизмі, яғни. екі протон және екі электрон, келесідей. Протондар мен электрондарды қабылдайтын дегидрогеназалардың белсенді тобы пиридиндік сақина болып табылады. NAD + тотықсызданған кезде пиридин сақинасының көміртегі атомдарының біріне бір протон мен бір электрон қосылады, яғни. бір сутегі атомы. Екінші электрон оң ​​зарядталған азот атомына бекітіледі, ал қалған протон қоршаған ортаға өтеді.

Барлық пиридин белоктары анаэробты дегидрогеназалар болып табылады. Олар субстраттан шығарылған сутегі атомдарын оттегіге өткізбейді, оларды басқа ферментке жібереді.

NAD+-тен басқа пиридиндік ферменттер кофермент ретінде никотинамид адениндинуклеотид фосфаты (NADP+) болуы мүмкін. Бұл кофермент NAD+ туындысы болып табылады, онда аденозин рибозасының екінші көміртегі атомының ОН - тобының сутегі фосфор қышқылының қалдығымен ауыстырылады. Кофермент ретінде НАДФ* қатысуымен субстраттың тотығу механизмі NAD+ -ға ұқсас.

Сутегі қосылғаннан кейін NADH және NADPH айтарлықтай төмендететін потенциалға ие. Олар өздерінің сутегін басқа қосылыстарға беріп, тотықсыздандыра алады, ал өздері тотыққан түрге айналады. Бірақ анаэробты дегидрогеназаға қосылған сутегі ауа оттегіне ауыса алмайды, тек сутегі тасымалдаушыларына ғана ауысады. Мұндай аралық тасымалдаушылар флавин ферменттері (флавопротеидтер) болып табылады. Олар екі компонентті ферменттер, олардың құрамында белсенді топ ретінде фосфорланған В 2 витамині (рибофлавин) болуы мүмкін. Мұндай ферменттің әрбір молекуласында рибофлавинфосфат (немесе флавин мононуклеотиді, FMN) молекуласы болады. Осылайша, FMN - диметилизоаллоксазиннің азотты негізінің бес көміртекті спирт рибитол және фосфор қышқылының қалдықтарымен қосылысы. FMN изоаллоксазин сақинасының азот (N) атомдарында екі сутегі (Н) атомын қабылдауға және беруге қабілетті.

Трансферазалар трансфер ферменттері деп аталады. Олар жеке радикалдардың, молекулалардың бөліктерінің және тұтас молекулалардың бір қосылыстан екіншісіне ауысуын катализдейді. Тасымалдау реакциялары әдетте екі фазада жүреді. Бірінші фазада фермент реакцияға қатысатын заттан атомдық топты бөліп алып, онымен күрделі қосылыс түзеді. Екінші фазада фермент бір топтың реакцияға қатысатын басқа затқа қосылуын катализдейді және өзі өзгермеген күйде бөлінеді. Трансферазалар класына 500-ге жуық жеке ферменттер кіреді. Трансферазалар арқылы қандай топтар немесе радикалдар тасымалданатынына байланысты фосфотрансферазалар, аминотрансферазалар, гликозилтрансферазалар, ацилтрансферазалар, метилтрансферазалар және т.б.

Фосфотрансферазалар (киназалар) – фосфор қышқылының қалдықтарын (H2P03) тасымалдауды катализдейтін ферменттер. Фосфат қалдықтарының доноры, әдетте, АТФ болып табылады. Фосфат топтары спирт, карбоксил, азот, фосфор және басқа органикалық қосылыс топтарына ауысады. Фосфотрансферазаларға АТФ молекуласынан глюкозаға фосфор қышқылының қалдығын тасымалдауды жеделдететін фермент - барлық жерде кездесетін гексокиназа жатады. Бұл реакция глюкозаның басқа қосылыстарға айналуын бастайды.

Гликозилтрансферазалар гликозил қалдықтарының моносахаридтердің, полисахаридтердің немесе басқа заттардың молекулаларына өтуін тездетеді. Бұл жаңа көмірсулар молекулаларының синтезіне реакцияларды қамтамасыз ететін ферменттер, гликозилтрансферазалардың коферменттері - нуклеозид-дифосфатты қант (NDP қант). Олардан олигосахаридтердің синтезі процесінде гликозил қалдығы моносахаридке ауысады. Қазіргі уақытта елуге жуық NDP қанттары белгілі. Олар табиғатта кеңінен таралған, моносахаридтердің фосфатты эфирлерінен және сәйкес нуклеозид-трифосфаттардан синтезделеді.

Ацилтрансферазалар сірке қышқылының CH3CO қалдықтарын – сонымен қатар басқа май қышқылдарының қалдықтарын аминқышқылдарына, аминдерге, спирттерге және басқа қосылыстарға тасымалдайды. Бұл екі компонентті ферменттер, оларға кофермент А. Ацил топтарының көзі - ацилтрансферазалардың белсенді тобы ретінде қарастыруға болатын ацил кофермент А. Сірке қышқылының қалдықтары тасымалданғанда реакцияға ацетилкоэнзим А қатысады.

Гидролазалар класына судың қатысуымен күрделі органикалық қосылыстардың гидролизін, кейде синтезін катализдейтін ферменттер жатады.

Эстеразалардың қосалқы класына күрделі эфирлердің, спирттердің органикалық және бейорганикалық қышқылдармен гидролиз реакцияларын жеделдететін ферменттер жатады.

Эстеразалардың ең маңызды қосалқы кластары күрделі эфир гидролазалары болып табылады карбон қышқылдарыжәне фосфатаза. Майлардың (триглицеридтердің) гидролиз реакциялары, нәтижесінде глицерин және жоғары май қышқылдары бөлініп шығады, глицерин эфир гидролаза липазасымен жеделдетіледі. Бос триглицеридтерден жоғары май қышқылдарының бөлінуін катализдейтін қарапайым липазалар және белокпен байланысқан липидтерді гидролиздейтін липопротеинді липазалар бар. Липазалар молекулалық массасы 48 000-нан 60 000-ға дейінгі бір компонентті белоктар. Ашытқы липазасы жақсы зерттелген. Оның полипептидтік тізбегі 430 аминқышқылының қалдықтарынан тұрады және шар тәрізді бүктелген, оның ортасында ферменттің белсенді орны орналасқан. Липазаның белсенді орталығында жетекші рөлді гистидин, серин, дикарбон қышқылдары және изолейцин радикалдары атқарады.

Липаздардың белсенділігі олардың фосфорлануы-дефосфорлануы арқылы реттеледі. Белсенді липазалар фосфорланады, белсенді еместері фосфорсызданады.

Фосфатазалар фосфат эфирлерінің гидролизін катализдейді. Фосфор қышқылының және көмірсулардың күрделі эфирлеріне әсер ететін фосфатазалар кең таралған. Мұндай қосылыстарға, мысалы, глюкоза-6-фосфат, глюкоза-1-фосфатаза, фруктоза-1,6-дифосфат және т.б. жатады. Сәйкес ферменттер глюкоза-6-фосфатаза, глюкоза-1-фосфатаза және т.б. деп аталады. Олар катализдейді. Фосфор эфирлерінен фосфор қышқылының қалдықтарын жою:

Фосфодиэфир фосфатазалары – дезоксирибонуклеаза және рибонуклеаза ДНҚ мен РНҚ-ның бос нуклеотидтерге ыдырауын катализдейді.

Гидролазалардың қосалқы класына гликозидтердің гидролизін жеделдететін гликозидазалар жатады. Агликондар ретінде құрамында бір атомды спирт қалдықтары бар гликозидтерден басқа, олиго- және полисахаридтер гликозидазалар әрекет ететін субстраттар болып табылады. Олигосахаридтерге әсер ететін гликозидазалардың ішінде мальтоза мен сахароза маңызды болып табылады. Олар мальтоза мен сахарозаны гидролиздейді.

Полисахаридтерге әсер ететін гликозидазалардың ішінде ең маңыздысы амилазалар. Ерекшелікамилаза – әрекеттің абсолютті ерекшелігінің болмауы. Барлық амилазалар Zn 2+ және Са 2+ бар металлопротеидтер. Амилазалардың белсенді жерлерін гистидин, аспарагин және глутамин қышқылдары және тирозин радикалдары түзеді. Соңғысы субстратты байланыстыру функциясын орындайды, ал бірінші трикаталитикалық. Амилазалар глюкоза, мальтоза немесе олигосахаридтердің түзілуімен крахмал молекуласындағы гликозилдік байланыстардың гидролиз реакцияларын жеделдетеді.

Целлюлозаның ыдырауын катализдейтін целлюлазаның, полисахарид инулинді ыдырататын инулазаның және дисахарид мальтозаны глюкозаның екі молекуласына айналдыратын аглюкозидазаның маңызы аз емес. Кейбір гликозидазалар гликозил қалдықтарының тасымалдануын катализдей алады, бұл жағдайда оларды трансгликозидазалар деп атайды.

Протеазалар (пептидті гидролазалар) азырақ молекулалық салмақты пептидтерді немесе бос аминқышқылдарын түзу үшін белоктардағы немесе пептидтердегі пептидті CO-NH байланыстарының гидролитикалық ыдырауын катализдейді. Пептидтік гидролазалардың ішінде белок молекуласындағы ішкі байланыстардың гидролизін катализдейтін эндопептидазалар (протеиназалар) және пептидтік тізбектен бос аминқышқылдарының бөлінуін қамтамасыз ететін экзопептидазалар (пептидазалар) бар.

Протеиназалар төрт кіші класқа бөлінеді.

1. Сериндік протеиназалар, осы ферменттердің белсенді орталығына серин қалдығы жатады. Сериндік протеиназалардағы полипептидтік тізбек орнындағы аминқышқылдарының қалдықтарының орналасу реті бірдей: аспарагин қышқылы-қатар-глицин. Сериннің гидроксил тобы жоғары процестермен сипатталады. Екінші белсенді функционалды топ - сутегі байланысының түзілуі нәтижесінде сериннің гидроксилін белсендіретін гистидин қалдығының имидазолы.

2. Тиол (цистеин) протеиназалардың белсенді орталығында цистеин қалдығы, сульфгидрильді топтар мен иондалған карбоксил тобы ферментативті белсенділікке ие.

3. Қышқылдық (карбонды) протеиназалар, оптималды рН<5, содержат радикалы дикарбоновых кислот в активном центре.

4. Металлопротеиназалар, олардың каталитикалық әрекеті белсенді орталықта Mg 2+, Mn 2+, Co 2+, Zn 2+, Fe 2+ болуына байланысты. Металл мен ферменттің ақуыздық бөлігі арасындағы байланыстың беріктігі әртүрлі болуы мүмкін. Белсенді орталыққа кіретін металл иондары фермент-субстрат кешендерінің түзілуіне қатысады және субстраттардың активтенуін жеңілдетеді.

Протеиназалардың маңызды ерекшелігі олардың ақуыз молекуласындағы пептидтік байланыстарға әсер етуінің селективті сипаты болып табылады. Нәтижесінде жеке белок әрқашан белгілі бір протеиназаның әсерінен пептидтердің қатаң шектеулі санына бөлінеді.

5. Бос NH2 тобы бар амин қышқылынан бастап пептидтен аминқышқылдарын ыдырататын пептидтік гидролазалар аминопептидазалар, бос COOH тобы барлар карбоксипептидазалар деп аталады. Дипептидтерді аминқышқылдарына бөліп, протеин дипептидазасының гидролизін аяқтаңыз.

6. Амидазалар көміртегі мен азот арасындағы байланыстың гидролитикалық ыдырауын катализдейді: аминдердің дезаминденуі. Бұл ферменттер тобына мочевинаның гидролитикалық ыдырауын жүзеге асыратын уреаза жатады. тотығу ферменті

7. Уреаза – бір компонентті фермент (М = 480 мың). Молекула глобула болып табылады және сегіз бірдей суббірліктен тұрады. Ол субстраттың абсолютті ерекшелігіне ие, ол тек мочевинаға әсер етеді.

Айта кету керек, топырақтағы бос ферменттерді анықтау үшін ең алдымен оны тірі организмдерден босату, яғни толық немесе ішінара зарарсыздандыру жүргізу қажет. Ферментологияның қажеттіліктері үшін топырақты зарарсыздандыратын идеалды фактор тірі жасушаларды олардың жасушалық құрылымын бұзбай өлтіруі керек және сонымен бірге ферменттердің өздеріне әсер етпеуі керек. Қазіргі уақытта қолданылатын зарарсыздандыру әдістерінің барлығы осы талаптарға сай ма, жоқ па, айту қиын. Көбінесе энзимологияның қажеттіліктері үшін топырақ антисептик ретінде толуолды қосу арқылы, топырақты этилен оксидімен өңдеу арқылы немесе қазіргі уақытта жиі қолданылатын әртүрлі микроорганизмдерді иондаушы сәулелермен өлтіру арқылы зарарсыздандырылады. Топырақтың каталитикалық қасиеттерін анықтаудың келесі әдістемесі өсімдік немесе жануар текті ферменттердің белсенділігін анықтау әдістерінен айырмашылығы жоқ. Топыраққа ферментке арналған субстраттың белгілі бір концентрациясы қосылады, ал инкубациядан кейін реакция өнімдері зерттеледі. Осы әдіспен жүргізілген көптеген топырақтарды талдау олардың құрамында каталитикалық белсенділігі бар бос ферменттердің болатынын көрсетті.

1.2 Топырақтың ферментативті белсенділігі

Топырақтың ферментативті белсенділігі [лат. Fermentum - ашытқы] - топырақтың құрамындағы ферменттердің есебінен экзогендік және өзінің органикалық және минералдық қосылыстарының айналу процестеріне каталитикалық әсер ету қабілеті. Топырақтың ферментативті белсенділігін сипаттай отырып, олар белсенділіктің жалпы көрсеткішін білдіреді. Әртүрлі топырақтардың ферментативті белсенділігі бірдей емес және олардың генетикалық ерекшеліктерімен және өзара әрекеттесетін орта факторларының кешенімен байланысты. Топырақтың ферментативті белсенділігінің деңгейі әр түрлі ферменттердің (инвертазалар, протеазалар, уреазалар, дегидрогеназалар, каталазалар, фосфатазалар) белсенділігімен анықталады, 1 г топыраққа уақыт бірлігінде ыдыраған субстрат мөлшерімен өрнектеледі.

Топырақтың биокаталитикалық белсенділігі олардың микроорганизмдермен байыту дәрежесіне және топырақтың түріне байланысты. Ферменттің белсенділігі генетикалық горизонттарда өзгереді, олар гумустың құрамымен, реакция түрлерімен, тотығу-тотықсыздану потенциалымен және профиль бойынша басқа параметрлермен ерекшеленеді.

Тың орман топырақтарында ферментативті реакциялардың қарқындылығы негізінен орман қоқысының горизонттарымен, ал егістік топырақтарда егістік қабаттарымен анықталады. А немесе Ан горизонттарынан төмен биологиялық белсенді емес барлық генетикалық горизонттардың ферменттік белсенділігі төмен. Топырақ өңдеу кезінде олардың белсенділігі аздап артады. Егістік алқаптары үшін орман топырақтарын игергеннен кейін қалыптасқан егістік горизонттың ферментативті белсенділігі орман қоқысымен салыстырғанда күрт төмендейді, бірақ өңделген сайын ол жоғарылайды және жоғары өңделген топырақта орман қоқысының көрсеткіштеріне жақындайды немесе асып түседі. .

Ферменттік белсенділік топырақ құнарлылығының жағдайын және ауыл шаруашылығында пайдалану кезінде болатын ішкі өзгерістерді және егіншілік мәдениет деңгейінің жоғарылауын көрсетеді. Бұл өзгерістер тың және орман топырақтарын өңдеуге әкелгенде де, оларды әртүрлі тәсілдермен пайдаланғанда да байқалады.

Бүкіл Беларусь бойынша жыл сайын егістік топырақтарда 0,9 т/га дейін гумус жоғалады. Эрозия нәтижесінде жыл сайын егістіктерден 0,57 т/га қарашірік қайтарымсыз әкетіледі. Топырақтың құрғауының себептері топыраққа органикалық тыңайтқыштардың жеткіліксіз түсуінен және топырақтың ферментативті белсенділігінің төмендеуінен минералдану нәтижесінде қарашіріктің жаңа түзілу процестерінен артта қалуы, топырақтың органикалық заттарының минералдануының жоғарылауы болып табылады.

Топырақтың органикалық заттарының биохимиялық өзгерістері ферменттердің әсерінен микробиологиялық белсенділік нәтижесінде жүреді. топырақ микроорганизмінің ферментативті белсенділігі

Ферменттер жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің тіршілігінде ерекше рөл атқарады. Топырақ ферменттері өсімдіктердің, жануарлардың және микробтардың қалдықтарын ыдыратуға, сондай-ақ гумустың синтезіне қатысады. Нәтижесінде қиын қорытылатын қосылыстардың қоректік заттары өсімдіктер мен микроорганизмдер үшін оңай қол жетімді формаларға өтеді. Ферменттер жоғары белсенділікпен, әсер етудің қатаң ерекшелігімен және әр түрлі орта жағдайларына үлкен тәуелділікпен сипатталады. Олардың каталитикалық функциясының арқасында олар денеде немесе оның сыртында көптеген химиялық реакциялардың жылдам жүруіне мүмкіндік береді.

Басқа критерийлермен бірге топырақтың ферментативті белсенділігі топырақтың өңделу дәрежесін анықтау үшін сенімді диагностикалық көрсеткіш бола алады. Зерттеу нәтижесінде 4, б. 91 микробиологиялық және ферментативті процестердің белсенділігі мен топырақ құнарлығын арттыратын шараларды жүзеге асыру арасындағы байланысты белгіледі. Топырақты өңдеу, тыңайту микроорганизмдердің дамуы үшін экологиялық ортаны айтарлықтай өзгертеді.

Қазіргі уақытта биологиялық объектілерде бірнеше мың жеке ферменттер табылды және олардың бірнеше жүздері бөлініп, зерттелді. Тірі жасушада 1000-ға дейін әртүрлі ферменттер болуы мүмкін екені белгілі, олардың әрқайсысы сол немесе басқа химиялық реакцияларды жеделдетеді.

Ферменттерді қолдануға қызығушылық технологиялық процестердің қауіпсіздігін арттыру талаптарының үнемі артып отыруымен де туындайды. Барлық биологиялық жүйелерде бола отырып, осы жүйелердің өнімдері де, құралдары да бола отырып, ферменттер физиологиялық жағдайларда (рН, температура, қысым, бейорганикалық иондардың болуы) синтезделеді және жұмыс істейді, содан кейін олар оңай шығарылады, аминқышқылдарына дейін жойылады. . Ферменттерді қамтитын көптеген процестердің өнімдері де, қалдықтары да улы емес және оңай ыдырайтын. Сонымен қатар, көп жағдайда өнеркәсіпте қолданылатын ферменттер экологиялық таза жолмен алынады. Ферменттер биологиялық емес катализаторлардан тек қауіпсіздігімен және биоыдырағыштығының жоғарылауымен ғана емес, сонымен қатар әсер ету ерекшелігімен, реакцияның жұмсақ шарттарымен және жоғары тиімділігімен ерекшеленеді. Ферменттердің әсер етуінің тиімділігі мен ерекшелігі мақсатты өнімді жоғары өнімді алуға мүмкіндік береді, бұл ферменттерді өнеркәсіпте пайдалануды экономикалық тұрғыдан тиімді етеді. Ферменттерді пайдалану технологиялық процестерде су мен энергияны тұтынуды азайтуға ықпал етеді, атмосфераға СО2 шығарындыларын азайтады, технологиялық циклдардың қосалқы өнімдерімен қоршаған ортаны ластау қаупін азайтады.

Жетілдірілген агротехнологияны қолдану арқылы егістікте ғана емес, топырақтың астыңғы қабаттарында да микробиологиялық процестерді қолайлы бағытта өзгертуге болады.

Жасушадан тыс ферменттердің тікелей қатысуымен топырақтың органикалық қосылыстарының ыдырауы жүреді. Сонымен, протеолитикалық ферменттер белоктарды аминқышқылдарына ыдыратады.

Уреаза несепнәрді СО2 және NH3-ке ыдыратады. Алынған аммиак пен аммоний тұздары өсімдіктер мен микроорганизмдер үшін азотпен қоректену көзі ретінде қызмет етеді.

Көмірсулардың ыдырауына инвертаза және амилаза қатысады. Фосфатты топтың ферменттері топырақтағы фосфорорганикалық қосылыстарды ыдыратып, соңғысының фосфаттық режимінде маңызды рөл атқарады.

Топырақтың жалпы ферментативті белсенділігін сипаттау үшін әдетте топырақ микрофлорасының басым көпшілігіне тән кең таралған ферменттер – инвертаза, каталаза, протеаза және т.б.

Біздің республика жағдайында көптеген зерттеулер жүргізілді 16, б. 115 Антропогендік әсер ету кезіндегі топырақтардың құнарлылығы мен ферментативті белсенділігінің деңгейінің өзгеруін зерттеу туралы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...імен де ,                                                                                                                                                                                                                          өзгеруу | эксперименттік жағдайлар мен зерттеу әдістері.

Осыған байланысты топырақты негізгі өңдеудің ресурс үнемдеу әдістерін әзірлеу және топырақты пайдалану негізінде нақты топырақ-климаттық жағдайларда топырақтың қарашірік күйін және оның ферментативті белсенділігін жақсарту мәселесінің оңтайлы шешімін іздеу. құрылымын сақтауға, топырақтың шамадан тыс шоғырлануын болдырмауға және олардың сапалық жағдайын жақсартуға және топырақтың құнарлылығын ең аз шығынмен қалпына келтіруге көмектесетін қорғаныш егістері өте өзекті.

1.3 Ферментативті анықтаудың әдістемелік тәсілдерітопырақ белсенділігі

1.3.1 Эксперименттік оқшаулауthсайтжәне картаға түсіру

Сынақ алаңы – зерттелетін аумақтың ұқсас жағдайларымен сипатталатын бөлігі (рельеф, топырақ құрылымы мен өсімдік жамылғысының біртектілігі, шаруашылық пайдалану сипаты).

Сынақ алаңы зерттелетін аймақ үшін әдеттегі жерде орналасуы керек. 100 шаршы метр аумақта. м, көлемі 25 м бір сынақ алаңы төселді.Рельефтің біркелкі еместігі жағдайында учаскелер рельеф элементтеріне сәйкес таңдалады.

Олар негізгі учаскелер мен жартылай учаскелерді төсеудің алдын ала жоспарын барлық кездесетін рельеф формаларының топырақтарын және топырақ жамылғысының айырмашылығын сипаттайтындай етіп белгілейді.

Цикл әдісі күрделі жер бедері және тығыз географиялық желісі бар аймақтарда қолданылады. Бұл әдіспен зерттелетін аумақ рельефтің немесе гидрографиялық тордың өзгеру ерекшеліктерін ескере отырып, жеке элементар секторларға бөлінеді. Сектор радиалды бағытта контур тәрізді маршруттарды орындау арқылы бір орталықтан зерттеледі.

Белгілі бір аумақтағы рельеф пен гидрографиялық желінің ерекшеліктерін ескере отырып, түсіру маршруттарын біріктірілген түрде жоспарлауға болады, т.б. учаскенің бір бөлігі аумақты параллель кесіп өту әдісімен, ал бір бөлігі ілмектер әдісімен зерттеледі.

Маршруттар бойымен кесінділерді төсеу нүктелері рельеф пен өсімдіктердің барлық негізгі айырмашылықтары жабылатындай етіп жоспарланған, т.б. учаскелер арасындағы қашықтық шектелмейді, сондықтан кейбір жерлерде, әдетте, рельефтік жерлерде қиын, учаскелер тығызырақ болуы мүмкін, ал басқа, салыстырмалы түрде біртекті аймақтарда учаскелердің орналасуы сирек болуы мүмкін.

Одан кейін учаскені (квартал) барлау түсіруден бастап, топырақты картаға түсіру және топырақтарды егжей-тегжейлі зерттеумен байланысты жұмыстар келеді. Барлау түсірілімі кезінде олар учаскенің шекараларымен және жалпы, ойықтар, көрікті жерлер, жолдар бойымен айналып өтетін зерттеу объектісімен танысады. Ең тән жерлерде кесулер салынады, олардың орналасуы жоспарға қолданылады. Барлау жұмыстарының нәтижелері бойынша топырақ кесінділерін төсеу жолдары мен орындары түпкілікті түзетілді.

Барлау түсірілімінен кейін олар түсіруді өзі бастайды, оның барысында топырақ учаскелерін төсеу жоспары және салық салу сипаттамасының сұлбасының таза көшірмесі болуы қажет. Топырақ сорттары туралы жалпы түсінік және топырақ контурларының шекараларының бастапқы белгілері негізгі және бақылау бөлімдерін зерттеу негізінде алынған. Топырақ контурының таралу шекараларын нақтылау қазу арқылы жүзеге асырылады. Бұл ретте әрбір бөлім бойынша егістік күнделігінде топырақ кесіндісін сипаттайтын бланк толтырылады. Топырақтың таралуын далалық зерттеу берілген топырақтың жіктелуін белгілеу үшін кесінділерді төсеу және байланыстырудан кейін жүргізіледі. Топырақ жамылғысын және ландшафттың барлық басқа элементтерін далалық бағалау нәтижелері бойынша топырақ контуры ретінде жеке, салыстырмалы түрде біртекті немесе монотонды-алуан аумақты ажыратады.

Әртүрлі топырақтардың контурларының арасындағы шекараларды анықтаудың негізі топырақ, рельеф және өсімдіктер арасындағы заңдылықтарды анықтау болып табылады. Топырақ түзуші факторлардың өзгеруі топырақ жамылғысының өзгеруіне әкеледі. Рельефтің, өсімдік түзілімдерінің және аналық жыныстардың айқын өзгеруімен топырақ айырмашылығының шекаралары жердегі шекаралармен сәйкес келеді. Өз кезегінде картадағы шекараларды бекітудің жеңілдігі және топырақ контурларын анықтаудың дәлдігі топографиялық негіздің дәлдігіне байланысты. Дегенмен, табиғатта көбінесе анық емес шекаралармен, бірте-бірте ауысумен күресуге тура келеді. Бұл жағдайда топырақ контурларының шекараларын белгілеу үшін көптеген шұңқырларды төсеу, сонымен қатар бай практикалық тәжірибе және жақсы бақылау дағдылары қажет. Егістікте нақты түсіруді жүргізген кезде салық салу жоспарынан көшірілген жоспар негізінде зерттелетін аумақтың топырақтарының нобайы жасалады.

Табиғаттағы топырақ айырмашылықтары арасында қатаң шекаралар жоқ екенін есте ұстаған жөн, өйткені бір топырақ айырмашылығын екіншісімен ауыстыру кейбір белгілердің жинақталуы және басқаларының жоғалуы арқылы біртіндеп жүреді. Сондықтан топырақты түсіру тек азды-көпті дәрежеде топырақ контурларының таралу схемалық сызбаларын беруге мүмкіндік береді, ал олардың шекараларын анықтаудың дәлдігі түсіру масштабына, топырақ түріне және басқа жағдайларға байланысты. Топырақ картасында міндетті сәйкестендіруге жататын топырақ контурларының минималды өлшемдері техникалық нормалармен анықталады.

1.3.2 Талдау үшін топырақ үлгілерін таңдау және дайындау ерекшеліктері

Топырақтағы белгілі бір заттың құрамын дұрыс анықтау үшін барлық агрохимиялық талдаулар мінсіз дәлдікпен және дәлдікпен жүргізілуі керек. Дегенмен, топырақтан дұрыс сынама алмаса, өте мұқият талдау да сенімсіз нәтиже береді.

Талдау үшін сынама өте аз алынғандықтан және анықтау нәтижелері үлкен көлемдегі материалдың объективті сипаттамасын беруі керек болғандықтан, топырақтан сынама алу кезінде гетерогенділікті жоюға назар аударылады. Топырақ үлгісін орташалау бастапқы, зертханалық және аналитикалық үлгілерді кезең-кезеңімен таңдау арқылы жүзеге асырылады.

Аралас бастапқы үлгі топырақтың бірдей айырмашылығы шегінде алынған жеке үлгілерден (түпнұсқа үлгілерден) тұруы керек. Егер учаскеде күрделі топырақ жамылғысы болса, онда бір орташа үлгіні алу мүмкін емес. Топырақ айырмашылығы болса, олардың саны сонша болуы керек.

Сайттың конфигурациясына байланысты ондағы бастапқы үлгілерді алу нүктелерінің орналасуы өзгереді. Тар, ұзартылған бөлікте оларды оның бойымен (ортасында) орналастыруға болады. Кең, шаршыға жақын аумақта сынама алу орындарын кезең-кезеңмен орналастыру жақсырақ. Үлкен аумақтарда топырақ сынамалары 20 данаға дейін оның ортасындағы учаскенің ұзындығы бойынша қолданылады.

Алынған бастапқы топырақ үлгісін брезенттің бір бөлігіне мұқият араластырыңыз, дәйекті түрде орташа және қажетті көлемге дейін азайтыңыз, содан кейін оны таза қапқа немесе қорапқа құйыңыз. Бұл зертханалық үлгі, оның массасы шамамен 400 г.

Зертханалық үлгі салынған қораптың үстіне қарындашпен жазылған фанера немесе картон жапсырмасы қойылады, онда мыналар көрсетіледі:

1. Объектінің атаулары.

2. Сайт атаулары.

3. Сюжетті сандар.

4. Таңдаудың тереңдігі.

5. Үлгі сандар.

6. Жұмысқа жетекшілік еткен немесе үлгіні алған адамның тегі.

7. Жұмыс күндері.

Дәл сол жазба журналға бір уақытта жасалады.

Зертханадан алынған топырақ үлгісі қалың қағазға немесе таза фанер парағына құйылады және барлық түйіршіктерді қолыңызбен илеңіз. Содан кейін бөтен қоспалар пинцетпен таңдалады, топырақ жақсы араласады және ол аздап ұсақталады. Зертханалық үлгіні осылай дайындағаннан кейін оны ауада құрғақ күйге келтіру үшін қайтадан шашыратады, содан кейін ұсақтап, 2 мм тесіктері бар електен өткізеді.

Топырақты кептіруге арналған бөлме құрғақ және аммиак, қышқыл түтін және басқа газдардың қол жеткізуінен қорғалған болуы керек.

Ферменттік белсенділікті анықтау үшін әдетте ашық ауада кептірілген топырақ алынады; Ылғалды үлгілерді бөлме температурасында зертханада кептіру керек. Үлгіде ыдырамаған өсімдік қалдықтарының болмауын қамтамасыз ету керек. Топырақ түйіршіктерін ұсақтап, торының өлшемі 1 мм електен өткізеді. Жаңа (ылғалды) үлгінің ферментативті белсенділігін зерттеу кезінде өсімдік қалдықтарын толығымен жоюға одан да көп көңіл бөлу керек. Белсенділікті зерттеумен бір мезгілде топырақтың ылғалдылығы да анықталады, алынған нәтиже 1 г абсолютті құрғақ топырақ үшін қайта есептеледі.

1.4 Әртүрлі факторлардың әсерітопырақтың ферментативті белсенділігі туралы

Ферменттік реакцияның жылдамдығы (және ферменттің каталитикалық белсенділігі) тәуелді болатын маңызды фактор - бұл температура, оның әсері 1-суретте көрсетілген. белгілі бір шама болса, реакция жылдамдығы артады. Мұны температура көтерілген сайын молекулалардың қозғалысының жылдамдауы және әрекеттесуші заттардың молекулаларының бір-бірімен соқтығысу мүмкіндігінің артуымен түсіндіруге болады. Бұл олардың арасындағы реакцияның пайда болу ықтималдығын арттырады. Реакцияның ең жоғары жылдамдығын қамтамасыз ететін температура оптималды температура деп аталады.

Әрбір ферменттің өзіне тән оптималды температурасы болады. Жалпы, жануар текті ферменттер үшін ол 37-40С, ал өсімдіктер үшін 40-50С аралығында болады. Алайда, ерекше жағдайлар бар: өнген дәннен алынған б-амилазаның оңтайлы температурасы 60С, ал каталазаның температурасы 0-10С аралығында болады. Температура оптимумнан жоғары көтерілген сайын, молекулалық соқтығыстардың жиілігі артқанымен, ферментативті реакцияның жылдамдығы төмендейді. Бұл денатурацияға байланысты болады, яғни. ферменттің табиғи күйін жоғалту. 80С жоғары температурада ферменттердің көпшілігі каталитикалық белсенділігін толығымен жоғалтады.

Оптимумнан жоғары температурада ферментативті реакция жылдамдығының төмендеуі ферменттің денатурациясына байланысты. Сондықтан ферменттің температураға қатынасын сипаттайтын маңызды көрсеткіш оның термобилділігі болып табылады, яғни. температураның жоғарылауымен ферменттің өзін инактивациялау жылдамдығы.

1-сурет – Крахмалдың амилазамен гидролиздену жылдамдығына температураның әсері

Төмен температурада (0С және одан төмен) ферменттердің каталитикалық белсенділігі нөлге жуық төмендейді, бірақ денатурация болмайды. Температураның жоғарылауымен олардың каталитикалық белсенділігі қайтадан қалпына келеді.

Сондай-ақ топырақтың ферментативті белсенділігіне ылғалдылық, микроорганизмдердің құрамы, топырақтың экологиялық жағдайы әсер етеді.

1.5 Топырақтағы микроорганизмдер қауымдастығының өзгеруі

Топырақ микроорганизмдері өте көп және алуан түрлі. Олардың ішінде бактериялар, актиномицеттер, микроскопиялық саңырауқұлақтар мен балдырлар, қарапайымдылар және осы топтарға жақын тіршілік иелері.

Топырақтағы биологиялық айналым микроорганизмдердің әртүрлі топтарының қатысуымен жүзеге асады. Топырақтың түріне байланысты микроорганизмдердің мөлшері әртүрлі. Бау-бақша, бақша, егістік топырақтарда 1 г топырақта бір миллионнан бірнеше миллиардқа дейін микроорганизмдер болады. Әрбір бақша учаскесінің топырағында өз микроорганизмдері бар. Олар өздерінің биомассаларымен топырақтың органикалық заттарын жинақтауға қатысады. Олар өсімдіктердің минералды қоректенуінің қолжетімді формаларын қалыптастыруда үлкен рөл атқарады. Өсімдіктердің өсуі мен дамуын ынталандыратын ауксиндер, гиббереллиндер, витаминдер, амин қышқылдары сияқты биологиялық белсенді заттардың топырақта жиналуында микроағзалардың маңызы ерекше зор. Полисахаридтік сипаттағы шырыш түзетін микроорганизмдер, сондай-ақ саңырауқұлақ жіптерінің көп мөлшері топырақ құрылымын қалыптастыруға белсенді қатысады, шаңды топырақ бөлшектерін агрегаттарға жабыстырады, сол арқылы топырақтың су-ауа режимін жақсартады.

Топырақтың биологиялық белсенділігі, топырақ микроорганизмдерінің саны мен белсенділігі органикалық заттардың құрамы мен құрамымен тығыз байланысты. Сонымен қатар, топырақ құнарлылығын қалыптастырудың маңызды процестері, мысалы, өсімдік қалдықтарының минералдануы, гумификациясы, минералды қоректену элементтерінің динамикасы, топырақ ерітіндісінің реакциясы, топырақтағы әртүрлі ластаушы заттардың өзгеруі, топырақтың жиналу дәрежесі. өсімдіктердегі пестицидтер, улы заттардың топырақта жиналуы және топырақтың шаршау құбылысы. Ауыр металл қосылыстарын түрлендіру мен бейтараптандыруда микроорганизмдердің санитарлық-гигиеналық рөлі де үлкен.

Ауыл шаруашылығының құнарлылығын және биологиялық интенсификациясын қалпына келтіру мен қолдаудың перспективті бағыты микроорганизмдермен симбиозда болатын жауын құртының вермикомпосттарының қатысуымен өңдеудің органикалық қалдықтарын пайдалану болып табылады. Табиғи топырақта қоқыстардың ыдырауын жауын құрттары, копрофагтар және басқа организмдер жүзеге асырады. Бірақ бұл процеске микроорганизмдер де қатысады. Құрттардың ішектерінде топыраққа қарағанда қандай да бір қызмет атқаруы үшін қолайлы жағдай жасалады. Құрттар микроорганизмдермен одақтаса отырып, әртүрлі органикалық қалдықтарды макро- және микроэлементтермен, ферменттермен, белсенді микрофлорамен байытылған, өсімдіктерге ұзақ (ұзақ мерзімді, біртіндеп) әсер ететін жақсы құрылымы бар жоғары тиімді биологиялық тыңайтқыштарға айналдырады.

Демек, топырақта микроорганизмдердің дамуын қамтамасыз ету арқылы өнім артып, сапасы жақсарады. Өйткені, микроорганизмдер дамиды, яғни. әрбір 20-30 минут сайын бөлініп, жеткілікті қоректену жағдайында үлкен биомасса түзеді. Тәулігіне 500 кг салмақты бұқа 0,5 кг – 1 кг құраса, тәулігіне 500 кг микроорганизмдер биомасса, ал 500 кг өсімдіктер 5 тонна биомасса жасайды. Неліктен топырақта бұл байқалмайды? Және бұл үшін микроорганизмдерге тамақ қажет, ал екінші жағынан әртүрлі факторлар оны шектейді, атап айтқанда пестицидтер. 1 га аумақта топырақ микробтарының тіршілік әрекеті нәтижесінде жыл ішінде 7500 м3 көмірқышқыл газы бөлінеді. Ал көмірқышқыл газы өсімдіктерді көміртегімен қоректендіру көзі ретінде де, фосфор қышқылының жету қиын тұздарын еріту және фосфорды өсімдіктерді қоректендіретін формаға айналдыру үшін де қажет. Анау. микроорганизмдер жақсы жұмыс істейтін жерде фосфор тыңайтқыштарын қолданудың қажеті жоқ. Бірақ микроорганизмдердің өздері органикалық заттарды қажет етеді.

Топырақтың органикалық заттарының балансында мәдени өсімдіктердің рөлі зор. Топырақта гумустың жиналуына көпжылдық шөптер, әсіресе бұршақ дақылдары ықпал етеді. Оларды жинап алғаннан кейін фитомасса топырақта қалады, ол ауадан түйінді бактериялармен бекітілуіне байланысты азотпен байытылған. Қатар және көкөніс дақылдары (картоп, қырыққабат және т.б.) топырақтағы қарашірік құрамын төмендетеді, өйткені топырақта өсімдік қалдықтарының аз мөлшерін қалдырады, ал терең өңдеудің қолданбалы жүйесі егістік қабатқа оттегінің қарқынды жеткізілуін қамтамасыз етеді және нәтижесінде органикалық заттардың күшті минералдануын қамтамасыз етеді, т.б. оның жоғалуы.

Топырақтарды талдау кезінде микроорганизмдердің жеке физиологиялық топтарының саны жиі ескеріледі. Бұл микроорганизмдердің белгілі бір топтары үшін сұйық селективті (таңдау) қоректік орталар топырақ суспензиясының әртүрлі сұйылтуларымен ластанған титр әдісі деп аталады. Қажетті микроорганизмдер тобының болуын көрсететін термостатта ұстағаннан кейін сұйылту дәрежесін белгілей отырып, қарапайым қайта есептеу арқылы оның топырақтағы өкілдерінің санын анықтауға болады. Осылайша олар топырақтың нитрификаторларға, денитрификаторларға, целлюлозаны ыдырататын және басқа микроағзаларға қаншалықты бай екенін анықтайды.

Топырақтың түрін және оның жағдайын сипаттау үшін микроорганизмдердің әртүрлі топтарының санының көрсеткіштері ғана емес, сонымен қатар олардың жеке түрлерінің топырағының күйін талдау маңызды. Сирек жағдайларды қоспағанда, тіпті микроорганизмдердің физиологиялық топтары өте кең. Сыртқы орта топырақ микроорганизмдерінің түрлік құрамын күрт өзгерте алады, бірақ олардың физиологиялық топтарының санына аз немесе мүлдем әсер етпейді. Сондықтан топырақты талдау кезінде микроорганизмдердің жеке түрлерінің жағдайын орнатуға ұмтылу маңызды.

Топырақ микроорганизмдерінің арасында оңай сіңетін органикалық қосылыстарды ғана емес, сонымен қатар гумусты заттар сияқты топыраққа тән қосылыстарды қамтитын ароматты табиғаттың анағұрлым күрделі заттарды игере алатын әртүрлі жүйелік бірліктердің өкілдері бар.

Жер бетіндегі барлық топырақтар, әдетте, аналық тау жыныстары деп аталатын жер бетіне шығатын алуан түрлі тау жыныстарынан түзілген. Борпылдақ шөгінді жыныстар негізінен топырақ түзуші жыныстардың рөлін атқарады, өйткені магмалық және метаморфтық тау жыныстары жер бетіне салыстырмалы түрде сирек түседі.

Ғылыми топырақтану ғылымының негізін салушы В.В.Докучаев топырақты өсімдік, жануар немесе минерал сияқты ерекше табиғаттың ерекше денесі ретінде қарастырды. Ол әр түрлі топырақтардың әртүрлі жағдайда пайда болатынын және олардың уақыт өте өзгеретінін атап көрсетті. В.В.Докучаевтың пікірінше, топырақты «күндізгі» немесе бірқатар факторлардың әсерінен табиғи түрде өзгерген тау жыныстарының беткі горизонттары деп атаған жөн. Топырақтың түрі: а) аналық жынысқа, б) климатқа, в) өсімдік жамылғысына, г) елдің рельефіне, д) топырақ түзілу жасына байланысты.

Топырақтану ғылымының ғылыми негіздерін дамыта отырып, В.В.Докучаев топырақ түзілуде тірі организмдердің, әсіресе микроорганизмдердің орасан зор рөлін атап өтті.

В.В.Докучаевтың шығармашылық кезеңі микроорганизмдердің әртүрлі заттардың айналуындағы және жұқпалы процестегі үлкен маңызын көрсеткен Л.Пастердің ұлы ашуларымен тұспа-тұс келді. Соңғы ғасырдың аяғы мен осы ғасырдың басында микробиология саласында топырақтану мен ауыл шаруашылығы үшін түбегейлі маңызы бар бірқатар маңызды жаңалықтар ашылды. Атап айтқанда, топырақта әртүрлі микроорганизмдердің үлкен саны бар екені анықталды. Бұл микробиологиялық фактордың топырақтың қалыптасуы мен тіршілігіндегі маңызды рөлі туралы ойлауға негіз болды.

В.В.Докучаевпен бір мезгілде тағы бір көрнекті топырақтанушы П.А.Костычев жұмыс істеді 24, б. 72. «Ресейдің Чернозем өлкесінің топырақтары, олардың шығу тегі, құрамы және қасиеттері» (1886) монографиясында қара топырақ мәселесінде геологияның екінші дәрежелі маңызы бар, өйткені органикалық заттардың жиналуы жоғарғы қабаттарда жүреді деп жазды. жердің, геологиялық жағынан алуан түрлі және қара топырақ — жоғары сатыдағы өсімдіктердің географиясы және органикалық заттарды ыдырататын төменгі сатыдағы өсімдіктердің физиологиясы туралы мәселе. П.А.Котычев микроорганизмдердің жеке топтарының топырақ гумусын құрудағы рөлін түсіндіру үшін бірқатар тәжірибелер жүргізді.

В.В.Докучаевтың шәкірті академик В.И.Вернадский Жердің өзгеруі мен топырақ түзілу процесіндегі биологиялық фактордың рөлі туралы тұжырымдамаға үлкен үлес қосты. Ол жер қыртысының жоғарғы бөлігіндегі химиялық элементтердің миграциясының негізгі факторы организмдер деп есептеді. Олардың қызметі тек органикалық емес, сонымен қатар топырақтың және жер қойнауының қабаттарының минералды заттарына да әсер етеді.

Тау жыныстарының топыраққа айналуының бастапқы кезеңдерінен бастап минералдардың үгілу процестеріндегі микроорганизмдердің рөлі өте айқын көрінеді. Көрнекті ғалымдар В.И.Вернадский мен Б.Б.Полынов тау жыныстарының үгілуін өсімдіктің, негізінен төменгі сатыдағы организмдердің қызметі нәтижесінде қарастырды. Бүгінгі күні бұл көзқарас тәжірибелік материалдың үлкен көлемімен расталды.

Әдетте тау жыныстарының алғашқы қоныстанушылары жапырақ тәрізді тақталар түзетін қабыршақты қыналар болып табылады, олардың астында ұсақ жердің аз мөлшері жиналады. Қыналар, әдетте, спора түзбейтін сапрофитті бактериялармен симбиозда болады.

Бірқатар элементтерге қатысты қыналар олардың аккумуляторы ретінде әрекет етеді. Литофилді өсімдіктердің астындағы ұсақ топырақта органикалық заттардың, фосфордың, темір оксидінің, кальцийдің және магнийдің мөлшері күрт артады.

Ата-аналық жыныстарға қоныстанған басқа өсімдік организмдерінің арасында микроскопиялық балдырларды, атап айтқанда көк-жасыл және диатомдыларды атап өту керек. Олар алюмосиликаттардың ыдырауын тездетеді, сонымен қатар әдетте спора түзбейтін бактериялармен байланыста өмір сүреді.

Балдырлар органикалық заттардың автотрофты аккумуляторлары ретінде маңызды рөл атқаратыны анық, оларсыз сапрофитті микроорганизмдердің белсенді қызметі жүре алмайды. Соңғылары минералдардың тозуына әкелетін әртүрлі қосылыстар шығарады. Көптеген көк-жасыл балдырлар азотты бекіткіш болып табылады және бұзылатын жынысты осы элементпен байытады.

Ылғалдану процесінде негізгі рөлді әртүрлі микроорганизмдер түзетін көмірқышқыл газы, минералды және органикалық қышқылдар атқарса керек. Белгілі бір кетоқышқылдардың күшті еріткіш әсері бар белгілері бар. Қарашірік қосылыстарының тозуына қатысу мүмкіндігі жоққа шығарылмайды.

Айта кету керек, көптеген бактериялар микроорганизмдердің тау жыныстарымен тығыз байланысын жеңілдететін шырыш түзеді. Соңғысының жойылуы микроорганизмдердің тіршілік әрекеті өнімдерінің әсерінен де, шырыш заты мен минералдардың кристалдық торларын құрайтын химиялық элементтер арасында күрделі қосылыстардың түзілуі нәтижесінде де жүреді. Табиғаттағы тау жыныстарының үгілуін екі қарама-қарсы процестің бірлігі ретінде қарастыру керек – біріншілік минералдардың ыдырауы және екіншілік минералдардың пайда болуы. Микробтық метаболиттер бір-бірімен әрекеттескенде жаңа минералдар пайда болуы мүмкін.

...

Ұқсас құжаттар

Топырақ түзілудің экологиялық жағдайын, аймақтық және аймақішілік факторларын зерттеу. Топырақ профильдерінің құрылымының сипаттамасы, гранулометриялық құрамы, топырақтың физика-химиялық және су-физикалық қасиеттері, агроэкологиялық топырақ типтерінің қалыптасуы.

курстық жұмыс, 14.09.2011 қосылған


Топырақтың морфологиялық элементтері мен ерекшеліктерінің сипаттамасы. Топырақ профиль құрылымының түрлері. Топырақтың генетикалық көкжиектерін белгілейтін белгілер жүйесі. Топырақ түсіне химиялық құрамының әсері. Топырақ ісіктері мен қосындыларының жіктелуі.

аннотация, 22/12/2013 қосылды


Табиғи жағдайлар және топырақ түзілу факторлары. Негізгі топырақ түрлерінің жүйелі тізімі және олардың морфологиялық сипаттамалары. Топырақтың су-физикалық қасиеттері, олардың гранулометриялық, агрегаттық және химиялық құрамы, көлемдік тығыздығы. Топырақты қорғау әдістері.

курстық жұмыс, 02.07.2010 жылы қосылған


Топырақ типтеріндегі азот бекіткіштердің физиологиялық жағдайы, олардың бейімделу мүмкіндіктерін бағалау. Нижний Новгород облысының аймақтарында алынған топырақ үлгілерін талдау. Азотобактер тұқымдасының штаммдарын мәдени-физиологиялық ерекшеліктері бойынша анықтау.

диссертация, 15.02.2014 қосылған


Топырақ түзілу факторлары мен процестері, зерттеу объектісінің топырақ жамылғысының құрылымы, топырақтың негізгі түрлері. Топырақ контурларының егжей-тегжейлі сипаттамасы, олардың зерттелетін аумақтағы қатынасы. Топырақ құнарлылығын және оның орман шаруашылығындағы маңызын бағалау.

курстық жұмыс, 11/12/2010 қосылды


Табиғи топырақта эубактериялар, актиномицеттер және саңырауқұлақтар арқылы Ophiobolus hyphae популяциясы. Кейбір ерекше өнімді саңырауқұлақтардың басқа саңырауқұлақтарға қатысты антибиотиктік белсенділігі. Топырақта мекендейтін жәндіктердің инфекциясы, топырақтағы бактериялардың құрамы.

аннотация, 07.03.2011 қосылған


Топырақ түзілудің табиғи жағдайлары: климат, жер бедері, аналық жыныстар, өсімдіктер, гидрология және гидрография. Топырақ құнарлығын арттыру шаралары, оларды пайдалану бойынша ұсыныстар. Топырақтарды ауылшаруашылық топтастыру және сорттау.

курстық жұмыс, 22.06.2013 жылы қосылған


Тау жыныстарының, климаттың, рельефтің, өсімдіктердің топырақ түзілуіне әсері. Егістік топырақтардың гранулометриялық құрамы, физикалық қасиеттері, су режимі. Топырақ-экологиялық көрсеткішті анықтау. Агротоптардағы топырақ құнарлығын арттырудың негізгі шаралары.

курстық жұмыс, 25.05.2012 қосылған


Тұзды топырақтардың қасиеттері, олардың түзілуі. Топырақтағы тұздардың жиналу жағдайлары. Өсімдіктердің қарқындылығы. Жеңіл еритін тұздардың көздері. Тұзды топырақтардың таралуы. Сорданған топырақтардың систематикадағы көрінісі, диагностикалық горизонттары.

аннотация, 30.03.2014 жылы қосылды


Ауыл шаруашылығы дақылдарының топырақ ерітінділерінің құрамы мен динамикасына әсерін зерттеу. Сұр орман топырақтарының таралуы, генезис ерекшеліктері, диагностикасы, қасиеттері, жіктелуі, қолданылуы. Топырақтың органикалық заттарының мөлшері мен құрамы.

Кіріспе...3

1. Әдебиеттерге шолу...5

1.1 Топырақтың ферментативті белсенділігі туралы түсінік ... 5

1.2 Ауыр металдардың ферментативті белсенділігіне әсері

1.3. Топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық заттардың әсері ... 23

2. Эксперименттік бөлім...32

2.1 Зерттеуді жүргізудің объектілері, әдістері және шарттары ... 32

2.2. Қорғасынмен ластанған сазды-подзолды топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...34

2.2.1. Қорғасынмен ластанған кездегі топырақтың агрохимиялық сипаттамасы және оның тәжірибе топырағындағы мөлшері ... 34

2.2.2. Қорғасынмен ластанған топыраққа айдар фазасындағы жаздық дәнді дақылдардың шығымдылығына агрохимиялық фонның әсері...41

2.2.3. Қорғасынмен ластанған топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...43

2.3. Кадмиймен ластанған сазды-подзолды топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...54

2.3.1. Топырақтың кадмиймен ластанған кездегі агрохимиялық сипаттамасы және оның тәжірибе топырағындағы мөлшері ... 54

2.3.2. Кадмиймен ластанған топыраққа айдар фазасындағы жаздық дәнді дақылдардың шығымдылығына агрохимиялық фонның әсері...60

2.3.3. Кадмиймен ластанған топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...62

2.4. Мырышпен ластанған сазды-подзолды топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...69

2.4.1. Мырышпен ластанған кездегі топырақтың агрохимиялық сипаттамасы және оның тәжірибе топырағындағы мөлшері ... 69

2.4.2. Мырышпен ластанған топыраққа айдар фазасындағы жаздық дәнді дақылдардың шығымдылығына агрохимиялық фонның әсері...75

2.4.3. Агрохимиялық фонның ферментативті белсенділікке әсері

мырышпен ластанған топырақ...76

2.5. Мыспен ластанған сазды-подзолды топырақтың ферментативті белсенділігіне агрохимиялық фонның әсері...82

2.5.1. Мыспен ластанған кездегі топырақтың агрохимиялық сипаттамасы және оның тәжірибе топырағындағы мөлшері ... 83

2.5.2. Мыспен ластанған топыраққа айдар фазасындағы жаздық дәнді дақылдардың шығымдылығына агрохимиялық фонның әсері...89

2.5.3. Агрохимиялық фонның ферментативті белсенділікке әсері

мыспен ластанған топырақ...90

Қорытынды...96

Қорытындылар...99

Әдебиеттер...101

Қолдану

Кіріспе

Кіріспе.

Агроэкожүйеде агрохимиялық агенттерді қолдану қазіргі ауыл шаруашылығын дамытудың ең маңызды шарты болып табылады. Бұл топырақ құнарлылығын сақтау және жақсарту, нәтижесінде жоғары және тұрақты өнім алу қажеттілігінен туындайды.

Агрохимиялық агенттер агроценозда бірқатар экологиялық функцияларды орындайды (Минеев, 2000). Агрохимияның маңызды функцияларының бірі агроэкожүйелердің ауыр металдармен (ГМ) және басқа улы элементтермен жергілікті және ғаламдық техногендік ластануының жағымсыз салдарын азайту болып табылады.

Агрохимиялық агенттер ГМ-ның кері әсерін бірнеше жолмен төмендетеді, оның ішінде топырақта олардың инактивациялануы және өсімдіктердің физиологиялық тосқауыл функцияларының күшеюі, оларға ГМ-ның түсуіне жол бермейді. Әдебиеттерде топырақтағы ГМ инактивация мәселесі туралы мәліметтер көп болса (Ильин, 1982, т.б., Обухов, 1992, Алексеев, 1987 және т.б.), онда тосқауылдың күшеюі бойынша оқшауланған зерттеулер бар. өсімдіктердің функциялары. Агрохимиялық агенттердің әсерінен физиологиялық тосқауыл функцияларының күшеюіне байланысты HM әртүрлі агрохимиялық фондағы өсімдіктерге бірдей мазмұндағы әлдеқайда аз түседі (Соловьева, 2002). Тосқауылдық функциялардың күшеюі өсімдіктердің қоректенуін оңтайландырумен, соның нәтижесінде топырақтағы биологиялық жағдайдың жақсаруымен қатар жүреді.

Бұл экологиялық функция, атап айтқанда агрохимиялық агенттердің әсерінен ГМ-мен ластанған топырақтың микробтық ценозының биологиялық белсенділігі мен құрылымының жақсаруы әлі жеткілікті тәжірибелік негіздемеге ие емес.

Топырақта күйзеліс жағдайында биологиялық белсенділіктің кейбір көрсеткіштері ертерек өзгеретіні белгілі

топырақтың басқа сипаттамалары, мысалы, агрохимиялық (Звягинцев, 1989, Лебедева, 1984). Топырақтың ферментативті белсенділігі осындай көрсеткіштердің бірі болып табылады. Көптеген зерттеулер ауыр металдардың ферменттердің белсенділігіне теріс әсерін анықтады. Сонымен қатар агрохимиялық заттар топырақтың ферментативті белсенділігіне қорғаныш әсер ететіні белгілі. Біз бұл мәселені кешенді түрде қарастыруға және агрохимиялық агенттердің қоршаған ортаны қорғау қасиеттерінің биогенді және абиогенді металдармен ластанған кезде топырақтың ферментативті белсенділігіне байланысты көрінетінін анықтауға тырыстық. Агрохимиялық құралдардың бұл жағы тәжірибенің әртүрлі нұсқаларында бірдей мөлшерде ГМ болған жағдайда ғана анықталуы мүмкін және бұл топырақ қышқылдығының бірдей көрсеткіштерімен ғана мүмкін болады. Әдебиетте мұндай эксперименттік деректерді таба алмадық.

1. ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

1.1. Топырақтың ферментативті белсенділігі туралы түсінік.

Топырақтағы заттар мен энергияның өзгеруіне байланысты барлық биологиялық процестер өсімдіктердің қоректік заттарын мобилизациялауда маңызды рөл атқаратын ферменттердің көмегімен жүзеге асады, сонымен қатар өсімдіктермен байланысты аса маңызды биохимиялық процестердің қарқындылығы мен бағытын анықтайды. гумустың синтезі мен ыдырауы, органикалық қосылыстардың гидролизі және топырақтың тотығу-тотықсыздану режимі (, 1976; 1979 және т.б.).

Топырақтың ферментативті белсенділігінің қалыптасуы мен жұмыс істеуі күрделі және көп факторлы процесс. Жүйелік-экологиялық концепция бойынша бұл топыраққа ферменттер белсенділігінің түсуі, тұрақтануы және көрінуінің экологиялық анықталған процестерінің бірлігі (Хазиев, 1991). Бұл үш буын ферменттердің өндірісі, иммобилизациясы және әрекеті блоктары ретінде анықталады (Хазиев, 1962).

Топырақтағы ферменттер топырақ биоценозының зат алмасу өнімдері болып табылады, бірақ олардың жинақталуына әртүрлі компоненттердің үлесі туралы пікірлер қарама-қайшы. Бірқатар зерттеушілер (Козлов, 1964, 1966, 1967; Красильников, 1958 және т.б.) топырақты ферменттермен байытуда өсімдіктердің тамыр секрециялары негізгі рөл атқарады, басқалары (Кацнелсон, Ершов, 1958, т.б.) .) - топырақ жануарлары, көпшілігі (Гальстян, 1963; Пейв, 1961; Звягинцев, 1979; Козлов, 1966; Дробник, 1955; Хофман және Зегерер, 1951; Сигерер, 1953; Хофман және басқалар, Хофман, Хофф1915; ., 1958, 1964, 197 1; Sequi, 1974; және т.б.) топырақтағы ферменттік бассейн негізінен микробтық текті жасушаішілік және жасушадан тыс ферменттерден тұрады деген пікірде.

Топырақ ферменттері өсімдіктердің, жануарлардың және микробтардың қалдықтарын ыдыратуға, сондай-ақ гумустың синтезіне қатысады. Ферменттік процестердің нәтижесінде қоректік заттардың қорытылуы қиын

қосылыстар өсімдіктер мен микроорганизмдер үшін оңай қол жетімді формаларға айналады. Ферменттер ерекше жоғары белсенділікпен, әсер етудің қатаң ерекшелігімен және әртүрлі қоршаған орта жағдайларына үлкен тәуелділікпен ерекшеленеді. Соңғы қасиет олардың топырақтағы белсенділігін реттеуде үлкен маңызға ие (Хазиев, 1982 және

(1979) бойынша топырақтың ферментативті белсенділігі

тұрады:

а) жасушадан тыс иммобилизацияланған ферменттер;

б) жасушадан тыс бос ферменттер;

в) өлі жасушалардың жасушаішілік ферменттері;

г) тәжірибенің жасанды жағдайында түзілген және осы топыраққа тән емес жасушаішілік және жасушадан тыс ферменттер.

Әрбір фермент тек нақты анықталған затқа немесе ұқсас заттар тобына және нақты анықталған химиялық байланыс түріне ғана әсер ететіні анықталды. Бұл олардың қатаң ерекшелігіне байланысты.

Биохимиялық табиғаты бойынша барлық ферменттер жоғары молекулалы белокты заттар болып табылады. Белоктардың – ферменттердің полипептидтік тізбегі ғарышта өте күрделі, әрбір фермент үшін ерекше орналасқан. Молекулалардағы аминқышқылдарының функционалдық топтарының белгілі бір кеңістікте орналасуымен6).

Ферменттік катализ белсенді аралық зат, фермент-субстрат кешенінің түзілуінен басталады. Кешен субстрат молекуласының ферменттің каталитикалық белсенді аймағына қосылуының нәтижесі болып табылады. Бұл жағдайда субстрат молекулаларының кеңістіктік конфигурациялары біршама өзгертілген. жаңа бағытталған

реакцияға түсетін молекулаларды ферментке орналастыру активтену энергиясын төмендететін ферментативті реакциялардың жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді (Хазиев, 1962).

Ферменттің каталитикалық белсенділігі үшін ферменттің белсенді орталығы ғана емес, сонымен бірге молекуланың тұтас құрылымы да жауапты. Ферментативті реакцияның жылдамдығы көптеген факторлармен реттеледі: температура, рН, фермент және субстрат концентрациясы, активаторлар мен ингибиторлардың болуы. Активатор ретінде органикалық қосылыстар әрекет ете алады, бірақ көбінесе әртүрлі микроэлементтер (Купревич, Щербакова, 1966).

Топырақ ішкі және сыртқы факторлардың өзгеруіне байланысты онда болатын ферментативті процестерді факторлық немесе аллостериялық реттеу арқылы реттеуге қабілетті (Гальстян 1974, 1975). Топыраққа енгізілген химиялық қосылыстардың, соның ішінде тыңайтқыштардың әсерінен аллостериялық реттеу жүреді. Факторлық реттелу қоршаған ортаның қышқылдығына (рН), химиялық және физикалық құрамына, температураға, ылғалдылыққа, су-ауа режиміне және т.б. байланысты. топырақтың биологиялық белсенділігін сипаттау екіұшты (Галстян 1974; Кисс 1971; Далай 1975; Макбрайд 1989; Тилер 1978).

Топырақтың ферментативті белсенділігін әртүрлі топырақтардың құнарлылығының диагностикалық көрсеткіші ретінде қолдануға болады, өйткені ферменттердің белсенділігі топырақтың биологиялық қасиеттерін ғана емес, сонымен қатар олардың агроэкологиялық факторлардың әсерінен өзгеруін де көрсетеді (Гальстян, 1967; Чундерова, 1976; Чугунова, 1990, т.б.).

Ферменттердің топыраққа түсуінің негізгі жолдары микроорганизмдер мен өсімдік тамырларының тірі кезінде бөлінетін жасушадан тыс ферменттері және топырақ организмдері мен өсімдіктері өлгеннен кейін топыраққа түсетін жасушаішілік ферменттер.

Микроорганизмдер мен өсімдік тамырларының топыраққа ферменттерді шығаруы әдетте ферменттің немесе реакция өнімінің әсері үшін субстраттың болуына немесе болмауына жауап түрінде бейімделу сипатына ие, бұл әсіресе фосфатазалармен айқын көрінеді. Ортада жылжымалы фосфордың жетіспеушілігімен микроорганизмдер мен өсімдіктер ферменттердің бөлінуін күрт арттырады. Өсімдіктерді қолда бар фосформен қамтамасыз етудің диагностикалық көрсеткіші ретінде топырақ фосфатазасының белсенділігін пайдалану дәл осы қатынасқа негізделген (Наумова, 1954, Котелев, 1964).

Әртүрлі көздерден топыраққа түсетін ферменттер жойылмайды, бірақ белсенді күйде қалады. Топырақтың ең белсенді компоненті болып табылатын ферменттер микроорганизмдердің тіршілік әрекеті ең қарқынды болатын жерде, яғни топырақ коллоидтары мен топырақ ерітіндісінің арасындағы шекарада шоғырланған деп есептеу керек. Топырақтағы ферменттер негізінен қатты фазада болатыны тәжірибе жүзінде дәлелденген (Звягинцев, 1979).

Көптеген эксперименттер толуолды (Дробник, 1961; Бек және Пошенридер, 1963), антибиотиктерді (Купревич, 1961; Кисс, 1971) немесе сәулеленуді (McLaren және т. топырақта біраз уақыт субстраттың өзгеруін жүзеге асыруға жеткілікті «жинақталған ферменттердің» көп мөлшері бар екендігі. Бұл ферменттердің ішінен инвертаза, уреаза, фосфатаза, амилаза және т.б. атауға болады.Басқа ферменттер антисептик болмаған кезде анағұрлым белсендірек, яғни олар топырақта аздап жиналады (а - және Р-галактозидаза, декстраназа, леваназа, малатестераза және т.б.). Үшінші топтағы ферменттер топырақта жиналмайды, олардың белсенділігі тек микробтық белсенділіктің өршу кезінде ғана көрінеді және субстрат арқылы индукцияланады. Бүгінгі күнге дейін алынған

тәжірибелік мәліметтер әртүрлі типтегі топырақтардың ферментативті белсенділігінің айырмашылығын көрсетеді (Коновалова, 1975; Звягинцев, 1976; Хазиев, 1976; Галстян, 1974, 1977, 1978; және т.б.).

Ең жақсы зерттелген топырақ ферменттері гидролазалар болып табылады, олар әртүрлі күрделі органикалық қосылыстардың гидролиз реакцияларын жүзеге асыратын, әртүрлі байланыстарға әсер ететін ферменттердің кең класын білдіреді: күрделі эфир, глюкозид, амид, пептид және т.б. Гидролазалар топырақта кеңінен таралған және оларды байытуда маңызды рөл атқарады.Жоғары молекулалы органикалық қосылыстарды жойып, өсімдіктер мен микроорганизмдер үшін қозғалмалы және жеткілікті қоректік заттар. Бұл класқа белсенділігі топырақтың биологиялық белсенділігінің ең маңызды көрсеткіші болып табылатын уреаза (амидаза), инвертаза (карбогидраза), фосфатаза (фосфогидролаза) және т.б. ферменттер жатады (Звягинцев, 1980).

Уреаза – топырақтағы азот алмасуын реттеуге қатысатын фермент. Бұл фермент несепнәрдің аммиак пен көмірқышқыл газына гидролизін катализдейді, органикалық молекулалардағы азот пен көміртегі арасындағы байланыстың гидролитикалық ыдырауын тудырады.

Азот алмасуының ферменттерінің ішінен уреаза басқаларға қарағанда жақсы зерттелген. Ол барлық топырақтарда кездеседі. Оның белсенділігі азот алмасуының барлық негізгі ферменттерінің белсенділігімен сәйкес келеді (Галстян, 1980).

Топырақта уреаза екі негізгі түрде кездеседі: жасушаішілік және жасушадан тыс. Топырақта бос уреазаның болуы Бриггс пен Сегалға (Briggs et al., 1963) ферментті кристалды түрде бөліп алуға мүмкіндік берді.

Жасушадан тыс уреазаның бір бөлігі уреазаға жоғары жақындығы бар топырақ коллоидтарымен адсорбцияланады. Топырақ коллоидтарымен байланыс ферментті микроорганизмдермен ыдыраудан қорғайды және оның топырақта жиналуына ықпал етеді. Әрбір топырақтың уреаза белсенділігінің өзіндік тұрақты деңгейі бар, ол топырақ коллоидтарының қабілетімен анықталады,

негізінен органикалық, қорғаныш қасиеттерін көрсетеді (Звягинцев, 1989).

Топырақ профилінде гумустың горизонты ферменттің ең жоғары белсенділігін көрсетеді, профиль бойынша одан әрі таралуы топырақтың генетикалық ерекшеліктеріне байланысты.

Мочевинаның азот тыңайтқышы ретінде кеңінен қолданылуына байланысты оның уреаза әсерінен түрленуіне байланысты мәселелер іс жүзінде маңызды. Көптеген топырақтардың уреазалық белсенділігінің жоғарылығы мочевинаны азотпен қоректенудің әмбебап көзі ретінде пайдалануға кедергі келтіреді, өйткені топырақ уреазасымен мочевина гидролизінің жоғары жылдамдығы аммоний иондарының жергілікті жинақталуына, ортаның сілтілі мәндерге реакциясының жоғарылауына, және нәтижесінде аммиак түріндегі топырақтан азоттың жоғалуы (Тарафдар Дж. С, 1997). Мочевина ыдырату арқылы уреаза оның фототоксикалық аммоний цианатына изомерленуіне жол бермейді. Несепнәрдің өзін өсімдіктер ішінара пайдаланса да, уреазаның белсенді әрекетінің нәтижесінде оны топырақта ұзақ уақыт сақтауға болмайды. Бірқатар ғалымдардың зерттеулерінде мочевина азотының жоғары уреаза белсенділігі кезінде топырақтан аммиак түріндегі ұшқыштығы байқалды, ал топыраққа әр түрлі уреаза ингибиторларын енгізген кезде мочевина гидролизі баяулады және ысырап болды. аз (Tool P. O., Morgan M. A., 1994). Топырақтағы мочевина гидролизінің жылдамдығына температура (Иванов және Баранова, 1972; Галстян, 1974; Кортез және т.б., 1972, т.б.), топырақтың қышқылдығы (Гальстян, 1974; Моисеева, 1974 және т.б.) әсер етеді. Топырақтың карбонаттармен қанығуы кері әсерін тигізеді (Галстян, 1974), мышьяк, мырыш, сынап, сульфат иондары, мыс және бор қосылыстарының едәуір мөлшерде болуы, органикалық қосылыстардан алифатты аминдер, дегидрофенолдар және хинондар уреазаны айтарлықтай тежейді (Полсон, 1970). , Briggsatel., 1951).

Инвертаза белсенділігі әсер етуші факторлармен ең айқын корреляцияны көрсететін ең тұрақты көрсеткіштердің бірі болып табылады. Зерттеулер (1966, 1974) инвертаза мен басқа топырақ көмірсутектерінің белсенділігі арасындағы корреляцияны анықтады.

Инвертаза белсенділігі көптеген топырақтарда зерттелді және бірнеше шолу мақалаларында талқыланды (Александрова мен Шмурова, 1975; Купревич және Щербакова, 1971; Кисс және т.б., 1971 және т.б.). Топырақтағы инвертаза белсенділігі профиль бойынша төмендейді және қарашірік құрамымен корреляцияланады (Пухицкая және Ковриго, 1974; Галстян, 1974; Калатозова, 1975; Кулаковская және Стефанкина, 1975; Симонян, 1976; Тот, 1987; т.б.). Топырақта алюминий, темір және натрийдің айтарлықтай мөлшерімен гумуспен корреляция болмауы мүмкін. Инвертаза белсенділігінің топырақ микроорганизмдерінің санымен және олардың зат алмасу белсенділігімен тығыз байланысы (Маштаков және т.б., 1954; Кацнельсон және Ершов, 1958; Козлов, 1964; Чундерова, 1970; Кисс, 1958; Хофинан, 1955 және т.б.) көрсетеді. микробтық текті топырақ инвертазасындағы артықшылығы. Бірақ бұл тәуелділік әрқашан расталмайды (Низова, 1970); инвертаза белсенділігі әлдеқайда тұрақты көрсеткіш және микроорганизмдер санының ауытқуымен тікелей байланысты болмауы мүмкін (Ross, 1976).

Есепке сәйкес (1974 ж.) гранулометриялық құрамы ауыр топырақтардың ферментативті белсенділігі жоғары болады. Дегенмен, инвертазаның саз минералдарымен адсорбциялануы кезінде айтарлықтай инактивацияланатыны туралы мәліметтер бар (Hofmann және басқалар, 1961; Skujins, 1976; Rawald, 1970) және құрамында монтмориллонит жоғары топырақтарда инвертаза белсенділігі төмен. Инвертаза белсенділігінің топырақтың ылғалдығы мен температурасына тәуелділігі жеткілікті түрде зерттелмеген, дегенмен көптеген авторлар белсенділіктің маусымдық өзгерістерін гидротермиялық жағдайларға жатқызады.

Температураның инвертазаның потенциалдық белсенділігіне әсері егжей-тегжейлі зерттелді (1975), оптимумды шамамен 60 ° C температурада, топырақты 70 ° C температурада қыздырғаннан кейін ферментті инактивациялау шегін және үш сағаттан кейін толық инактивацияны белгіледі. 180 ° C температурада қыздыру.

Көптеген авторлар өсетін өсімдіктерге байланысты топырақтың инвертазалық белсенділігін қарастырған (Самцевич және Борисова, 1972; Галстян, 1974; Росс 1976; Кортез және т.б., 1972 және т.б.). Шалғындық процестің дамуы, шөптесін жамылғы астында қалың шұңқырдың пайда болуы инвертаза белсенділігінің артуына ықпал етеді (Гальстян, 1959). Дегенмен, өсімдіктердің инвертаза белсенділігіне әсері анықталмаған жұмыстар бар (Коновалова, 1975).

Топырақта өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердің өлетін қалдықтарымен бірге келетін органикалық қосылыстар түріндегі фосфордың көп мөлшері бар. Фосфор қышқылын осы қосылыстардан ерекше фосфатаза ферменттері бар микроорганизмдердің салыстырмалы түрде тар тобы шығарады (Чимитдоржиева және т.б., 2001).

Фосфор алмасуының ферменттерінің ішінде ортофосфорлы монофосфоэстеразалардың белсенділігі барынша толық зерттелген (Александрова, Шмурова, 1974; Скужинс Дж. Дж., 1976; Котелев және т.б., 1964). Фосфатаза продуценттері негізінен топырақ микроорганизмдерінің жасушалары болып табылады (Красильников пен Котелев, 1957, 1959; Котелев және т.б., 1964).

Топырақтың фосфатазалық белсенділігі оның генетикалық ерекшеліктерімен, физика-химиялық қасиеттерімен және егіншілік мәдениетінің деңгейімен анықталады. Топырақтың физикалық-химиялық қасиеттерінің ішінде қышқылдық фосфатаза белсенділігі үшін ерекше маңызды. Қышқылдық реакциясы бар сазды-подзолды және сұр орман топырақтарында негізінен қышқылдық фосфатазалар, аздап сілтілі реакциясы бар топырақтарда сілтілі фосфатазалар басым болады. Қышқылдың оңтайлы белсенділігін атап өткен жөн

фосфатаза әлсіз қышқылдық аймақта, тіпті топырақтар қатты қышқыл болған кезде де орналасады (Хазиев, 1979; Щербаков және т.б., 1983, 1988). Бұл факт күрделі органикалық фосфаттардың гидролизін жеделдету және топырақты қолда бар фосформен байыту үшін қышқыл топырақтарды әктеудің маңыздылығын растайды.

Топырақта фосфатазалардың қышқылдығына байланысты байқалатын сипаттамалық таралуы микрофлораның құрамына байланысты. Топырақта қоршаған ортаның белгілі бір жағдайларына бейімделген микробтық қауымдастықтар жұмыс істейді, олар осы жағдайларда белсенді ферменттер шығарады.

Топырақтың жалпы фосфатазалық белсенділігі ферменттің субстраты болып табылатын гумустың және органикалық фосфордың құрамына байланысты.

Черноземалар ең жоғары фосфатаза белсенділігімен сипатталады. Сазды-подзолды және сұр орман топырақтарында фосфатаза белсенділігі төмен. Бұл қышқыл топырақтардың белсенділігінің төмендігі фосфатазалардың топырақ минералдарымен күштірек адсорбциясына байланысты. Мұндай топырақтарда органикалық заттар аз болғандықтан, сазды минералдар гумирленген органикалық заттармен жабылған қарашіріндісі жоғары қара топырақтарға қарағанда минералдардың адсорбциялық беті ашық болады.

Фосфатазаның белсенділігі вегетациялық кезеңде динамикалық болады. Өсімдіктердің өсуінің белсенді фазаларында топырақтың жоғары температурасында және жаз айларында жеткілікті ылғалдылықта топырақтың фосфатаза белсенділігі максималды болады (Евдокимова, 1989).

Кейбір топырақтарда фосфатаза белсенділігі мен микроорганизмдердің жалпы саны (Котелев және т.б., 1964; Алиев және Гаджиев, 1978, 1979; Арутюнян, 1975, 1977; және т.б.) және минералдандыратын микроорганизмдер саны арасында корреляция байқалды. фосфор қосылыстары (Пономарева және т.б., 1972), басқаларында - фосфатаза белсенділігінің санымен байланысы

микроорганизмдер анықталмаған (Рамирес-Мартинес, 1989). Қарашіріктің әсері әртүрлі дәрежедегі қарашірікті топырақтарды салыстыру және топырақ өңдеу шараларын жүргізу кезінде профиль бойынша фермент белсенділігінің өзгеру сипатында көрінеді (Александрова мен Шмурова, 1975; Арутюнян, 1977). Көптеген авторлардың зерттеулері топырақтың фосфатаза белсенділігінің топырақтағы органикалық фосфордың құрамына тікелей тәуелділігін көрсетеді (Гаврилова және т.б., 1973; Арутюнян, Галстян, 1975; Арутюнян, 1977; және т.б.).

Топырақтың фосфатазалық бассейнінің пайда болуының жалпы заңдылықтарын толығырақ қарастырайық.

Топырақтағы жалпы фосфордың едәуір бөлігін фосфорорганикалық қосылыстар құрайды: нуклеин қышқылдары, нуклеотидтер, фитин, лецитин және т.б.Топырақта кездесетін фосфорорганикалық заттардың көпшілігі өсімдіктерге тікелей сіңірілмейді. Олардың сіңуінің алдында фосфогидролазалардың ферментативті гидролизі жүреді. Топырақ фосфатазаларының субстраттары болып спецификалық гуминді заттар, соның ішінде гумин қышқылдарының фосфоры, сондай-ақ нуклеин қышқылдары, фосфолипидтер және фосфопротеидтермен ұсынылған спецификалық емес жеке қосылыстар, сондай-ақ метаболикалық фосфаттар табылады. Біріншісі топырақта гумусты заттардың биогенезі нәтижесінде жинақталады, екіншісі, әдетте, өсімдік қалдықтарымен топыраққа түсіп, онда аралық зат алмасу реакцияларының өнімдері ретінде жиналады.

Ауыл шаруашылығында қолданылатын топырақтың фосфатазалық пулын түзуде жоғары сатыдағы өсімдіктердің рөлі микроорганизмдерге қарағанда төмен және негізінен өсімдік қалдықтары мен тамыр экскрецияларының топыраққа түсуімен байланысты және (1994 ж.) мәліметтерімен расталады. ), әр түрлі ауыл шаруашылығы дақылдарының гидролитикалық белсенділікке әсерін зерттеген

және тотықсыздандырғыш ферменттер; жұқа шымтезек топырақта фосфатазалар, инвертазалар, протеазалар, уреазалар, каталазалар. Фосфатазаның белсенділігі барлық дақылдарда: арпада, картопта және қара тыңайғандарда шамамен бірдей болды, ал көпжылдық шөптерде сәл ғана жоғары болды, ал басқа ферменттердің белсенділігі топырақты пайдалану сипатына байланысты айтарлықтай өзгерді.

, (1972) бидай мен бұршақ тұқымдас өсімдіктердің ризосферасындағы фосфатаза белсенділігінің жоғарылауын атап өтті, бұл ризосферадағы микроорганизмдер санының көбеюімен де, тамырлардың жасушадан тыс фосфатаза белсенділігімен де байланысты болуы мүмкін. Агрохимиялық тұрғыдан алғанда түпкілікті нәтиже маңызды – өсімдіктердің тамыр жүйесінің қуатының жоғарылауымен топырақтың ферментативті пулының өсуі.

Өсімдіктердегі агроценоздардың азаюы ризосфералық әсердің төмендеуіне және соның нәтижесінде топырақ фосфатазасының белсенділігінің төмендеуіне әкеледі. Монокультураны өсіру кезінде топырақтың фосфатаза белсенділігінің айтарлықтай төмендеуі байқалды. Топырақтарды ауыспалы егіске қосу гидролиздік процестерді жақсартуға жағдай жасайды, бұл фосфор қосылыстарының алмасуының жоғарылауына әкеледі. (Евдокимова, 1992)

(1994) әртүрлі құрамдағы табиғи (орман) өсімдіктері астында түзілген сазды-подзолды топырақтарды зерттеп, фосфатаза белсенділігінің топырақ профилінде таралуын, ферменттердің лабильді және тұрақты түрлерінің арақатынасын, олардың кеңістіктік және уақыттық өзгергіштігін анықтады. Табиғи орман өсімдіктері астында түзілген топырақтарда генетикалық горизонттардың фосфатаза белсенділігі бойынша ерекшеленетіні анықталды, олардың профилі бойынша таралуы гумустың құрамымен тығыз байланысты. Мәліметтер бойынша ең жоғары фосфатаза белсенділігі қоқыс қабатында байқалды, кейін ол гумусты-аккумуляциялық қабатта бірнеше есе төмендеп, топырақ қабатында күрт төмендеді.

шыршалы орман (орман өсімдіктері) астындағы топырақта 20 см төмен. Шалғындық өсімдіктердің астында таралуы біршама ерекшеленеді: шымтезек горизонтындағы максималды белсенділік гумусты-аккумуляциялық горизонтта 1,5-2 есе төмен, ал одан әрі айтарлықтай төмендеу тек 40-60 см-ден кейін байқалады.Жоғарыда айтылғандардың негізінде, Фосфатазалық бассейннің қалыптасуына максималды үлес табиғи өсімдіктердің астындағы субстрат ретінде микроорганизмдер мен өсімдік қалдықтарымен қамтамасыз етіледі, ал тамыр секрециясы мен өлгеннен кейінгі жасушаішілік ферменттер біршама азырақ рөл атқарады деп қорытынды жасауға болады.

Топырақтағы биохимиялық процестердің қарқындылығы және оның құнарлылығының деңгейі топырақты ферменттермен қамтамасыз ететін тірі организмдердің өмір сүру жағдайларына да, топырақтағы ферменттердің фиксингіне ықпал ететін және олардың нақты мөлшерін реттейтін факторларға да байланысты. белсенділік.

1.2. Топырақтың ферментативті белсенділігіне ауыр металдар мен микроэлементтердің әсері.

Топырақтың биологиялық қасиеттерін диагностикалау үшін ферментативті белсенділікті қолданудың перспективті бағыттарының бірі топырақтың ГМ-мен ластану деңгейін анықтау болып табылады.

Топыраққа әртүрлі химиялық қосылыстар түрінде түсетін ауыр металдар онда жоғары деңгейде жиналуы мүмкін, бұл топырақ биотасының қалыпты жұмыс істеуіне айтарлықтай қауіп төндіреді. Әдебиетте топырақтың ГМ-мен ластануының топырақ биотасына кері әсерін көрсететін деректердің үлкен көлемі жинақталған. Топырақтағы химиялық тепе-теңдік бұзылған кезде стресстік жағдай туындайды. Биологиялық көрсеткіштер агрохимиялық көрсеткіштерге қарағанда топырақтың әртүрлі қасиеттеріне әсер ететін жағдайлардың өзгеруіне ертерек әрекет ететіндігі туралы деректер бар (Лебедева,

Әдебиеттер тізімі

Катализделген реакциялардың түріне байланысты барлық белгілі ферменттер алты класқа бөлінеді:

1. Тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейтін оксидоредуктазалар.

2. Әртүрлі қосылыстардағы молекулаішілік байланыстардың гидролитикалық ыдырау реакцияларын катализдейтін гидролазалар.

3. Химиялық байланыстардағы энергияның бір мезгілде берілуімен химиялық топтың және қалдықтардың молекулааралық немесе молекулаішілік ауысу реакцияларын катализдейтін трансферазалар.

4. АТФ немесе басқа ұқсас үшфосфаттың фирофосфаттық байланыстарының ыдырауымен қосылатын екі молекуланың қосылу реакцияларын катализдейтін лигазалар (синтетазалар).

5. Гидролитикалық емес бөліну реакцияларын катализдейтін лиазалар немесе қос байланыстарға органикалық қосылыстардың әртүрлі химиялық топтарын қосу.

6, Органикалық қосылыстардың изомерлеріне айналу реакцияларын катализдейтін изомеразалар.

Топырақ биодинамикасында өте маңызды болып табылатын оксидоредуктазалар мен гидролазалар топырақта кеңінен таралған және біршама егжей-тегжейлі зерттелген.

Каталаза

(H 2 O 2: H 2 O 2 -оксидоредуктаза)

Каталаза сутегі асқын тотығының ыдырауын су мен молекулалық оттегінің түзілуімен катализдейді:

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

Сутегі асқын тотығы тірі организмдердің тыныс алуы кезінде және органикалық заттардың тотығуының әртүрлі биохимиялық реакциялары нәтижесінде түзіледі. Сутегі асқын тотығының уыттылығы оның жоғары реактивтілігімен анықталады, ол синглет оттегімен көрінеді, *O 2 . Оның жоғары реактивтілігі бақыланбайтын тотығу реакцияларына әкеледі. Каталазаның рөлі - ол организмдер үшін улы сутегі асқын тотығын жояды.

Каталаза тірі организмдердің, соның ішінде микроорганизмдер мен өсімдіктердің жасушаларында кеңінен таралған. Топырақтар сонымен қатар жоғары каталаза белсенділігін көрсетеді.

Топырақ каталазасының белсенділігін анықтау әдістері сутегі асқын тотығының топырақпен әрекеттесуі кезінде ыдырау жылдамдығын бөлінген оттегінің көлемі бойынша (газометриялық әдістер) немесе перманганометриялық титрлеу немесе колориметриялық әдіспен анықталатын ыдырамаған асқын тотығының мөлшері бойынша өлшеуге негізделген. түсті кешендердің түзілуі.

Е.В. Даденко мен К.Ш. Қазеев, үлгілерді сақтау кезінде барлық ферменттердің каталазалық белсенділігі барынша төмендейтіні анықталды, сондықтан оны анықтау сынама алынғаннан кейінгі бірінші аптада жүргізілуі керек.

Әдісі А.Ш. Галстян

Талдау барысы. Каталазаның активтілігін анықтау үшін резеңке шлангпен жалғанған екі бюреткадан құралды қолданады, олар сумен толтырылады және оның деңгейін теңестіреді. Бюреткалардағы судың белгілі бір деңгейін ұстап тұру құрылғыдағы температуралық тепе-теңдікке қол жеткізуді көрсетеді. Қосарланған колбаның бір бөлігіне топырақ үлгісі (1 г) енгізіледі. Колбаның басқа бөліміне 5 мл 3% сутегі асқын тотығы ерітіндісі құйылады. Колба резеңке шлангпен өлшеуіш бюреткаға қосылған шыны түтігі бар резеңке тығынмен тығыз жабылады.

Тәжірибе 20 ° C температурада жүргізіледі, өйткені басқа температурада реакция жылдамдығы әртүрлі болады, бұл нәтижелерді бұрмалайды. Негізінде, ауаның температурасы емес, пероксидтің температурасы маңызды, ол 20 0 С болуы керек. Егер ауа температурасы 20 0 С (жазда) әлдеқайда жоғары болса, оны тасымалдау ұсынылады. талдауды жертөледе немесе басқа салқын бөлмеде өткізіңіз. Мұндай жағдайларда 20°C температурасы бар су моншасын қолдану тиімді емес.

Тәжірибенің басталуы секундомер немесе құм сағаты арқылы пероксид топырақпен араласып, ыдыстың ішіндегісін шайқаған кезде белгіленеді. Қоспаны тығыннан ұстап, қолмен ұстамауға тырысып, бүкіл тәжірибе бойы шайқайды. Бөлінген оттегі суды бюреткадан ығыстырады, оның деңгейі 1 және 2 минуттан кейін белгіленеді. Пероксидтің ыдырау реакциясының қарапайымдылығына байланысты оттегінің мөлшерін минут сайын 3 минут бойы анықтауға арналған ұсыныс талдауға кететін уақытты ғана арттырады.

Бұл әдіс бір зерттеушіге күніне 100-ден астам үлгінің каталаза белсенділігін талдауға мүмкіндік береді. 5-6 ыдысты пайдаланып, талдауды бірге жүргізу ыңғайлы. Бұл ретте бір адам тікелей талдауға қатысады және бюретка деңгейін бақылайды, ал екіншісі уақытты бақылайды, мәліметтерді жазып, ыдыстарды жуады.

Бақылау ретінде құрғақ термиялық стерильденген (180°C) топырақ қолданылады. Кейбір топырақтар, қосылыстар және минералдар стерилизациядан кейін де бейорганикалық асқын тотығының ыдырау катализінің жоғары белсенділігіне ие - жалпы белсенділіктің 30-50% дейін.

Каталазаның белсенділігі 1 г топырақтан 1 минутта бөлінетін O 2 миллилитрінде көрсетіледі.

Реагенттер: 3% H 2 O 2 ерітіндісі. Пергидролдың концентрациясын мезгіл-мезгіл тексеріп отыру керек, жұмыс ерітіндісі талдау алдында дереу дайындалады. Аналитикалық таразыдағы пергидролдың концентрациясын анықтау үшін 1 г H 2 O 2 сыйымдылығы 100 мл өлшеуіш колбада өлшенеді, көлемін белгіге келтіріп, шайқайды. Алынған ерітіндіден 20 мл 250 мл конустық колбаларға (3 қайталау) салады, 50 мл дистилденген суды және 2 мл 20% H 2 SO 4 қосады. Содан кейін 0,1 Н титрлейді. KMnO 4 ерітіндісі. 1 мл KMnO 4 ерітіндісі 0,0017008 г H 2 O 2 сәйкес келеді. Пергидролдың концентрациясын анықтағаннан кейін дистилденген сумен сұйылту арқылы 3% ерітінді дайындайды. KMnO 4 титрлеу ерітіндісі фиксаналдан дайындалады және титрді анықтау үшін бірнеше күн ұсталады.

Дегидрогеназалар

(субстрат: NAD(P)-оксидоредуктаза).

Дегидрогеназалар органикалық заттарды дегидрлеу арқылы тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді. Олар келесі схема бойынша жүреді:

AN 2 + V A + VN 2

Топырақта дегидрлеу үшін субстрат спецификалық емес органикалық қосылыстар (көмірсулар, аминқышқылдары, спирттер, майлар, фенолдар және т.б.) және спецификалық (гуминдік заттар) болуы мүмкін. Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы дегидрогеназалар сутегі тасымалдаушы қызметін атқарады және екі топқа бөлінеді: 1) аэробты, жұмылдырылған сутекті ауа оттегіне ауыстыратын; 2) сутекті басқа акцепторларға, ферменттерге тасымалдайтын анаэробты.

Дегидрогеназалардың әсерін анықтаудың негізгі әдісі метилен көгі сияқты тотығу-тотықсыздану потенциалы төмен көрсеткіштерді азайту болып табылады.

Топырақ дегидрогеназаларының белсенділігін анықтау үшін қызыл формазан қосылыстарына (трифенилформазан - ТФФ) тотықсызданған сутегі ретінде түссіз тетразолий тұздары (2,3,5-трифенилтетразолий хлориді - ТТХ) қолданылады.

Талдау барысы. Дайындалған топырақтың бір бөлігі (1 г) 12-20 мл пробирканың түбіне шұңқыр арқылы мұқият салынып, мұқият араластырылады. 1 мл 0,1 М сусыздандыру субстратының ерітіндісін (глюкоза) және 1 мл жаңадан дайындалған 1% TTX ерітіндісін қосыңыз. Пробиркаларды анаэростатта немесе вакуумды эксикаторға салады. Анықтау анаэробты жағдайда жүргізіледі, ол үшін ауа 10-12 мм рт.ст. Өнер. 2-3 минутқа және 30 ° C температурада 24 сағатқа термостатқа қойыңыз. Топырақты субстраттармен инкубациялау кезінде антисептик ретінде толуол қосылмайды, өйткені; ол дегидрогеназалардың әсерін қатты тежейді. Бақылау құралы ретінде зарарсыздандырылған топырақ (180°C температурада 3 сағат) және топырақсыз субстраттар қолданылады. Инкубациядан кейін колбаларға 10 мл этил спирті немесе ацетон қосылады, 5 минут шайқалады. Алынған түсті ТПП ерітіндісі сүзіледі және колориметриялық. Өте қарқынды бояумен ерітінді спиртпен (ацетонмен) 2-3 рет сұйылтылады. 10 мм кюветаларды және толқын ұзындығы 500-600 нм жарық сүзгісін қолданыңыз. Формазанның мг-дағы мөлшері стандартты қисық сызық бойынша есептеледі (1 мл-де 0,1 мг). Дегидрогеназалардың белсенділігі 24 сағат ішінде 10 г топыраққа мг ТТФ-мен өрнектеледі.Анықтау қателігі 8%-ға дейін.

Реагенттер:

1) 2,3,5-трифенилтетразолий хлоридінің 1% ерітіндісі;

2) 0,1 М глюкоза ерітіндісі (18 г глюкоза 1000 мл тазартылған суда ерітілген);

3) этил спирті немесе ацетон;

4) стандартты шкала үшін үшфенилформазан. Калибрлеу қисығын құрастыру үшін жоғарыда сипатталғандай формазан концентрациясы (1 мл-де 0,01-ден 0,1 мг формазан) және фотоколориметриялық концентрациясы бар этил спиртіндегі, ацетондағы немесе толуолдағы ерітінділер сериясын дайындаңыз.

Формазан болмаған жағдайда ТТХ-ны натрий гидросульфитімен (глюкоза қатысында аммоний сульфиті, мырыш ұнтағы) тотықсыздандыру арқылы алады. TTX ерітіндісінің бастапқы концентрациясы 1 мг/мл құрайды. Ланцет ұшында 2 мл бастапқы TTX ерітіндісіне кристалды натрий гидросульфиті қосылады. Тұндырылған формазанды 10 мл толуолға алады. Бұл толуол көлемінде 2 мг формазан (0,2 мг/мл) бар. Әрі қарай сұйылту шкала үшін жұмыс ерітінділерін дайындайды.

Инвертаза

(β-фруктофуранозидаза, сахараза)

Инвертаза – карбогидраза, ол сахароза, рафиноза, гентианоза және т.б. құрамындағы β-фруктофуранозидаза байланысына әсер етеді. Бұл фермент сахарозаны қалпына келтіретін қанттарды – глюкоза мен фруктозаны түзе отырып ең белсенді түрде гидролиздейді:

инвертаза

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

сахароза глюкоза фруктоза

Инвертаза табиғатта кең таралған және топырақтың барлық түрлерінде дерлік кездеседі. Таулы шалғынды топырақтарда өте жоғары инвертаза белсенділігі анықталды. Инвертаза белсенділігі гумустың құрамымен және топырақ құнарлылығымен анық сәйкес келеді. Тыңайтқыштардың әсерін зерттеу кезінде олардың тиімділігін бағалау ұсынылады. Топырақ инвертазасының белсенділігін анықтау әдістері Бертран бойынша қалпына келтіретін қанттардың сандық есебіне және сахароза ерітіндісінің фермент әсерінен бұрын және одан кейінгі оптикалық қасиеттерінің өзгеруіне негізделген. Бірінші әдісті белсенділіктің өте кең амплитудасы және субстрат концентрациясы бар ферментті зерттеу үшін қолдануға болады. Поляриметриялық және фотоколориметриялық әдістер қанттардың концентрациясына көбірек талап қояды және түрлі-түсті ерітінділер алынатын органикалық заттары жоғары топырақтар үшін жарамсыз; сондықтан бұл әдістер топырақты зерттеуде шектеулі қолданылады.

1

Жоғары Еділ бойының агрожүйелеріндегі топырақтың қышқылды-подзолды және сұр орман топырақтарында ұзақ мерзімді стационарлық тәжірибелерде қалыптасқан ферментативті белсенділігін зерттеу олардың экологиялық жағдайын бағалау мақсатында жүргізілді. Орман экожүйелерінің сазды-подзолды топырағында инвертаза белсенділігінің орташа деңгейі 21,1 мг глюкоза/1 г топырақ, ал агрожүйе топырағында 8,6 мг глюкоза/1 г топырақ. Ауыл шаруашылығында қолдану инвертаза белсенділігін орта есеппен 2,5 есе төмендетті. Инвертазаның әсіресе күшті депрессиясы тыңайтқыш материалдарын енгізбей, жыл сайын ауыл шаруашылығы дақылдарын өсіру үшін агротехникалық шаралар жүргізілетін нөлдік фондарда байқалады. Агроэкожүйе топырағындағы уреазаның орташа белсенділігі 0,10 мг N-NH4/1г топырақты құрады, орман экожүйелерінің топырағында аздап жоғары болды – 0,13 мг N-NH4/1g, бұл ең алдымен саздылардың генетикалық ерекшеліктеріне байланысты. -подзолды топырақтар және олардың құнарлылық деңгейі. Боз орман топырағында агрогендік жүктеменің зерттелген деңгейі топырақ ферменттерінің белсенділігіне кері әсерін тигізген жоқ, керісінше, олардың егістік жерлердегі белсенділігін арттыру үрдісі байқалады, бұл тыңайғанмен салыстырғанда топырақтағы биологиялық процестердің жалпы белсенділігі. Әртүрлі технологиялық әдістермен топырақ жамылғысына әсер етудің қарқындылығы тек сазды-подзолды топырақтарда ғана ферментативті белсенділік көрсеткіштерінің төмендеуінен көрінді. Экологиялық тұрғыдан алғанда бұл нәтижелерді топырақ жамылғысының сыртқы антропогендік қысымға реакциясының белгісі ретінде қарастыруға болады.

ауылшаруашылық ландшафттары

инвертаза

кататаза

шымтезек-подзол

сұр орман топырақтары

ферментативті белсенділік

1. Виттер А.Ф. Топырақты өңдеу топырақ құнарлығын реттеу факторы ретінде /А.Ф. Виттер, В.И. Турусов, В.М. Гармашов, С.А. Гаврилов. - М.: Инфра-М, 2014. - 174 б.

2. Джанаев З.Ғ. Ресейдің оңтүстігіндегі топырақтың агрохимиясы мен биологиясы / З.Г. Джанаев. - М.: Мәскеу мемлекеттік университетінің баспасы, 2008. - 528 б.

3. Звягинцев Д.Г. Топырақ биологиясы / Д.Г. Звягинцев, Н.А. Бабиева. – М., 2005. – 520 б.

4. Зинченко М.Қ. Владимир опольенің сұр орман топырағының агроландшафтарының ферментативті потенциалы / М.К. Зинченко, С.И. Зинченко // Қазіргі жаратылыстану жетістіктері. - 2015. - No 1. - С. 1319-1323.

5. Зинченко М.Қ. Сұр орман топырағының топырақ микрофлорасының интенсивтендіру деңгейі әртүрлі тыңайтқыш жүйелерін ұзақ уақыт пайдалануға реакциясы / М.К. Зинченко, Л.Г. Стоянова // Агроөнеркәсіп кешенінің ғылым мен техника жетістіктері. - 2016. - No 2. - Т.30. - 21-24-б.

6. Емцев В.Т. Микробиология: ЖОО-ға арналған оқулық / В.Т. Емцев. – М.: Тоқаш, 2005. – 445 б.

7. Энкина О.В. Кубань қара топырақтарының құнарлылығын сақтаудың микробиологиялық аспектілері / О.В. Энкина, Н.Ф. Коробский. - Краснодар, 1999. - 140 б.

8. Топырақ микробиологиясы мен биохимиясының әдістері; [ред. Д.Г. Звягинцев]. - М.: Мәскеу мемлекеттік университетінің баспасы, 1991. - 292 б.

9. Хазиев Ф.Х. Агроценоздар топырақтарының ферментативті белсенділігі және оны зерттеу перспективалары / Ф.Х. Хазиев, А.Е. Гүлко // Топырақтану. - 1991. - No 8. - С. 88-103.

10. Хазиев Ф.Х. Топырақ энзимологиясының әдістері / Ф.Х. Хазиев. – М.: Наука, 2005. – 254 б.

Топырақтардың агроэкологиялық қызметтері белгілі сандық және сапалық параметрлік сипаттамалармен көрінеді, олардың ең маңыздысы биологиялық көрсеткіштер болып табылады. Өсімдік қалдықтарының ыдырау процестері, қарашіріктің синтезі мен минералдануы, қоректік заттардың жету қиын формаларының өсімдіктер үшін сіңімді түрге айналуы, аммонизация, нитрификация және ауадағы бос азоттың фиксациясы. топырақ микроорганизмдерінің белсенділігі.

Органикалық қосылыстардың ыдырауы мен синтезі, сіңуі қиын қоректік заттардың өсімдіктер мен микроорганизмдерге оңай қол жетімді формаларға ауысуы кезіндегі зат және энергия алмасу процестері ферменттердің қатысуымен жүреді. Сондықтан топырақтың ферментативті белсенділігі антропогендік жүктеменің топырақ жүйелеріне әсер етуінің ең маңызды диагностикалық көрсеткіші болып табылады. Бұл әсіресе топыраққа жыл сайынғы агротехникалық әсер ететін агроэкожүйелерге қатысты. Топырақ ферменттерінің белсенділігін анықтау агротехникалық шаралар мен агрохимиялық агенттердің биологиялық процестердің белсенділігіне әсер ету дәрежесін анықтау үшін, негізгі органогендік элементтердің мобилизация жылдамдығын бағалау үшін өте маңызды.

Зерттеу мақсатыЖоғарғы Еділ бойының агрожүйелеріндегі топырақтардың экологиялық жағдайын ферментативті белсенділік тұрғысынан бағалау болды. Зерттеу объектілері әртүрлі дәрежедегі подзолдану дәрежесіндегі сазды-подзолды топырақтар және іргелес тың және мәдени ландшафттардағы сұр орман топырақтары болды.

Зерттеудің материалдары мен әдістері

Топырақ құнарлылығы және оның биологиялық белсенділігі туралы объективті мәліметтерді ұзақ мерзімді стационарлық тәжірибелерде алуға болатындықтан, зерттеу үшін топырақ үлгілері Кострома егіншілік ғылыми-зерттеу институтының, Иваново ауылшаруашылық ғылыми-зерттеу институтының базасында орналасқан ұзақ мерзімді стационарлық тәжірибе нұсқаларында алынды. Академиясы, Владимир ауыл шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты. Нәтижесінде қышқылды подзоликалық жеңіл сазды топырақта (1-тәжірибе, Кострома), сазды орта подзолды жеңіл саздақ топырақта (2-тәжірибе, Иваново) фермент белсенділігі талданды; күкіртті орман орташа сазды топырақ (3-тәжірибе, Суздаль).

Агроэкожүйелердің топырағына әртүрлі антропогендік жүктемелердің әсер ету дәрежесін анықтау үшін тәжірибелік учаскелерге іргелес жатқан бұзылмаған экожүйелердің эталондық топырақ үлгілерін зерттедік. Шымды-подзолиялық топырақтың тың нұсқалары қатты ағаш қоспасы бар қарағайлы орманның астындағы учаскелер болды. Ұзақ мерзімді тыңайғанның сұр орман топырағы жер жамылғысында бұтақтары мол жалпақ жапырақты ормандардың астында қалыптасады.

Владимир опольесінің сұр орман топырақтары органикалық заттардың орташа жинақталуымен сипатталады. А1 (А п) горизонтында қарашірік мөлшері 1,9 - 4%; гумустың горизонты жұқа (17-37 см). Бұл топырақтарға тән қышқылдықтың мәні қышқылды-подзолды топырақтарға қарағанда төмен, әлсіз қышқыл топырақтар басым (рН=5,2-6,0). Сондықтан Владимир облысының сұр орман топырақтары сазды-подзолиялық топырақтармен салыстырғанда қолайлы агрохимиялық көрсеткіштермен сипатталады. Сұр орман топырағында стационарлық далалық тәжірибе 1997 жылы бейімделген ландшафттық егіншілік жүйелерінің (ААЖ) тиімділігін зерттеу үшін құрылды. Зерттелетін нұсқалар бойынша 6 танапты ауыспалы егіс үшін келесілер енгізіледі: нөлдік фонда – көң 40т/га (бір уақытта); орташа - N 240 R 150 K 150; жоғары қарқынды минерал - N 510 R 480 K 480; жоғары қарқынды органоминералды - көң 80т / га (бір уақытта) + N 495 R 300 K 300.

Иваново ауылшаруашылық академиясының тәжірибелік учаскесінің топырағындағы қарашірік мөлшері 1,92%; рН xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 170-180 мг / кг топырақ, K 2 O - 110-170 мг / кг топырақ. Егістік қабатының қалыңдығы 21-23 см.Тәжірибе 1987 жылы басталған. Топырақ үлгілері төрт танапты ауыспалы егісте қалыпты фонда (N 30 P 60 K 60) топырақты өңдеудің екі әдісі бойынша алынды - 20-22 см (S) тереңдікте қаңылтыр жырту және 20-ға дейін қалыптанбаған тегіс кесу. -22 см (PO).

Кострома ауыл шаруашылығы ғылыми-зерттеу институтының ұзақ мерзімді стационарлық тәжірибесінің сазды-подзолды топырағының құнарлылығы сынама алу кезеңінде келесі орташа көрсеткіштермен сипатталды: қарашірік мөлшері 1,39-1,54%; рН xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 105-126 мг/кг; K 2 O - 104-156 мг / кг. Әктің топырақ қасиеттеріне және ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігіне әсерін зерттеу бойынша ұзақ мерзімді стационарлық далалық тәжірибе 1978 жылы құрылды. Жеті танаптық ауыспалы егісте зерттеулер жүргізілді. Бұл жұмыс үшін N 45 P 45 K 45 нұсқаларында топырақ үлгілері таңдалды - нөлдік фон; - қалыпты және Са 2,5 (N 135 R 135 K 135) - қарқынды. Тәжірибедегі мелиорант Са 2,5 (НПК) 3 нұсқасы үшін физикалық салмағы бойынша 25 т/га дозада тәжірибе төсеу кезінде бір рет енгізілген доломит ұны болды. Са 0,5 + Са 0,5 (НПК) 1 нұсқасында мелиорант фракциялық, бірінші рет – тәжірибенің басында 5 т/га дозада, 0,5 гидролитикалық қышқылдықта қолданылды; қайтадан – 2007 жылы күзде, жер жырту кезінде, 3,2 т/га дозада, гидролитикалық қышқылдықтың 0,5 мөлшерінде төртінші айналымның соңында.

Топырақ үлгілерінде келесілер анықталды: каталазалық белсенділік Галстян бойынша газометриялық әдіспен, инвертазалық белсенділік И.Н. Ромейко, С.М. Малиновская және уреаза белсенділігі Т.А. Щербакова. Бұл топырақ ферменттерінің белсенділігі көміртегі, азот және тотығу-тотықсыздану процестерінің айналуымен тікелей байланысты, сондықтан топырақ микроорганизмдерінің функционалдық жағдайын сипаттайды. Бұл параметрлерді жан-жақты анықтау топырақ сорттарының ферментативті пулының белсенділігінің өзгеру бағытын дәлірек анықтауға мүмкіндік береді.

2011-2013 жылдар аралығында ферменттердің белсенділігіне биохимиялық зерттеулер жүргізілді. 0-20 см топырақ қабатында, өйткені негізгі биологиялық белсенділік және ең жоғары биогенділік органикалық заттармен барынша байытылған, микрофлора үшін ең қолайлы гидротермиялық және ауа режимі бар топырақ профилінің жоғарғы қабаттарына тән.

Зерттеу нәтижелері және талқылау

Табиғаттағы көміртегі айналымының ең маңызды буыны – топырақ ортасындағы көмірсулардың ферментативті айналу кезеңі. Ол топыраққа көп мөлшерде түсетін органикалық материалдың және онда жинақталған энергияның қозғалуын, сондай-ақ оның топырақта гумус түрінде жиналуын қамтамасыз етеді, өйткені бұл жағдайда қарашірікке дейінгі компоненттер түзіледі.

Топыраққа түсетін өсімдік қалдықтары 60% көмірсулар. Топырақта моно-, ди- және полисахаридтер (целлюлозалар, гемицеллюлозалар, крахмал және т.б.) табылды. Топырақтың физика-химиялық және биологиялық жағдайының өзгеруіне әкелетін агроэкологиялық әсерлер көмірсу алмасу ферменттерінің белсенділігіне әсер ететіні анық. Топырақ инвертазасының белсенділігі туралы мәліметтер 1-кестеде келтірілген.

1-кесте

Агроэкожүйе топырағындағы инвертазалық белсенділік

	Сынама алу орны	Агроэкожүйелер	Инвертаза белсенділігі, мг глюкоза/1г топырақ 40 сағатта
Сод-подзоликалық жеңіл сазды топырақ	Кострома	Орман (бақылау)
		Нөлдік фон N 45 R 45 K 45
		Қалыпты Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Қарқынды Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Тұзды-орташа подзоликалық жеңіл сазды		Орман (бақылау)
		Қалыпты N 30 R 60 K 60
		Қалыпты N 30 R 60 K 60
		Депозит (бақылау)
		* Нөлдік фон
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		жоғары қарқындылық минерал N 120 R 120 K 120
		N 120 R 120 K 120; Көң 80т/га + N 90

Ескерту: Кестеде сұр орман топырағындағы тыңайтқыштардың дозалары зерттеу кезеңінде берілген.

Орман экожүйелерінің сазды-подзолды топырағында инвертаза белсенділігінің орташа деңгейі 21,1 мг глюкоза/1 г топырақ, ал агрожүйе топырағында 8,6 мг глюкоза/1 г топырақ екені анықталды. Яғни, егістік жерлерді ауыл шаруашылығында пайдалану инвертаза белсенділігіне айтарлықтай әсер етіп, оны орта есеппен 2,5 есеге төмендетті.

Инвертазаның әсіресе күшті депрессиясы тыңайтқыш материалдарын енгізбей, жыл сайын ауыл шаруашылығы дақылдарын өсіру үшін агротехникалық шаралар жүргізілетін нөлдік фондарда байқалады. Бұл тамыр дақылдарының қалдықтары түріндегі өлі массаның аздап түсуіне, сондай-ақ өңдеу нәтижесінде физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгеруіне байланысты болуы мүмкін.

Сұр орман топырағын агротехникалық пайдалану тыңайған топырақпен салыстырғанда көмірсу алмасуының белсенділігін айтарлықтай төмендетпейді. Ұзақ мерзімді тыңайған жерлерде орташа инвертазалық белсенділік 40 сағат ішінде 1 г топыраққа шаққанда 50,0 мг глюкозаны құрайды, бұл егістіктегі орташа көрсеткіштен 9%-ға жоғары. Агрожүйелердің сұр орман топырағындағы фермент мәндерінің өзгеруі 2 жыл зерттеу (2012-2013 жж.) V = 7,6% құрады, орташа XS = 45,8 мг глюкоза / 1 г топырақ 40 сағатта. Тыңайтқыш жүйелерінің инвертаза белсенділігіне әсері орташа фонға қарағанда айқын көрінеді. Бұл нұсқада фермент белсенділігінің көрсеткіштері басқа интенсификация фондарына қарағанда айтарлықтай жоғары болды (НСР 05 = 2,9). Сондықтан тыңайтқыштардың орташа дозаларын қолданғанда хош иісті қатардағы органикалық қосылыстардың гумустың құрамдас бөліктеріне айналуына қолайлы жағдай жасалады. Бұл органикалық көміртегінің мөлшері туралы деректермен расталады, өйткені гумустың максималды қоры орташа 3,62% фонында жинақталған.

Топырақтың ферментативті белсенділігінің ақпараттық көрсеткіштерінің бірі уреазаның белсенділігі болып табылады. Көптеген зерттеушілер уреаза белсенділігін органикалық ксенобиотиктермен ластанған топырақтың өзін-өзі тазарту қабілетінің көрсеткіші ретінде қарастырады. Уреазаның әрекеті құрамында азот бар органикалық қосылыстардың молекулаларындағы азот пен көміртегі (СО-NH) арасындағы байланыстың гидролитикалық ыдырауымен байланысты. Агроэкожүйелерде уреаза белсенділігінің тез артуы да топырақта аммиак азотын жинақтау мүмкіндігін көрсетеді. Сондықтан көптеген зерттеушілер уреаза белсенділігі мен топырақтағы азот пен қарашірік мөлшері арасындағы оң корреляцияны атап өтеді.

Сипатталған сазды подзолды топырақтардың бастапқы органикалық субстратпен нашар қамтамасыз етілуі бұл ферменттің төмен белсенділігімен дәлелденеді (2-кесте). Біздің зерттеулерімізде уреазаның орташа белсенділігі агроэкожүйе топырағында 0,10 мг N-NH 4 /1г топырақты құрады, ол орман экожүйелерінің топырағында сәл жоғары - 0,13 мг N-NH 4 /1г, бұл бірінші кезекте сазды-подзолды топырақтардың генетикалық ерекшеліктеріне және олардың құнарлылық деңгейіне.

кесте 2

Агрожүйе топырағындағы уреазалардың белсенділігі

	Сынама алу орны	Агроэкожүйелер	Уреаза белсенділігі, мг N-NH 4 /1г топырақ 4 сағатта
Сод-подзоликалық жеңіл сазды топырақ	Кострома	Орман (бақылау)
		Нөлдік фон N 45 R 45 K 45
		Қалыпты Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Қарқынды Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Тұзды-орташа подзоликалық жеңіл сазды		Орман (бақылау)
		Қалыпты N 30 R 60 K 60
Сұр орман орташа сазды топырақ		Депозит (бақылау)
		Нөлдік фон
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		жоғары қарқындылық минерал N 120 R 120 K 120
		Жоғары қарқынды органоминералды N 120 R 120 K 120; Көң 80т/га + N 90

Табиғи биотоптар деңгейінде уреаза белсенділігі 1-тәжірибеде сақталған, мұнда агротехникалық шаралар минералды тыңайтқыштарды қолданумен қатар топырақты әктеуді қамтиды. Топырақтағы сутегі мен алюминий иондарының мөлшерінің төмендеуі фонында – сіңіргіш кешен, фермент белсенділігінің тұрақтануы байқалады.

Сазды-подзолды топырақты әктас материалдарын жүйелі енгізбей, тіпті минералды тыңайтқыштардың орташа дозаларын пайдаланғанның өзінде, қаңылтыр қопсыту және тегіс кесу арқылы қопсыту (2-тәжірибе) табиғи аналогтарымен салыстырғанда уреаза белсенділігінің төмендеуіне әкеледі.

Сұр орман топырағында жүргізілген зерттеулер көрсеткендей, орта есеппен бұл топырақтардағы уреаза активтілігі сазды-подзолды топырақтармен салыстырғанда 2,5 есе жоғары, бұл топырақ түзілу генезисі мен олардың құнарлылық деңгейіне байланысты. Бұған кен орнының табиғи биотоптарының да, агроэкожүйе топырағының да мәліметтері дәлел. Көптеген зерттеушілер уреаза белсенділігі топырақтағы органикалық көміртегінің мөлшеріне тура пропорционал екенін анықтады.

Табиғи биотоптар деңгейінде уреаза белсенділігінің көрсеткіші жоғары интенсивті органоминералды фон – 0,34 мг N-NH 4 /1г топырақта байқалды (3-тәжірибе). Жоғары интенсивті органоминералды фон жағдайында уреаза белсенділігінің деңгейі басқа агроэкожүйелер мен тыңайған алқаптарға қатысты жоғарылады. Бұл, ең алдымен, осы нұсқа бойынша зерттеу кезеңінде 80 т/га көң енгізіліп, топырақты жаңа органикалық заттармен, мочевинамен байытып, уробактериялар кешенінің дамуына түрткі болғанымен байланысты. Ұзақ мерзімді тыңайтқыштардың топырағындағы сияқты органоминералды тыңайтқыштарды ұзақ уақыт қолданғанда көміртегінің азотқа (С:N) ең кең қатынасында органикалық заттар түзіледі. Органикалық заттардың бұл түрі ең жоғары уреаза белсенділігіне сәйкес келеді. Байқалған тенденция осы экожүйелердің топырағының аммиак азотын қарқынды жинақтау қабілетін көрсетеді. Басқа агроэкожүйелердің топырағындағы ферменттердің белсенділігі айтарлықтай төмен (HSR 05 = 0,04 кезінде). Ең төменгі көрсеткіш (0,21 мгN-NH 4 /1г) жоғары қарқынды минералды фонға қатысты байқалды, мұнда 18 жыл бойы минералды тыңайтқыштардың тек жоғары дозалары енгізілген. Тек минералды тыңайтқыштарды қолданғанда белгілі бір энергетикалық субстраттың болмауына байланысты топырақтың микробтық бассейнінде уреаза түзетін бактериялардың экологиялық-трофикалық тобы азаяды деп болжауға болады.

Топырақтың ферментативті белсенділігін ескере отырып, органикалық қосылыстардың гидролиз өнімдерінің гуминге дейінгі заттардың түзілуімен тотығуына назар аудару керек. Бұл реакциялар оксидоредуктазалардың қатысуымен жүреді, олардың маңызды өкілі каталаза. Каталаза белсенділігі гуминді заттардың биогенез процестерін сипаттайды. Сазды-подзоликалық топырақтардағы каталаза белсенділігінің көрсеткіштерінің мәндері кеңістіктік және уақыттық өзгермелілікті көрсетеді, бірақ жалпы алғанда олар минутына 0,9-2,8 мл O 2 /1 г топырақ диапазонында тербелістерді көрсетеді. (3-кесте). Иваново және Кострома облыстарында түзілген сазды-подзолды топырақтардың агроэкожүйелерінде каталаза белсенділігінің көрсеткіштері табиғи аналогтары (орман топырақтары) деңгейінде болады. Яғни, гумусты заттардың биогенез процестеріне антропогендік жүктеме дәрежесі айтарлықтай әсер еткен жоқ. Олар осы агрожүйелердің топырағында да, табиғи биотоптар топырағында да бірдей қарқындылықпен жүреді. Бұл оң тенденция, өйткені органикалық тыңайтқыштарды қолданбай жеңіл гранулометриялық құрамы бар сазды-подзоликалық топырақтарда агроэкожүйелердің қалыптасуы каталаза белсенділігінің артуына себеп болуы мүмкін. Фермент белсенділігінің артуы мәдени дақылдарды қоректік заттармен қамтамасыз ету үшін топырақтағы гумусты заттардың минералдану жағына қарқынды түрде айналуын сипаттайды. Бұл процестердің белсендірілуі топырақтағы қарашірік мөлшерінің төмендеуіне және топырақтың потенциалды құнарлылығының төмендеуіне әкелуі мүмкін.

3-кесте

Ауылшаруашылық жүйелерінің топырақтарындағы каталаза белсенділігі

	Сынама алу орны	Агроэкожүйелер	Каталаза белсенділігі, мл O 2/1 г топырақ минутына
Сод-подзоликалық жеңіл сазды топырақ	Кострома	Орман (бақылау)
		Нөлдік фон N 45 R 45 K 45
		Қалыпты Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Қарқынды Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Тұзды-орташа подзоликалық жеңіл сазды		Орман (бақылау)
		Қалыпты N 30 R 60 K 60 (OV)
		Қалыпты N 30 R 60 K 60
Сұр орман орташа сазды топырақ		Депозит (бақылау)
		Нөлдік фон
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		жоғары қарқындылық минерал N 120 R 120 K 120
		Жоғары қарқынды органоминералды N 120 R 120 K 120; Көң 80т/га + N 90

Агроэкожүйелердің сұр орман топырағында каталаза белсенділігі мәндерінің өзгеру коэффициенті V = 18,6% құрайды. Жалпы флуктуациялар топырақтың 1,8-2,9 мл O 2 /1 г аралығында кездеседі. Егістік алқаптарындағы антропогендік жүктеменің қазіргі деңгейінде тыңайған топырақпен салыстырғанда тотығу-тотықсыздану процестерінің белсендіру үрдісі байқалады. Бұл процестердің ең жоғары белсенділігі тыңайтқыштардың орташа дозаларын қолданғанда байқалады, бұл интенсификацияның орташа фонында каталаза белсенділігінің айтарлықтай жоғарылауымен (HSR 05 = 0,4 кезінде) сипатталады. Бұл топырақтың органикалық заттармен жеткілікті түрде байытылуына және егістік жерлердің микробтық бассейнінің саны мен жұмылдыру белсенділігінің артуына байланысты оның трансформация режимінің жақсаруына байланысты.

Әртүрлі ферменттердің белсенділігіне агрогендік әсер ету дәрежесін бағалау және салыстырмалы бірліктерде әрбір агроэкожүйенің жалпы ферментативті белсенділігін анықтау үшін О.В. Энкина. Жеке ауылшаруашылық тегінің ферментативті белсенділігінің деңгейін, егер олардың белсенділігін бақылаумен (біздің жағдайда, табиғи экожүйелер топырағымен) салыстырсақ, олардың ферментативті белсенділік көрсеткіштерін 100% деп алсақ, кең тәжірибелік материалды түсіндіру арқылы дәлірек бағалауға болады. . Яғни, антропогендік жүктеменің ферменттердің әртүрлі топтарына әсер ету дәрежесі олардың агрожүйедегі белсенділік көрсеткіштерінің табиғи аналогтарға қатынасымен көрінеді (4-кесте).

Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде облыстың сазды-подзолды топырақтарының көпшілігінде агроландшафттардың ферментативті белсенділігі табиғи аналогтарымен салыстырғанда төмен екендігі анықталды. Шымынды-подзолды топырақтың ферментативті потенциалы 1-тәжірибеде (Кострома) бақылаумен салыстырғанда 31%-ға, ал 3-тәжірибеде (Иваново) 24%-ға төмендеді. Осы тәжірибелерде зерттелген фондарда минералды тыңайтқыштардың орташа және жоғары дозалары қолданылды. Минералды тыңайтқыштарды, әсіресе азотты тыңайтқыштарды ұзақ уақыт пайдалану потенциалды құнарлылығы төмен топырақта пайдалы микроорганизмдердің көбеюі үшін экологиялық фонды жиі бұзады. Бұл, әдетте, топырақ ерітіндісінің қышқылдануына, топырақты сіңіретін кешенде алюминий мен темір иондарының болуына, өсімдіктердің тамыр секрецияларына байланысты, микроскопиялық саңырауқұлақтардың белсенді көбеюін тудыратын, биологиялық заттардың өсуіне ықпал етеді. топырақтың уыттылығы. Бұл жағдайда жағымсыз өзгерістер микробиоценоз құрылымының қайта құрылуымен ғана емес, сонымен қатар топырақтың ферментативті белсенділігінің төмендеуімен, потенциалды және тиімді құнарлылықтың жоғалуымен бірге жүреді.

4-кесте

Агрожүйе топырағының ферментативті белсенділігінің деңгейі (табиғи экожүйелер топырағының %-бен)

Сынама алу орны	Агроэкожүйелер	Каталаза		Инвертаза	Ферменттердің орташа белсенділігі
Кострома	Орман (бақылау)
	Нөлдік фон
	Қалыпты
	Қарқынды
	Тәжірибе бойынша орташа, %
	Орман (бақылау)
	Қалыпты
	Қалыпты
	Тәжірибе бойынша орташа, %
	Жоғары қарқынды минерал
	Жоғары қарқынды органоминералды
	Тәжірибе бойынша орташа, %

Сонымен, сазды-подзолды топырақтардың ферментативті белсенділігінің олардың тиімді құнарлылығына байланысты негізгі көрсеткіштері егістік топыраққа қарағанда табиғи экожүйелерде жоғары.

Топырақ құнарлылығының жоғарылауымен агрогендік факторлардың топырақтың ферментативті потенциалына әсері біршама тегістеледі. Мұны біз сұр орман топырағының агрожүйелерінен байқаймыз. Зерттеудің 3 жылында ең жоғары ферментативті потенциал орташа 108% фонында қалыптасқаны анықталды. Минералды және органикалық тыңайтқыштардың орташа дозалары (6 жылда бір рет 40 т/га көң) топырақтың каталазалық және инвертазалық белсенділігінің жоғарылауына әкелді, бұл гумустық заттардың синтез процестерінің белсендірілуін сипаттайды.

Қорытынды

Сұр орман топырағына агрогендік жүктеменің зерттелген деңгейі топырақ ферменттерінің белсенділігіне кері әсерін тигізбегені, керісінше, олардың егістік жерлердегі белсенділігінің жоғарылау үрдісі бар екені анықталды, бұл тыңайған жерлермен салыстырғанда топырақтағы биологиялық процестердің жалпы белсенділігінің күшеюі. Әртүрлі технологиялық әдістермен топырақ жамылғысына әсер етудің қарқындылығы сазды-подзолды топырақтардың ферментативті белсенділігінің көрсеткіштерінің төмендеуінен көрінді. Экологиялық тұрғыдан алғанда бұл нәтижелерді топырақ жамылғысының сыртқы антропогендік қысымға реакциясының белгісі ретінде қарастыруға болады.

Топырақтың құнарлылығын ұтымды пайдалану және қорғау мақсатында топырақтың биомониторингінде және биодиагностикасында ферментативті белсенділік көрсеткіштерін қолдану қажет. Бұл әсіресе ауыл шаруашылығында өндірістік тапсырмаларды орындау кезінде маңызды.

Библиографиялық сілтеме

Зинченко М.К., Зинченко С.И., Борин А.А., Камнева О.П. ЖОҒАРҒЫ Еділ ӨҢІРІНІҢ АГРАРЛЫҚ ТОПЫРАҚТАРЫНЫҢ ФЕРМЕНТТІК АКЦИЯСЫ // Ғылым мен білімнің қазіргі мәселелері. - 2017. - No 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26458 (кіру күні: 01.02.2020). Назарларыңызға «Академиясы жаратылыстану тарихы» баспасынан шыққан журналдарды ұсынамыз.