Ndryshimet në aktivitetin enzimatik të tokës nën ndotjen e naftës. Ndryshimet në aktivitetin enzimatik të tokave nën ndotjen e naftës Natyra e enzimave të tokës

Proceset e metabolizmit dhe të energjisë gjatë dekompozimit dhe sintezës së komponimeve organike, kalimi i komponimeve të vështira për t'u tretur lëndë ushqyese në forma lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat ndodhin me pjesëmarrjen e enzimave.

Enzima invertaza (α-fruktofuranosidase) katalizon zbërthimin e karbohidrateve të ndryshme në molekula të glukozës dhe fruktozës.

Shumë të dhëna konfirmojnë lidhjen midis aktivitetit të invertazës me aktivitetin biologjik të tokës, përmbajtjen e lëndës organike në të, rendimentin e kulturave bujqësore dhe ndryshimet që ndodhin në tokë gjatë përdorimit bujqësor (Khaziev F.Kh., 1972 Galstyan A.Sh., 1978; Vasilyeva L.I., 1980).

Me një rritje të thellësisë së lërimit, aktiviteti i invertazës në shtresa e sipërme toka u zvogëlua pak, gjë që shpjegohet me varfërimin e kësaj shtrese dheu, pasi gjatë plugimit të thellë, sasia kryesore e mbetjeve bimore futet në shtresat e poshtme. Akumulimi i shumicës së mbetjeve pas vjeljes në shtresën e sipërme të tokës gjatë punimit të tokës pa myk shkakton një ulje të aktivitetit të invertazës në shtresën 30-40 cm me 5-15% deri në fund të sezonit të rritjes së bimëve.

Në një sfond të fekonduar, aktiviteti i invertazës u rrit mesatarisht me 5% vetëm pas lërimit. Sipas metodave jo myk të punimit të tokës, plehrat nuk ndikuan në aktivitetin e kësaj enzime.

Veprimi i ureazës shoqërohet me ndarjen hidrolitike të lidhjes ndërmjet azotit dhe karbonit (CO-IN) në molekulat e përbërjeve organike që përmbajnë azot. Prandaj, shumë studiues vërejnë një korrelacion pozitiv midis aktivitetit të ureazës dhe përmbajtjes së azotit dhe humusit në tokë. Sidoqoftë, aktiviteti i ureazës varet jo vetëm nga sasia totale e humusit, por nga cilësia e tij, duke korreluar kryesisht me vlerën e raportit të karbonit ndaj azotit (C: 14). Lënda organike me raportin më të gjerë të karbonit ndaj azotit korrespondon me aktivitetin më të lartë të ureazës; me një ulje të raportit të karbonit ndaj azotit, aktiviteti i enzimës gjithashtu zvogëlohet. Kjo, sipas V.D. Mukha dhe L.I. Vasilyeva, tregon për efektin rregullues të ureazës në proceset e transformimit të përbërjeve organike që përmbajnë azot në tokë. Në studimet tona, ndër variantet e punimit me myk, aktiviteti më i lartë i ureazës u manifestua me plugim në një thellësi 20-22 cm. Thellimi i punimit çoi në një ulje të ndjeshme të aktivitetit të kësaj enzime. Pra, në fillim të vegjetacionit të bimëve, lërimi deri në 35-37 cm në një shtresë toke prej 0-40 cm prodhoi 20% më pak amoniak sesa duke lëruar në një thellësi normale 20-22 cm (mesatarja për 1980-1982, mg YN 3 për 1 g tokë të thatë në ajër).

Intensiteti dhe drejtimi i proceseve të transformimit të lëndës organike në tokë përcaktohet gjithashtu nga aktiviteti i enzimave redoks polifenol oksidaza dhe peroksidaza. Polifenol oksidaza është e përfshirë në shndërrimin e përbërjeve organike të serisë aromatike në përbërës humus (Mishustin E.N. et al., 1956, Kononova M.M., 1963, 1965). Në zbërthimin e substancave humike, një vend të madh i zë peroksidaza dhe katalaza (Nikitin D.I., 1960). Studiuesit vërejnë një korrelacion të lartë pozitiv midis dekompozimit të humusit dhe aktivitetit të peroksidazës dhe një korrelacion negativ pothuajse funksional me aktivitetin e polifenoloksidazës (Chunderova A.I., 1970, Dulgerov A.N., 1981). Orientimi i kundërt i funksioneve të peroksidazës dhe polifenol oksidazës dhe një objekt i vetëm i aplikimit të tyre bëri të mundur A.I. Çunderova të propozojë konceptin e "koeficientit të akumulimit të humusit", vlera e të cilit përcaktohet nga raporti i aktivitetit të polifenoloksidazës së tokës ndaj aktivitetit të peroksidazës.

Sipas hulumtimit tonë, një rritje në thellësinë e plugimit nga 20-22 cm në 35-37 cm dhe përdorimi i tokës së tokës pa kallëp me një prerës të sheshtë, një parmendë pa dërrasa kallëp, një daltë, një mjet të tipit paraplot, goma SibIME. , si dhe kur kultivohet toka e Notilit" çoi në një rritje të aktivitetit të peroksidazës me 4-6% dhe një ulje të aktivitetit të polifenoloksidazës me 4-5% (Tabela 15). Koeficienti i akumulimit të humusit në këtë rast u ul me 8-10%.

15. Aktiviteti i peroksidazës dhe polifenol oksidazës në shtresën e tokës 0-40 cm nën bizele, mg purpurgalinë për 100 g të thatë në ajër

tokë në 30 min. (1980-1982)

Opsione
Opsione		peroksid -	polifenol- looksidaza	akumulimi	peroksid -	polifenol- looksidaza	akumulimi
vjetore	me plehra
vjetore	pa pleh
vjetore	me plehra
vjetore	pa pleh
vjetore trajtimi aeroplan	me plehra
vjetore trajtimi aeroplan	pa pleh
Depozita e pa kositur që nga viti 1885

Studimet kanë vendosur një lidhje midis koeficientit të akumulimit të humusit dhe raportit të numrit të mikroorganizmave që asimilojnë azotin mineral me numrin e mikroorganizmave që asimilojnë azotin e përbërjeve organike (KAA: MPA). Koeficienti i korrelacionit ndërmjet dy treguesve është -0.248±0.094. Rritja e treguesit të parë në shumë raste çon në një ulje të këtij të fundit dhe anasjelltas, gjë që konfirmon ekzistencën e një marrëdhënieje midis strukturës së cenozës mikrobike dhe drejtimit të procesit të transformimit biokimik të lëndës organike të tokës. Raporti i këtyre dy koeficientëve, me sa duket, mund të karakterizojë orientimin e procesit kulturor të formimit të tokës.

Kjo na lejon të konkludojmë se transformimi i lëndës organike të tokës, për shkak të aktivitetit të peroksidazës dhe polifenol oksidazës, zhvendoset drejt zbërthimit të shtuar të humusit me plugim dhe lëvrim të thelluar pa kthimin e shtresës (Fig. 5).

? Rreshti 4
? RyadZ
? Rreshti 2
? Rreshti 1

Oriz. 5. Ndikimi mënyra të ndryshme dhe thellësia e trajtimit kryesor për aktivitetin e peroksidazës në shtresën e tokës prej 0-40 cm në periudhën e 2-4 palë gjetheve të vërteta në luledielli, mg purpuralinë për 1 g tokë të thatë në ajër (1989-1991)

Një vend të caktuar në drejtimin dhe intensitetin e proceseve biokimike që ndodhin në tokë zë enzima katalazë. Si rezultat i veprimit të tij aktivizues, peroksidi i hidrogjenit ndahet në ujë dhe oksigjen të lirë. Besohet se katalaza, së bashku me peroksidazën, mund të marrin pjesë në reaksionet e tipit peroksidazë, gjatë të cilave komponimet e reduktuara i nënshtrohen oksidimit. Në eksperimentet e Institutit Kërkimor të Bujqësisë të PK Qendrore im. V.V. Dokuchaev nuk përcaktoi varësinë e aktivitetit të katalazës nga thellësia ose metodat e tokës bazë. Megjithatë, me një rritje të thellësisë së plugimit mbi 25-27 cm, si dhe me punimin e tokës pa kthimin e shtresës, u vu re një rritje e ndjeshme e aktivitetit të katalazës krahasuar me plugimin në thellësi 20-22 cm dhe 25-27 cm.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Prezantimi

1. Rishikim i literaturës

1.1 Kuptimi i enzimave të tokës

1.2 Aktiviteti enzimatik i tokave

1.3 Qasjet metodologjike për përcaktimin e aktivitetit enzimatik të dherave

1.3.1 Ndarja e zonës eksperimentale

1.3.2 Veçoritë e përzgjedhjes dhe përgatitjes së mostrave të tokës për analizë

1.4 Ndikimi i faktorëve të ndryshëm (temperatura, regjimi ujor, sezoni i marrjes së mostrave) në aktivitetin enzimatik të dherave

1.5 Ndryshimi i bashkësive të mikroorganizmave në tokë

1.6 Metodat për studimin e aktivitetit të enzimave të tokës

konkluzioni

Lista e burimeve të përdorura

Prezantimi

Në kushtet e rritjes së ngarkesës antropogjene në biosferën e planetit, toka, duke qenë një element i sistemit natyror dhe duke qenë në ekuilibër dinamik me të gjithë përbërësit e tjerë, i nënshtrohet proceseve të degradimit. Flukset e substancave, që hyjnë në tokë si rezultat i aktivitetit antropogjen, përfshihen në ciklet natyrore, duke prishur funksionimin normal të biotës së tokës dhe, si rezultat, të gjithë sistemin e tokës. Ndër kriteret e ndryshme të vlerësimit biologjik ndikim antropogjen në tokë, treguesit biokimikë janë më efikasë dhe më premtues që japin informacion për dinamikën e proceseve më të rëndësishme enzimatike në tokë: sintezën dhe dekompozimin e lëndës organike, nitrifikimin dhe proceset e tjera.

Informacioni i disponueshëm mbi aktivitetin enzimatik lloje të ndryshme tokat janë aktualisht të pamjaftueshme dhe kërkojnë studime të mëtejshme. Kjo e bën shumë të rëndësishme në aspektin teorik dhe praktik studimin e çështjeve të ngritura në këtë punim.

Objekti i studimit: aktiviteti i enzimës së tokës.

Synimi punim terminor: Studimi i enzimave të tokës dhe aktiviteti enzimatik i tokave.

Në përputhje me qëllimin e studimit, sa vijon detyrat:

1. Jepni një ide të përgjithshme për enzimat e tokës dhe aktivitetin enzimatik të dherave.

2. Konsideroni qasjet metodologjike për përcaktimin e aktivitetit enzimatik të dherave.

3. Përcaktoni ndikimin e faktorëve të ndryshëm natyrorë në aktivitetin enzimatik të tokave

4. Studimi i çështjes së pranisë dhe ndryshimit të bashkësive të mikroorganizmave në tokë

5. Listoni dhe përshkruani metodat për studimin e aktivitetit të enzimave të tokës.

1 . Rishikim i literaturës

1.1 Kuptimi i enzimave të tokës

Është e vështirë të imagjinohet që enzimat, molekula proteinike shumë të organizuara, mund të formohen në tokë jashtë një organizmi të gjallë. Toka dihet se ka një aktivitet të njohur enzimatik.

Enzimat janë katalizatorë për reaksionet kimike të natyrës proteinike, të cilat ndryshojnë në specifikën e veprimit të tyre në lidhje me katalizimin e reaksioneve të caktuara kimike.

Enzimat janë produkte të biosintezës së organizmave të gjallë të tokës: drunore dhe bimë barishtore, myshqet, likenet, algat, kërpudhat, mikroorganizmat, protozoarët, insektet, jovertebrorët dhe vertebrorët, të cilët në natyrë përfaqësohen nga agregate të caktuar - biocenoza.

Biosinteza e enzimave në organizmat e gjallë kryhet për shkak të faktorëve gjenetikë përgjegjës për transmetimin trashëgues të llojit të metabolizmit dhe ndryshueshmërisë së tij adaptive. Enzimat janë aparati i punës me të cilin realizohet veprimi i gjeneve. Ata katalizojnë mijëra reaksione kimike në organizma, nga të cilat, si rezultat, përbëhet metabolizmi qelizor. Falë enzimave reaksionet kimike në trup kryhen me shpejtësi të madhe.

Deri më sot, më shumë se 150 nga dy mijë enzimat e njohura janë marrë në formë kristalore. Enzimat ndahen në gjashtë klasa:

1. Oksireduktazat – katalizojnë reaksionet redoks.

2. Transferazat - katalizojnë reaksionet e bartjes ndërmolekulare të grupeve dhe mbetjeve të ndryshme kimike.

3. Hidrolazat – katalizojnë reaksionet e ndarjes hidrolitike të lidhjeve intramolekulare.

4. Liazat - katalizojnë reaksionet e shtimit të grupeve në lidhjet dyfishe dhe reaksionet e kundërta të shkëputjes së grupeve të tilla.

5. Izomerazat – katalizojnë reaksionet e izomerizimit.

6. Ligazat - katalizojnë reaksionet kimike me formimin e lidhjeve për shkak të ATP (acid trifosforik adenozin).

Kur organizmat e gjallë vdesin dhe kalben, disa nga enzimat e tyre shkatërrohen, dhe disa, duke hyrë në tokë, ruajnë aktivitetin e tyre dhe katalizojnë shumë reaksione kimike të tokës, duke marrë pjesë në proceset e formimit të tokës dhe në formimin e një shenje cilësore të tokës - fertiliteti.

NË tipe te ndryshme Tokat nën biocenoza të caktuara kanë formuar komplekset e tyre enzimatike, të cilat ndryshojnë në aktivitetin e reaksioneve biokatalitike.

Një tipar i rëndësishëm i komplekseve enzimatike të dherave është rregullsia e veprimit të grupeve ekzistuese të enzimave. Ajo manifestohet në faktin se sigurohet veprimi i njëkohshëm i një numri enzimash që përfaqësojnë grupe të ndryshme. Enzimat përjashtojnë akumulimin e tepërt të çdo përbërjeje në tokë. Komponimet e thjeshta të lëvizshme të akumuluara të tepërta (për shembull, NH 3) në një mënyrë ose në një tjetër ato lidhen përkohësisht dhe dërgojnë në cikle, duke kulmuar në formimin e komponimeve më komplekse. Komplekset enzimatike mund të përfaqësohen si një lloj sistemesh vetërregulluese. Mikroorganizmat dhe bimët luajnë rolin kryesor në këtë, duke rimbushur vazhdimisht enzimat e tokës, pasi shumë prej tyre janë jetëshkurtër.

Numri i enzimave gjykohet indirekt nga aktiviteti i tyre në kohë, i cili varet nga natyra kimike e substancave reaguese (substrati, enzima) dhe nga kushtet e ndërveprimit (përqendrimi i përbërësve, pH, temperatura, përbërja e mediumit, veprimi i aktivizues, frenues, etj.).

Enzimat që i përkasin klasave të hidrolazave dhe oksidoreduktazave janë të përfshira në proceset kryesore të humifikimit të tokës, kështu që aktiviteti i tyre është një tregues i rëndësishëm i pjellorisë së tokës. Prandaj, le të ndalemi shkurtimisht në karakteristikat e enzimave që u përkasin këtyre klasave.

Hidrolazat përfshijnë invertazën, ureazën, fosfatazën, proteazën etj.

Invertaza - katalizon reaksionet e ndarjes hidrolitike të saharozës në sasi ekuimolare të glukozës dhe fruktozës, gjithashtu vepron në karbohidratet e tjera (galaktozë, glukozë, ramnozë) me formimin e molekulave të fruktozës - një produkt energjie për jetën e mikroorganizmave, katalizatorëve të reaksioneve të katalizatorëve. . Studimet e shumë autorëve kanë treguar se aktiviteti i invertazës më mirë se enzimat e tjera pasqyron nivelin e pjellorisë dhe aktivitetit biologjik të tokave 3, f. 27.

Ureaza - katalizon reaksionet e ndarjes hidrolitike të uresë në amoniak dhe dioksid karboni. Në lidhje me përdorimin e uresë në praktikën agronomike, duhet pasur parasysh se aktiviteti i ureazës është më i lartë në më shumë tokat pjellore. Ajo ngrihet në të gjitha tokat gjatë periudhave të aktivitetit të tyre më të madh biologjik - në korrik-gusht.

Fosfataza (alkaline dhe acide) - katalizon hidrolizën e një numri përbërjesh organofosforike me formimin e ortofosfatit. Sa më i lartë të jetë aktiviteti i fosfatazës, aq më pak të lëvizshme janë format e fosforit në tokë, prandaj mund të përdoret si një tregues shtesë kur përcaktohet nevoja për plehra fosfatike për t'u aplikuar në tokë. Aktiviteti më i lartë i fosfatazës është në rizosferën e bimëve.

Proteazat janë një grup enzimash që zbërthejnë proteinat në polipeptide dhe aminoacide, të cilat më pas hidrolizohen në amoniak, dioksid karboni dhe ujë. Në këtë drejtim, proteazat kanë një rëndësi të madhe në jetën e tokës, pasi ato shoqërohen me një ndryshim në përbërjen e përbërësve organikë dhe dinamikën e formave të azotit, të cilat asimilohen lehtësisht nga bimët.

Klasa e oksidoreduktazave përfshin katalazën, peroksidazën dhe polifenoloksidazën etj.

Katalaza - si rezultat i veprimit të saj, ndodh prishja e peroksidit të hidrogjenit, i cili është toksik për organizmat e gjallë:

H2O2 > H2O + O2

Bimësia ka një ndikim të madh në aktivitetin katalazë të tokave minerale. Tokat nën bimë me një sistem rrënjor të fuqishëm depërtues të thellë karakterizohen nga aktiviteti i lartë i katalazës. Një tipar i aktivitetit të katalazës është se ajo ndryshon pak në profilin, ka një lidhje të kundërt me lagështinë e tokës dhe një lidhje të drejtpërdrejtë me temperaturën.

Polifenol oksidaza dhe peroksidaza në tokë luajnë rolin kryesor në proceset e formimit të humusit.

Polifenol oksidaza katalizon oksidimin e polifenoleve në kinone në prani të oksigjenit të lirë atmosferik. Peroksidaza katalizon oksidimin e polifenoleve në prani të peroksidit të hidrogjenit ose peroksideve organike. Në të njëjtën kohë, roli i tij është të aktivizojë peroksidet, pasi ato kanë një efekt të dobët oksidues mbi fenolet. Kondensimi i mëtejshëm i kinoneve me aminoacide dhe peptide mund të ndodhë me formimin e një molekule primare të acidit humik, e cila mund të bëhet më e ndërlikuar për shkak të kondensimeve të përsëritura.

Raporti i aktivitetit të polifenoloksidazës (S) ndaj aktivitetit të peroksidazës (D), i shprehur në përqindje, lidhet me akumulimin e humusit në tokë, prandaj kjo vlerë quhet koeficienti i kushtëzuar i akumulimit të humusit (K):

Konsideroni varietetet e enzimave të tokës.

Klasa e oksidoreduktazave përfshin reaksionet redoks katalizuese.

Në shumicën dërrmuese të oksidimeve biologjike, nuk është shtimi i oksigjenit në molekulën e oksiduar, por heqja e hidrogjenit nga substratet e oksiduara. Ky proces quhet dehidrogjenim dhe katalizohet nga enzimat e dehidrogjenazës.

Ka dehidrogjenaza aerobe, ose oksidaza, dhe dehidrogjenaza anaerobe, ose reduktaza. Oksidazat transferojnë atomet e hidrogjenit ose elektronet nga substanca e oksiduar në oksigjenin atmosferik. Dehidrogjenazat anaerobe dhurojnë atome hidrogjeni dhe elektrone pranuesve, enzimave ose bartësve të tjerë të hidrogjenit, pa i transferuar ato te atomet e oksigjenit. Komponime të shumta organike që hyjnë në tokë me bimët dhe kafshët i nënshtrohen oksidimit: proteinat, yndyrat, karbohidratet, fibrat, acidet organike, aminoacide, purina, fenole, kinone, substanca organike specifike si acidet humike dhe fulvik etj.

Si rregull, dehidrogjenazat anaerobe janë të përfshira në proceset redoks në qelizat e kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave, të cilat transferojnë hidrogjenin e ndarë nga substrati në transportues të ndërmjetëm. Në mjedisin e tokës, kryesisht dehidrogjenazat aerobe përfshihen në proceset redoks, me ndihmën e të cilave hidrogjeni i substratit transferohet drejtpërdrejt në oksigjenin atmosferik, d.m.th. pranuesi i hidrogjenit është oksigjeni. Sistemi më i thjeshtë redoks në tokë përbëhet nga një substrat i oksidueshëm, oksidaza dhe oksigjen.

Një tipar i oksidoreduktazave është se, pavarësisht grupit të kufizuar të grupeve aktive (koenzimave), ato janë në gjendje të përshpejtojnë numër i madh shumëllojshmëri e reaksioneve redoks. Kjo arrihet për shkak të aftësisë së një koenzime për t'u kombinuar me shumë apoenzima dhe çdo herë të formojë një oksidoreduktazë specifike për një ose një substrat tjetër.

Një tipar tjetër i rëndësishëm i oksidoreduktazave është se ato përshpejtojnë reaksionet kimike që lidhen me çlirimin e energjisë, e cila është e nevojshme për proceset sintetike. Proceset redoks në tokë katalizohen nga dehidrogjenazat aerobe dhe anaerobe. Nga natyra kimike, këto janë enzima me dy përbërës, të përbërë nga një proteinë dhe një grup aktiv, ose koenzimë.

Një grup aktiv mund të jetë:

NAD + (nikotinamid adenine dinukleotidi),

NADP + (nikotinamid adenine dinukleotid fosfat);

FMN (mononukleotidi i flavinës);

FAD (dinukleotidi i adeninës së flavinës), citokromet.

Janë gjetur rreth pesëqind oksidoreduktaza të ndryshme. Megjithatë, oksidoreduktazat më të zakonshme janë ato që përmbajnë NAD + si një grup aktiv.

Duke u kombinuar me proteinat dhe duke formuar një enzimë me dy përbërës (proteina piridine), NAD + rrit aftësinë e tij për t'u rikuperuar. Si rezultat, proteinat e piridinës bëhen të afta të largojnë nga substratet, të cilat mund të jenë karbohidratet, acidet dikarboksilike dhe keto, aminoacide, aminet, alkoolet, aldehidet, komponimet organike specifike të tokës (acidet humike dhe fulvik), etj., atomet e hidrogjenit në forma e protoneve (H +) . Si rezultat, grupi aktiv i enzimës (NAD +) zvogëlohet, dhe substrati kalon në një gjendje të oksiduar.

Mekanizmi i lidhjes së dy atomeve të hidrogjenit, d.m.th. dy protone dhe dy elektrone, është si më poshtë. Grupi aktiv i dehidrogjenazave, i cili pranon protone dhe elektrone, është unaza e piridinës. Kur NAD + zvogëlohet, një proton dhe një elektron lidhen me një nga atomet e karbonit të unazës së piridinës, d.m.th. një atom hidrogjeni. Elektroni i dytë është i lidhur me atomin e azotit të ngarkuar pozitivisht, dhe protoni i mbetur kalon në mjedis.

Të gjitha proteinat e piridinës janë dehidrogjenaza anaerobe. Ata nuk i transferojnë atomet e hidrogjenit të hequr nga substrati në oksigjen, por i dërgojnë ato në një enzimë tjetër.

Përveç NAD +, enzimat e piridinës mund të përmbajnë nikotinamid adeninë dinukleotid fosfat (NADP +) si koenzimë. Kjo koenzimë është një derivat i NAD +, në të cilin hidrogjeni i grupit OH të atomit të dytë të karbonit të ribozës adenozine zëvendësohet nga një mbetje e acidit fosforik. Mekanizmi i oksidimit të substratit me pjesëmarrjen e NADP* si koenzimë është i ngjashëm me NAD + .

Pas shtimit të hidrogjenit, NADH dhe NADPH kanë potencial të konsiderueshëm reduktues. Ata mund të transferojnë hidrogjenin e tyre në komponime të tjera dhe t'i zvogëlojnë ato, ndërsa ato vetë kthehen në një formë të oksiduar. Megjithatë, hidrogjeni i lidhur me dehidrogjenazën anaerobe nuk mund të transferohet në oksigjenin e ajrit, por vetëm tek bartësit e hidrogjenit. Të tillë bartës të ndërmjetëm janë enzimat flavine (flavoproteinat). Ato janë enzima me dy përbërës, të cilat mund të përmbajnë vitaminë B2 të fosforiluar (riboflavinë) si një grup aktiv. Çdo molekulë e një enzime të tillë ka një molekulë riboflavin fosfat (ose mononukleotid flavin, FMN). Kështu, FMN është një përbërës i bazës azotike të dimetilizoaloksazinës me mbetjet e ribitolit të alkoolit me pesë karbon dhe acidit fosforik. FMN është i aftë të pranojë dhe dhurojë dy atome hidrogjeni (H) në atomet e azotit (N) të unazës së izoaloksazinës.

Transferazat quhen enzima transferuese. Ata katalizojnë transferimin e radikaleve individuale, pjesëve të molekulave dhe molekulave të tëra nga një përbërje në tjetrën. Reagimet e transferimit zakonisht zhvillohen në dy faza. Në fazën e parë, enzima ndan grupin atomik nga substanca e përfshirë në reaksion dhe formon një përbërje komplekse me të. Në fazën e dytë, enzima katalizon shtimin e një grupi në një substancë tjetër që merr pjesë në reaksion, dhe vetë lirohet në një gjendje të pandryshuar. Klasa e transferazave përfshin rreth 500 enzima individuale. Varësisht se cilat grupe apo radikale barten nga transferazat dallohen fosfotransferazat, aminotransferazat, glikoziltransferazat, aciltransferazat, metiltransferazat etj.

Fosfotransferazat (kinazat) janë enzima që katalizojnë transferimin e mbetjeve të acidit fosforik (H2P03). Dhuruesi i mbetjeve të fosfatit, si rregull, është ATP. Grupet e fosfatit transferohen në alkool, karboksil, që përmbajnë azot, që përmbajnë fosfor dhe grupe të tjera të përbërjeve organike. Fosfotransferazat përfshijnë heksokinazën e kudogjendur, një enzimë që përshpejton transferimin e një mbetjeje të acidit fosforik nga një molekulë ATP në glukozë. Ky reagim fillon shndërrimin e glukozës në komponime të tjera.

Glikoziltransferazat përshpejtojnë transferimin e mbetjeve të glikozilit në molekulat e monosakarideve, polisaharideve ose substancave të tjera. Këto janë enzima që sigurojnë reaksione për sintezën e molekulave të reja të karbohidrateve; koenzimat e glikoziltransferazave janë sheqeri difosfat nukleozid (sheqeri NDP). Prej tyre, në procesin e sintezës së oligosakarideve, mbetja e glikozilit transferohet në monosakarid. Aktualisht njihen rreth pesëdhjetë sheqerna NDP. Ato janë të përhapura gjerësisht në natyrë, të sintetizuara nga esteret fosfatike të monosakarideve dhe nga trifosfatet nukleozide përkatëse.

Aciltransferazat transferojnë mbetjet e acidit acetik CH3CO - si dhe mbetjet e tjera të acideve yndyrore në aminoacide, amina, alkoole dhe komponime të tjera. Këto janë enzima me dy përbërës, të cilat përfshijnë koenzimën A. Burimi i grupeve acil është acil koenzima A, e cila mund të konsiderohet si një grup aktiv i aciltransferazave. Kur mbetjet e acidit acetik transferohen, acetil koenzima A përfshihet në reaksion.

Klasa e hidrolazave përfshin enzima që katalizojnë hidrolizën dhe nganjëherë sintezën e përbërjeve organike komplekse me pjesëmarrjen e ujit.

Një nënklasë esterazash përfshin enzima që përshpejtojnë reaksionet e hidrolizës së estereve, alkooleve me acide organike dhe inorganike.

Nënklasat më të rëndësishme të esterazave janë hidrolazat esterike acidet karboksilike dhe fosfataza. Reaksionet e hidrolizës së yndyrave (triglicerideve), si rezultat i të cilave lirohet glicerina dhe acidet yndyrore më të larta, përshpejtohen nga lipaza hidrolazë e esterit të glicerinës. Ekzistojnë lipaza të thjeshta, të cilat katalizojnë lirimin e acideve yndyrore më të larta nga trigliceridet e lira, dhe lipoprotein lipaza, të cilat hidrolizojnë lipidet e lidhura me proteinat. Lipazat janë proteina me një përbërës me një peshë molekulare nga 48,000 deri në 60,000. Lipaza e majave është studiuar mirë. Zinxhiri i tij polipeptid përbëhet nga 430 mbetje aminoacide dhe është palosur në një rruzull, në qendër të së cilës është vendi aktiv i enzimës. Rolin kryesor në qendrën aktive të lipazës e luajnë radikalët e histidinës, serinës, acideve dikarboksilike dhe izoleucinës.

Aktiviteti i lipazave rregullohet nga fosforilimi-defosforilimi i tyre. Lipazat aktive janë të fosforiluara, ato joaktive defosforilohen.

Fosfatazat katalizojnë hidrolizën e estereve të fosfatit. Fosfatazat që veprojnë në esteret e acidit fosforik dhe karbohidrateve janë të shpërndara gjerësisht. Komponime të tilla përfshijnë, për shembull, glukoz-6-fosfat, glukoz-1-fosfatazë, fruktozë-1,6-difosfat, etj. Enzimat përkatëse quhen glukoz-6-fosfatazë, glukoz-1-fosfatazë, etj. Ato katalizohen eliminimi i mbetjeve të acidit fosforik nga esteret e fosforit:

Fosfodiester fosfatazat - deoksiribonukleaza dhe ribonukleaza katalizojnë ndarjen e ADN-së dhe ARN-së në nukleotide të lira.

Një nënklasë hidrolazash përfshin glikozidazat që përshpejtojnë hidrolizën e glikozideve. Përveç glikozideve që përmbajnë mbetje të alkoolit monohidrik si aglikone, oligo- dhe polisakaridet janë substrate mbi të cilat veprojnë glikozidazat. Nga glikozidazat që veprojnë në oligosakaride, maltoza dhe saharoza janë më të rëndësishmet. Ato hidrolizojnë maltozën dhe saharozën.

Nga glikozidazat që veprojnë në polisaharide, amilazat janë më të rëndësishmet. Veçori amilaza - mungesa e specifikës absolute të veprimit. Të gjitha amilazat janë metaloproteina që përmbajnë Zn 2+ dhe Ca 2+. Vendet aktive të amilazave formohen nga histidina, acidet aspartike dhe glutamike dhe radikalet e tirozinës. Ky i fundit kryen funksionin e lidhjes së substratit, dhe i pari trikatalitik. Amilazat përshpejtojnë reaksionet e hidrolizës së lidhjeve glikozil në molekulën e niseshtës me formimin e glukozës, maltozës ose oligosakarideve.

Nuk ka rëndësi të vogël celulaza, e cila katalizon zbërthimin e celulozës, inulaza, e cila zbërthen polisaharidin inulin dhe aglukozidaza, e cila e shndërron disakaridin maltozë në dy molekula glukoze. Disa glikozidaza mund të katalizojnë transferimin e mbetjeve të glikozilit, në këtë rast ato quhen transglikozidaza.

Proteazat (hidrolazat peptide) katalizojnë ndarjen hidrolitike të lidhjeve peptide CO-NH në proteina ose peptide për të formuar peptide me peshë molekulare më të vogël ose aminoacide të lira. Midis hidrolazave peptide, ekzistojnë endopeptidazat (proteinazat), të cilat katalizojnë hidrolizën e lidhjeve të brendshme në një molekulë proteine dhe ekzopeptidazat (peptidazat), të cilat sigurojnë ndarjen e aminoacideve të lira nga zinxhiri peptid.

Proteinazat ndahen në katër nënklasa.

1. Proteinazat serine, qendra aktive e ketyre enzimave perfshin nje mbetje serine. Sekuenca e mbetjeve të aminoacideve në vendin e zinxhirit polipeptid në proteinazat e serinës është e njëjtë: seria e acidit aspartik-glicina. Grupi hidroksil i serinës karakterizohet nga procese të larta. Grupi i dytë funksional aktiv është imidazoli i mbetjes së histidinës, i cili aktivizon hidroksilin e serinës si rezultat i formimit të një lidhje hidrogjeni.

2. Proteinazat tiol (cisteinë) kanë një mbetje cisteine në qendrën aktive, grupet sulfhidrile dhe një grup karboksil i jonizuar kanë aktivitet enzimatik.

3. Proteinaza acide (karboksilike), pH optimale<5, содержат радикалы дикарбоновых кислот в активном центре.

4. Metalloproteinazat, veprimi i tyre katalitik është për shkak të pranisë së Mg 2+, Mn 2+, Co 2+, Zn 2+, Fe 2+ në qendrën aktive. Forca e lidhjes midis metalit dhe pjesës proteinike të enzimës mund të jetë e ndryshme. Jonet metalike të përfshira në qendrën aktive marrin pjesë në formimin e komplekseve enzimë-substrat dhe lehtësojnë aktivizimin e substrateve.

Një tipar i rëndësishëm i proteinazave është natyra selektive e veprimit të tyre në lidhjet peptide në një molekulë proteine. Si rezultat, një proteinë individuale ndahet gjithmonë nën ndikimin e një proteinaze të caktuar në një numër rreptësisht të kufizuar të peptideve.

5. Hidrolazat peptide që shkëputin aminoacidet nga një peptid, duke filluar nga një aminoacid me grup të lirë NH2, quhen aminopeptidaza, ato me grup të lirë COOH quhen karboksipeptidaza. Plotësoni hidrolizën e proteinës dipeptidazë, duke i ndarë dipeptidet në aminoacide.

6. Amidazat katalizojnë ndarjen hidrolitike të lidhjes ndërmjet karbonit dhe azotit: deaminimi i amineve. Ky grup enzimash përfshin ureazën, e cila kryen ndarjen hidrolitike të uresë. enzimë oksiduese

7. Ureaza - një enzimë me një përbërës (M = 480 mijë). Një molekulë është një rruzull dhe përbëhet nga tetë nënnjësi të barabarta. Ka specifikë absolute të substratit, vepron vetëm në ure.

Duhet të theksohet se për të zbuluar enzimat e lira në tokë, para së gjithash është e nevojshme të çlirohet nga organizmat e gjallë, domethënë të kryhet sterilizimi i plotë ose i pjesshëm. Një faktor ideal që sterilizon tokën për nevojat e enzimologjisë duhet të vrasë qelizat e gjalla pa dëmtuar strukturën e tyre qelizore dhe në të njëjtën kohë të mos ndikojë në vetë enzimat. Është e vështirë të thuhet nëse të gjitha metodat e përdorura aktualisht të sterilizimit i plotësojnë këto kërkesa. Më shpesh, toka për nevojat e enzimologjisë sterilizohet duke shtuar toluen si antiseptik, duke e trajtuar dheun me oksid etilen, ose, që tani po praktikohet gjithnjë e më shumë, duke vrarë mikroorganizma të llojeve të ndryshme me rrezatim jonizues. Teknika e mëtejshme për përcaktimin e vetive katalitike të tokës nuk ndryshon nga metodat për përcaktimin e aktivitetit të enzimave me origjinë bimore ose shtazore. Një përqendrim i caktuar i substratit për enzimën shtohet në tokë dhe pas inkubimit studiohen produktet e reagimit. Analizat e shumë tokave të kryera me këtë metodë kanë treguar se ato përmbajnë enzima të lira me aktivitet katalitik.

1.2 Aktiviteti enzimatik i tokave

Aktiviteti enzimatik i tokave [nga lat. Fermentum - tharmi] - aftësia e tokës për të ushtruar një efekt katalitik në proceset e transformimit të përbërjeve organike dhe minerale ekzogjene dhe të veta për shkak të enzimave të pranishme në të. Duke karakterizuar aktivitetin enzimatik të tokave, nënkuptojnë treguesin total të aktivitetit. Aktiviteti enzimatik i tokave të ndryshme nuk është i njëjtë dhe lidhet me karakteristikat e tyre gjenetike dhe një kompleks faktorësh mjedisorë ndërveprues. Niveli i aktivitetit enzimatik të tokës përcaktohet nga aktiviteti i enzimave të ndryshme (invertaza, proteaza, ureaza, dehidrogjenaza, katalaza, fosfataza), e shprehur me sasinë e substratit të dekompozuar për njësi të kohës për 1 g tokë.

Aktiviteti biokatalitik i tokave varet nga shkalla e pasurimit të tyre me mikroorganizma dhe nga lloji i dherave. Aktiviteti i enzimës ndryshon në horizontet gjenetike, të cilat ndryshojnë në përmbajtjen e humusit, llojet e reaksioneve, potencialin redoks dhe parametra të tjerë përgjatë profilit.

Në tokat pyjore të virgjëra, intensiteti i reaksioneve enzimatike përcaktohet kryesisht nga horizontet e mbeturinave pyjore, dhe në tokat e punueshme nga shtresat e punueshme. Të gjithë horizontet gjenetike biologjikisht më pak aktive nën horizontet A ose An kanë aktivitet të ulët enzimë. Aktiviteti i tyre rritet pak me kultivimin e tokës. Pas zhvillimit të tokave pyjore për tokë arë, aktiviteti enzimatik i horizontit arë të formuar zvogëlohet ndjeshëm në krahasim me mbetjet pyjore, por me kultivimin e tij rritet dhe në tokat shumë të kultivuara i afrohet ose i tejkalon treguesit e mbetjeve pyjore. .

Aktiviteti enzimatik pasqyron gjendjen e pjellorisë së tokës dhe ndryshimet e brendshme që ndodhin gjatë përdorimit bujqësor dhe një rritje të nivelit të kulturës bujqësore. Këto ndryshime gjenden si kur tokat e virgjëra dhe pyjore sillen në kultivim, ashtu edhe kur ato përdoren në mënyra të ndryshme.

Në të gjithë Bjellorusinë, deri në 0,9 t/ha humus humbet çdo vit në tokat e punueshme. Si rezultat i erozionit, çdo vit 0,57 t/ha humus largohet në mënyrë të pakthyeshme nga fushat. Arsyet e dehumifikimit të tokës janë rritja e mineralizimit të lëndës organike të tokës, ngecja pas proceseve të formimit të ri të humusit nga mineralizimi për shkak të marrjes së pamjaftueshme të plehrave organike në tokë dhe uljes së aktivitetit enzimatik të tokës.

Transformimet biokimike të lëndës organike të tokës ndodhin si rezultat i aktivitetit mikrobiologjik nën ndikimin e enzimave. mikroorganizmi i tokës me aktivitet enzimatik

Enzimat luajnë një rol të veçantë në jetën e kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave. Enzimat e tokës janë të përfshira në zbërthimin e mbetjeve bimore, shtazore dhe mikrobike, si dhe në sintezën e humusit. Si rezultat, lëndët ushqyese nga komponimet që janë të vështira për t'u tretur, shndërrohen në forma lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat. Enzimat dallohen nga aktiviteti i lartë, specifika strikte e veprimit dhe varësia e madhe nga kushtet e ndryshme mjedisore. Falë funksionit të tyre katalitik, ato lejojnë që një numër i madh i reaksioneve kimike të zhvillohen shpejt në trup ose jashtë tij.

Së bashku me kriteret e tjera, aktiviteti enzimatik i dherave mund të shërbejë si një tregues diagnostik i besueshëm për përcaktimin e shkallës së kultivimit të tokës. Si rezultat i hulumtimit 4, f. 91 vendosi marrëdhëniet midis aktivitetit të proceseve mikrobiologjike dhe enzimatike dhe zbatimit të masave që rrisin pjellorinë e tokës. Kultivimi i tokës, plehërimi ndryshojnë ndjeshëm mjedisin ekologjik për zhvillimin e mikroorganizmave.

Aktualisht, disa mijëra enzima individuale janë gjetur në objekte biologjike, dhe disa qindra prej tyre janë izoluar dhe studiuar. Dihet se një qelizë e gjallë mund të përmbajë deri në 1000 enzima të ndryshme, secila prej të cilave përshpejton një ose një reaksion kimik tjetër.

Interesimi për përdorimin e enzimave shkaktohet edhe nga fakti se kërkesat për rritjen e sigurisë së proceseve teknologjike janë vazhdimisht në rritje. Duke qenë të pranishme në të gjitha sistemet biologjike, si produkte dhe mjete të këtyre sistemeve, enzimat sintetizohen dhe funksionojnë në kushte fiziologjike (pH, temperaturë, presion, prania e joneve inorganike), pas së cilës ato ekskretohen lehtësisht, duke pësuar shkatërrim deri në aminoacide. . Si produktet ashtu edhe mbetjet e shumicës së proceseve që përfshijnë enzimat janë jo toksike dhe lehtësisht të degradueshme. Përveç kësaj, në shumë raste, enzimat e përdorura në industri përftohen në një mënyrë miqësore me mjedisin. Enzimat ndryshojnë nga katalizatorët jobiologjikë jo vetëm në sigurinë dhe rritjen e biodegradueshmërisë, por edhe në specifikën e veprimit, kushtet e buta të reagimit dhe efikasitetin e lartë. Efikasiteti dhe specifika e veprimit të enzimave bën të mundur marrjen e produkteve të synuara me rendiment të lartë, gjë që e bën përdorimin e enzimave në industri ekonomikisht të qëndrueshme. Përdorimi i enzimave kontribuon në reduktimin e konsumit të ujit dhe energjisë në proceset teknologjike, zvogëlon emetimet e CO2 në atmosferë, zvogëlon rrezikun e ndotjes së mjedisit nga nënproduktet e cikleve teknologjike.

Me përdorimin e teknologjisë së avancuar bujqësore, është e mundur të ndryshohen në drejtim të favorshëm proceset mikrobiologjike jo vetëm në arë, por edhe në shtresat nënpunuese të tokës.

Me pjesëmarrjen e drejtpërdrejtë të enzimave jashtëqelizore, ndodh dekompozimi i përbërjeve organike të tokës. Pra, enzimat proteolitike zbërthejnë proteinat në aminoacide.

Ureaza e zbërthen urenë në CO2 dhe NH3. Kripërat e amoniakut dhe të amonit që rezultojnë shërbejnë si burim ushqimi me azot për bimët dhe mikroorganizmat.

Invertaza dhe amilaza janë të përfshira në zbërthimin e karbohidrateve. Enzimat e grupit fosfat zbërthejnë përbërjet organofosforike në tokë dhe luajnë një rol të rëndësishëm në regjimin fosfatik të këtij të fundit.

Për të karakterizuar aktivitetin e përgjithshëm enzimatik të tokës, zakonisht përdoren enzimat më të zakonshme karakteristike të shumicës dërrmuese të mikroflorës së tokës - invertaza, katalaza, proteaza dhe të tjera.

Në kushtet e republikës sonë janë kryer shumë studime 16, f. 115 mbi studimin e ndryshimeve në nivelin e pjellorisë dhe aktivitetit enzimatik të tokave nën ndikimin antropogjen, megjithatë, të dhënat e marra nuk japin një përgjigje shteruese për natyrën e ndryshimeve për shkak të vështirësisë së krahasimit të rezultateve për shkak të ndryshimit në kushtet eksperimentale dhe metodat e kërkimit.

Në këtë drejtim, kërkimi i një zgjidhjeje optimale për problemin e përmirësimit të gjendjes së humusit të tokës dhe aktivitetit të saj enzimatik në kushte specifike tokësore dhe klimatike bazuar në zhvillimin e metodave të kursimit të burimeve të kultivimit bazë të tokës dhe përdorimin e tokës. rotacionet mbrojtëse të të korrave që ndihmojnë në ruajtjen e strukturës, parandalimin e mbikonsolidimit të tokës dhe përmirësimin e cilësisë së tyre dhe rivendosjen e pjellorisë së tokës me kosto minimale, shumë e rëndësishme.

1.3 Qasjet metodologjike për përcaktimin e enzimësaktiviteti i tokës

1.3.1 Izolimi eksperimentalishtthfaqedhe hartëzimi

Vend provimi - një pjesë e zonës së studimit, e karakterizuar nga kushte të ngjashme (relievi, homogjeniteti i strukturës së tokës dhe mbulesës bimore, natyra e përdorimit ekonomik).

Vendi i testimit duhet të vendoset në një vend tipik për zonën e studimit. Në një sipërfaqe prej 100 m2. m, shtrohet një kantier me përmasa 25 m. Në rast heterogjeniteti të relievit, vendet përzgjidhen sipas elementeve të relievit.

Ato përshkruajnë një plan paraprak për vendosjen e seksioneve kryesore dhe gjysmëseksioneve në mënyrë të tillë që të karakterizojnë tokat e të gjitha formave të tokës dhe ndryshimet në mbulimin e tokës.

Metoda e lakut përdoret në zonat me terren kompleks dhe një rrjet të dendur gjeografik. Me këtë metodë, zona në studim ndahet në sektorë elementar të veçantë, duke marrë parasysh veçoritë e ndryshimeve në rrjetin e relievit ose hidrografik. Sektori vëzhgohet nga një qendër duke kryer rrugë të ngjashme me unazën në drejtimin radial.

Duke marrë parasysh veçoritë e relievit dhe të rrjetit hidrografik në një zonë të caktuar, rrugët e vrojtimit mund të planifikohen në mënyrë të kombinuar, d.m.th. një pjesë e sitit shqyrtohet me metodën e kalimeve paralele të territorit, dhe një pjesë me metodën e sytheve.

Përgjatë rrugëve, pikat e shtrimit të prerjeve janë planifikuar në atë mënyrë që të mbulohen të gjitha dallimet kryesore në reliev dhe vegjetacion, d.m.th. distancat midis seksioneve nuk janë të kufizuara, prandaj, në disa, si rregull, të vështira në vende reliev, seksionet mund të jenë më të dendura, ndërsa në zona të tjera, relativisht homogjene, vendndodhja e seksioneve mund të jetë e rrallë.

Më pas vjen puna e lidhur me hartimin e tokës dhe një studim i detajuar i dherave, duke filluar me një rilevim zbulues të vendit (tremujorit). Gjatë sondazhit zbulues, ata njihen me kufijtë e kantierit dhe në përgjithësi me objektin e kërkimit, i cili anashkalohet përgjatë pastrave, pamjeve dhe rrugëve. Në vendet më karakteristike vendosen prerje, vendndodhja e të cilave zbatohet në plan. Sipas rezultateve të sondazheve të zbulimit, rrugët dhe vendet për vendosjen e prerjeve të tokës korrigjohen përfundimisht.

Pas studimit të zbulimit, ata fillojnë vetë studimin, gjatë të cilit është e nevojshme të keni një plan për vendosjen e seksioneve të tokës dhe një kopje të pastër të skicës së përshkrimit të taksave. Një ide e përgjithshme e varieteteve të tokës dhe shenjat fillestare të kufijve të kontureve të tokës merren në bazë të një studimi të seksioneve kryesore dhe të kontrollit. Sqarimi i kufijve të shpërndarjes së konturit të tokës kryhet duke përdorur gërmime. Në të njëjtën kohë, në ditarin fushor për çdo seksion, plotësohet një formular për përshkrimin e seksionit të tokës. Një studim në terren i shpërndarjes së dherave kryhet pas shtrimit dhe lidhjes së seksioneve për të përcaktuar klasifikimin e tokës së dhënë. Sipas rezultateve të një vlerësimi në terren të mbulesës së tokës dhe të gjithë elementëve të tjerë të peizazhit, si kontur dheu dallohet një zonë e veçantë, relativisht homogjene ose monotone e larmishme.

Baza për identifikimin e kufijve midis kontureve të tokave të ndryshme është identifikimi i modeleve midis dherave, relievit dhe vegjetacionit. Ndryshimet në faktorët e formimit të tokës çojnë në ndryshime në mbulesën e tokës. Me një ndryshim të qartë në reliev, formacionet bimore dhe shkëmbinjtë mëmë, kufijtë e dallimeve të tokës përkojnë me kufijtë në tokë. Nga ana tjetër, lehtësia e fiksimit të kufijve në hartë dhe saktësia e identifikimit të kontureve të tokës varen nga saktësia e bazës topografike. Sidoqoftë, në natyrë, më shpesh njeriu duhet të merret me kufij të paqartë, një tranzicion gradual. Në këtë rast, për të vendosur kufijtë e kontureve të tokës, kërkohet shtrimi i një numri të madh gropash, si dhe përvojë e pasur praktike dhe aftësi të mira vëzhgimi. Gjatë kryerjes së vrojtimit aktual në terren, në bazë të planit të kopjuar nga plani tatimor, hartohet skica e dherave të zonës së studimit.

Duhet mbajtur mend se nuk ka kufij të rreptë midis dallimeve të tokës në natyrë, pasi zëvendësimi i një ndryshimi të tokës me një tjetër ndodh gradualisht përmes grumbullimit të disa veçorive dhe humbjes së të tjerëve. Prandaj, rilevimi i tokës bën të mundur vetëm përcjelljen, në një masë më të madhe ose më të vogël, të skicave skematike të shpërndarjes së kontureve të tokës, dhe saktësia e identifikimit të kufijve të tyre varet nga shkalla e rilevimit, lloji i tokës dhe kushte të tjera. Dimensionet minimale të kontureve të tokës që i nënshtrohen identifikimit të detyrueshëm në hartën e tokës përcaktohen nga standardet teknike.

1.3.2 Veçoritë e përzgjedhjes dhe përgatitjes së mostrave të tokës për analizë

Për të përcaktuar saktë përmbajtjen e një lënde të caktuar në tokë, të gjitha analizat agrokimike duhet të kryhen me saktësi dhe saktësi të patëmetë. Megjithatë, edhe një analizë shumë e plotë do të japë rezultate jo të besueshme nëse toka nuk merret si duhet.

Meqenëse kampioni për analizë është marrë shumë i vogël, dhe rezultatet e përcaktimit duhet të japin një karakteristikë objektive të sasive të mëdha të materialit, vëmendje i kushtohet eliminimit të heterogjenitetit gjatë marrjes së mostrave të tokës. Mesatarja e mostrës së tokës arrihet me përzgjedhjen hap pas hapi të mostrave fillestare, laboratorike dhe analitike.

Një mostër fillestare e përzier duhet të përbëhet nga mostra individuale (mostra origjinale) të marra brenda të njëjtit ndryshim dheu. Nëse zona ka një mbulesë komplekse dheu, atëherë nuk mund të merret një mostër mesatare e vetme. Duhet të ketë aq sa ka dallime në tokë.

Në varësi të konfigurimit të sitit, vendndodhja e pikave për marrjen e mostrave fillestare në të ndryshon. Në një seksion të ngushtë, të zgjatur, ato mund të vendosen përgjatë (në mes) të tij. Në një zonë të gjerë, afër një katrori, është më mirë një rregullim i shkallëzuar i vendeve të marrjes së mostrave. Në sipërfaqe të mëdha, kampionimi i tokës përdoret përgjatë gjatësisë së parcelës në mes të saj, në një sasi deri në 20 copë.

Përziejeni plotësisht kampionin fillestar të dheut të marrë në një copë pëlhure gomuar, në mënyrë të vazhdueshme mesatare dhe zvogëloni në vëllimin e dëshiruar, më pas hidheni në një qese ose kuti të pastër. Kjo është një mostër laboratorike, masa e saj është rreth 400 g.

Një etiketë kompensatë ose kartoni, e shkruar me laps, vendoset në krye të kutisë me një mostër laboratorike, duke treguar:

1. Emrat e objektit.

2. Emrat e faqeve.

3. Numrat e parcelave.

4. Thellësia e përzgjedhjes.

5. Numrat e mostrave.

6. Mbiemrat e personit që ka mbikëqyrur punën ose ka marrë mostrën.

7. Datat e punës.

E njëjta hyrje bëhet në të njëjtën kohë në ditar.

Mostra e dheut e dorëzuar nga vendi në laborator derdhet në letër të trashë ose një fletë kompensatë të pastër dhe gatuajeni të gjitha gropat e formuara me duar. Pastaj përfshirjet e huaja zgjidhen me piskatore, toka përzihet mirë dhe shtypet pak. Pas përgatitjes së tillë të një kampioni laboratorik, përsëri shpërndahet për ta sjellë në gjendje të thatë në ajër, më pas shtypet dhe kalohet në një sitë me vrima 2 mm.

Dhoma për tharjen e tokës duhet të jetë e thatë dhe e mbrojtur nga hyrja e amoniakut, tymrave acid dhe gazrave të tjerë.

Për të përcaktuar aktivitetin enzimatik, zakonisht merret dheu i tharë në ajër të hapur; Mostrat e lagura duhet të thahen në laborator në temperaturën e dhomës. Duhet pasur kujdes që kampioni të mos përmbajë mbetje bimore të pazbërthyera. Tufat e tokës grimcohen dhe shoshiten përmes një sitë me madhësi rrjetë 1 mm. Gjatë studimit të aktivitetit enzimatik të një kampioni të freskët (të lagësht), heqjes së plotë të mbetjeve bimore duhet t'i kushtohet edhe më shumë vëmendje. Njëkohësisht me studimin e aktivitetit, përcaktohet edhe lagështia e tokës, rezultati i marrë rillogaritet për 1 g tokë absolutisht të thatë.

1.4 Ndikimi i faktorëve të ndryshëmmbi aktivitetin enzimatik të tokave

Një faktor i rëndësishëm nga i cili varet shpejtësia e reaksionit enzimatik (dhe aktiviteti katalitik i enzimës) është temperatura, efekti i së cilës është paraqitur në figurën 1. Nga figura mund të shihet se me një rritje të temperaturës në një vlerë të caktuar, shpejtësia e reagimit rritet. Kjo mund të shpjegohet me faktin se me rritjen e temperaturës, lëvizja e molekulave përshpejtohet dhe molekulat e substancave që reagojnë kanë më shumë mundësi për t'u përplasur me njëra-tjetrën. Kjo rrit gjasat që të ndodhë një reagim mes tyre. Temperatura që siguron shpejtësinë më të lartë të reaksionit quhet temperatura optimale.

Çdo enzimë ka temperaturën e vet optimale. Në përgjithësi, për enzimat me origjinë shtazore, ajo qëndron midis 37 dhe 40 C, dhe për bimët - midis 40 dhe 50 C. Sidoqoftë, ekzistojnë përjashtime: b-amilaza nga kokrra e mbirë ka një temperaturë optimale në 60C, dhe katalaza - brenda 0-10C. Me rritjen e temperaturës mbi optimalen, shpejtësia e reaksionit enzimatik zvogëlohet, megjithëse frekuenca e përplasjeve molekulare rritet. Kjo ndodh për shkak të denatyrimit, d.m.th. humbja e gjendjes amtare të enzimës. Në temperaturat mbi 80C, shumica e enzimave humbasin plotësisht aktivitetin e tyre katalitik.

Ulja e shpejtësisë së një reaksioni enzimatik në temperatura mbi optimale varet nga denatyrimi i enzimës. Prandaj, një tregues i rëndësishëm që karakterizon raportin e një enzime ndaj temperaturës është termolueshmëria e saj, d.m.th. shpejtësia e inaktivizimit të vetë enzimës me rritjen e temperaturës.

Figura 1 - Efekti i temperaturës në shpejtësinë e hidrolizës së niseshtës nga amilaza

Në temperatura të ulëta (0C dhe më poshtë), aktiviteti katalitik i enzimave bie pothuajse në zero, por denatyrimi nuk ndodh. Me një rritje të temperaturës, aktiviteti i tyre katalitik rikthehet përsëri.

Gjithashtu, aktiviteti enzimatik i tokave ndikohet nga lagështia, përmbajtja e mikroorganizmave dhe gjendja ekologjike e tokave.

1.5 Ndryshimi i bashkësive të mikroorganizmave në tokë

Mikroorganizmat e tokës janë shumë të shumtë dhe të ndryshëm. Midis tyre janë bakteret, aktinomicetet, kërpudhat dhe algat mikroskopike, protozoarët dhe qeniet e gjalla pranë këtyre grupeve.

Cikli biologjik në tokë kryhet me pjesëmarrjen e grupeve të ndryshme të mikroorganizmave. Varësisht nga lloji i tokës, përmbajtja e mikroorganizmave ndryshon. Në kopsht, kopsht, toka të punueshme, ka nga një milion deri në disa miliardë mikroorganizma për 1 g tokë. Toka e secilës parcelë kopshti përmban mikroorganizmat e saj. Ata marrin pjesë me biomasën e tyre në grumbullimin e lëndës organike të tokës. Ata luajnë një rol të madh në formimin e formave të disponueshme të ushqimit mineral për bimët. Është jashtëzakonisht e madhe rëndësia e mikroorganizmave në grumbullimin e substancave biologjikisht aktive në tokë, si aksinat, giberelinat, vitaminat, aminoacidet, të cilat nxisin rritjen dhe zhvillimin e bimëve. Mikroorganizmat që formojnë mukozë të një natyre polisakaride, si dhe një numër i madh filamente kërpudhore, marrin pjesë aktive në formimin e strukturës së tokës, duke ngjitur grimcat e pluhurit të tokës në agregate, duke përmirësuar kështu regjimin ujë-ajër të tokës.

Aktiviteti biologjik i tokës, numri dhe aktiviteti i mikroorganizmave të tokës janë të lidhura ngushtë me përmbajtjen dhe përbërjen e lëndës organike. Në të njëjtën kohë, proceset më të rëndësishme të formimit të pjellorisë së tokës, si mineralizimi i mbetjeve bimore, humifikimi, dinamika e elementeve ushqyese minerale, reagimi i tretësirës së tokës, transformimi i ndotësve të ndryshëm në tokë, shkalla e akumulimit të pesticidet në bimë, grumbullimi i lëndëve toksike në tokë dhe dukuria e lodhjes së tokës. Roli sanitar dhe higjienik i mikroorganizmave është gjithashtu i madh në transformimin dhe neutralizimin e përbërjeve të metaleve të rënda.

Një drejtim premtues për rivendosjen dhe mirëmbajtjen e pjellorisë dhe intensifikimit biologjik të bujqësisë është përdorimi i produkteve organike të përpunimit të mbetjeve me pjesëmarrjen e vermikomposteve të krimbave të tokës që janë në simbiozë me mikroorganizmat. Në tokat natyrore, dekompozimi i mbeturinave kryhet nga krimbat e tokës, koprofagët dhe organizmat e tjerë. Por në këtë proces përfshihen edhe mikroorganizmat. Në zorrët e krimbave krijohen kushte më të favorshme që ata të kryejnë ndonjë funksion sesa në tokë. Krimbat e tokës, në aleancë me mikroorganizmat, i kthejnë mbetjet e ndryshme organike në plehra biologjikë shumë efektivë, me strukturë të mirë, të pasuruar me makro dhe mikroelemente, enzima, mikroflora aktive, duke siguruar një efekt të zgjatur (afatgjatë, gradual) te bimët.

Pra, duke siguruar zhvillimin e mikroorganizmave në tokë, rritet rendimenti dhe përmirësohet cilësia e saj. Në fund të fundit, mikroorganizmat zhvillohen, d.m.th. ndani çdo 20-30 minuta dhe, në prani të ushqimit të mjaftueshëm, formoni një biomasë të madhe. Nëse një dem me peshë 500 kg në ditë formon 0,5 kg - 1 kg, atëherë 500 kg mikroorganizma në ditë janë biomasë, dhe 500 kg bimë krijojnë 5 ton biomasë. Pse nuk vërehet kjo në tokë? Dhe sepse për këtë, mikroorganizmat kanë nevojë për ushqim, dhe nga ana tjetër, faktorë të ndryshëm e kufizojnë atë, në veçanti pesticidet. Në një sipërfaqe prej 1 ha, si rezultat i aktivitetit jetësor të mikrobeve të tokës, gjatë vitit çlirohen 7500 m3 dioksid karboni. Dhe dioksidi i karbonit është i nevojshëm si një burim i ushqimit të karbonit për bimët dhe për tretjen e kripërave të vështira të arritshme të acidit fosforik dhe shndërrimin e fosforit në një formë të disponueshme për ushqimin e bimëve. ato. aty ku mikroorganizmat funksionojnë mirë, nuk ka nevojë të aplikohen plehra fosfori. Por vetë mikroorganizmat kanë nevojë për lëndë organike.

Në ekuilibrin e lëndës organike të tokës, roli i bimëve të kultivuara është i madh. Akumulimi i humusit në tokë lehtësohet nga barërat shumëvjeçare, veçanërisht bishtajore. Pas vjeljes së tyre, fitomasa mbetet në tokë, e cila pasurohet me azot për shkak të fiksimit të saj nga bakteret noduale nga ajri. Të mbjellat me rreshta dhe perime (patate, lakra, etj.) zvogëlojnë përmbajtjen e humusit në tokë, sepse lënë një sasi të vogël mbetjesh bimore në tokë dhe sistemi i aplikuar i punimit të thellë siguron një furnizim intensiv me oksigjen në shtresën e punueshme dhe, si rezultat, siguron një mineralizim të fortë të lëndës organike, d.m.th. humbjen e tij.

Kur analizohen tokat, shpesh merret parasysh numri i grupeve individuale fiziologjike të mikroorganizmave. Kjo bëhet me të ashtuquajturën metodë të titrit, në të cilën mjediset ushqyese të lëngëta selektive (zgjedhore) për grupe të caktuara mikroorganizmash kontaminohen me hollime të ndryshme të një suspensioni dheu. Duke vendosur shkallën e hollimit pas mbajtjes në një termostat, i cili tregoi praninë e grupit të dëshiruar të mikroorganizmave, atëherë është e mundur të përcaktohet numri i përfaqësuesve të tij në tokë me rillogaritje të thjeshtë. Në këtë mënyrë ata zbulojnë se sa e pasur është toka me nitrifikues, denitrifikues, dekompozues celulozë dhe mikroorganizma të tjerë.

Për të karakterizuar llojin e tokës dhe gjendjen e saj, janë të rëndësishëm jo vetëm treguesit e numrit të grupeve të ndryshme të mikroorganizmave, por edhe analiza e gjendjes në tokë të specieve të tyre individuale. Me përjashtime të rralla, edhe grupet fiziologjike të mikroorganizmave janë shumë të gjera. Mjedisi i jashtëm mund të ndryshojë në mënyrë drastike përbërjen e specieve të mikroorganizmave të tokës, por ka pak ose aspak ndikim në numrin e grupeve të tyre fiziologjike. Prandaj, kur analizoni tokën, është e rëndësishme të përpiqeni të përcaktoni gjendjen e llojeve individuale të mikroorganizmave.

Midis mikroorganizmave të tokës ka përfaqësues të njësive të ndryshme sistematike që mund të asimilojnë jo vetëm komponime organike lehtësisht të tretshme, por edhe substanca më komplekse të natyrës aromatike, të cilat përfshijnë përbërës të tillë karakteristikë të tokës si substanca humusi.

Të gjitha tokat në Tokë u formuan nga shkëmbinj shumë të ndryshëm që dalin në sipërfaqe, të cilët zakonisht quhen shkëmbinj mëmë. Shkëmbinjtë sedimentarë të lirshëm veprojnë kryesisht si shkëmbinj formues dheu, pasi shkëmbinjtë magmatikë dhe metamorfikë dalin në sipërfaqe relativisht rrallë.

Themeluesi i shkencës shkencore të tokës, V. V. Dokuchaev, e konsideronte tokën si një trup të veçantë të natyrës, po aq të veçantë sa një bimë, kafshë ose minerale. Ai theksoi se toka të ndryshme formohen në kushte të ndryshme dhe se ato ndryshojnë me kalimin e kohës. Sipas përcaktimit të V. V. Dokuchaev, toka duhet të quhet "ditë", ose horizontet sipërfaqësore të shkëmbinjve, të ndryshuar natyrshëm nga ndikimi i një sërë faktorësh. Lloji i tokës përbëhet nga: a) shkëmbi mëmë, b) klima, c) bimësia, d) relievi i vendit dhe e) mosha e procesit të formimit të dheut.

Duke zhvilluar themelet shkencore të shkencës së tokës, V. V. Dokuchaev vuri në dukje rolin e madh të organizmave të gjallë, dhe, në veçanti, mikroorganizmave, në formimin e tokës.

Periudha e krijimtarisë së V. V. Dokuchaev përkoi me kohën e zbulimeve të mëdha të L. Pasteur, të cilat treguan rëndësinë e madhe të mikroorganizmave në transformimin e substancave të ndryshme dhe në procesin infektiv. Në fund të shekullit të kaluar dhe në fillim të këtij shekulli, në fushën e mikrobiologjisë u bënë një sërë zbulimesh të rëndësishme, të cilat ishin të një rëndësie themelore për shkencën e tokës dhe bujqësinë. U zbulua, veçanërisht, se toka përmban një numër të madh të mikroorganizmave të ndryshëm. Kjo dha arsye për të menduar për rolin thelbësor të faktorit mikrobiologjik në formimin dhe jetën e tokës.

Njëkohësisht me V. V. Dokuchaev, një tjetër shkencëtar i shquar i tokës P. A. Kostychev punoi 24, f. 72. Në monografinë "Tokat e rajonit të Çernozemit të Rusisë, origjina, përbërja dhe vetitë e tyre" (1886), ai shkroi se gjeologjia është e një rëndësie dytësore në çështjen e çernozemit, sepse akumulimi i lëndës organike ndodh në shtresat e sipërme. e tokës, gjeologjikisht e larmishme dhe çernozemi është çështja e gjeografisë së bimëve më të larta dhe çështja e fiziologjisë së bimëve më të ulëta që zbërthejnë lëndën organike. PA Kostychev kreu një seri eksperimentesh për të sqaruar rolin e grupeve individuale të mikroorganizmave në krijimin e humusit të tokës.

Akademiku V. I. Vernadsky, student i V. V. Dokuchaev, dha një kontribut të madh në konceptin e rolit të faktorit biologjik në transformimin e Tokës dhe në procesin e formimit të tokës. Ai besonte se faktori kryesor në migrimin e elementeve kimike në pjesën e sipërme të kores së tokës janë organizmat. Aktiviteti i tyre prek jo vetëm substancat organike, por edhe minerale të shtresave të tokës dhe nëntokës.

Tashmë që në fazat fillestare të shndërrimit të shkëmbinjve në tokë, roli i mikroorganizmave në proceset e gërryerjes së mineraleve shfaqet shumë qartë. Shkencëtarët e shquar V. I. Vernadsky dhe B. B. Polynov e konsideruan gërryerjen e shkëmbinjve si rezultat i aktivitetit të bimëve, kryesisht organizmave më të ulët. Deri më sot, ky këndvështrim është konfirmuar nga një sasi e madhe materialesh eksperimentale.

Zakonisht kolonët e parë të shkëmbinjve janë likenet me shkallë, të cilat formojnë pllaka të ngjashme me gjethet, nën të cilat grumbullohet një sasi e vogël dheu e imët. Likenet, si rregull, janë në simbiozë me bakteret saprofitike që nuk formojnë spore.

Në lidhje me një numër elementësh, likenet veprojnë si akumuluesit e tyre. Në tokë të imët nën bimësi litofilike, sasia e lëndës organike, fosforit, oksidit të hekurit, kalciumit dhe magnezit rritet ndjeshëm.

Ndër organizmat e tjerë bimorë që vendosen në shkëmbinjtë mëmë, duhen shënuar algat mikroskopike, në veçanti blu-jeshile dhe diatomet. Ato përshpejtojnë gërryerjen e aluminosilikateve dhe gjithashtu zakonisht jetojnë në lidhje me bakteret që nuk formojnë spore.

Algat padyshim luajnë një rol të rëndësishëm si akumulues autotrofik të substancave organike, pa të cilët aktiviteti i fuqishëm i mikroorganizmave saprofitë nuk mund të vazhdojë. Këto të fundit prodhojnë komponime të ndryshme që shkaktojnë gërryerjen e mineraleve. Shumë alga blu-jeshile janë fiksues të azotit dhe pasurojnë shkëmbin e shkatërrueshëm me këtë element.

Rolin kryesor në procesin e motit e luajnë dioksidi i karbonit, acidet minerale dhe organike të prodhuara nga mikroorganizma të ndryshëm. Ka indikacione se disa keto acide kanë një efekt të fortë tretës. Mundësia e pjesëmarrjes në gërryerjen e komponimeve të humusit nuk përjashtohet.

Duhet të theksohet se shumë baktere formojnë mukozë, e cila lehtëson kontaktin e ngushtë të mikroorganizmave me shkëmbin. Shkatërrimi i kësaj të fundit ndodh si nën ndikimin e produkteve të aktivitetit jetësor të mikroorganizmave, ashtu edhe si rezultat i formimit të komponimeve komplekse midis substancës së mukusit dhe elementëve kimikë që përbëjnë rrjetat kristalore të mineraleve. Shkelja e shkëmbinjve në natyrë duhet të konsiderohet si një unitet i dy proceseve të kundërta - prishja e mineraleve parësore dhe shfaqja e mineraleve dytësore. Mineralet e reja mund të lindin kur metabolitët mikrobikë ndërveprojnë me njëri-tjetrin.

...

Dokumente të ngjashme

Studimi i kushteve ekologjike, faktorëve zonal dhe intrazonal të formimit të tokës. Karakterizimi i strukturës së profileve të tokës, përbërja granulometrike, vetitë fiziko-kimike dhe ujore-fizike të dherave, formimi i llojeve agroekologjike të dherave.

punim afatshkurtër, shtuar 14.09.2011

Karakterizimi i elementeve morfologjike dhe i veçorive të tokës. Llojet e strukturës së profilit të tokës. Një sistem simbolesh për përcaktimin e horizonteve gjenetike të tokës. Ndikimi i përbërjes kimike në ngjyrën e tokës. Klasifikimi i neoplazive dhe përfshirjeve të tokës.

abstrakt, shtuar më 22.12.2013

Kushtet natyrore dhe faktorët e formimit të tokës. Lista sistematike e llojeve kryesore të tokës dhe karakteristikat e tyre morfologjike. Vetitë ujore-fizike të dherave, përbërja granulometrike, agregati dhe kimike e tyre, dendësia e madhe. Metodat e mbrojtjes së tokës.

punim afatshkurtër, shtuar 02/07/2010

Gjendja fiziologjike e fiksuesve të azotit në llojet e tokës, vlerësimi i aftësive të tyre adaptive. Analiza e mostrave të tokës të marra në rajonet e rajonit të Nizhny Novgorod. Identifikimi i shtameve të gjinisë Azotobacter sipas karakteristikave kulturore dhe fiziologjike.

tezë, shtuar 15.02.2014

Faktorët dhe proceset e formimit të tokës, struktura e mbulesës së tokës së objektit të studimit, llojet kryesore të dherave. Karakteristikat e detajuara të kontureve të tokës, raporti i tyre në zonën e studimit. Vlerësimi i pjellorisë së tokës dhe rëndësia e saj silvikulturore.

punim afatshkurtër, shtuar 11/12/2010

Popullimi i Hyphae Ophiobolus nga eubakteret, aktinomicetet dhe kërpudhat në tokat natyrore. Aktiviteti antibiotik i disa kërpudhave veçanërisht produktive në raport me kërpudhat e tjera. Infeksioni i insekteve që banojnë në tokë, përbërja e baktereve në tokë.

abstrakt, shtuar 07/03/2011

Kushtet natyrore të formimit të tokës: klima, topografia, shkëmbinjtë mëmë, vegjetacioni, hidrologjia dhe hidrografia. Masat për përmirësimin e pjellorisë së tokës, rekomandimet për përdorimin e tyre. Grupimi dhe klasifikimi bujqësor i tokave.

punim afatshkurtër, shtuar 22.06.2013

Ndikimi i shkëmbinjve, klimës, relievit, vegjetacionit në formimin e tokës. Përbërja granulometrike, vetitë fizike, regjimi ujor i tokave të punueshme. Përcaktimi i indeksit tokë-ekologjik. Masat kryesore për përmirësimin e pjellorisë së tokës në agrogrupe.

punim afatshkurtër, shtuar 25.05.2012

Vetitë e tokave të kripura, formimi i tyre. Kushtet e grumbullimit të kripës në tokë. Intensiteti i vegjetacionit. Burimet e kripërave lehtësisht të tretshme. Shpërndarja e tokave të kripura. Shprehja e tokave të kripura në horizonte sistematike, diagnostike.

abstrakt, shtuar 30.03.2014

Studimi i ndikimit të kulturave bujqësore në përbërjen dhe dinamikën e tretësirave të tokës. Shpërndarja e tokave pyjore gri, veçoritë e gjenezës, diagnostifikimi, vetitë, klasifikimi, përdorimi. Përmbajtja dhe përbërja e lëndës organike të tokës.

Hyrje...3

1. Rishikim i literaturës...5

1.1 Koncepti i aktivitetit enzimatik të tokave ... 5

1.2 Efekti i metaleve të rënda në aktivitetin enzimatik

1.3. Ndikimi i agjentëve agrokimikë në aktivitetin enzimatik të dherave ... 23

2. Pjesa eksperimentale...32

2.1 Objektet, metodat dhe kushtet për kryerjen e hulumtimit ... 32

2.2. Efekti i prejardhjeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të dheut të ndotur me plumb...34

2.2.1. Karakteristikat agrokimike të tokës kur kontaminohet me plumb dhe përmbajtja e tij në tokën e eksperimentit ... 34

2.2.2. Ndikimi i sfondeve agrokimike në rendimentin e kulturave të grurit pranveror në fazën e titullit në tokën e kontaminuar me plumb...41

2.2.3. Ndikimi i sfondeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të tokës së kontaminuar me plumb...43

2.3. Efekti i sfondeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të tokës sodi-podzolike të kontaminuar me kadmium...54

2.3.1. Karakteristikat agrokimike të tokës kur kontaminohet me kadmium dhe përmbajtjen e tij në tokën e eksperimentit ... 54

2.3.2. Ndikimi i sfondeve agrokimike në rendimentin e kulturave të grurit pranveror në fazën e titullit në tokën e kontaminuar me kadmium...60

2.3.3. Ndikimi i sfondeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të tokës së kontaminuar me kadmium...62

2.4. Efekti i prejardhjeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të tokës sodi-podzolike të kontaminuar me zink...69

2.4.1. Karakteristikat agrokimike të tokës kur kontaminohet me zink dhe përmbajtja e tij në tokën e eksperimentit ... 69

2.4.2. Ndikimi i sfondeve agrokimike në rendimentin e kulturave të grurit pranveror në fazën e titullit në tokën e kontaminuar me zink...75

2.4.3. Ndikimi i sfondeve agrokimike në aktivitetin enzimatik

dheu i ndotur me zink...76

2.5. Efekti i prejardhjeve agrokimike në aktivitetin enzimatik të tokës sodi-podzolike të kontaminuar me bakër...82

2.5.1. Karakteristikat agrokimike të tokës kur kontaminohet me bakër dhe përmbajtja e tij në tokën e eksperimentit ... 83

2.5.2. Ndikimi i sfondeve agrokimike në rendimentin e kulturave të grurit pranveror në fazën e titullit në tokën e kontaminuar me bakër...89

2.5.3. Ndikimi i sfondeve agrokimike në aktivitetin enzimatik

dheu i ndotur me bakër...90

Përfundim...96

Konkluzione...99

Referencat...101

Aplikacion

Prezantimi

Prezantimi.

Përdorimi i agjentëve agrokimikë në agroekosistem është kushti më i rëndësishëm për zhvillimin e bujqësisë moderne. Kjo diktohet nga nevoja për të ruajtur dhe përmirësuar nivelin e pjellorisë së tokës dhe, si rezultat, për të marrë rendimente të larta dhe të qëndrueshme.

Agjentët agrokimikë kryejnë një sërë funksionesh ekologjike në agrocenozë (Mineev, 2000). Një nga funksionet më të rëndësishme të kimisë bujqësore është zvogëlimi i pasojave negative të ndotjes teknologjike lokale dhe globale të agroekosistemeve me metale të rënda (HM) dhe elementë të tjerë toksikë.

Agjentët agrokimikë zvogëlojnë efektin negativ të HM-ve në disa mënyra, duke përfshirë inaktivizimin e tyre në tokë dhe forcimin e funksioneve fiziologjike penguese të bimëve që pengojnë HM-të të hyjnë në to. Nëse ka shumë informacione në literaturë për çështjen e inaktivizimit të HM në tokë (Ilyin, 1982, etj., Obukhov, 1992, Alekseev, 1987, etj.), Atëherë ka studime të izoluara për rritjen e pengesës. funksionet e bimëve. Për shkak të rritjes së funksioneve të barrierës fiziologjike nën veprimin e agjentëve agrokimikë, shumë më pak HM hyn në bimë në të njëjtën përmbajtje në sfonde të ndryshme agrokimike (Solov'eva, 2002). Forcimi i funksioneve barriere shoqërohet me optimizimin e të ushqyerit të bimëve dhe si rrjedhojë përmirësimin e situatës biologjike në tokë.

Ky funksion ekologjik, përkatësisht, përmirësimi i aktivitetit biologjik dhe i strukturës së cenozës mikrobike të tokës së kontaminuar me HM nën veprimin e agjentëve agrokimikë, nuk ka ende vërtetim të mjaftueshëm eksperimental.

Dihet se disa tregues të aktivitetit biologjik në rast të një situate stresi në tokë ndryshojnë më herët se

karakteristika të tjera të tokës, për shembull, ato agrokimike (Zvyagintsev, 1989, Lebedeva, 1984). Aktiviteti enzimatik i tokës është një tregues i tillë. Studime të shumta kanë vërtetuar efektin negativ të metaleve të rënda në aktivitetin e enzimave. Në të njëjtën kohë, dihet se agjentët agrokimikë kanë një efekt mbrojtës në aktivitetin enzimatik të tokës. Ne u përpoqëm ta shqyrtojmë këtë problem në tërësi dhe të përcaktojmë nëse vetitë mbrojtëse mjedisore të agjentëve agrokimikë manifestohen në lidhje me aktivitetin enzimatik të tokës kur kontaminohen me metale biogjene dhe abiogjene. Kjo anë e mjeteve agrokimike mund të zbulohet vetëm nëse e njëjta sasi HM është e pranishme në variante të ndryshme të eksperimentit dhe kjo është e mundur vetëm me të njëjtët tregues të aciditetit të tokës. Ne nuk kemi mundur të gjejmë të dhëna të tilla eksperimentale në literaturë.

1. SHQYRTIMI I LITERATURËS

1.1. Koncepti i aktivitetit enzimatik të dherave.

Të gjitha proceset biologjike që lidhen me transformimin e substancave dhe energjisë në tokë kryhen me ndihmën e enzimave që luajnë një rol të rëndësishëm në mobilizimin e lëndëve ushqyese të bimëve, si dhe në përcaktimin e intensitetit dhe drejtimit të proceseve më të rëndësishme biokimike që lidhen me sinteza dhe zbërthimi i humusit, hidroliza e përbërjeve organike dhe regjimi redoks i tokës (, 1976; 1979 dhe të tjerë).

Formimi dhe funksionimi i aktivitetit enzimatik të tokës është një proces kompleks dhe shumëfaktorial. Sipas konceptit sistem-ekologjik, është një unitet i proceseve të përcaktuara ekologjikisht të hyrjes, stabilizimit dhe manifestimit të aktivitetit enzimë në tokë (Khaziev, 1991). Këto tre lidhje përkufizohen si blloqe të prodhimit, imobilizimit dhe veprimit të enzimave (Khaziev, 1962).

Enzimat në tokë janë produkte metabolike të biocenozës së tokës, por mendimet për kontributin e përbërësve të ndryshëm në grumbullimin e tyre janë kontradiktore. Një numër studiuesish (Kozlov, 1964, 1966, 1967; Krasilnikov, 1958; dhe të tjerë) besojnë se roli kryesor në pasurimin e tokës me enzima i përket sekrecioneve rrënjësore të bimëve, të tjerëve (Katsnelson, Ershov, 1958, etj. .) - kafshët e tokës, shumica (Galstyan, 1963; Peive, 1961; Zvyagintsev, 1979; Kozlov, 1966; Drobnik, 1955; Hofmann dhe Seegerer, 1951; Seegerer, 1953; Hofmann,19195; ., 1958, 1964, 197 1; Sequi, 1974; dhe të tjerë) janë të mendimit se pellgu enzimatik në tokë përbëhet nga enzima ndërqelizore dhe jashtëqelizore, kryesisht me origjinë mikrobike.

Enzimat e tokës janë të përfshira në zbërthimin e mbetjeve bimore, shtazore dhe mikrobike, si dhe në sintezën e humusit. Si rezultat i proceseve enzimatike, lëndët ushqyese janë të vështira për t'u tretur

komponimet shndërrohen në forma lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat. Enzimat dallohen nga aktiviteti jashtëzakonisht i lartë, specifika strikte e veprimit dhe varësia e madhe nga kushtet e ndryshme mjedisore. Karakteristika e fundit ka një rëndësi të madhe në rregullimin e aktivitetit të tyre në tokë (Khaziev, 1982 dhe

Aktiviteti enzimatik i dherave sipas (1979)

përbëhet nga:

a) enzimat e imobilizuara jashtëqelizore;

b) enzimat e lira jashtëqelizore;

c) enzimat ndërqelizore të qelizave të vdekura;

d) enzimat ndërqelizore dhe jashtëqelizore të formuara në kushte artificiale të eksperimentit dhe jo karakteristike për këtë tokë.

Është vërtetuar se çdo enzimë vepron vetëm në një substancë të mirëpërcaktuar ose një grup të ngjashëm substancash dhe një lloj lidhjeje kimike të përcaktuar mirë. Kjo është për shkak të specifikës së tyre strikte.

Për nga natyra e tyre biokimike, të gjitha enzimat janë substanca proteinike me molekulare të lartë. Zinxhiri polipeptid i proteinave - enzimave ndodhet në hapësirë në mënyrë jashtëzakonisht komplekse, unike për secilën enzimë. Me një rregullim të caktuar hapësinor të grupeve funksionale të aminoacideve në molekula6).

Kataliza enzimatike fillon me formimin e një ndërmjetësi aktiv, kompleksin enzimë-substrat. Kompleksi është rezultat i lidhjes së një molekule të substratit në vendin katalitikisht aktiv të enzimës. Në këtë rast, konfigurimet hapësinore të molekulave të substratit modifikohen disi. me orientim te ri

vendosja e molekulave reaguese në enzimë siguron efikasitet të lartë të reaksioneve enzimatike që reduktojnë energjinë e aktivizimit (Khaziev, 1962).

Për aktivitetin katalitik të enzimës, nuk është përgjegjës vetëm qendra aktive e enzimës, por edhe e gjithë struktura e molekulës në tërësi. Shpejtësia e një reaksioni enzimatik rregullohet nga shumë faktorë: temperatura, pH, përqendrimet e enzimës dhe substratit, si dhe prania e aktivizuesve dhe frenuesve. Komponimet organike mund të veprojnë si aktivizues, por më shpesh mikroelementë të ndryshëm (Kuprevich, Shcherbakova, 1966).

Toka është në gjendje të rregullojë proceset enzimatike që ndodhin në të në lidhje me ndryshimet në faktorët e brendshëm dhe të jashtëm përmes rregullimit të faktorëve ose alosterikë (Galstyan 1974, 1975). Nën ndikimin e përbërjeve kimike të futura në tokë, përfshirë plehrat, ndodh rregullimi alosterik. Rregullimi i faktorëve është për shkak të aciditetit të mjedisit (pH), përbërjes kimike dhe fizike, temperaturës, lagështisë, regjimit ujë-ajër, etj. Ndikimi i specifikave të tokës, përmbajtjes së humusit dhe biomasës dhe faktorëve të tjerë në aktivitetin e enzimave të përdorura për të karakterizojnë aktivitetin biologjik të tokave është i paqartë (Galstyan 1974; Kiss 1971; Dalai 1975; McBride 1989; Tiler 1978).

Aktiviteti enzimatik i tokës mund të përdoret si një tregues diagnostikues i pjellorisë së tokave të ndryshme, sepse aktiviteti i enzimave pasqyron jo vetëm vetitë biologjike të tokës, por edhe ndryshimet e tyre nën ndikimin e faktorëve agroekologjikë (Galstyan, 1967; Çunderova, 1976; Chugunova, 1990, etj.).

Rrugët kryesore të hyrjes së enzimave në tokë janë enzimat jashtëqelizore të mikroorganizmave dhe rrënjët e bimëve të sekretuara gjatë jetës së tyre dhe enzimat ndërqelizore që hyjnë në tokë pas vdekjes së organizmave dhe bimëve të tokës.

Lëshimi i enzimave në tokë nga mikroorganizmat dhe rrënjët e bimëve zakonisht ka karakter adaptues në formën e përgjigjes ndaj pranisë ose mungesës së një substrati për veprimin e enzimës ose të një produkti reaksioni, i cili është veçanërisht i theksuar me fosfatazat. Me mungesë të fosforit të lëvizshëm në medium, mikroorganizmat dhe bimët rrisin ndjeshëm lirimin e enzimave. Pikërisht në këtë marrëdhënie bazohet përdorimi i aktivitetit të fosfatazës së tokës si një tregues diagnostik i furnizimit të bimëve me fosfor të disponueshëm (Naumova, 1954, Kotelev, 1964).

Enzimat, duke hyrë nga burime të ndryshme në tokë, nuk shkatërrohen, por mbeten në gjendje aktive. Duhet të supozohet se enzimat, duke qenë përbërësi më aktiv i tokës, përqendrohen aty ku aktiviteti jetësor i mikroorganizmave është më intensiv, domethënë në ndërfaqen midis koloideve të tokës dhe tretësirës së tokës. Është vërtetuar eksperimentalisht se enzimat në tokë janë kryesisht në fazën e ngurtë (Zvyagintsev, 1979).

Eksperimente të shumta të kryera në kushte të frenimit të sintezës së enzimës në qelizat mikrobiale duke përdorur toluen (Drobnik, 1961; Beck dhe Poshenrieder, 1963), antibiotikë (Kuprevich, 1961; Kiss, 1971) ose rrezatim (tregojnë McLaren et al.). se toka përmban një sasi të madhe "enzimash të grumbulluara", të mjaftueshme për të kryer transformimin e substratit për disa kohë. Ndër këto enzima mund të emërtohen invertaza, ureaza, fosfataza, amilaza etj.. Enzima të tjera janë shumë më aktive në mungesë të një antiseptiku, që do të thotë se ato grumbullohen pak në tokë (a - dhe P-galaktozidaza, dekstranaza, levanaza, malatesteraza, etj.). Grupi i tretë i enzimave nuk grumbullohet në tokë, aktiviteti i tyre manifestohet vetëm gjatë shpërthimit të aktivitetit mikrobik dhe nxitet nga substrati. Marrë deri më sot

Të dhënat eksperimentale tregojnë një ndryshim në aktivitetin enzimatik të tokave të llojeve të ndryshme (Konovalova, 1975; Zvyagintsev, 1976; Khaziev, 1976; Galstyan, 1974, 1977, 1978; dhe të tjerë).

Enzimat më të studiuara të tokës janë hidrolazat, të cilat përfaqësojnë një klasë të gjerë enzimash që kryejnë reaksione hidrolize të përbërjeve të ndryshme organike komplekse, duke vepruar në lidhje të ndryshme: esterike, glukozidike, amide, peptide etj. Hidrolazat janë të shpërndara gjerësisht në tokë dhe luajnë një rol të rëndësishëm në pasurimin e tyre.lëndët ushqyes të lëvizshëm dhe të mjaftueshëm për bimët dhe mikroorganizmat, duke shkatërruar përbërjet organike me molekulare të lartë. Në këtë klasë bëjnë pjesë enzimat ureaza (amidaza), invertaza (karbohidraza), fosfataza (fosfohidrolaza) etj., aktiviteti i të cilave është treguesi më i rëndësishëm i aktivitetit biologjik të tokës (Zvyagintsev, 1980).

Ureaza është një enzimë e përfshirë në rregullimin e metabolizmit të azotit në tokë. Kjo enzimë katalizon hidrolizën e uresë në amoniak dhe dioksid karboni, duke shkaktuar ndarje hidrolitike të lidhjes midis azotit dhe karbonit në molekulat organike.

Nga enzimat e metabolizmit të azotit, ureaza është studiuar më mirë se të tjerat. Gjendet në të gjitha tokat. Aktiviteti i tij lidhet me aktivitetin e të gjitha enzimave kryesore të metabolizmit të azotit (Galstyan, 1980).

Në tokë, ureaza gjendet në dy forma kryesore: ndërqelizore dhe jashtëqelizore. Prania e ureazës së lirë në tokë i lejoi Briggs dhe Segal (Briggs et al., 1963) të izolonin enzimën në formë kristalore.

Një pjesë e ureazës jashtëqelizore absorbohet nga koloidet e tokës që kanë një afinitet të lartë për ureazën. Komunikimi me koloidet e tokës mbron enzimën nga dekompozimi nga mikroorganizmat dhe nxit akumulimin e saj në tokë. Çdo tokë ka nivelin e vet të qëndrueshëm të aktivitetit të ureazës, i përcaktuar nga aftësia e koloideve të tokës,

kryesisht organike, shfaqin veti mbrojtëse (Zvyagintsev, 1989).

Në profilin e tokës, horizonti i humusit tregon aktivitetin më të lartë të enzimës; shpërndarja e mëtejshme përgjatë profilit varet nga karakteristikat gjenetike të tokës.

Për shkak të përdorimit të gjerë të uresë si një pleh azotik, çështjet që lidhen me transformimet e saj nën veprimin e ureazës janë praktikisht të rëndësishme. Aktiviteti i lartë i ureazës së shumicës së tokave pengon përdorimin e uresë si një burim universal i ushqimit të azotit, pasi shkalla e lartë e hidrolizës së uresë nga ureaza e tokës çon në akumulimin lokal të joneve të amonit, një rritje të reagimit të mesatares ndaj vlerave alkaline. dhe, si rezultat, humbja e azotit nga toka në formën e amoniakut (Tarafdar J. C, 1997). Duke zbërthyer urenë, ureaza parandalon izomerizimin e saj në cianat amonium fototoksik. Edhe pse vetë urea përdoret pjesërisht nga bimët, megjithatë, si rezultat i veprimit aktiv të ureazës, ajo nuk mund të ruhet në tokë për një kohë të gjatë. Në studimet e një numri shkencëtarësh, u vu re avullimi i azotit të uresë në formën e amoniakut nga toka me aktivitet të lartë të ureazës, dhe kur frenuesit e ndryshëm të ureazës u futën në tokë, hidroliza e uresë u ngadalësua dhe humbjet ishin më pak (Tool P. O., Morgan M. A., 1994). Shkalla e hidrolizës së uresë në tokë ndikohet nga temperatura (Ivanov dhe Baranova, 1972; Galstyan, 1974; Cortez et al., 1972, etj.), aciditeti i tokës (Galstyan, 1974; Moiseeva, 1974, etj.). Ngopja e tokës me karbonate ka një efekt negativ (Galstyan, 1974), prania e arsenikut, zinkut, merkurit, joneve të sulfatit, përbërjeve të bakrit dhe borit në sasi të konsiderueshme, nga komponimet organike aminat alifatike, dehidrofenolet dhe kinonet frenojnë ndjeshëm ureazën (Paulson, 1970 , Briggsatel ., 1951).

Aktiviteti i invertazës është një nga treguesit më të qëndrueshëm, duke shfaqur korrelacionet më të qarta me faktorët ndikues. Studimet (1966, 1974) vendosën një korrelacion midis invertazës dhe aktivitetit të karbohidratave të tjera të tokës.

Aktiviteti i invertazës është studiuar në shumë toka dhe është diskutuar në disa dokumente rishikimi (Aleksandrova dhe Shmurova, 1975; Kuprevich dhe Shcherbakova, 1971; Kiss et al., 1971, etj.). Aktiviteti i invertazës në tokë zvogëlohet përgjatë profilit dhe lidhet me përmbajtjen e humusit (Pukhitskaya dhe Kovrigo, 1974; Galstyan, 1974; Kalatozova, 1975; Kulakovskaya dhe Stefankina, 1975; Simonyan, 1976; Toth, etj. 198). Korrelacioni me humusin mund të mungojë me një përmbajtje të konsiderueshme të aluminit, hekurit dhe natriumit në tokë. Marrëdhënia e ngushtë e aktivitetit të invertazës me numrin e mikroorganizmave të tokës dhe aktivitetin e tyre metabolik (Mashtakov et al., 1954; Katsnelson dhe Ershov, 1958; Kozlov, 1964; Chunderova, 1970; Kiss, 1958; Hofinann, 1955, etj). avantazhi në invertazat e tokës me origjinë mikrobike. Megjithatë, kjo varësi nuk konfirmohet gjithmonë (Nizova, 1970); aktiviteti i invertazës është një tregues shumë më i qëndrueshëm dhe mund të mos lidhet drejtpërdrejt me luhatjet në numrin e mikroorganizmave (Ross, 1976).

Sipas një raporti (1974), tokat me përbërje të rëndë granulometrike kanë një aktivitet enzimatik më të lartë. Megjithatë, ka raporte që invertaza është inaktivizuar dukshëm me adsorbimin nga mineralet e argjilës (Hofmann et al., 1961; Skujins, 1976; Rawald, 1970) dhe tokat me një përmbajtje të lartë montmorillonite kanë aktivitet të ulët invertazë. Varësia e aktivitetit të invertazës nga lagështia dhe temperatura e tokës nuk është studiuar mjaftueshëm, megjithëse shumë autorë ia atribuojnë ndryshimet sezonale të aktivitetit kushteve hidrotermale.

Ndikimi i temperaturës në aktivitetin e mundshëm të invertazës është studiuar në detaje (1975), duke vendosur optimalen në një temperaturë prej rreth 60°C, pragun e inaktivizimit të enzimës pas ngrohjes së tokës në 70°C dhe inaktivizimin e plotë pas tre orësh. ngrohje në 180°C.

Shumë autorë kanë marrë në konsideratë aktivitetin invertaz të tokave në varësi të bimëve në rritje (Samtsevich dhe Borisova, 1972; Galstyan, 1974; Ross 1976; Cortez et al., 1972, etj.). Zhvillimi i procesit të livadhit, formimi i një pete të trashë nën mbulesën me bar kontribuon në një rritje të aktivitetit të invertazës (Galstyan, 1959). Megjithatë, ka punime në të cilat efekti i bimëve në aktivitetin e invertazës nuk është vërtetuar (Konovalova, 1975).

Në tokë, ka një sasi të madhe fosfori në formën e përbërjeve organike, e cila vjen me mbetjet që vdesin të bimëve, kafshëve dhe mikroorganizmave. Acidi fosforik lirohet nga këto komponime nga një grup relativisht i ngushtë mikroorganizmash që kanë enzima specifike fosfatazë (Chimitdorzhieva et al., 2001).

Ndër enzimat e metabolizmit të fosforit, aktiviteti i monofosfoesterazave ortofosforike është studiuar më plotësisht (Aleksandrova, Shmurova, 1974; Skujins J. J., 1976; Kotelev et al., 1964). Prodhuesit e fosfatazës janë kryesisht qeliza të mikroorganizmave të tokës (Krasilnikov dhe Kotelev, 1957, 1959; Kotelev et al., 1964).

Aktiviteti i fosfatazës së tokës përcaktohet nga karakteristikat e saj gjenetike, vetitë fiziko-kimike dhe niveli i kulturës bujqësore. Ndër vetitë fizike dhe kimike të tokës, aciditeti është veçanërisht i rëndësishëm për aktivitetin e fosfatazës. Tokat pyjore sodipodzolike dhe gri, të cilat kanë një reaksion acid, përmbajnë kryesisht fosfataza acide; në tokat me reaksion pak alkalik mbizotërojnë fosfatazat alkaline. Duhet të theksohet se aktiviteti optimal i acidit

fosfataza ndodhet në zonën e dobët acidike, edhe kur tokat janë shumë acidike (Khaziev, 1979; Shcherbakov et al., 1983, 1988). Ky fakt konfirmon rëndësinë e gëlqeres së tokave acidike për përshpejtimin e hidrolizës së fosfateve organike komplekse dhe pasurimin e tokës me fosfor të disponueshëm.

Shpërndarja karakteristike e vëzhguar e fosfatazave në tokë në varësi të aciditetit të tyre është për shkak të përbërjes së mikroflorës. Në tokë funksionojnë bashkësitë mikrobike që janë përshtatur me kushte të caktuara mjedisore, të cilat sekretojnë enzima që janë aktive në këto kushte.

Aktiviteti total i fosfatazës së tokës varet nga përmbajtja e humusit dhe fosforit organik, i cili është një substrat për enzimën.

Çernozemet karakterizohen nga aktiviteti më i lartë i fosfatazës. Në tokat pyjore me baltë-podzolike dhe gri, aktiviteti i fosfatazës është i ulët. Aktiviteti i ulët i këtyre tokave acide është për shkak të përthithjes më të fortë të fosfatazave nga mineralet e tokës. Për shkak të përmbajtjes së ulët të lëndës organike në toka të tilla, sipërfaqja absorbuese e mineraleve është më e ekspozuar sesa në çernozemet me shumë humus, ku mineralet e argjilës janë të mbuluara me lëndë organike të humifikuar.

Aktiviteti i fosfatazës është dinamik gjatë sezonit të rritjes. Në fazat aktive të rritjes së bimëve në temperatura të larta të tokës dhe lagështi të mjaftueshme në muajt e verës, aktiviteti i fosfatazës së tokës është maksimal (Evdokimova, 1989).

Në disa toka, u vu re një korrelacion midis aktivitetit të fosfatazës dhe numrit të përgjithshëm të mikroorganizmave (Kotelev et al., 1964; Aliev dhe Gadzhiev, 1978, 1979; Arutyunyan, 1975, 1977; dhe të tjerë) dhe numrit të mikroorganizmave që mineralizojnë komponimet e fosforit (Ponomareva et al., 1972), në të tjera - marrëdhënia e aktivitetit të fosfatazës me numrin

mikroorganizmat nuk janë krijuar (Ramirez-Martinez, 1989). Ndikimi i humusit manifestohet në natyrën e ndryshimit të aktivitetit të enzimës përgjatë profilit, kur krahasohen tokat me shkallë të ndryshme të përmbajtjes së humusit dhe kryerja e masave të kultivimit të tokës (Aleksandrova dhe Shmurova, 1975; Arutyunyan, 1977). Studimet e shumë autorëve tregojnë një varësi të drejtpërdrejtë të aktivitetit të fosfatazës së tokës nga përmbajtja e fosforit organik në tokë (Gavrilova et al., 1973; Arutyunyan, Galstyan, 1975; Arutyunyan, 1977; dhe të tjerë).

Le të shqyrtojmë më në detaje rregullsitë e përgjithshme të formimit të grupit fosfatazë të dherave.

Një pjesë e konsiderueshme e fosforit total në tokë janë komponime organofosforike: acidet nukleike, nukleotide, fitina, lecitina, etj. Shumica e organofosfateve që gjenden në tokë nuk përthithen drejtpërdrejt nga bimët. Përthithjes së tyre i paraprin hidroliza enzimatike nga fosfohidrolazat. Substratet e fosfatazave të tokës janë substanca humike specifike, duke përfshirë fosforin e acideve humike, si dhe komponime individuale jo specifike të përfaqësuara nga acidet nukleike, fosfolipide dhe fosfoproteina, si dhe fosfate metabolike. Të parët grumbullohen në tokë si rezultat i biogjenezës së substancave humike, të dytat, si rregull, hyjnë në tokë me mbetje bimore dhe grumbullohen në të si produkte të reaksioneve metabolike të ndërmjetme.

Roli i bimëve më të larta në formimin e grupit të fosfatazës së tokave të përdorura në bujqësi është më i ulët se ai i mikroorganizmave dhe lidhet kryesisht me hyrjen e mbetjeve të bimëve dhe ekskrecioneve rrënjësore në tokë, gjë që konfirmohet nga të dhënat e dhe (1994 ), i cili studioi efektin e kulturave të ndryshme bujqësore në aktivitetin hidrolitik

dhe enzimat redoks; fosfataza, invertaza, proteaza, ureaza, katalaza në tokë të hollë torfe. Aktiviteti i fosfatazës ishte afërsisht i njëjtë në të gjitha kulturat: elb, patate dhe ugar të zi, dhe vetëm pak më shumë në barëra shumëvjeçare, ndërsa aktiviteti i enzimave të tjera ndryshonte ndjeshëm në varësi të natyrës së përdorimit të tokës.

, (1972) vuri në dukje një rritje të aktivitetit të fosfatazës në rizosferën e grurit dhe bishtajoreve, e cila mund të shoqërohet si me një rritje të numrit të mikroorganizmave në rizosferë ashtu edhe me aktivitetin jashtëqelizor të fosfatazës së rrënjëve. Nga pikëpamja agrokimike, rezultati përfundimtar është i rëndësishëm - rritja e pellgut enzimatik të dherave me një rritje të fuqisë së sistemeve rrënore të bimëve.

Zhdukja e agrocenozave në bimë çon në një ulje të efektit të rizosferës dhe, si rezultat, në një ulje të aktivitetit të fosfatazës së tokës. U vu re një rënie e ndjeshme e aktivitetit të fosfatazës së tokës gjatë kultivimit të monokulturës. Përfshirja e dherave në rotacionin e të korrave krijon kushte për përmirësimin e proceseve hidrolitike, gjë që çon në një rritje të metabolizmit të përbërjeve të fosforit. (Evdokimova, 1992)

(1994) studiuan tokat me solucion-podzolike të formuara nën bimësi natyrore (pyjore) me përbërje të ndryshme dhe përcaktuan shpërndarjen e aktivitetit të fosfatazës në profilin e tokës, raportin midis formave labile dhe të qëndrueshme të enzimave dhe ndryshueshmërinë e tyre hapësinore dhe kohore. Është vërtetuar se në tokat e formuara nën bimësi pyjore natyrore, horizontet gjenetike ndryshojnë në aktivitetin e fosfatazës, shpërndarja e të cilave në profil lidhet ngushtë me përmbajtjen e humusit. Sipas të dhënave, aktiviteti më i lartë i fosfatazës është vërejtur në shtresën e mbeturinave, më pas është ulur disa herë në shtresën humus-akumuluese dhe ka rënë ndjeshëm në shtresën e tokës.

nën 20 cm në tokë nën pyllin e bredhit (bimësia pyjore). Nën vegjetacionin e livadheve ka një shpërndarje paksa të ndryshme: aktiviteti maksimal në horizontin e petës është 1,5-2 herë më i ulët në horizontin akumulues të humusit dhe një rënie e mëtejshme e ndjeshme vërehet vetëm pas 40-60 cm Bazuar në sa më sipër. , mund të konkludojmë se kontributi maksimal në formimin e Pellgut të fosfatazës nën vegjetacionin natyror furnizohet nga mikroorganizmat dhe mbetjet bimore si substrat, ndërsa sekrecionet rrënjësore dhe enzimat ndërqelizore pas vdekjes luajnë një rol disi më të vogël.

Intensiteti i proceseve biokimike në tokë dhe niveli i pjellorisë së saj varet si nga kushtet për ekzistencën e organizmave të gjallë që furnizojnë tokën me enzima, ashtu edhe nga faktorët që kontribuojnë në fiksimin e enzimave në tokë dhe rregullojnë faktin e tyre. aktivitet.

1.2. Ndikimi i metaleve të rënda dhe elementëve gjurmë në aktivitetin enzimatik të dherave.

Një nga drejtimet premtuese për përdorimin e aktivitetit enzimatik për diagnostikimin e vetive biologjike të dherave është identifikimi i nivelit të kontaminimit të tokës me HM.

Metalet e rënda, duke hyrë në tokë në formën e përbërjeve të ndryshme kimike, mund të grumbullohen në të në nivele të larta, të cilat përbëjnë një rrezik të konsiderueshëm për funksionimin normal të biotës së tokës. Një sasi e madhe e të dhënave janë grumbulluar në literaturë që tregojnë ndikimin negativ të ndotjes së tokës me HM në biotën e tokës. Kur ekuilibri kimik në tokë është i shqetësuar, krijohet një situatë stresuese. Ka dëshmi se treguesit biologjikë reagojnë më herët se ato agrokimike ndaj ndryshimit të kushteve që ndikojnë në vetitë e ndryshme të tokës (Lebedev,

Bibliografi

Sipas llojit të reaksioneve të katalizuara, të gjitha enzimat e njohura ndahen në gjashtë klasa:

1. Oksidoreduktazat që katalizojnë reaksionet redoks.

2. Hidrolazat që katalizojnë reaksionet e ndarjes hidrolitike të lidhjeve intramolekulare në përbërje të ndryshme.

3. Transferazat që katalizojnë reaksionet e transferimit ndërmolekular ose intramolekular të një grupi kimik dhe të mbetjeve me transferimin e njëkohshëm të energjisë që përmbahet në lidhjet kimike.

4. Ligazat (sintetazat) që katalizojnë reaksionet e lidhjes së dy molekulave, të shoqëruara me ndarjen e lidhjeve fiofosfatike të ATP-së ose një trifosfati tjetër të ngjashëm.

5. Liazat që katalizojnë reaksionet e ndarjes johidrolitike ose shtimit të grupeve të ndryshme kimike të përbërjeve organike në lidhje të dyfishta.

6, Izomerazat që katalizojnë reaksionet e shndërrimit të përbërjeve organike në izomerët e tyre.

Oksidoreduktazat dhe hidrolazat, të cilat janë shumë të rëndësishme në biodinamikën e tokës, janë të shpërndara gjerësisht në tokë dhe janë studiuar në disa detaje.

Katalaza

(H 2 O 2: H 2 O 2 -oksidoreduktazë)

Katalaza katalizon dekompozimin e peroksidit të hidrogjenit me formimin e ujit dhe oksigjenit molekular:

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

Peroksidi i hidrogjenit formohet gjatë frymëmarrjes së organizmave të gjallë dhe si rezultat i reaksioneve të ndryshme biokimike të oksidimit të substancave organike. Toksiciteti i peroksidit të hidrogjenit përcaktohet nga reaktiviteti i tij i lartë, i cili shfaqet nga oksigjeni i vetëm, *O2. Reaktiviteti i tij i lartë çon në reaksione oksidimi të pakontrolluara. Roli i katalazës është se shkatërron peroksidin e hidrogjenit, helmues për organizmat.

Katalaza shpërndahet gjerësisht në qelizat e organizmave të gjallë, duke përfshirë mikroorganizmat dhe bimët. Tokat gjithashtu shfaqin aktivitet të lartë të katalazës.

Metodat për përcaktimin e aktivitetit të katalazës së tokës bazohen në matjen e shkallës së dekompozimit të peroksidit të hidrogjenit gjatë ndërveprimit të tij me tokën me vëllimin e oksigjenit të lëshuar (metodat gasometrike) ose nga sasia e peroksidit të pazbërthyer, e cila përcaktohet me titrim permanganometrik ose metodën kolorimetrike me formimi i komplekseve me ngjyra.

E.V. Dadenko dhe K.Sh. Kazeev, u zbulua se aktiviteti i katalazës i të gjitha enzimave zvogëlohet në masën më të madhe gjatë ruajtjes së mostrave, kështu që përcaktimi i tij duhet të kryhet në javën e parë pas marrjes së mostrave.

Metoda A.Sh. Galstyan

Përparimi i analizës. Për të përcaktuar aktivitetin e katalazës, përdoret një pajisje nga dy byreta të lidhura me një zorrë gome, të cilat mbushen me ujë dhe balancojnë nivelin e saj. Ruajtja e një niveli të caktuar të ujit në byretë tregon arritjen e ekuilibrit të temperaturës në pajisje. Një mostër (1 g) dheu futet në një nga ndarjet e një balone të dyfishtë. 5 ml tretësirë peroksid hidrogjeni 3% derdhen në ndarjen tjetër të balonës. Balonja mbyllet fort me një tapë gome me tub qelqi, i cili lidhet me byretën matëse me zorrë gome.

Eksperimenti kryhet në një temperaturë prej 20 ° C, pasi në një temperaturë të ndryshme shkalla e reagimit do të jetë e ndryshme, gjë që do të shtrembërojë rezultatet. Në parim, nuk është e rëndësishme temperatura e ajrit, por temperatura e peroksidit, ajo duhet të jetë 20 0 C. Nëse temperatura e ajrit është shumë më e lartë se 20 0 C (në verë), rekomandohet të bartet. nxirrni analizën në bodrum ose në një dhomë tjetër të freskët. Rekomandohet në raste të tilla, përdorimi i një banjë uji me një temperaturë prej 20 ° C është vështirë se është efektiv.

Fillimi i eksperimentit shënohet nga një kronometër ose orë rëre në momentin kur peroksidi përzihet me tokën dhe përmbajtja e enës tronditet. Përzierja tundet gjatë gjithë eksperimentit, duke u përpjekur të mos e prekni balonën me duar, duke e mbajtur atë nga tapa. Oksigjeni i lëshuar e zhvendos ujin nga bureta, niveli i të cilit shënohet pas 1 dhe 2 minutash. Rekomandimi për të përcaktuar sasinë e oksigjenit çdo minutë për 3 minuta për shkak të drejtpërdrejtë të reaksionit të dekompozimit të peroksidit vetëm rrit kohën e kaluar në analizë.

Kjo teknikë lejon një studiues të analizojë aktivitetin e katalazës së më shumë se 100 mostrave në ditë. Është i përshtatshëm për të kryer analizën së bashku, duke përdorur 5-6 anije. Në të njëjtën kohë, një person është i përfshirë drejtpërdrejt në analizë dhe monitoron nivelin e biretës, dhe i dyti monitoron kohën, regjistron të dhënat dhe lan enët.

Toka e sterilizuar me nxehtësi të thatë (180°C) shërbeu si kontroll. Disa toka, komponime dhe minerale kanë një aktivitet të lartë të katalizimit të dekompozimit të peroksidit inorganik edhe pas sterilizimit - deri në 30-50% të aktivitetit total.

Aktiviteti i katalazës shprehet në mililitra O 2 të çliruar në 1 min nga 1 g tokë.

Reagentët: tretësirë 3% H 2 O 2. Përqendrimi i perhidrolit duhet të kontrollohet periodikisht, zgjidhja e punës përgatitet menjëherë para analizës. Për të përcaktuar përqendrimin e perhidrolit në një bilanc analitik, 1 g H 2 O 2 peshohet në një balonë vëllimore me një kapacitet 100 ml, vëllimi rregullohet në shenjë dhe tundet. Vendosni 20 ml të tretësirës së përftuar në balona konike 250 ml (3 përsëritje), shtoni 50 ml ujë të distiluar dhe 2 ml H 2 SO 4 20%. Më pas titrohet me 0,1 N. Tretësirë KMnO 4. 1 ml tretësirë KMnO 4 i përgjigjet 0,0017008 g H 2 O 2 . Pas vendosjes së përqendrimit të perhidrolit, përgatitet një tretësirë 3% duke u holluar me ujë të distiluar. Tretësira e titrimit KMnO 4 përgatitet nga fiksanali dhe mbahet për disa ditë për të vendosur titrin.

Dehidrogjenazat

(substrati: NAD(P)-oksidoreduktaza).

Dehidrogjenazat katalizojnë reaksionet redoks duke dehidrogjenizuar substancat organike. Ata shkojnë sipas skemës së mëposhtme:

AN 2 + V A + VN 2

Në tokë, substrati për dehidrogjenim mund të jenë komponime organike jo specifike (karbohidrate, aminoacide, alkoole, yndyra, fenole, etj.) dhe specifike (substanca humike). Dehidrogjenazat në reaksionet redoks funksionojnë si bartës të hidrogjenit dhe ndahen në dy grupe: 1) aerobe, duke transferuar hidrogjenin e mobilizuar në oksigjenin e ajrit; 2) anaerobe, të cilat transferojnë hidrogjenin tek pranuesit e tjerë, enzimat.

Metoda kryesore për zbulimin e veprimit të dehidrogjenazave është zvogëlimi i treguesve me një potencial të ulët redoks, si blu metilen.

Për përcaktimin e aktivitetit të dehidrogjenazave të tokës, si hidrogjen përdoren kripërat e tetrazolit pa ngjyrë (klorur 2,3,5-trifeniltetrazoliumi - TTX), të cilat reduktohen në komponime formazane të kuqe (trifenilformazan - TFF).

Përparimi i analizës. Një pjesë e peshuar (1 g) e tokës së përgatitur vendoset me kujdes përmes një hinke në fund të një provëz me kapacitet 12-20 ml dhe përzihet tërësisht. Shtoni 1 ml tretësirë substrati dehidrogjenimi 0,1 M (glukozë) dhe 1 ml tretësirë TTX 1% të sapopërgatitur. Tubat e provës vendosen në një anaerostat ose një tharëse vakum. Përcaktimi kryhet në kushte anaerobe, për të cilat ajri evakuohet me një rrallim prej 10-12 mm Hg. Art. për 2-3 minuta dhe vendoseni në një termostat për 24 orë në 30 °C. Gjatë inkubimit të tokës me substrate, tolueni nuk shtohet si antiseptik, pasi; frenon fuqishëm veprimin e dehidrogjenazave. Toka e sterilizuar (në 180°C për 3 orë) dhe nënshtresat pa tokë shërbyen si kontrolle. Pas inkubimit, 10 ml alkool etilik ose aceton shtohen në balonat, të tundura për 5 minuta. Zgjidhja me ngjyrë TPP që rezulton filtrohet dhe ngjyroset. Me ngjyrosje shumë intensive, tretësira hollohet me alkool (aceton) 2-3 herë. Përdorni kuveta 10 mm dhe një filtër të lehtë me një gjatësi vale 500-600 nm. Sasia e formazanit në mg llogaritet nga kurba standarde (0.1 mg në 1 ml). Aktiviteti i dehidrogjenazave shprehet në mg TTP për 10 g tokë për 24 orë.Gabimi i përcaktimit është deri në 8%.

Reagentët:

1) tretësirë 1% e klorurit 2,3,5-trifeniltetrazoliumi;

2) tretësirë glukoze 0,1 M (18 g glukozë treten në 1000 ml ujë të distiluar);

3) alkool etilik ose aceton;

4) trifenilformazan për shkallën standarde. Për të përpiluar një kurbë kalibrimi, përgatitni një seri tretësish në alkool etilik, aceton ose toluen me një përqendrim të formazanit (nga 0,01 në 0,1 mg formazan në 1 ml) dhe fotokolorimetrike siç përshkruhet më sipër.

Në mungesë të formazanit, përftohet duke reduktuar TTX me hidrosulfit natriumi (sulfit amoni, pluhur zinku në prani të glukozës). Përqendrimi fillestar i tretësirës TTX është 1 mg/ml. Hidrosulfiti kristalor i natriumit i shtohet 2 ml tretësirë fillestare TTX në majën e lancetës. Formazani i precipituar merret në 10 ml toluen. Ky vëllim tolueni përmban 2 mg formazan (0.2 mg/ml). Hollimi i mëtejshëm përgatit solucione pune për peshoren.

Invertase

(β-fruktofuranosidase, saharazë)

Invertaza është një karbohidrazë, ajo vepron në lidhjen β-fruktofuranosidase në saharozë, rafinozë, gentianozë, etj. Kjo enzimë hidrolizon në mënyrë më aktive saharozën me formimin e sheqernave reduktuese - glukozës dhe fruktozës:

përmbys

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

saharozë glukozë fruktozë

Invertaza është e përhapur gjerësisht në natyrë dhe gjendet pothuajse në të gjitha llojet e tokave. Aktivitet shumë i lartë i invertazës u gjet në tokat livadhore malore. Aktiviteti i invertazës lidhet qartë me përmbajtjen e humusit dhe pjellorinë e tokës. Gjatë studimit të efektit të plehrave, rekomandohet të vlerësohet efektiviteti i tyre. Metodat për përcaktimin e aktivitetit të invertazës së tokës bazohen në llogaritjen sasiore të sheqernave reduktuese sipas Bertrand dhe në ndryshimet në vetitë optike të një solucioni saharozë para dhe pas ekspozimit ndaj enzimës. Metoda e parë mund të përdoret për të studiuar një enzimë me një amplitudë shumë të gjerë të aktivitetit dhe përqendrimit të substratit. Metodat polarimetrike dhe fotokolorimetrike janë më kërkuese për përqendrimin e sheqernave dhe janë të papranueshme për tokat me përmbajtje të lartë të lëndës organike, ku përftohen tretësira me ngjyra; prandaj, këto metoda janë me përdorim të kufizuar në studimet e tokës.

Një studim i aktivitetit enzimatik të tokës në agrosistemet e rajonit të Vollgës së Epërme, i formuar në eksperimente afatgjata të palëvizshme në tokat pyjore me baltë-podzolike dhe gri, u krye për të vlerësuar gjendjen e tyre ekologjike. Në tokën sodi-podzolike të ekosistemeve pyjore, niveli mesatar i aktivitetit të invertazës është 21,1 mg glukozë/1 g tokë dhe në tokën e agrosistemeve është 8,6 mg glukozë/1 g tokë. Përdorimi bujqësor reduktoi aktivitetin e invertazës mesatarisht 2.5 herë. Një depresion veçanërisht i fortë i invertazës vërehet në sfondet zero, ku masat agroteknike merren çdo vit për rritjen e të korrave, pa futjen e materialeve plehëruese. Aktiviteti mesatar i ureazës në tokën e agroekosistemeve ishte 0.10 mg N-NH4/1g dheu, ishte pak më i lartë në tokën e ekosistemeve pyjore - 0.13 mg N-NH4/1g, që është kryesisht për shkak të karakteristikave gjenetike të sodit. -tokat podzolike dhe niveli i pjellorisë së tyre. Në tokën gri pyjore, niveli i studiuar i ngarkesës agrogjene nuk ka ndikuar negativisht në aktivitetin e enzimave të tokës, por, përkundrazi, ka një tendencë për të rritur aktivitetin e tyre në tokat e punueshme, e cila shoqërohet me mobilizimin e aktiviteti i përgjithshëm i proceseve biologjike në tokë në krahasim me ugarin. Intensiteti i ndikimit në mbulesën e tokës me metoda të ndryshme teknologjike u manifestua në një ulje të treguesve të aktivitetit enzimatik vetëm në tokat me drogë-podzolike. Në aspektin ekologjik, këto rezultate mund të konsiderohen si një shenjë e reagimit të mbulesës së tokës ndaj presioneve të jashtme antropogjene.

peizazhet bujqësore

përmbys

kataza

sod-podzolic

tokat gri pyjore

aktiviteti enzimatik

1. Witter A.F. Kultivimi i tokës si faktor në rregullimin e pjellorisë së tokës /A.F. Witter, V.I. Turusov, V.M. Garmashov, S.A. Gavrilov. - M.: Infra-M, 2014. - 174 f.

2. Dzhanaev Z.G. Agrokimia dhe biologjia e tokave në jug të Rusisë / Z.G. Dzhanaev. - M.: Shtëpia Botuese e Universitetit Shtetëror të Moskës, 2008. - 528 f.

3. Zvyagintsev D.G. Biologjia e tokës / D.G. Zvyagintsev, N.A. Babieva. - M., 2005. - 520 f.

4. Zinchenko M.K. Potenciali enzimatik i agropeizazheve të tokës gri pyjore të Vladimir opol'e / M.K. Zinchenko, S.I. Zinchenko // Sukseset e shkencës moderne natyrore. - 2015. - Nr. 1. - S. 1319-1323.

5. Zinchenko M.K. Reagimi i mikroflorës së tokës së tokës gri pyjore ndaj përdorimit afatgjatë të sistemeve të plehrave të niveleve të ndryshme të intensifikimit / M.K. Zinchenko, L.G. Stoyanova // Arritjet e shkencës dhe teknologjisë së kompleksit agro-industrial. - 2016. - Nr. 2. - T. 30. - F. 21-24.

6. Emtsev V.T. Mikrobiologjia: një libër shkollor për universitetet / V.T. Jemtsev. – M.: Bustard, 2005. – 445 f.

7. Enkina O.V. Aspektet mikrobiologjike të ruajtjes së pjellorisë së çernozemeve Kuban / O.V. Enkina, N.F. Korobsky. - Krasnodar, 1999. - 140 f.

8. Metodat e mikrobiologjisë dhe biokimisë së tokës; [ed. D.G. Zvyagintsev]. - M.: Shtëpia Botuese e Universitetit Shtetëror të Moskës, 1991. - 292 f.

9. Khaziev F.Kh. Aktiviteti enzimatik i tokave të agrocenozave dhe perspektivat për studimin e tij / F.Kh. Khaziev, A.E. Gulko // Shkenca e tokës. - 1991. - Nr 8. - S. 88-103.

10. Khaziev F.Kh. Metodat e enzimologjisë së tokës / F.Kh. Khaziev. – M.: Nauka, 2005. – 254 f.

Funksionet agroekologjike të tokave shprehen me karakteristika të caktuara parametrike sasiore dhe cilësore, ndër të cilat më të rëndësishmet janë treguesit biologjikë. Proceset e dekompozimit të mbetjeve bimore, sinteza dhe mineralizimi i humusit, shndërrimi i formave të vështira për t'u arritur të lëndëve ushqyese në forma të tretshme për bimët, rrjedha e ammonifikimit, nitrifikimit dhe fiksimit të azotit të lirë në ajër janë për shkak të aktiviteti i mikroorganizmave të tokës.

Proceset e metabolizmit dhe të energjisë gjatë dekompozimit dhe sintezës së përbërjeve organike, kalimi i lëndëve ushqyese të vështirë për t'u tretur në forma që janë lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat, ndodhin me pjesëmarrjen e enzimave. Prandaj, aktiviteti enzimatik i tokës është treguesi më i rëndësishëm diagnostik i ndikimit të ngarkesës antropogjene në sistemet e tokës. Kjo është veçanërisht e vërtetë për agroekosistemet me ndikim vjetor agroteknik në tokë. Përcaktimi i aktivitetit të enzimave të tokës është shumë i rëndësishëm për përcaktimin e shkallës së ndikimit të masave agroteknike dhe agjentëve agrokimikë në veprimtarinë e proceseve biologjike, për të gjykuar shkallën e mobilizimit të elementëve kryesorë organogjenë.

Qëllimi i kërkimit ishte vlerësimi i gjendjes ekologjike të tokave në agrosistemet e rajonit të Vollgës së Epërme përsa i përket aktivitetit enzimatik. Objektet e studimit ishin tokat me moçalko-podzolike të shkallëve të ndryshme të podzolizimit dhe tokat pyjore gri në peizazhe të virgjëra dhe të kultivuara ngjitur me to.

Materialet dhe metodat e kërkimit

Meqenëse të dhënat objektive për pjellorinë e tokës dhe aktivitetin e saj biologjik mund të merren në eksperimente stacionare afatgjatë, mostrat e tokës u morën për studim në variante të eksperimenteve stacionare afatgjatë të vendosura në bazë të Institutit të Kërkimeve të Bujqësisë Kostroma, Bujqësia e Ivanovo Akademia dhe Instituti i Kërkimeve të Bujqësisë Vladimir. Si rezultat, aktiviteti i enzimës u analizua në tokën e shkrifët të lehtë podzolike me solucion (Eksperimenti 1, Kostroma), tokën me lagështirë të mesme podzolike të lehtë argjilore (Eksperimenti 2, Ivanovo); pyll squfuri tokë argjilore mesatare (Eksperimenti 3, Suzdal).

Për të qenë në gjendje të identifikojmë shkallën e ndikimit të llojeve të ndryshme të ngarkesës antropogjene në tokat e agroekosistemeve, ne studiuam mostrat e tokës referuese të ekosistemeve të patrazuar ngjitur me parcelat eksperimentale. Variantet e virgjëra të tokave me baltë-podzolike ishin zona nën një pyll pishe me një përzierje drurësh të fortë. Tokat gri pyjore të një ugar afatgjatë formohen nën pyje gjethegjerë me pyje të bollshme në mbulesën e tokës.

Tokat gri pyjore të Opolye Vladimir karakterizohen nga një akumulim mesatar i lëndës organike. Përmbajtja e humusit në horizontin A1 (A p) është 1,9 - 4%; horizonti i humusit është i hollë (17-37 cm). Vlera e aciditetit, karakteristike për këto toka, është më e vogël se për tokat me solucion-podzolike, mbizotërojnë tokat me aciditet të dobët (рН=5.2-6.0). Prandaj, tokat pyjore gri të rajonit të Vladimirit karakterizohen nga tregues agrokimikë më të favorshëm në krahasim me tokat me ndotje-podzolike. Një eksperiment i palëvizshëm në terren në tokën gri pyjore u krijua në 1997 për të studiuar efektivitetin e sistemeve adaptive bujqësore të peizazhit (ALAS). Në variantet e studiuara, për rrotullimin e një rrotullimi bimor me 6 fusha, futet: në sfond zero - pleh organik 40t/ha (në një kohë); mesatarisht - N 240 R 150 K 150; mineral me intensitet të lartë - N 510 R 480 K 480; organomineral me intensitet të lartë - pleh organik 80t / ha (në një kohë) + N 495 R 300 K 300.

Përmbajtja e humusit në tokën e parcelës eksperimentale të Akademisë Bujqësore të Ivanovës është 1,92%; pH xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 170-180 mg / kg tokë, K 2 O - 110-170 mg / kg tokë. Trashësia e shtresës së punueshme është 21-23 cm Eksperimenti ka filluar në vitin 1987. Mostrat e tokës u morën në një rrotullim bimor me katër fusha kundrejt një sfondi normal (N 30 P 60 K 60) sipas dy metodave të përpunimit të tokës - lërimi i mykut në një thellësi prej 20-22 cm (S) dhe prerja e sheshtë pa myk në 20 -22 cm (PO).

Pjelloria e tokës me solucion-podzolik të eksperimentit të palëvizshëm afatgjatë të Institutit Kërkimor Bujqësor të Kostromës gjatë periudhës së marrjes së mostrave u karakterizua nga treguesit mesatarë të mëposhtëm: përmbajtja e humusit 1,39-1,54%; pH xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 105-126 mg/kg; K 2 O - 104-156 mg / kg. Një eksperiment afatgjatë në terren i palëvizshëm për të studiuar efektin e gëlqeres në vetitë e tokës dhe rendimentet e të korrave u krijua në 1978. Studimet u kryen në rotacionin e një rrotullimi kulture me shtatë fusha. Për këtë punim u përzgjodhën mostrat e dheut në variantet N 45 P 45 K 45 - sfond zero; - normale dhe Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135) - intensive. Përmirësues në eksperiment ishte mielli i dolomitit, i futur një herë në shtrimin e eksperimentit në një dozë prej 25 t/ha në peshë fizike për variantin Ca 2.5 (NPK) 3. Në variantin Ca 0,5 + Ca 0,5 (NPK) 1, përmirësuesi është përdorur në mënyrë fraksionale, për herë të parë - në fillim të eksperimentit në një dozë prej 5 t/ha, aciditet hidrolitik 0,5; përsëri - në fund të rrotullimit të katërt në 2007 në vjeshtë, nën plugim, në një dozë prej 3.2 t/ha, 0.5 e kërkesës për aciditet hidrolitik.

Në mostrat e tokës u përcaktua: aktiviteti i katalazës me metodën gasometrike sipas Galstyan, aktiviteti i invertazës me metodën e I.N. Romeiko, S.M. Aktiviteti Malinovskaya dhe ureaza me metodën e T.A. Shcherbakova. Aktiviteti i këtyre enzimave të tokës lidhet drejtpërdrejt me shndërrimin e proceseve të karbonit, azotit dhe redoksit, dhe për këtë arsye karakterizon gjendjen funksionale të mikroorganizmave të tokës. Një përcaktim gjithëpërfshirës i këtyre parametrave bën të mundur përcaktimin më të saktë të drejtimit të ndryshimeve në aktivitetin e pishinës enzimatike të varieteteve të tokës.

Studimet biokimike të aktivitetit të enzimës janë kryer në periudhën 2011-2013. në shtresën e tokës 0-20 cm, pasi aktiviteti kryesor biologjik dhe biogjeniteti më i lartë janë të natyrshme në shtresat e sipërme të profilit të tokës, të pasuruara maksimalisht me lëndë organike, me regjim hidrotermal dhe ajror më të favorshëm për mikroflorën.

Rezultatet e hulumtimit dhe diskutimi

Lidhja më e rëndësishme në ciklin e karbonit në natyrë është faza e shndërrimit enzimatik të karbohidrateve në mjedisin tokësor. Siguron lëvizjen e materialit organik që hyn në tokë në sasi të mëdha dhe energjinë e grumbulluar në të, si dhe akumulimin e tij në tokë në formë humusi, pasi në këtë rast formohen përbërës parahumus.

Mbetjet e bimëve që hyjnë në tokë janë 60% karbohidrate. Në tokë u gjetën mono-, di- dhe polisaharide (celuloza, hemiceluloza, niseshte etj.). Është e qartë se ndikimet agroekologjike që çojnë në ndryshime në gjendjen fiziko-kimike dhe biologjike të dherave ndikojnë në aktivitetin e enzimave të metabolizmit të karbohidrateve. Të dhënat mbi aktivitetin e invertazës së tokës janë paraqitur në tabelën 1.

Tabela 1

Aktiviteti invertaz në tokat e agroekosistemeve

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i invertazës, mg glukozë/1 g tokë në 40 orë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Sod-podzolik mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)
		Normal N 30 R 60 K 60
		Normal N 30 R 60 K 60
		Depozitë (kontroll)
		* Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Shënim: Në tabelë jepen dozat e plehrave në tokën gri pyjore gjatë periudhës së studimit.

U zbulua se në tokën sodi-podzolike të ekosistemeve pyjore, niveli mesatar i aktivitetit të invertazës është 21,1 mg glukozë/1 g tokë, dhe në tokën e agrosistemeve - 8,6 mg glukozë/1 g tokë. Domethënë, përdorimi bujqësor i tokës së punueshme pati një ndikim të rëndësishëm në aktivitetin e invertazës, duke e ulur atë mesatarisht 2.5 herë.

Një depresion veçanërisht i fortë i invertazës vërehet në sfondet zero, ku masat agroteknike merren çdo vit për rritjen e të korrave, pa futjen e materialeve plehëruese. Kjo mund të jetë për shkak të një fluksi të lehtë të masës mortore në formën e mbetjeve të bimëve rrënjësore, si dhe një ndryshim në vetitë fiziko-kimike si rezultat i punimit të tokës.

Përdorimi agroteknik i tokës pyjore gri nuk e zvogëlon ndjeshëm aktivitetin e metabolizmit të karbohidrateve në krahasim me tokën ugar. Në zonat me ugar afatgjatë, aktiviteti mesatar i invertazës është 50,0 mg glukozë për 1 g tokë për 40 orë, që është 9% më e lartë se mesatarja në tokën e punueshme. Ndryshimi i vlerave të enzimës në tokën pyjore gri të agrosistemeve gjatë 2 viteve të kërkimit (2012-2013) ishte V = 7,6%, me një mesatare XS = 45,8 mg glukozë / 1 g tokë për 40 orë. Ndikimi i sistemeve të plehrave në aktivitetin e invertazës është më i theksuar në sfondin mesatar. Në këtë variant, treguesit e aktivitetit të enzimës ishin dukshëm më të lartë (НСР 05 = 2.9) sesa në sfondet e tjera të intensifikimit. Prandaj, kur përdoren doza mesatare të plehrave, krijohen kushte të favorshme për shndërrimin e përbërjeve organike të serisë aromatike në përbërës humus. Kjo konfirmohet nga të dhënat për përmbajtjen e karbonit organik, pasi rezervat maksimale të humusit janë grumbulluar në një sfond mesatar prej 3.62%.

Një nga treguesit informues të aktivitetit enzimatik të tokës është aktiviteti i ureazës. Shumë studiues e konsiderojnë aktivitetin e ureazës si një tregues të aftësisë vetëpastruese të tokës së kontaminuar me ksenobiotikë organikë. Veprimi i ureazës shoqërohet me ndarjen hidrolitike të lidhjes ndërmjet azotit dhe karbonit (CO-NH) në molekulat e përbërjeve organike që përmbajnë azot. Në agroekosistemet, rritja e shpejtë e aktivitetit të ureazës tregon gjithashtu aftësinë për të grumbulluar azot amoniaku në tokë. Prandaj, shumë studiues vërejnë një korrelacion pozitiv midis aktivitetit të ureazës dhe përmbajtjes së azotit dhe humusit në tokë.

Fakti që tokat podzolike të përshkruara me solucion janë të pajisura dobët me substratin organik fillestar, dëshmohet nga aktiviteti i ulët i kësaj enzime (Tabela 2). Në studimet tona, aktiviteti mesatar i ureazës në tokën e agroekosistemeve ishte 0.10 mg N-NH 4 /1g tokë, është pak më i lartë në tokën e ekosistemeve pyjore - 0.13 mg N-NH 4 /1g, që është kryesisht për shkak të ndaj veçorive gjenetike të tokave me ndotje-podzolike dhe nivelit të pjellorisë së tyre.

tabela 2

Aktiviteti i ureazës në tokat e agrosistemeve

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i ureazës, mg N-NH 4 /1g tokë në 4 orë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Sod-podzolik mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)

		Normal N 30 R 60 K 60
pyll gri Tokë shkrifët mesatare		Depozitë (kontroll)
		Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		Organomineral me intensitet të lartë N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Në nivelin e biotopeve natyrore, aktiviteti i ureazës ruhet në eksperimentin 1, ku masat agroteknike, përveç përdorimit të plehrave minerale, përfshinin gëlqerimin e tokës. Në sfondin e një rënie të përmbajtjes së joneve të hidrogjenit dhe aluminit në kompleksin thithës të tokës, vërehet stabilizimi i aktivitetit të enzimës.

Kultivimi i tokave me baltë-podzolike pa futjen sistematike të materialeve gëlqereje, edhe me përdorimin e dozave mesatare të plehrave minerale, me plugim të mykut dhe lirim me prerje të sheshtë (Eksperimenti 2) çon në një ulje të aktivitetit të ureazës në krahasim me homologët e tyre natyrorë.

Studimet mbi tokat gri pyjore tregojnë se, mesatarisht, niveli i aktivitetit të ureazës në këto toka është 2,5 herë më i lartë se në tokat me solucion-podzolike, gjë që i detyrohet gjenezës së formimit të tokës dhe nivelit të pjellorisë së tyre. Këtë e dëshmojnë të dhënat si për biotopet natyrore të depozitimit ashtu edhe për tokat e agroekosistemeve. Shumë studiues kanë zbuluar se aktiviteti i ureazës është drejtpërdrejt proporcional me sasinë e karbonit organik në tokë.

Në nivelin e biotopeve natyrore, treguesi i aktivitetit të ureazës u vu re në një sfond organomineral shumë intensiv - 0,34 mg N-NH 4 /1g tokë (Eksperimenti 3). Në një sfond organomineral shumë intensiv, niveli i aktivitetit të ureazës u rrit në krahasim me agroekosistemet e tjera dhe ugarët. Kjo, para së gjithash, për faktin se gjatë periudhës së hulumtimit për këtë opsion, u futën 80 t/ha pleh organik, i cili pasuroi tokën me lëndë organike të freskët, ure dhe stimuloi zhvillimin e kompleksit urobakterial. Ashtu si në tokën e një ugar afatgjatë, me përdorimin afatgjatë të plehrave organominerale, lënda organike formohet me raportin më të gjerë të karbonit me azotin (C:N). Ky lloj i lëndës organike korrespondon me aktivitetin më të lartë të ureazës. Trendi i vërejtur tregon aftësinë e tokës së këtyre ekosistemeve për akumulim intensiv të azotit të amoniakut. Aktiviteti i enzimës është dukshëm më i ulët (në HSR 05 = 0.04) në tokën e agroekosistemeve të tjera. Treguesi më i ulët (0,21 mgN-NH 4/1g) u vu re në një sfond mineral me intensitet të lartë, ku u aplikuan vetëm doza të larta të plehrave minerale për 18 vjet. Mund të supozohet se kur përdoren vetëm plehra minerale, për shkak të mungesës së një substrati specifik të energjisë, grupi ekologjik dhe trofik i baktereve që prodhojnë ureazë zvogëlohet në pishinën mikrobiale të tokës.

Duke pasur parasysh aktivitetin enzimatik të dherave, duhet kushtuar vëmendje oksidimit të produkteve të hidrolizës së përbërjeve organike me formimin e substancave parahumike. Këto reaksione zhvillohen me pjesëmarrjen e oksidoreduktazave, një përfaqësues i rëndësishëm i të cilave është katalaza. Aktiviteti i katalazës karakterizon proceset e biogjenezës së substancave humike. Vlerat e treguesve të aktivitetit të katalazës në tokat me lyerje-podzolike tregojnë ndryshueshmëri hapësinore dhe kohore, por në përgjithësi shfaqin luhatje në intervalin 0,9-2,8 ml O 2/1 g tokë në minutë. (Tabela 3). Në agroekosistemet e tokave ndotëse-podzolike të formuara në rajonet e Ivanovo dhe Kostroma, treguesit e aktivitetit të katalazës janë në nivelin e homologëve të tyre natyrorë (tokat pyjore). Kjo do të thotë, shkalla e ngarkesës antropogjene nuk pati një ndikim të rëndësishëm në proceset e biogjenezës së substancave humike. Ato vazhdojnë me të njëjtin intensitet si në tokat e këtyre agrosistemeve ashtu edhe në tokën e biotopeve natyrore. Kjo është një tendencë pozitive, pasi formimi i agroekosistemeve në tokat me drogë-podzolike me përbërje të lehtë granulometrike, pa përdorimin e plehrave organike, mund të shkaktojë një rritje të aktivitetit të katalazës. Rritja e aktivitetit të enzimës karakterizon transformimin intensiv të substancave humike në tokë drejt mineralizimit të tyre, për t'u siguruar kulturave të kultivuara lëndë ushqyese. Aktivizimi i këtyre proceseve mund të çojë në një ulje të përmbajtjes së humusit në tokë dhe një ulje të pjellorisë së mundshme të tokës.

Tabela 3

Aktiviteti i katalazës në tokat e sistemeve bujqësore

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i katalazës, ml O 2 / 1 g tokë në minutë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 R 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 R 135 K 135)
Sod-podzolik mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)
		Normal N 30 R 60 K 60 (OV)
		Normale N 30 R 60 K 60
pyll gri Tokë shkrifët mesatare		Depozitë (kontroll)
		Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		Organomineral me intensitet të lartë N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Koeficienti i variacionit në vlerat e aktivitetit të katalazës në tokën pyjore gri të agroekosistemeve është V = 18.6%. Në përgjithësi, luhatjet gjenden në intervalin 1,8-2,9 ml O 2 /1 g tokë. Në nivelin aktual të ngarkesës antropogjene në tokën e punueshme, ka një tendencë për aktivizimin e proceseve redoks në krahasim me tokën ugar. Aktiviteti më i lartë i këtyre proceseve vërehet me përdorimin e dozave mesatare të plehrave, i cili karakterizohet nga një rritje e ndjeshme e aktivitetit të katalazës (në HSR 05 = 0,4) në një sfond mesatar të intensifikimit. Kjo për shkak të pasurimit të mjaftueshëm të tokës me lëndë organike dhe përmirësimit të regjimit të transformimit të saj për shkak të rritjes së numrit dhe aktivitetit mobilizues të pellgut mikrobial të tokës së punueshme.

Për të vlerësuar shkallën e ndikimit agrogjen në aktivitetin e enzimave të ndryshme dhe për të përcaktuar aktivitetin total enzimatik të secilit agroekosistem në njësi të krahasueshme, kemi përdorur metodën e O.V. Enkina. Është e mundur të gjykohet më saktë niveli i aktivitetit enzimatik të prejardhjeve individuale bujqësore duke interpretuar materiale të gjera eksperimentale nëse krahasojmë aktivitetin e tyre me kontrollin (në rastin tonë me tokën e ekosistemeve natyrore), duke marrë treguesit e aktivitetit të tyre enzimatik si 100%. . Kjo do të thotë, shkalla e ndikimit të ngarkesës antropogjene në grupe të ndryshme enzimash reflektohet nga raporti i treguesve të aktivitetit të tyre në agrosisteme me analogët natyrorë (Tabela 4).

Si rezultat i hulumtimit, u konstatua se në shumicën e tokave me baltë-podzolike të rajonit, niveli i aktivitetit enzimatik të agropeizazheve është më i ulët se në homologët e tyre natyrorë. Potenciali enzimatik i tokës sodi-podzolike në eksperimentin 1 (Kostroma) u ul me 31% në krahasim me kontrollin, dhe në eksperimentin 3 (Ivanovo) - me 24%. Në sfondet e studiuara në këto eksperimente, u aplikuan doza mesatare dhe të larta të plehrave minerale. Përdorimi afatgjatë i plehrave minerale, veçanërisht i plehrave azotike, shpesh prish sfondin ekologjik për riprodhimin e mikroorganizmave të dobishëm në tokat me pjellori të ulët potenciale. Kjo, si rregull, ndodh për shkak të acidifikimit të tretësirës së tokës, pranisë së joneve të aluminit dhe hekurit në kompleksin thithës të tokës, sekrecioneve rrënjësore të bimëve, të cilat shkaktojnë riprodhimin aktiv të kërpudhave mikroskopike, duke kontribuar në një rritje të toksiciteti biologjik i tokës. Në këtë rast, ndryshimet negative shoqërohen jo vetëm nga një ristrukturim i strukturës së mikrobiocenozës, por edhe nga një ulje e aktivitetit enzimatik të tokës dhe humbja e pjellorisë potenciale dhe efektive.

Tabela 4

Niveli i aktivitetit enzimatik të tokave të agrosistemeve (në % të tokës së ekosistemeve natyrore)

Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Katalaza	Invertase	Aktiviteti mesatar i enzimës
Kostroma	Pylli (kontrolli)
	Sfondi zero
	Normale
	Intensive
	Mesatarisht nga përvoja,%
	Pylli (kontrolli)
	Normale
	Normale
	Mesatarisht nga përvoja,%



	Mineral me intensitet të lartë
	Organomineral me intensitet të lartë
	Mesatarisht nga përvoja,%

Kështu, treguesit kryesorë të aktivitetit enzimatik të tokave me drogë-podzolike, lidhur me pjellorinë e tyre efektive, janë më të lartë në ekosistemet natyrore sesa në tokat e punueshme.

Me një nivel të rritur të pjellorisë së tokës, ndikimi i faktorëve agrogjenë në potencialin enzimatik të tokës zbutet disi. Kjo është ajo që ne vërejmë në agrosistemet e tokës gri pyjore. U zbulua se gjatë 3 viteve të kërkimit, potenciali më i lartë enzimatik u formua në një sfond mesatar prej 108%. Dozat mesatare të plehrave minerale dhe organike (40 t/ha pleh organik një herë në 6 vjet) çuan në një rritje të aktivitetit të katalazës dhe invertazës së tokës, gjë që karakterizon aktivizimin e sintezës së substancave humike.

konkluzioni

Është vërtetuar se niveli i studiuar i ngarkesës agrogjene në tokën gri pyjore nuk ka ndikuar negativisht në aktivitetin e enzimave të tokës, por, përkundrazi, ka një tendencë për të rritur aktivitetin e tyre në tokën e punueshme, e cila shoqërohet me një intensifikimi i aktivitetit të përgjithshëm të proceseve biologjike në tokë në krahasim me djerrjen. Intensiteti i ndikimit në mbulesën e tokës me metoda të ndryshme teknologjike u manifestua në uljen e treguesve të aktivitetit enzimatik të tokave solucion-podzolike. Në aspektin ekologjik, këto rezultate mund të konsiderohen si një shenjë e reagimit të mbulesës së tokës ndaj presioneve të jashtme antropogjene.

Për të përdorur dhe mbrojtur në mënyrë racionale pjellorinë e tokës, treguesit e aktivitetit enzimatik duhet të përdoren në biomonitorimin dhe biodiagnostikimin e dherave. Kjo është veçanërisht e rëndësishme gjatë kryerjes së detyrave të prodhimit në bujqësi.

Lidhje bibliografike

Zinchenko M.K., Zinchenko S.I., Borin A.A., Kamneva O.P. AKTIVITETI ENZIMATIV I TOKËVE AGRARE TË RAJONIT TË SIPERM TË VOLGËS // Problemet moderne të shkencës dhe arsimit. - 2017. - Nr.3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26458 (data e hyrjes: 02/01/2020). Ne sjellim në vëmendjen tuaj revistat e botuara nga shtëpia botuese "Academy of Natural History"