Les enzymes sont des catalyseurs de réactions chimiques de nature protéique, caractérisées par une action spécifique en relation avec la catalyse de certaines réactions chimiques. Ce sont des produits de la biosynthèse de tous les organismes vivants du sol : plantes ligneuses et herbacées, mousses, lichens, algues, micro-organismes, protozoaires, insectes, invertébrés et vertébrés, représentés dans le milieu naturel par certains agrégats - biocénoses.

La biosynthèse des enzymes dans les organismes vivants est réalisée en raison de facteurs génétiques responsables de la transmission héréditaire du type de métabolisme et de sa variabilité adaptative. Les enzymes sont l'appareil de travail par lequel l'action des gènes est réalisée. Ils catalysent des milliers de réactions chimiques dans les organismes, qui constituent finalement le métabolisme cellulaire. Grâce à eux, les réactions chimiques dans le corps se produisent à grande vitesse.

Actuellement, plus de 900 enzymes sont connues. Ils sont répartis en six classes principales.

1. Oxyréductases qui catalysent les réactions redox.

2. Les transférases qui catalysent les réactions de transfert intermoléculaire de divers groupes et résidus chimiques.

3. Hydrolases qui catalysent les réactions de clivage hydrolytique des liaisons intramoléculaires.

4. Lyases qui catalysent les réactions d'addition de groupes au niveau des doubles liaisons et les réactions inverses d'abstraction de tels groupes.

5. Isomérases qui catalysent les réactions d'isomérisation.

6. Ligases qui catalysent des réactions chimiques avec formation de liaisons dues à l'ATP (acide adénosine triphosphorique).

Lorsque les organismes vivants meurent et pourrissent, certaines de leurs enzymes sont détruites et certaines, pénétrant dans le sol, conservent leur activité et catalysent de nombreuses réactions chimiques du sol, participant aux processus de formation du sol et à la formation d'une caractéristique qualitative des sols - la fertilité. . Dans différents types de sols sous certaines biocénoses, leurs propres complexes enzymatiques se sont formés, différant par l'activité des réactions biocatalytiques.

V.F. Kuprevich et T.A. Shcherbakova (1966) notent qu'une caractéristique importante des complexes enzymatiques du sol est l'ordre de l'action des groupes d'enzymes existants, qui se manifeste par le fait que l'action simultanée d'un certain nombre d'enzymes représentant différents groupes est assurée. ; la formation et l'accumulation de composés présents en excès dans le sol sont exclues ; excédent de mobile accumulé connexions simples(par exemple, NH 3) sont temporairement liés d'une manière ou d'une autre et envoyés dans des cycles qui aboutissent à la formation de composés plus ou moins complexes. Les complexes enzymatiques sont des systèmes d’autorégulation équilibrés. En cela, le rôle principal est joué par les micro-organismes et les plantes, qui reconstituent constamment les enzymes du sol, car beaucoup d'entre elles ont une durée de vie courte. Le nombre d'enzymes est indirectement jugé par leur activité dans le temps, qui dépend de la nature chimique des substances en réaction (substrat, enzyme) et des conditions d'interaction (concentration des composants, pH, température, composition du milieu, action des activateurs, inhibiteurs, etc.).

Ce chapitre traite de la participation à certains processus chimiques du sol d'enzymes de la classe des hydrolases - l'activité de l'invertase, de l'uréase, de la phosphatase, de la protéase et de la classe des oxyréductases - l'activité de la catalase, de la peroxydase et de la polyphénoloxydase, qui sont d'une grande importance dans la transformation de substances organiques contenant de l'azote et du phosphore, des substances glucidiques et dans les processus de formation d'humus. L'activité de ces enzymes est un indicateur important de la fertilité des sols. De plus, l'activité de ces enzymes dans les sols forestiers et arables de différents degrés de culture sera caractérisée à l'aide de l'exemple des sols gazon-podzoliques, de forêt grise et de gazon-carbonate.

CARACTÉRISTIQUES DES ENZYMES DU SOL

Invertase - catalyse les réactions de dégradation hydrolytique du saccharose en quantités équimolaires de glucose et de fructose, affecte également d'autres glucides avec la formation de molécules de fructose - un produit énergétique pour la vie des micro-organismes, catalyse les réactions de fructose transférase. Des études menées par de nombreux auteurs ont montré que l'activité de l'invertase reflète mieux que d'autres enzymes le niveau de fertilité et l'activité biologique des sols.

L'uréase catalyse la dégradation hydrolytique de l'urée en ammoniac et en dioxyde de carbone. En ce qui concerne l'utilisation de l'urée dans la pratique agronomique, il faut garder à l'esprit que l'activité de l'uréase est plus élevée dans les sols plus fertiles. Il augmente dans tous les sols pendant les périodes de leur plus grande activité biologique - en juillet-août.

Phosphatase (alcaline et acide) - catalyse l'hydrolyse d'un certain nombre de composés organophosphorés avec formation d'orthophosphate. L'activité de la phosphatase est inversement liée à l'apport de phosphore mobile aux plantes, elle peut donc être utilisée comme indicateur supplémentaire pour établir la nécessité d'appliquer des engrais phosphorés aux sols. L’activité phosphatase la plus élevée se situe dans la rhizosphère des plantes.

Les protéases sont un groupe d'enzymes avec la participation desquelles les protéines sont décomposées en polypeptides et acides aminés, puis elles subissent une hydrolyse en ammoniac, dioxyde de carbone et eau. À cet égard, les protéases ont importance vitale dans la vie du sol, car ils sont associés à des changements dans la composition des composants organiques et dans la dynamique des formes azotées assimilées par les plantes.

Catalase - en raison de son action activatrice, le peroxyde d'hydrogène, toxique pour les organismes vivants, est divisé en eau et en oxygène libre. Grande influence sur l'activité catalase sols minéraux rend la végétation. En règle générale, les sols sous des plantes dotées d'un système racinaire puissant et profondément pénétrant sont caractérisés par une activité catalase élevée. La particularité de l'activité catalase est qu'elle change peu le long du profil et qu'elle a une relation inverse avec l'humidité du sol et une relation directe avec la température.

Polyphénol oxydase et peroxydase - ils jouent un rôle important dans les processus de formation d'humus dans les sols. La polyphénol oxydase catalyse l'oxydation des polyphénols en quinones en présence d'oxygène atmosphérique libre. La peroxydase catalyse l'oxydation des polyphénols en présence de peroxyde d'hydrogène ou de peroxydes organiques. Dans ce cas, son rôle est d'activer les peroxydes, car ils ont un faible effet oxydant sur les phénols. Ensuite, une condensation des quinones avec des acides aminés et des peptides peut se produire pour former une molécule primaire d'acide humique, qui peut ensuite devenir plus complexe en raison de condensations répétées (Kononova, 1963).

Il a été noté (Chunderova, 1970) que le rapport de l'activité de la polyphénol oxydase (S) à l'activité de la peroxydase (D), exprimé en pourcentage (), est lié à l'accumulation d'humus dans les sols, cette valeur est donc appelé coefficient conditionnel d'accumulation d'humus (K). Dans les sols arables et mal cultivés d'Oudmourtie pour la période de mai à septembre, il était : dans un sol gazonné-podzolique - 24 %, dans un sol podzolisé de forêt grise - 26 % et dans un sol gazeux-carbonaté - 29 %.

PROCESSUS ENZYMATIFS DANS LES SOLS

L'activité biocatalytique des sols est en accord significatif avec le degré de leur enrichissement en micro-organismes (tableau 11), dépend du type de sol et varie selon les horizons génétiques, ce qui est associé aux particularités des changements de teneur en humus, de réaction, de rouge- Potentiel de bœuf et autres indicateurs le long du profil.

Dans les sols forestiers vierges, l'intensité des réactions enzymatiques est principalement déterminée par les horizons de la litière forestière, et dans les sols arables - par les couches arables. Dans certains sols comme dans d'autres, tous les horizons génétiques biologiquement moins actifs situés sous les horizons A ou A p ont une faible activité enzymatique, qui varie légèrement selon côté positif lors du travail du sol. Après le développement des sols forestiers pour les terres arables, l'activité enzymatique de l'horizon arable formé par rapport à la litière forestière s'avère fortement réduite, mais à mesure qu'elle est cultivée, elle augmente et chez les espèces hautement cultivées, elle approche ou dépasse les indicateurs de la litière forestière.

11. Comparaison de la teneur en biogène et de l'activité enzymatique des sols de l'Oural moyen (Pukhidskaya, Kovrigo, 1974)

L'activité des réactions biocatalytiques dans les sols change. Il est le plus bas au printemps et en automne, et généralement le plus élevé en juillet-août, ce qui correspond à la dynamique du déroulement général des processus biologiques dans les sols. Cependant, selon le type de sol et sa situation géographique, la dynamique des processus enzymatiques est très différente.

Questions de test et devoirs

1. Quels composés sont appelés enzymes ? Quelle est leur production et leur importance pour les organismes vivants ? 2. Nommez les sources d’enzymes du sol. Quel rôle les enzymes individuelles jouent-elles dans les processus chimiques du sol ? 3. Donner la notion de complexe enzymatique des sols et son fonctionnement. 4. Donner une description générale du déroulement des processus enzymatiques dans les sols vierges et arables.

Invertase - catalyse les réactions de dégradation hydrolytique du saccharose en quantités équimolaires de glucose et de fructose, affecte également d'autres glucides avec la formation de molécules de fructose - un produit énergétique pour la vie des micro-organismes, catalyse les réactions de fructose transférase. Des études menées par de nombreux auteurs ont montré que l'activité de l'invertase reflète mieux que d'autres enzymes le niveau de fertilité et l'activité biologique des sols.

Les analyses de l'invertase après 1 an indiquent une nouvelle diminution de celle-ci dans tous les échantillons de 2 à 3 fois selon le type de sol, ce qui s'explique apparemment par l'épuisement du sol en composés contenant du carbone [...].

Dans la classe des hydrolases, l'activité de l'invertase, qui hydrolyse le saccharose en glucose et fructose, et de l'uréase, qui catalyse l'hydrolyse de l'urée, a été étudiée. L'activité de ces enzymes dans le sol est très faible, mais lorsqu'on y ajoute de la tourbe, elle augmente proportionnellement à ses doses et dépend peu de la quantité. engrais minéraux. Il convient de noter que l'application de la dose la plus élevée (NRCC, ainsi que CaCOe) n'a aucun avantage par rapport aux doses d'engrais plus faibles pour stimuler l'activité des hydrolases et des oxydoréductases.[...]

Pour l'itinéraire aéroport - village. Kangalassa, aucune relation inverse n'a été trouvée entre l'activité de l'uréase, de l'invertase et de la protéase et la teneur en plomb. Ceci indique l'absence d'effet inhibiteur du plomb à une dose ne dépassant pas le MPC. Il y a une augmentation parallèle de l'activité de toutes les enzymes et du plomb avec l'éloignement de la source de pollution, ce qui dans ce cas s'explique par une augmentation de la teneur en humus du sol. On sait que les sols à forte teneur en humus accumulent davantage de HM et se caractérisent par une augmentation des FA.[...]

Les composés de ce groupe inhibent la croissance de nouvelles pousses, réduisent temporairement l'activité de l'invertase dans la betterave sucrière et suppriment la biosynthèse de la chlorophylle. Pourtant, leur principal effet est de supprimer la biosynthèse des acides aminés aromatiques. Des composés tels que la N-phosphonméthylglycine suppriment cette synthèse en agissant sur les sites de conversion des acides déhydroquinique et préphénique.[...]

Apparemment, la formation de saccharose se produit dans les cellules du parenchyme du phloème, d'où il pénètre dans les tubes criblés, dépourvus d'enzymes qui décomposent le saccharose (invertase), ce qui détermine la sécurité de ce composé tout au long de son transport. [...]

Les travaux réalisés permettent de conclure que l'accumulation de formes mobiles de plomb et de nickel à des doses dépassant le MPC entraîne une diminution de l'activité enzymatique des sols. Une diminution de l'activité de la protéase, de l'uréase et de l'invertase dans les sols provoque une inhibition correspondante des processus d'hydrolyse des protéines, de l'urée et des oligosaccharides, ce qui conduit généralement à une diminution de l'activité biologique des sols. La modification de l'AP est une méthode prometteuse pour diagnostiquer l'état écologique des sols. Parmi les enzymes que nous avons examinées, l'uréase présente les propriétés diagnostiques les plus élevées.[...]

L'état des sols a été évalué par deux méthodes de bioindication : par l'activité enzymatique des sols et l'effet mutationnel des sols sur l'objet testé. Dans les sols urbains, l'activité de trois enzymes a été déterminée : l'invertase, la catalase et l'uréase (Khaziev, 1990), dont la plus variable était l'activité de l'uréase. Pour cette raison, les indicateurs de cette enzyme particulière ont été choisis pour l'évaluation intégrale, dont l'activité dépendait en grande partie de la concentration d'un large éventail de polluants dans le sol.[...]

Les analyses histochimiques ont permis d'établir la communauté du régime oxydatif du pollen et des tubes polliniques chez divers représentants des angiospermes. Il a été établi que les processus biochimiques les plus intenses se produisent à l'extrémité du tube pollinique.[...]

Un autre groupe de changements évocateurs est associé à l'activation des processus énergétiques nécessaires à la mise en œuvre du programme morphogénétique de développement reproducteur.[...]

Lorsque de grandes quantités de HCBD sont introduites sous forme liquide et granulaire, l’inhibition du développement de certains groupes de micro-organismes ne disparaît pas même un an et demi après la fumigation. L'activité des enzymes du sol (catalase et invertase) est à ce moment, selon ces variantes expérimentales, de 70 à 80 % de l'activité des enzymes de la variante témoin 5 mois après l'introduction de taux élevés de HCBD (liquide et granulaire). , la teneur en nitrates du sol diminue, ce qui indique une inhibition du processus de nitrification.[...]

Les propriétés agrochimiques des sols ont été déterminées par des méthodes généralement acceptées, le pH des extraits d'eau et de sel - potentiométrique, la teneur en carbone - par la méthode de Tyurin, l'azote mobile - selon Bashkin et Kudeyarov, le phosphore mobile - selon Chirikov, l'activité enzymatique des sols (invertase, uréase et catalase) - selon Khaziev.[ ...]

De nombreux représentants de champignons rayonnants possèdent une enzyme amylase, avec laquelle les organismes décomposent l'amidon avec une intensité variable, en fonction du type de culture. Certaines cultures décomposent l'amidon en dextrines, d'autres en sucres. Certains actinomycètes contiennent l'enzyme invertase, qui décompose le saccharose en sucres facilement digestibles : glucose et fructose. Il a été noté que les proactinomycètes peuvent métaboliser le saccharose sans sa décomposition.[...]

De tels niveaux de pollution se reflétaient également dans la teneur en formes mobiles de composés de métaux lourds accessibles aux plantes. Leur nombre a également augmenté de 1,5 à 2, voire 5 fois. Ces changements ont affecté le biote du sol, les propriétés générales sols et fertilité des sols. En particulier, l'activité des enzymes du sol a fortement diminué : invertase, phosphatase, uréase, catalase ; La production de CO2 a diminué d'environ 2 fois. L'activité enzymatique est un bon indicateur intégral de la situation environnementale du système sol-plante. Sur les sols contaminés, les rendements des cultures ont également fortement diminué différentes cultures. Ainsi, le rendement en tomates (c/ha) a diminué en moyenne de 118,4 à 67,2 ; concombres - de 68,3 à 34,2 ; chou - de 445,7 à 209,0; pommes de terre - de 151,8 à 101,3 ; pommes - de 72,4 à 32,6 et pêches - de 123,6 à 60,6.[...]

Parmi les sols de toundra de la plaine inondable, le potentiel d'activité biochimique augmente depuis les sols de la plaine inondable fluviale jusqu'aux sols centraux et proches des terrasses. À son tour, l’activité enzymatique dans les sols organiques des plaines inondables est plus élevée que dans les sols minéraux. Dans les horizons humifères (0-13 cm) des sols étudiés, il existe une activité assez élevée de l'uréase, de l'invertase, de la phosphatase et de la déshydrogénase - enzymes impliquées dans les processus métaboliques de l'azote, des glucides, du phosphore et du redox.[...]

L'activité phosphatase est faible et, dans la plupart des cas, il n'y a pas d'activité phosphatase, qui est associée à une très faible teneur en phosphore mobile dans le contexte d'une teneur relativement élevée de ses formes massives dans les horizons humifères-tourbeux. Contrairement aux enzymes impliquées dans les processus métaboliques de l'azote et du phosphore, les enzymes du métabolisme des hydrocarbures (invertase) manifestent leur activité jusqu'aux horizons supra-pergélisols, qui est déterminée par la teneur en humus du profil [...]

L'évolution de l'activité enzymatique du sol au cours des quatre années d'expérience est présentée dans le tableau. 6.8. Comme le montrent les résultats obtenus, l'activité de l'uréase et de la phosphatase a diminué, mais les principaux modèles - une activité plus élevée dans les variantes sans utilisation d'EPS lors de l'application de tourbe et d'engrais minéraux et l'absence d'activité enzymatique dans les variantes témoins - demeurent. Dans le même temps, l'activité de l'invertase, qui joue un rôle important dans le cycle du carbone dans la biogéocénose, augmente au cours de la quatrième année dans presque toutes les variantes expérimentales, y compris avec l'ajout de PPS, ce qui confirme également l'intensité des processus de minéralisation. de tourbe et d'universines.[... ]

Une méthode très prometteuse pour purifier l'eau de toutes sortes de polluants, notamment synthétiques, est l'utilisation d'enzymes immobilisées (fixées, insolubles) - « enzymes de deuxième génération ». L'idée de fixer des enzymes sur un support insoluble dans l'eau et d'utiliser des catalyseurs aussi puissants dans processus technologiques et la médecine est apparue il y a longtemps. En 1916, l’invertase était adsorbée sur du charbon actif dans de l’hydroxyde d’aluminium fraîchement isolé. Depuis 1951, la conjugaison de protéines avec de la cellulose est utilisée pour fractionner les anticorps et isoler les antigènes. Jusqu'à récemment, il n'existait qu'une seule méthode de fixation des enzymes : l'adsorption physique ordinaire. Cependant, la capacité d'adsorption matériaux connus par rapport aux protéines est clairement insuffisante, et les forces d'adhésion sont faibles, et la rupture de la liaison entre l'enzyme et la surface de l'adsorbant peut survenir au moindre changement dans les conditions du processus. Par conséquent, cette méthode d'immobilisation n'a pas trouvé une large application, mais comme elle est simple et peut, apparemment, aider à clarifier le mécanisme d'action des enzymes dans les systèmes vivants, les boues et les sols, et dans certains cas être utilisée dans la pratique, certains chercheurs sont étudier l'adsorption des enzymes, rechercher de nouveaux milieux efficaces, etc.[...]

Étant donné les changements physiologiques prononcés et durables dans la croissance et le développement provoqués par l’éthylène, il ne semble pas surprenant que des changements se produisent également dans la synthèse de l’ARN et des protéines ainsi que dans l’activité enzymatique. La possibilité d'un effet direct de l'éthylène sur l'activité de diverses enzymes, par exemple la glucosidase, l'a-amylase, l'invertase et la peroxydase, a été testée à plusieurs reprises, mais des résultats négatifs ont été obtenus. Cependant, la synthèse d'un certain nombre d'enzymes augmente clairement. La peroxydase est l'une des enzymes synthétisées relativement rapidement après une exposition à l'éthylène. Dans les agrumes, la synthèse de la phényl-alanine ammoniaque lyase est améliorée et le CO2 et les inhibiteurs de transcription bloquent ce processus. En séparant les tissus, l'éthylène provoque la formation de cellulase. Le lien entre cet effet et la stimulation du processus de séparation est évident. Certes, une séparation accélérée se produit avant même l'augmentation de la synthèse de cellulase, mais cela s'explique probablement par le fait que l'éthylène provoque également la libération de cellulase de la forme liée et sa sécrétion dans les espaces intercellulaires. La libération d'amylase des cellules d'aleurone d'orge est également accélérée par l'action de l'éthylène. Les effets rapides de l'éthylène, par exemple la suppression de l'élongation cellulaire, qui apparaît après seulement 5 minutes, sont associés à des effets sur les membranes plutôt qu'à des modifications de la synthèse protéique.[...]

Comme on le sait, l’une des raisons de la toxicité des sols est leur salinité. Les fluides de forage usés et les déblais de forage contiennent dans certains cas une quantité importante de sels minéraux dangereux pour les sols. Il est donc intéressant d’identifier l’influence de ce facteur sur la productivité biologique des sols. Les résultats de la recherche indiquent que les composés minéraux en quantités supérieures à 0,8 à 4,0 kt/m2 de sol réduisent fortement l'activité des invertases et qu'en quantités supérieures à 1,5 à 1,6 kg/m2 de sol commencent à affecter de manière significative le rendement des terres cultivées et agricoles. cultures.[...]

Le miel est un produit riche en calories. Le miel naturel est une substance sucrée, visqueuse et aromatique produite par les abeilles à partir du nectar des plantes, ainsi qu'à partir du miellat ou du miellat. Le miel peut apparaître comme une masse cristallisée. La valeur du miel réside dans le fait qu’il possède des propriétés bactéricides. Par conséquent, le miel n’est pas seulement un produit alimentaire précieux, mais aussi un médicament. Les principaux composants du miel de fleurs sont les sucres de fruits et de raisin, dont il contient environ 75 %. La teneur en calories du miel dépasse 3 000 calories. Il contient des enzymes : diastase (ou amylase), invertase, catalase, lipase.[...]

Les études ont été réalisées dans la vallée du cours inférieur de la rivière Sysola (République des Komis, sous-zone de la moyenne taïga). Les paramètres biochimiques des sols ont été caractérisés par le niveau d'activité des oxydoréductases (catalase), des hydrolases (invertase) et la libération de CO2 par la surface du sol. Pendant toutes les périodes de sélection valeurs maximales une activité catalytique a été notée dans la litière forestière du sol Adl (4,2-8,6 ml 02/g de sol), le plus sec de la série de sols étudiés. Cependant, l'Al du sol était le leader en termes de niveaux d'invertase à toutes les périodes d'échantillonnage (11,9 à 37,8 mg de glucose/g de sol dans l'horizon AO). Dans le même sol, un maximum de rejet de CO2 a été noté en juillet (0,60 ± 0,19) kg/ha-heure. À l'aide de l'indicateur intégral BAP, qui prend en compte tous les paramètres de l'activité biologique, il est montré que les processus biologiques les plus actifs pendant toutes les périodes d'échantillonnage se produisent dans le sol Al, qui occupe une position intermédiaire dans le régime hydrothermal entre les sols Adl et Alb. .[...]

La déstabilisation du processus de nitrification perturbe l'entrée des nitrates dans le cycle biologique, dont la quantité détermine la réponse aux changements de l'environnement du complexe dénitrifiant. Les systèmes enzymatiques de dénitrifiants réduisent le taux de récupération complète, impliquant moins de protoxyde d'azote dans l'étape finale, dont la mise en œuvre nécessite des coûts énergétiques importants. En conséquence, la teneur en oxyde nitreux dans l'atmosphère aérienne des écosystèmes érodés a atteint 79 à 83 % (Kosinova et al., 1993). L'aliénation d'une partie de la matière organique des chernozems sous l'influence de l'érosion affecte la reconstitution du fonds d'azote lors de la fixation photo- et hétérotrophe de l'azote : aérobie et anaérobie. Aux premiers stades de l'érosion, c'est précisément la fixation anaérobie de l'azote qui est supprimée à un rythme rapide en raison des paramètres de la partie labile de la matière organique (Khaziev, Bagautdinov, 1987). L'activité des enzymes invertase et catalase dans les chernozems fortement emportés a diminué de plus de 50 % par rapport à ceux non lavés. Dans les sols forestiers gris, à mesure que leur érosion augmente, l'activité des invertases diminue plus fortement. Si dans les sols faiblement érodés, l'activité s'atténue progressivement avec la profondeur, alors dans les sols fortement érodés, l'activité de l'invertase est très faible ou n'est pas détectée dans la couche souterraine. Cette dernière est associée à l’émergence d’horizons illuvials à activité enzymatique extrêmement faible à la surface diurne. Il n'y avait pas de dépendance claire de l'activité de la phosphatase et, en particulier, de la catalase, du degré d'érosion du sol (Lichko, 1998).[...]

Les substances primaires des lichens sont généralement les mêmes que celles des autres plantes. Les membranes des hyphes du thalle du lichen sont composées principalement de glucides. La chitine (C30 H60 K4 019) est souvent trouvée dans les hyphes. Caractéristique partie intégrante les hyphes sont un polysaccharide lichenin (C6H10O6)n, appelé amidon de lichen. Un isomère moins courant de la lichenine, l'isolichénine, se trouve, en plus des membranes des hyphes, dans le protoplaste. Parmi les polysaccharides de haut poids moléculaire présents dans les lichens, en particulier dans les membranes des hyphes, on trouve des hémicelluloses, qui sont évidemment des glucides de réserve. Dans les espaces intercellulaires de certains lichens, on a trouvé des substances pectiques qui, absorbant de grandes quantités d'eau, gonflent et muquent le thalle. De nombreuses enzymes se trouvent également dans les lichens - invertase, amylase, catalase, uréase, zymase, lichenase, y compris extracellulaires. Parmi les substances contenant de l'azote, de nombreux acides aminés ont été trouvés dans les hyphes des lichens - alanine, acide aspartique, acide glutamique, lysine, valine, tyrosine, tryptophane, etc. Le phycobionte produit des vitamines dans les lichens, mais presque toujours en petites quantités. [...]

Au cours des expériences, il a été constaté que les déchets de forage semi-liquides et solides ont un effet extrêmement négatif sur la productivité biologique des sols. Il est connu que le pétrole et les produits pétroliers contenus dans les déchets ont le plus grand impact négatif. Ces polluants réduisent considérablement l'activité des enzymes rédox et hydrolytiques, ce qui conduit à la suppression de l'activité microbiologique du sol. Cet effet est prononcé pour les déchets contenant plus de 4 à 5 % de pétrole et de produits pétroliers. Avec une teneur plus faible de ce polluant, l'effet de réduction de la productivité biologique des types de sols considérés est typique pour une période de 3 à 6 mois, puis il y a une prolifération accrue de bactéries fixatrices d'azote, dénitrifiantes et sulfato-réductrices. , qui utilisent le pétrole et ses dérivés comme source de carbone et d'énergie, en conséquence, une oxydation et une minéralisation progressives du pétrole se produisent. Dans le même temps, les rendements des cultures et l’activité des invertases diminuent naturellement. Lorsque les déchets contiennent plus de 5 % de pétrole et de produits pétroliers, l’activité visible de la microflore bactérienne oxydante des hydrocarbures n’est pas observée même après 1 an. Ce niveau de contamination des déchets est critique et nécessite donc le recours à des techniques agrotechniques et agrochimiques particulières qui stimulent la productivité biologique des sols (application d'engrais contenant de l'azote, du phosphore et du potassium ; aération intensive de la zone de pollution par les hydrocarbures ; semis d'herbes spéciales qui améliorer l'activité de la microflore bactérienne digérant les hydrocarbures).[ ...]

Étudier le mécanisme et la nature de l'influence des déchets de forage semi-liquides (fluides de forage usés) et solides (déblais de forage), c'est-à-dire les types de déchets qui sont remblayés avec de la terre minérale dans les fosses à boues lors de leur élimination, des études de végétation sur le terrain et sur le terrain ont été réalisées sur la productivité biologique des sols et l'élaboration sur cette base d'un ensemble de mesures agrotechniques pour la restauration des terres contaminées . Les expériences ont été réalisées selon des méthodes standards. Nous avons expérimenté des déchets de forage plus ou moins contaminés par du pétrole et des produits pétroliers (OP), du carbone organique (indicateur de demande chimique en oxygène - DCO) et des sels minéraux (indicateur de résidus calcinés - PO), qui ont été ajoutés au sol de manière 1 : 1 rapport. La gamme et le niveau de déchets contaminés sont les suivants : pour le GN1 - 1,0-12,0 % ; selon DCO - 20,0 - 60,0 kg/m3 ; selon le logiciel (en termes d'unité de surface de sol) - 0,4-1,6 kg/m2 de sol. Trois types de sols ont été utilisés dans les études, à savoir. les types de sols les plus courants sur lesquels le forage est effectué dans les zones d'utilisation agricole active des terres. Les indicateurs intégraux de la productivité biologique des sols étaient le rendement en orge standard de la variété « Courier » et l'activité de l'invertase, qui a été déterminée à l'aide d'une méthode bien connue.[...]

Cependant, malgré la relation étroite qui existe entre les lichens et le substrat sur lequel ils s'installent, on ne sait toujours pas avec certitude si les lichens utilisent le substrat uniquement comme lieu de fixation ou s'ils en extraient certains nutriments nécessaires à leur vie. D'une part, la capacité des lichens à se développer sur des substrats pauvres en nutriments donne à penser qu'ils utilisent le substrat uniquement comme lieu de fixation. Cependant, d'un autre côté, la tolérance sélective manifestée par les lichens lors de leur colonisation, le confinement strict de la plupart d'entre eux à un substrat spécifique, la dépendance de la composition spécifique de la végétation de lichens non seulement à des facteurs physiques, mais également à des facteurs physiques. propriétés chimiques substrat suggère involontairement que les lichens utilisent le substrat et comment source supplémentaire nutrition. Ceci est confirmé par les études biochimiques menées ces dernières années. Par exemple, il s'est avéré que le même type de lichen poussant sur différentes espèces d'arbres peut avoir une composition différente de substances lichens. Une preuve encore plus évidente est la découverte d'enzymes extracellulaires dans les lichens qui sont libérées dans l'environnement extérieur. Les enzymes extracellulaires, telles que l'invertase, l'amylase, la cellulase et bien d'autres, sont assez largement représentées dans les lichens et ont une activité assez élevée. De plus, il s'est avéré qu'ils sont plus actifs dans la partie inférieure du thalle, avec laquelle le lichen est attaché au substrat. Cela indique la possibilité d'une influence active du thalle de lichen sur le substrat afin d'en extraire des nutriments supplémentaires.

Introduction...3

1. Revue de la littérature...5

1.1 La notion d'activité enzymatique des sols...5

1.2 Effet des métaux lourds sur l'activité enzymatique

1.3. L'influence des produits agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols...23

2. Partie expérimentale...32

2.1 Objets, méthodes et conditions de recherche...32

2.2. L'influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols gazon-podzoliques contaminés au plomb...34

2.2.1. Caractéristiques agrochimiques des sols contaminés par le plomb et sa teneur dans le sol de l'expérimentation...34

2.2.2. L’influence des milieux agrochimiques sur le rendement des céréales de printemps en phase d’épiaison sur sols contaminés au plomb...41

2.2.3. L’influence des milieux agrochimiques sur l’activité enzymatique des sols contaminés au plomb...43

2.3. L'influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols gazon-podzoliques contaminés au cadmium...54

2.3.1. Caractéristiques agrochimiques des sols contaminés par le cadmium et sa teneur dans le sol de l'expérimentation...54

2.3.2. L'influence des milieux agrochimiques sur le rendement des cultures céréalières de printemps en phase d'épiaison sur sols contaminés au cadmium...60

2.3.3. L'influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols contaminés au cadmium...62

2.4. L'influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols gazon-podzoliques contaminés au zinc...69

2.4.1. Caractéristiques agrochimiques des sols contaminés par le zinc et sa teneur dans les sols expérimentaux...69

2.4.2. L'influence des milieux agrochimiques sur le rendement des cultures céréalières de printemps en phase d'épiaison sur sol contaminé au zinc...75

2.4.3. Influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique

sol contaminé par du zinc...76

2.5. L'influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique des sols gazon-podzoliques contaminés par le cuivre...82

2.5.1. Caractéristiques agrochimiques du sol contaminé par le cuivre et sa teneur dans le sol de l'expérience...83

2.5.2. L'influence des milieux agrochimiques sur le rendement des cultures céréalières de printemps en phase d'épiaison sur sol contaminé au cuivre...89

2.5.3. Influence des milieux agrochimiques sur l'activité enzymatique

sol contaminé par du cuivre...90

Conclusion...96

Conclusions...99

Références...101

Application

Introduction

Introduction.

L’utilisation de produits agrochimiques dans l’agroécosystème est une condition essentielle au développement de l’agriculture moderne. Ceci est dicté par la nécessité de maintenir et d’améliorer le niveau de fertilité des sols et, par conséquent, d’obtenir des rendements élevés et stables.

Les produits agrochimiques remplissent un certain nombre de fonctions écologiques dans l'agrocénose (Mineev, 2000). L'une des fonctions les plus importantes de l'agrochimie est de réduire les conséquences négatives de la pollution technogénique locale et mondiale des agroécosystèmes par les métaux lourds (HM) et d'autres éléments toxiques.

Les produits agrochimiques réduisent l’impact négatif des HM de plusieurs manières, notamment en les inactivant dans le sol et en renforçant les fonctions de barrière physiologique des plantes qui empêchent l’entrée des HM dans ceux-ci. S'il existe de nombreuses informations dans la littérature sur la question de l'inactivation des HM dans le sol (Ilyin, 1982, etc., Obukhov, 1992, Alekseev, 1987, etc.), alors il n'existe que quelques études sur le renforcement de la barrière. fonctions des plantes. En raison du renforcement des fonctions de barrière physiologique sous l'influence des produits agrochimiques, beaucoup moins de HM pénètrent dans les plantes lorsqu'elles sont identiques dans différents milieux agrochimiques (Solovieva, 2002). Le renforcement des fonctions barrières s’accompagne d’une optimisation de la nutrition des plantes, et par conséquent d’une amélioration de la situation biologique du sol.

Cette fonction écologique, à savoir l'amélioration de l'activité biologique et de la structure de la communauté microbienne des sols contaminés par des métaux lourds sous l'influence de produits agrochimiques, n'a pas encore de justification expérimentale suffisante.

On sait que certains indicateurs de l'activité biologique lorsqu'une situation de stress survient dans le sol changent plus tôt que

d'autres caractéristiques du sol, par exemple agrochimiques (Zvyagintsev, 1989, Lebedeva, 1984). L’activité enzymatique du sol est l’un de ces indicateurs. De nombreuses études ont établi l’impact négatif des métaux lourds sur l’activité enzymatique. Parallèlement, on sait que les produits agrochimiques ont un effet protecteur sur l’activité enzymatique du sol. Nous avons essayé de considérer ce problème dans son ensemble et de déterminer si les propriétés protectrices de l'environnement des produits agrochimiques se manifestent en relation avec l'activité enzymatique du sol lorsqu'il est pollué par des métaux biogènes et abiogéniques. Cet aspect des produits agrochimiques ne peut être détecté que si différentes options expérience, il y aura la même quantité de HM, et cela n'est possible qu'avec les mêmes indicateurs d'acidité du sol. Nous n’avons pas pu trouver de telles données expérimentales dans la littérature.

1. REVUE DE LA LITTÉRATURE

1.1. Le concept d'activité enzymatique des sols.

Tous les processus biologiques associés à la transformation des substances et de l'énergie dans le sol sont réalisés à l'aide d'enzymes, qui jouent un rôle important dans la mobilisation des nutriments des plantes, ainsi que dans la détermination de l'intensité et de la direction des processus biochimiques les plus importants associés. avec la synthèse et la décomposition de l'humus, l'hydrolyse des composés organiques et le régime redox du sol (1976 ; 1979, etc.).

La formation et le fonctionnement de l’activité enzymatique du sol sont un processus complexe et multifactoriel. Selon le concept écologique du système, il représente l'unité des processus d'entrée, de stabilisation et de manifestation de l'activité enzymatique dans le sol déterminés par l'environnement (Khaziev, 1991). Ces trois liens sont définis comme des blocs de production, d'immobilisation et d'action des enzymes (Khaziev, 1962).

Les enzymes du sol sont des produits métaboliques de la biocénose du sol, mais les opinions sur la contribution de divers composants à leur accumulation sont contradictoires. Un certain nombre de chercheurs (Kozlov, 1964, 1966, 1967 ; Krasilnikov, 1958 ; et autres) estiment que le rôle principal dans l'enrichissement du sol en enzymes appartient aux sécrétions racinaires des plantes, d'autres (Katsnelson, Ershov, 1958, etc.) - aux animaux du sol, tandis que la majorité (Galstyan, 1963 ; Peive, 1961 ; Zvyagintsev, 1979 ; Kozlov, 1966 ; Drobnik, 1955 ; Hofmann, Seegerer, 1951 ; Seegerer, 1953 ; Hofmann, Hoffmann, 1955, 1961 ; Kiss et al. , 1958, 1964, 1971; Sequi, 1974 et autres) estiment que le pool d'enzymes du sol est constitué d'enzymes intracellulaires et extracellulaires, principalement d'origine microbienne.

Les enzymes du sol participent à la dégradation des résidus végétaux, animaux et microbiens, ainsi qu'à la synthèse de l'humus. En raison de processus enzymatiques, les nutriments difficiles à digérer

les composés sont convertis en formes facilement accessibles pour les plantes et les micro-organismes. Les enzymes se caractérisent par une activité exceptionnellement élevée, une spécificité d'action stricte et une grande dépendance à l'égard de diverses conditions environnementales. Cette dernière caractéristique est d'une grande importance dans la régulation de leur activité dans le sol (Khaziev, 1982 et

Activité enzymatique des sols selon (1979)

consiste en:

a) enzymes extracellulaires immobilisées ;

b) enzymes libres extracellulaires ;

c) enzymes intracellulaires de cellules mortes ;

d) enzymes intracellulaires et extracellulaires formées dans des conditions expérimentales artificielles et non typiques d'un sol donné.

Il a été établi que chaque enzyme n'agit que sur une substance très spécifique ou sur un groupe de substances similaire et complètement certain type liaison chimique. Cela est dû à leur stricte spécificité.

De par leur nature biochimique, toutes les enzymes sont des substances protéiques de haut poids moléculaire. La chaîne polypeptidique des protéines enzymatiques est localisée dans l'espace de manière extrêmement complexe, unique pour chaque enzyme. Avec une certaine disposition spatiale des groupes fonctionnels d'acides aminés dans les molécules6).

La catalyse enzymatique commence par la formation d'un intermédiaire actif - un complexe enzyme-substrat. Le complexe est le résultat de la fixation d’une molécule substrat au centre catalytiquement actif de l’enzyme. Dans ce cas, les configurations spatiales des molécules du substrat sont quelque peu modifiées. Nouvelle orientation

le placement de molécules réactives sur l'enzyme garantit une grande efficacité des réactions enzymatiques qui contribuent à une diminution de l'énergie d'activation (Khaziev, 1962).

Non seulement le centre actif de l'enzyme, mais également toute la structure de la molécule dans son ensemble est responsable de l'activité catalytique de l'enzyme. La vitesse d'une réaction enzymatique est régulée par de nombreux facteurs : température, pH, concentration de l'enzyme et du substrat, présence d'activateurs et d'inhibiteurs. Les composés organiques peuvent agir comme activateurs, mais le plus souvent divers microéléments (Kuprevich, Shcherbakova, 1966).

Le sol est capable de réguler les processus enzymatiques qui s'y produisent en raison de changements dans les processus internes et facteurs externes par régulation factorielle ou allostérique (Galstyan 1974, 1975). Sous l'influence de composés chimiques introduits dans le sol, notamment les engrais, une régulation allostérique se produit. La régulation des facteurs est déterminée par l'acidité du milieu (pH), la composition chimique et physique, la température, l'humidité, le régime eau-air, etc. L'influence des spécificités du sol, de la teneur en humus et en biomasse et d'autres facteurs sur l'activité des enzymes utilisées pour caractériser l'activité biologique des sols est ambigu (Galstyan, 1974 ; Kiss, 1971 ; Dalai, 1975 ; McBride, 1989 ; Tiler, 1978).

L’activité enzymatique du sol peut être utilisée comme indicateur diagnostique de la fertilité divers sols, car l'activité enzymatique reflète non seulement les propriétés biologiques du sol, mais aussi leurs modifications sous l'influence de facteurs agroécologiques (Galstyan, 1967 ; Chunderova, 1976 ; Chugunova, 1990, etc.).

Les principales voies d'entrée des enzymes dans le sol sont les enzymes extracellulaires intracellulaires libérées par les micro-organismes et les racines des plantes, ainsi que les enzymes intracellulaires pénétrant dans le sol après la mort des organismes et des plantes du sol.

La libération d'enzymes dans le sol par les micro-organismes et les racines des plantes est généralement de nature adaptative sous la forme d'une réponse à la présence ou à l'absence d'un substrat pour l'action de l'enzyme ou du produit de réaction, ce qui se manifeste particulièrement clairement avec les phosphatases. Lorsqu'il y a un manque de phosphore mobile dans l'environnement, les micro-organismes et les plantes augmentent fortement la sécrétion d'enzymes. L'utilisation de l'activité phosphatase du sol comme indicateur diagnostique de l'approvisionnement des plantes en phosphore disponible est basée sur cette relation (Naumova, 1954, Kotelev, 1964).

Les enzymes pénétrant dans le sol à partir de diverses sources ne sont pas détruites mais restent actives. Il faut supposer que les enzymes, étant le composant le plus actif du sol, sont concentrées là où l'activité vitale des micro-organismes est la plus intense, c'est-à-dire à l'interface entre les colloïdes du sol et la solution du sol. Il a été prouvé expérimentalement que les enzymes du sol se trouvent principalement dans la phase solide (Zvyagintsev, 1979).

De nombreuses expériences menées dans des conditions de suppression de la synthèse enzymatique dans les cellules microbiennes en utilisant du toluène (Drobnik, 1961 ; Beck, Poshenrieder, 1963), des antibiotiques (Kuprevich, 1961 ; Kiss, 1971) ou une irradiation (McLaren et al., 1957) indiquent que le sol contient une grande quantité « d’enzymes accumulées », suffisantes pour transformer le substrat au fil du temps. Parmi ces enzymes, on peut citer l'invertase, l'uréase, la phosphatase, l'amylase, etc. D'autres enzymes sont beaucoup plus actives en l'absence d'antiseptique, ce qui signifie qu'elles s'accumulent de manière insignifiante dans le sol (a- et P-galactosidases, dextranase, lévanase, malatestérase , etc.). Le troisième groupe d'enzymes ne s'accumule pas dans le sol ; leur activité n'apparaît que lors d'un regain d'activité microbienne et est induite par le substrat. Reçu jusqu'à présent

les données expérimentales indiquent des différences dans l'activité enzymatique de sols de différents types (Konovalova, 1975 ; Zvyagintsev, 1976 ; Khaziev, 1976 ; Galstyan, 1974, 1977, 1978 ; etc.).

Les enzymes du sol les plus étudiées sont les hydrolases, qui représentent une large classe d'enzymes qui réalisent des réactions d'hydrolyse de divers composés organiques complexes, agissant sur diverses liaisons : ester, glucoside, amide, peptide, etc. Les hydrolases sont répandues dans sols et jouent un rôle important dans leur enrichissement en nutriments mobiles et suffisants pour les plantes et les micro-organismes, détruisant les composés organiques de haut poids moléculaire. Cette classe comprend les enzymes uréase (amidase), invertase (carbohydrase), phosphatase (phosphohydrolase), etc., dont l'activité est l'indicateur le plus important de l'activité biologique des sols (Zvyagintsev, 1980).

L'uréase est une enzyme impliquée dans la régulation du métabolisme de l'azote dans le sol. Cette enzyme catalyse l'hydrolyse de l'urée en ammoniac et en dioxyde de carbone, provoquant un clivage hydrolytique de la liaison entre l'azote et le carbone dans les molécules organiques.

Parmi les enzymes du métabolisme de l’azote, l’uréase a été mieux étudiée que les autres. On le trouve dans tous les sols. Son activité est en corrélation avec l'activité de toutes les principales enzymes du métabolisme de l'azote (Galstyan, 1980).

Dans le sol, l’uréase se présente sous deux formes principales : intracellulaire et extracellulaire. La présence d'uréase libre dans le sol a permis à Briggs et Segal (Briggs et al., 1963) d'isoler l'enzyme sous forme cristalline.

Une partie de l'uréase extracellulaire est adsorbée par les colloïdes du sol qui ont une forte affinité pour l'uréase. La communication avec les colloïdes du sol protège l'enzyme de la décomposition par les micro-organismes et favorise son accumulation dans le sol. Chaque sol possède son propre niveau stable d'activité uréasique, déterminé par la capacité des colloïdes du sol,

principalement biologiques, présentent des propriétés protectrices (Zvyagintsev, 1989).

Dans le profil du sol, l'horizon humifère présente l'activité enzymatique la plus élevée ; la répartition ultérieure le long du profil dépend des caractéristiques génétiques du sol.

En raison de utilisation répandue l'urée comme engrais azoté, les problèmes liés à ses transformations sous l'influence de l'uréase sont pratiquement importants. L'activité élevée de l'uréase de la plupart des sols empêche l'utilisation de l'urée comme source universelle de nutrition azotée, car le taux élevé d'hydrolyse de l'urée par l'uréase du sol conduit à une accumulation locale d'ions ammonium, une augmentation de la réaction de l'environnement aux valeurs alcalines , et, par conséquent, la perte d'azote du sol sous forme d'ammoniac ( Tarafdar J.C, 1997). En décomposant l'urée, l'uréase empêche son isomérisation en cyanate d'ammonium phototoxique. Bien que l’urée elle-même soit partiellement utilisée par les plantes, en raison de l’action active de l’uréase, elle ne peut pas rester longtemps dans le sol. Des études menées par un certain nombre de scientifiques ont noté la volatilisation de l'azote uréique du sol sous forme d'ammoniac à une activité uréasique élevée, et lorsque divers inhibiteurs de l'uréase étaient ajoutés au sol, l'hydrolyse de l'urée ralentissait et les pertes étaient moindres (Outil P. O. , Morgan MA, 1994). Le taux d'hydrolyse de l'urée dans le sol est affecté par la température (Ivanov, Baranova, 1972 ; Galstyan, 1974 ; Cortez et al., 1972, etc.), l'acidité du sol (Galstyan, 1974 ; Moiseeva, 1974, etc.). La saturation du sol en carbonates a un effet négatif (Galstyan, 1974), la présence de quantités importantes de sels d'arsenic, de zinc, de mercure, d'ions sulfate, de composés de cuivre et de bore parmi les composés organiques, les amines aliphatiques, les déhydrophénols et les quinones inhibent de manière significative ; uréase (Paulson, 1970, Briggsatel., 1951).

L'activité de l'invertase est l'un des indicateurs les plus stables, révélant les liens corrélatifs les plus clairs avec les facteurs d'influence. Des études (1966, 1974) ont établi une corrélation entre l'invertase et l'activité d'autres glucides du sol.

L'activité de l'invertase a été étudiée dans de nombreux sols et discutée dans plusieurs ouvrages de synthèse (Alexandrova, Shmurova, 1975 ; Kuprevich, Shcherbakova, 1971 ; Kiss et al., 1971, etc.). L'activité des invertases dans le sol diminue le long du profil et est en corrélation avec la teneur en humus (Pukhitskaya, Kovrigo, 1974 ; Galstyan, 1974 ; Kalatozova, 1975 ; Kulakovskaya, Stefankina, 1975 ; Simonyan, 1976 ; Toth, 1987, etc.). Il se peut qu'il n'y ait aucune corrélation avec l'humus s'il y a une teneur importante en aluminium, fer et sodium dans le sol. Le lien étroit entre l'activité de l'invertase et le nombre de micro-organismes du sol et leur activité métabolique (Mashtakov et al., 1954 ; Katsnelson, Ershov, 1958 ; Kozlov, 1964 ; Chunderova, 1970 ; Kiss, 1958 ; Hofinann, 1955 et autres) indique un avantage dans les invertases du sol d’origine microbienne. Cependant, une telle dépendance n'est pas toujours confirmée (Nizova, 1970) ; l'activité de l'invertase est un indicateur beaucoup plus stable et peut ne pas être directement liée aux fluctuations du nombre de micro-organismes (Ross, 1976).

Selon (1974), les sols à composition granulométrique lourde ont une activité enzymatique plus élevée. Cependant, certains rapports indiquent que l'invertase est nettement inactivée lors de l'adsorption sur les minéraux argileux (Hofmann et al., 1961; Skujins, 1976; Rawald, 1970) et que les sols à forte teneur en montmorillonite ont une faible activité de l'invertase. La dépendance de l'activité de l'invertase à l'humidité et à la température du sol n'a pas été suffisamment étudiée, bien que de nombreux auteurs expliquent les changements saisonniers d'activité par les conditions hydrothermales.

L'effet de la température sur l'activité potentielle de l'invertase a été étudié en détail (1975), établissant un optimum à une température d'environ 60°, un seuil d'inactivation des enzymes après chauffage des sols à 70° et une inactivation complète après trois heures de chauffage à 180°. °C.

De nombreux auteurs ont étudié l'activité invertase des sols en fonction des plantes en croissance (Samtsevich, Borisova, 1972 ; Galstyan, 1974, Ross 1976 ; Cortez et al., 1972, etc.). Le développement du processus de prairie, la formation d'un gazon épais sous la couverture herbeuse, contribue à une augmentation de l'activité des invertases (Galstyan, 1959). Cependant, il existe des études dans lesquelles l'effet des plantes sur l'activité des invertases n'a pas été établi (Konovalova, 1975).

Les sols contiennent de grandes quantités de phosphore sous forme de composés organiques, qui proviennent des restes mourants de plantes, d’animaux et de micro-organismes. La libération d'acide phosphorique à partir de ces composés est réalisée par un groupe relativement restreint de micro-organismes dotés d'enzymes phosphatases spécifiques (Chimitdorzhieva et al., 2001).

Parmi les enzymes du métabolisme du phosphore, l'activité des orthophosphores monophosphoestérases a été la plus étudiée (Alexandrova, Shmurova, 1974 ; Skujins J. J., 1976 ; Kotelev et al., 1964). Les producteurs de phosphatases sont principalement des cellules de micro-organismes du sol (Krasilnikov et Kotelev, 1957, 1959 ; Kotelev et al., 1964).

L'activité phosphatase du sol est déterminée par ses caractéristiques génétiques, ses propriétés physiques et chimiques et le niveau de culture agricole. Parmi les propriétés physicochimiques du sol, l'acidité est particulièrement importante pour l'activité phosphatase. Les sols soddy-podzoliques et forestiers gris, à réaction acide, contiennent majoritairement des phosphatases acides ; dans les sols à réaction légèrement alcaline, les phosphatases alcalines prédominent. Il convient de noter que l'activité optimale des acides acides

la phosphatase se situe dans la zone faiblement acide, même lorsque les sols ont une réaction fortement acide (Khaziev, 1979 ; Shcherbakov et al., 1983, 1988). Ce fait confirme l'importance du chaulage des sols acides pour accélérer l'hydrolyse des phosphates organiques complexes et enrichir le sol en phosphore disponible.

La répartition caractéristique observée des phosphatases dans les sols en fonction de leur acidité est déterminée par la composition de la microflore. Dans le sol, il existe des communautés microbiennes adaptées à certaines conditions environnementales qui sécrètent des enzymes actives dans ces conditions.

L'activité phosphatase totale du sol dépend de la teneur en humus et en phosphore organique, qui est un substrat pour l'enzyme.

Les chernozems sont caractérisés par l'activité phosphatase la plus élevée. Dans les sols gazeux-podzoliques et forestiers gris, l'activité phosphatase est faible. La faible activité de ces sols acides est due à une plus forte adsorption des phosphatases par les minéraux du sol. En raison de la faible teneur en matière organique de ces sols, la surface adsorbante des minéraux est plus exposée que dans les chernozems à haute teneur en humus, où les minéraux argileux sont recouverts de matière organique humifiée.

L'activité phosphatase est dynamique pendant la saison de croissance. DANS phases actives Pendant la croissance des plantes, à des températures de sol élevées et avec une humidité suffisante pendant les mois d'été, l'activité des phosphatases du sol est maximale (Evdokimova, 1989).

Dans certains sols, une corrélation entre l'activité phosphatase et le nombre total de micro-organismes a été notée (Kotelev et al., 1964 ; Aliev, Gadzhiev, 1978, 1979 ; Arutyunyan, 1975, 1977 ; etc.) et le nombre de micro-organismes minéralisant la matière organique. composés du phosphore (Ponomareva et al. , 1972), dans d'autres - la relation entre l'activité de la phosphatase et le nombre

aucun micro-organisme n’a été établi (Ramirez-Martinez, 1989). L'influence de l'humus se manifeste dans la nature des changements dans l'activité enzymatique le long du profil, lors de la comparaison de sols avec différents degrés de teneur en humus et de la mise en œuvre de mesures de travail du sol (Alexandrova, Shmurova, 1975 ; Arutyunyan, 1977). Des études menées par de nombreux auteurs indiquent une dépendance directe de l'activité phosphatase des sols sur la teneur en phosphore organique du sol (Gavrilova et al., 1973 ; Arutyunyan, Galstyan, 1975 ; Arutyunyan, 1977 ; etc.).

Examinons plus en détail les schémas généraux de formation du pool de phosphatase dans les sols.

Une partie importante du phosphore total du sol est constituée de composés organophosphorés : acides nucléiques, nucléotides, phytine, lécithine, etc. La plupart des organophosphates présents dans le sol ne sont pas directement absorbés par les plantes. Leur absorption est précédée d'une hydrolyse enzymatique réalisée par des phosphohydrolases. Les substrats des phosphatases du sol sont des substances humiques spécifiques, notamment le phosphore des acides humiques, ainsi que des composés individuels non spécifiques représentés par des acides nucléiques, des phospholipides et des phosphoprotéines, ainsi que des phosphates métaboliques. Les premiers s'accumulent dans le sol à la suite de la biogenèse de substances humiques, les seconds pénètrent généralement dans le sol avec des résidus végétaux et s'y accumulent en tant que produits de réactions métaboliques intermédiaires.

Rôle plantes supérieures dans la formation du pool de phosphatases des sols utilisés en agriculture est inférieur à celui des micro-organismes et est principalement associé à l'entrée dans le sol de résidus de culture et d'exsudats racinaires, ce qui est confirmé par les données de (1994), qui a étudié dans une étude saison de croissance l'influence de diverses cultures sur l'activité hydrolytique

et enzymes rédox; phosphatases, invertases, protéases, uréases, catalases sur sol tourbeux mince. L'activité de la phosphatase s'est avérée à peu près la même sous toutes les cultures : orge, pommes de terre et jachère noire, et à peine plus élevée sous les graminées vivaces, tandis que l'activité des autres enzymes variait considérablement en fonction des modes d'utilisation du sol.

, (1972) notent une augmentation de l'activité phosphatase dans la rhizosphère du blé et des légumineuses, qui peut être associée à la fois à une augmentation du nombre de micro-organismes dans la rhizosphère et à l'activité phosphatase extracellulaire des racines. D'un point de vue agrochimique, le résultat final est important - la croissance du pool enzymatique des sols avec une augmentation de la puissance des systèmes racinaires des plantes.

L'épuisement des agrocénoses chez les plantes entraîne une diminution de l'effet rhizosphère et, par conséquent, une diminution de l'activité phosphatase du sol. Une diminution significative de l'activité phosphatase des sols a été constatée lors de la culture en monoculture. L'inclusion des sols dans la rotation des cultures crée des conditions propices à l'amélioration des processus hydrolytiques, ce qui entraîne une augmentation du métabolisme des composés du phosphore. (Evdokimova, 1992)

(1994) ont étudié les sols gazeux-podzoliques formés sous une végétation naturelle (forestière). composition différente et déterminé la distribution de l'activité de la phosphatase dans le profil du sol, le rapport entre les formes labiles et stables des enzymes, ainsi que leur variabilité spatiale et temporelle. Il a été établi que dans les sols formés sous végétation forestière naturelle, les horizons génétiques diffèrent par l'activité phosphatase, dont la répartition dans le profil est étroitement corrélée à la teneur en humus. Selon les données, l'activité phosphatase la plus élevée a été observée dans la couche de litière, puis a diminué plusieurs fois dans la couche d'accumulation d'humus et a fortement chuté dans la couche de sol.

en dessous de 20 cm dans le sol sous la forêt d'épicéas (végétation forestière). Sous la végétation des prairies, la répartition est légèrement différente : l'activité maximale dans l'horizon de gazon est 1,5 à 2 fois plus faible dans l'horizon d'accumulation d'humus, et une diminution significative supplémentaire n'est observée qu'après 40 à 60 cm. conclure que la contribution maximale à la formation Le pool de phosphatase sous la végétation naturelle est apporté par les micro-organismes et les résidus végétaux en tant que substrat et les enzymes intracellulaires postmortelles jouent un rôle légèrement moindre ;

L'intensité des processus biochimiques du sol et son niveau de fertilité dépendent à la fois des conditions d'existence des organismes vivants qui fournissent des enzymes au sol, et de facteurs qui contribuent à la fixation des enzymes dans le sol et régulent leur activité réelle.

1.2. L'influence des métaux lourds et des microéléments sur l'activité enzymatique des sols.

L'un des domaines prometteurs de l'utilisation de l'activité enzymatique pour diagnostiquer les propriétés biologiques des sols est l'identification du niveau de contamination du sol par des métaux lourds.

Les métaux lourds, pénétrant dans le sol sous la forme de divers composés chimiques, peuvent s'y accumuler à des niveaux élevés, représentant un danger important pour le fonctionnement normal du biote du sol. De nombreuses données ont été accumulées dans la littérature indiquant que impact négatif contamination du sol par des métaux lourds sur le biote du sol. Lorsque l'équilibre chimique du sol est perturbé, situation stressante. Il est prouvé que les indicateurs biologiques réagissent plus tôt que les indicateurs agrochimiques aux conditions changeantes qui affectent diverses propriétés du sol (Lebedeva,

Bibliographie

Le but des travaux est de déterminer l'activité biologique des sols à différentes distances de la route à l'aide de quatre systèmes enzymatiques : déshydrogénases, catalase, invertase, uréase.

Concepts de base

Les méthodes enzymologiques du sol permettent de déterminer non pas la teneur quantitative en enzymes du sol, mais l'activité des enzymes qui sont majoritairement à l'état adsorbé (immobilisé) à la surface des colloïdes du sol et partiellement dans la solution du sol.

Le principe de la méthode de détermination de l'activité des enzymes du sol repose sur la prise en compte de la quantité de substrat traité au cours du processus de réaction ou du produit de réaction résultant dans conditions optimales température, pH de l'environnement et concentration des substrats.

Les enzymes appartenant à la classe des oxydoréductases catalysent des réactions redox qui jouent un rôle de premier plan dans les processus biochimiques dans les cellules des organismes vivants, ainsi que dans le sol. Les oxydo-réductases les plus courantes dans les sols sont la catalase et les déshydrogénases, dont l'activité est un indicateur important de la genèse du sol.

La catalase décompose le peroxyde d'hydrogène, toxique pour les cellules, en eau et en oxygène moléculaire, qui se forme lors de la respiration des organismes vivants à la suite de diverses réactions biochimiques d'oxydation de substances organiques.

L'activité catalase est déterminée par la méthode gazométrique basée sur le volume d'oxygène libéré, basée sur la mesure du taux de décomposition du peroxyde d'hydrogène lors de son interaction avec le sol.

Les déshydrogénases sont des enzymes qui participent au processus de respiration en éliminant l'hydrogène des substrats oxydables. Certaines déshydrogénases transfèrent l'hydrogène directement à l'oxygène moléculaire, d'autres à certains accepteurs, par exemple aux quinones et au bleu de méthylène.

Pour déterminer l'activité de la déshydrogénase, des sels de tétrazolium incolores (chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC), qui sont réduits en composés de formazan rouge (triphénylformazan (TFF)) sont utilisés comme accepteur d'hydrogène.

Les hydrolases réalisent des réactions d'hydrolyse de divers composés organiques complexes, agissant sur diverses liaisons : ester, glucoside, amide, peptide, etc. Cette classe comprend les enzymes invertase, uréase, etc., dont l'activité est un indicateur important de l'activité biologique. l'activité des sols et est largement utilisée pour évaluer l'impact anthropique.

L'invertase agit sur la liaison p-fructofuranoside du saccharose, du raffinose et du stachyoe et décompose le saccharose en quantités équimolaires de glucose et de fructose.

La détermination photocolorimétrique de l'activité invertase repose sur la prise en compte des sucres réducteurs formés lors de la dégradation du saccharose.

La décomposition des composés organiques azotés se produit avec la participation directe d'enzymes extracellulaires. L'ammoniac formé lors de l'activité de l'uréase sert de source de nutrition aux plantes.

L'uréase catalyse l'hydrolyse de l'urée. Les produits finaux de l'hydrolyse sont l'ammoniac et gaz carbonique. L'urée pénètre dans le sol sous forme de résidus végétaux, de fumier et comme engrais azoté ; il se forme également dans le sol lui-même en tant que produit intermédiaire dans le processus de transformation des composés organiques azotés - protéines et acides nucléiques.

Détermination de l'activité catalase

Matériel et réactifs :

Système de gazométrie (Fig. 8); Solution à 10 % de H 2 O 2 ; CaCO e.

Riz. 8 - Installation de détermination gazométrique de l'activité catalase dans des échantillons de sol :

1 - flacon, 2 - burette, 3 - adaptateur, 4 - ampoule avec de l'eau

Demande de service

1. Dans un ballon de 100 cm 3, ajoutez 1 g de terre tamisée, ajoutez 0,5 g de CaCO 3 .

2. À l'aide d'une pince à épiler, placez délicatement un petit verre contenant 1,7 cm 3 de solution de peroxyde d'hydrogène à 10 % sur le fond.

3. Humidifiez un échantillon de sol avec 4 cm 3 d'eau distillée.

4. Fermez hermétiquement le flacon avec un bouchon en caoutchouc avec un tube relié à la burette avec du caoutchouc à paroi épaisse par un té équipé d'une pince. La burette communique avec l'ampoule. La burette et l'ampoule sont remplies d'eau. Le niveau d'eau y est équilibré et la poire est fixée à une certaine hauteur.

5. Marquez le début de l'expérience avec un chronomètre au moment où le récipient contenant du peroxyde d'hydrogène est renversé, puis secouez le contenu du ballon. L'agitation du mélange doit être continuée tout au long de l'expérience, sans toucher directement le fond du flacon avec les mains. L'oxygène libéré chasse l'eau de la burette dont le niveau est noté.

6. La quantité d'oxygène moléculaire libérée est prise en compte pendant 1 minute à une température de 18-20 0 C.

7. L'activité catalase est exprimée en volume (cm 3) d'oxygène libéré pour 1 g de sol par minute. Erreur de détermination jusqu'à 5%.

8. Effectuez des procédures similaires avec tous les échantillons de sol.

9. Selon le tableau. 15 évaluer le degré de saturation des sols étudiés en catalase .

Tableau 15 ‑ Échelle d'évaluation du degré d'enrichissement du sol en enzymes

Détermination de l'activité déshydrogénase

Instruments, plats, réactifs:

Photocolorimètre ; papier millimétré; Solution de glucose 0,1 M ; Solution à 1 % de chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC) ; CaCO3; l'éthanol; triphénylformazan (TFF).

Demande de service

1. Placer 1 g de terre séchée à l'air de chaque échantillon dans des tubes à essai, ajouter 10 mg (au bout d'une spatule) de CaCO 3 , 1 cm 3 de solution de glucose 0,1 M et 1 cm 3 de solution de TTX à 1 % ; Mélangez soigneusement le contenu de chaque tube à essai.

2. Placez les tubes à essai dans un anaérostat et pompez l'air avec une pompe sous un vide de 10-12 mm Hg. Art. dans les 2-3 minutes. Incuber ensuite à 30 0 C pendant 24 heures.

3. Une fois le temps d'incubation écoulé, extraire le contenu des tubes avec 25 cm 3 d'alcool éthylique en 3-4 doses. Pour ce faire, ajoutez un petit volume d'alcool dans le tube à essai et agitez pendant 5 minutes jusqu'à ce qu'une couleur rouge apparaisse. Laissez décanter et filtrez le liquide du sous-sol à travers un filtre en papier. Ajoutez la portion suivante d'alcool dans le tube à essai.

4. Colorimètre la solution de formazan colorée résultante à l'aide d'un FEC avec un filtre bleu (500-600 nm).

5. Calculez la quantité de formazan en milligrammes à l'aide de la courbe standard. Pour ce faire, préparez une solution étalon de formazan dans l'alcool éthylique à une concentration de 0,1 mg pour 1 cm3. Préparer les solutions de travail pour tracer la courbe en diluant la solution étalon (environ 5 points). Tracez une courbe étalon sur du papier millimétré dans le système : densité optique à une longueur d'onde de 500-600 nm - concentration de formazan dans l'alcool.

6. Calculez l’activité déshydrogénase. D'après le tableau 15 évaluer le degré de saturation des sols étudiés en déshydrogénase.

Traitement de l'information

L'activité déshydrogénase (X) est exprimée en milligrammes de TPP pour 10 g de sol par jour selon la formule :

où V est le volume total de filtrat, 25 cm3 ;

10 - facteur de conversion pour le poids du sol, g ;

v est le produit des volumes de substrat et de réactif, 1 cm3 ;

A - quantité de TPP obtenue à partir de la courbe d'étalonnage, mg/cm3. L'erreur de détermination peut aller jusqu'à 8 %.

Détermination de l'activité invertase

Instruments, plats, réactifs:

Photocolorimètre ; Solution de saccharose à 5 % ; tampon acétate (pH 4,7); toluène; Solution de Felling : a - 40 g CuSO 4 × 5H 2 O dissous dans l'eau et ajusté à 1 dm 3, filtré sur filtre papier, b - 200 g de sel de Rochelle (C 4 H 4 O 6 KNa × 4H 2 O) dissous dans l'eau distillée, ajouter 150 g de KOH et ajuster à 1 dm 3

Demande de service

1. Placer 5 g de chaque échantillon de sol dans des flacons d'une capacité de 50 cm 3, ajouter 10 cm 3 d'une solution à 5 % de saccharose, 10 ml de tampon acétate (pH 4,7) et 5 à 6 gouttes de toluène.

2. Fermer les flacons avec des bouchons, agiter, placer dans un thermostat à une température de 30 0 C pendant 24 heures et agiter périodiquement.

3. Après incubation, filtrer le contenu des fioles dans des fioles jaugées de 25 cm 3 . Apportez au but.

4. Des filtrats, prélever 6 cm 3 dans de grands tubes à essai, ajouter 3 cm 3 d'une solution de sel de Rochelle et 3 cm 3 d'une solution de sulfate de cuivre, bien mélanger et faire bouillir au bain-marie pendant 10 minutes. Un précipité rouge est obtenu.

5. Refroidissez les tubes à essai avec la solution dans l'eau, filtrez le contenu dans de grands tubes à essai. Colorimètre le filtrat transparent à l'aide de FEC en utilisant un filtre de lumière d'une longueur d'onde de 630 nm, largeur de cuvette 1 cm.

6. Pour obtenir une courbe d'étalonnage, préparez une solution étalon : 6 mg de glucose pour 1 cm3. Préparer une série de solutions par dilution. Photocolorimètre et tracer une courbe : densité optique - concentration en glucose dans 1 cm 3.

7. Calculez l'activité à partir du tableau. 15 évaluer le degré de saturation des sols étudiés en invertase.

Traitement de l'information

L'activité invertase (X) est exprimée en milligrammes de glucose pour 1 g de sol par 24 heures selon la formule :

où A est la quantité de glucose obtenue à partir de la courbe d'étalonnage de la densité optique, mg/cm 3 ;

m - échantillon de sol, 5 g ;

V - volume total de filtrat, 25 cm3 ;

v - volume de filtrat prélevé pour analyse, 6 cm3.

Erreur de détermination - jusqu'à 5%.

Détermination de l'activité uréase des sols

Instruments, plats, réactifs:

Photocolorimètre ; Solution d'urée à 2 % dans un tampon phosphate (pH = 6,7) ; Solution à 50% de sel de Rochelle ; Solution à 50 % de CCl 3 COOH (acide trichloroacétique) ; Solution à 1 % de KS1 ; le réactif de Nessler ; solution étalon NH 4 C1.

Demande de service

1. Placer 5 g de terre séchée à l'air dans des flacons d'une capacité de 100 cm 3, ajouter 20 cm 3 d'une solution d'urée à 2% dans un tampon phosphate (pH 6,7) et 200 µl de toluène.

2. Fermez hermétiquement les flacons et placez-les dans un thermostat à une température de 37 0 C pendant 4 heures.

3. Après exposition, ajouter 1 cm 3 d'une solution d'acide trichloroacétique à 50 %.

4. Pour déplacer l'ammoniac absorbé du sol, ajoutez 50 cm 3 1 N. solution de chlorure de potassium.

5. Filtrez le contenu des flacons.

6. Placer 2 cm 3 du filtrat dans des fioles jaugées d'un volume de 50 cm 3, diluer avec de l'eau à 30 cm 3, puis ajouter 2 cm 3 d'une solution de sel de Rochelle à 50 % et 2 cm 3 de réactif de Nessler. Remplissez les flacons d'eau jusqu'au trait, mélangez et colorimètrez la solution colorée à une longueur d'onde de 400 nm.

8. Calculez l’activité de l’uréase.

9. Selon le tableau. 15 évaluer le degré de saturation des sols étudiés en uréase.

Traitement de l'information

L'activité uréase (X) est exprimée en milligrammes de N-NH 4 pour 1 g de sol en 4 heures selon la formule :

V - volume total de filtrat, 50 cm3 ;

m - échantillon de sol, 5 g.

Questions pour l'auto-apprentissage :

1. Qu’est-ce que l’activité catalase ?

2. Définir l'activité de l'invertase.

3. Décrivez l'activité de l'uréase.

4. Qu'est-ce qu'un mélange tampon ?

5. Le principe et l'essence de la méthode de détermination de l'activité des enzymes du sol.

6. Méthodologie de collecte d'échantillons de sol.

APPLICATIONS

Tableau 1 ‑ Liste approximative des organismes – indicateurs de saprobité

Tableau 2 - Échelle de fréquence pour la conversion des organismes en 100 champs par fréquence

Application

Tableau 13. Conversion des résultats comptables quantitatifs en valeurs de fréquence

Application

Exemple de calcul de saprobité

Exemple : rivière en aval de la ville. Date ________________ Communauté : encrassement.

Sh p = 3 ; Shα = 15 ; Shβ =23.

S=S(sh)/(Sh)-103/41=2,51/

Calcul de l'erreur :

L'intervalle de précision pour la fiabilité statistique est de 95 %.

S = s ± t 0,05 s S = 2,51 ± 2,02 × 0,1 ;

Informations connexes.

Activité enzymatique des sols [de lat. Fermentum - levain] - la capacité du sol à présenter un effet catalytique sur les processus de transformation des composés exogènes et de ses propres composés organiques et minéraux grâce aux enzymes qu'il contient. Lorsqu'on caractérise l'activité enzymatique des sols, on entend l'indicateur d'activité totale. L'activité enzymatique des différents sols n'est pas la même et est associée à leurs caractéristiques génétiques et à un complexe de facteurs environnementaux en interaction. Le niveau d'activité enzymatique des sols est déterminé par l'activité de diverses enzymes (invertase, protéases, uréase, déshydrogénases, catalase, phosphatases), exprimée par la quantité de substrat décomposé par unité de temps pour 1 g de sol.

L'activité biocatalytique des sols dépend de leur degré d'enrichissement en micro-organismes et du type de sol. L'activité des enzymes varie selon les horizons génétiques, qui diffèrent par la teneur en humus, les types de réactions, le potentiel redox et d'autres indicateurs de profil.

Dans les sols forestiers vierges, l'intensité des réactions enzymatiques est principalement déterminée par les horizons de la litière forestière, et dans les sols arables - par les couches arables. Tous les horizons génétiques biologiquement moins actifs situés sous les horizons A ou Ap ont une faible activité enzymatique. Leur activité augmente légèrement avec le travail du sol. Après le développement des sols forestiers pour les terres arables, l'activité enzymatique de l'horizon arable formé par rapport à la litière forestière diminue fortement, mais à mesure qu'elle est cultivée, elle augmente et dans les sols hautement cultivés se rapproche ou dépasse les indicateurs de la litière forestière.

L'activité enzymatique reflète l'état de fertilité du sol et les changements internes qui se produisent lors de l'utilisation agricole et de l'augmentation du niveau de culture agricole. Ces changements se détectent à la fois avec l'implication des sols vierges et forestiers dans la culture, et avec diverses méthodes de leur utilisation.

Dans toute la Biélorussie, jusqu’à 0,9 t/ha d’humus sont perdus chaque année dans les sols arables. En raison de l’érosion, 0,57 t/ha d’humus sont irrémédiablement retirés des champs chaque année. Les raisons de la déshumification du sol sont une minéralisation accrue de la matière organique du sol, le retard des processus de formation de nouvel humus par rapport à la minéralisation en raison d'un apport insuffisant au sol. engrais organiques et réduire l'activité enzymatique du sol.

Les transformations biochimiques de la matière organique du sol résultent d'une activité microbiologique sous l'influence d'enzymes. activité enzymatique micro-organisme du sol

Les enzymes jouent un rôle particulier dans la vie des animaux, des plantes et des micro-organismes. Les enzymes du sol participent à la dégradation des résidus végétaux, animaux et microbiens, ainsi qu'à la synthèse de l'humus. En conséquence, les nutriments sont transférés de composés difficiles à digérer vers des formes facilement accessibles pour les plantes et les micro-organismes. Les enzymes se caractérisent par une activité élevée, une spécificité d'action stricte et une grande dépendance à l'égard de diverses conditions environnementales. Grâce à leur fonction catalytique, ils assurent la survenue rapide d'un très grand nombre de réactions chimiques dans l'organisme ou à l'extérieur de celui-ci.

Avec d'autres critères, l'activité enzymatique du sol peut servir d'indicateur de diagnostic fiable pour déterminer le degré de culture du sol. À la suite de la recherche 4, p. 91 a établi une relation entre l'activité des processus microbiologiques et enzymatiques et la mise en œuvre de mesures augmentant la fertilité des sols. Le travail du sol et la fertilisation modifient considérablement les conditions environnementales propices au développement des micro-organismes.

Actuellement, plusieurs milliers d'enzymes individuelles ont été découvertes dans des objets biologiques, et plusieurs centaines d'entre elles ont été isolées et étudiées. On sait qu'une cellule vivante peut contenir jusqu'à 1000 enzymes différentes, chacune d'elles accélère l'une ou l'autre réaction chimique.

L'intérêt pour l'utilisation d'enzymes est également dû au fait que les exigences visant à accroître la sécurité des processus technologiques ne cessent de croître. Présentes dans tous les systèmes biologiques, étant à la fois des produits et des outils de ces systèmes, les enzymes sont synthétisées et fonctionnent dans des conditions physiologiques (pH, température, pression, présence d'ions inorganiques), après quoi elles sont facilement excrétées et se décomposent en acides aminés. Les produits et les déchets de la plupart des procédés enzymatiques sont non toxiques et facilement dégradables. En outre, dans de nombreux cas, les enzymes utilisées dans l’industrie sont produites de manière respectueuse de l’environnement. Les enzymes se distinguent des catalyseurs non biologiques non seulement par leur sécurité et leur capacité accrue de biodégradation, mais également par leur spécificité d'action, leurs conditions de réaction douces et leur haute efficacité. L'efficacité et la spécificité de l'action enzymatique permettent d'obtenir des produits cibles avec un rendement élevé, ce qui rend l'utilisation des enzymes dans l'industrie économiquement rentable. L'utilisation d'enzymes contribue à réduire la consommation d'eau et d'énergie dans les processus technologiques, réduit les émissions de CO2 et réduit le risque de pollution. environnement sous-produits des cycles technologiques.

L'utilisation de technologies agricoles avancées peut modifier dans une direction favorable les processus microbiologiques non seulement des couches de sol arables, mais également subarables.

Avec la participation directe d'enzymes extracellulaires, les composés organiques du sol se décomposent. Ainsi, les enzymes protéolytiques décomposent les protéines en acides aminés.

L'uréase décompose l'urée en CO2 et NH3. L'ammoniac et les sels d'ammonium qui en résultent servent de source de nutrition azotée pour les plantes et les micro-organismes.

L'invertase et l'amylase sont impliquées dans la dégradation des glucides. Les enzymes du groupe des phosphates décomposent les composés organophosphorés du sol et jouent un rôle important dans le régime phosphaté de ce dernier.

Pour caractériser l'activité enzymatique générale du sol, les enzymes les plus courantes caractéristiques de la grande majorité de la microflore du sol sont généralement utilisées - invertase, catalase, protéase et autres.

Dans les conditions de notre république, de nombreuses études ont été réalisées 16, p. 115 pour étudier les changements du niveau de fertilité et de l'activité enzymatique des sols sous influence anthropique, cependant, les données obtenues ne fournissent pas de réponse complète à la nature des changements en raison de la difficulté de comparer les résultats en raison des différences dans les conditions expérimentales et méthodes de recherche.

À cet égard, la recherche d'une solution optimale au problème de l'amélioration du statut humique du sol et de son activité enzymatique dans des conditions pédo-climatiques spécifiques, basée sur le développement de méthodes de travail du sol de base économes en ressources et l'utilisation de produits de protection du sol. des rotations de cultures qui contribuent à préserver la structure, à prévenir le compactage des sols, à améliorer leur état de qualité et à restaurer la fertilité des sols à coûts minimaux, est très pertinent.