Ֆերմենտները սպիտակուցային բնույթի քիմիական ռեակցիաների կատալիզատորներ են, որոնք բնութագրվում են որոշակի քիմիական ռեակցիաների կատալիզացման հետ կապված հատուկ գործողությամբ: Դրանք հողի բոլոր կենդանի օրգանիզմների՝ փայտային և խոտաբույսերի, մամուռների, քարաքոսերի, ջրիմուռների, միկրոօրգանիզմների, նախակենդանիների, միջատների, անողնաշարավորների և ողնաշարավորների կենսասինթեզի արդյունք են, որոնք բնական միջավայրում ներկայացված են որոշակի ագրեգատներով՝ կենսացենոզներով:

Կենդանի օրգանիզմներում ֆերմենտների կենսասինթեզն իրականացվում է գենետիկ գործոնների պատճառով, որոնք պատասխանատու են նյութափոխանակության տեսակի ժառանգական փոխանցման և դրա հարմարվողական փոփոխականության համար: Ֆերմենտները աշխատանքային ապարատ են, որոնց միջոցով իրականացվում է գեների գործողությունը։ Նրանք կատալիզացնում են հազարավոր քիմիական ռեակցիաներ օրգանիզմներում, որոնք, ի վերջո, կազմում են բջջային նյութափոխանակությունը։ Դրանց շնորհիվ օրգանիզմում քիմիական ռեակցիաները տեղի են ունենում մեծ արագությամբ։

Ներկայումս հայտնի է ավելի քան 900 ֆերմենտ։ Նրանք բաժանված են վեց հիմնական դասերի.

1. Օքսիրեդուկտազներ, որոնք կատալիզացնում են ռեդոքս ռեակցիաները:

2. Տրանսֆերազներ, որոնք կատալիզացնում են տարբեր քիմիական խմբերի և մնացորդների միջմոլեկուլային փոխանցման ռեակցիաները:

3. Հիդրոլազներ, որոնք կատալիզացնում են ներմոլեկուլային կապերի հիդրոլիտիկ ճեղքման ռեակցիաները։

4. Լյազներ, որոնք կատալիզացնում են կրկնակի կապերում խմբերի ավելացման ռեակցիաները և նման խմբերի աբստրակցիայի հակադարձ ռեակցիաները:

5. Իզոմերազներ, որոնք կատալիզացնում են իզոմերացման ռեակցիաները:

6. Լիգազներ, որոնք կատալիզացնում են քիմիական ռեակցիաները ATP-ի (ադենոզին տրիֆոսֆորաթթու) պատճառով կապերի առաջացմամբ:

Երբ կենդանի օրգանիզմները մահանում և փտում են, դրանց որոշ ֆերմենտներ ոչնչացվում են, իսկ ոմանք, մտնելով հող, պահպանում են իրենց ակտիվությունը և կատալիզացնում են հողի բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաներ՝ մասնակցելով հողի ձևավորման գործընթացներին և հողերի որակական բնութագրի՝ բերրիության ձևավորմանը։ . Որոշակի կենսացենոզների տակ գտնվող տարբեր տեսակի հողերում ձևավորվել են իրենց սեփական ֆերմենտային բարդույթները, որոնք տարբերվում են կենսակատալիտիկ ռեակցիաների ակտիվությամբ։

Կուպրևիչը և Տ.Ա. ; բացառվում է հողում ավելցուկային միացությունների առաջացումը և կուտակումը. ավելցուկային կուտակված բջջային պարզ կապեր(օրինակ, NH 3) այս կամ այն ​​կերպ ժամանակավորապես կապված են և ուղարկվում են ցիկլերի, որոնք ավարտվում են քիչ թե շատ բարդ միացությունների ձևավորմամբ: Ֆերմենտային համալիրները հավասարակշռված ինքնակարգավորվող համակարգեր են։ Դրանում հիմնական դերը խաղում են միկրոօրգանիզմները և բույսերը, որոնք անընդհատ լրացնում են հողի ֆերմենտները, քանի որ դրանցից շատերը կարճատև են: Ֆերմենտների քանակն անուղղակիորեն դատվում է ժամանակի ընթացքում նրանց ակտիվությամբ, որը կախված է արձագանքող նյութերի քիմիական բնույթից (սուբստրատ, ֆերմենտ) և փոխազդեցության պայմաններից (բաղադրիչների համակենտրոնացում, pH, ջերմաստիճան, միջավայրի բաղադրություն, ազդեցություն: ակտիվացնողներ, արգելակիչներ և այլն):

Այս գլխում քննարկվում է հիդրոլազների դասի ֆերմենտների հողային որոշ քիմիական պրոցեսների մասնակցությունը՝ ինվերտազի, ուրեազի, ֆոսֆատազի, պրոտեազի ակտիվությունը և օքսիրեդուկտազների դասից՝ կատալազի, պերօքսիդազի և պոլիֆենոլօքսիդազի ակտիվությունը, որոնք մեծ նշանակություն ունեն ազոտ և ֆոսֆոր պարունակող օրգանական նյութերի, ածխաջրածին նյութերի փոխակերպում և հումուսի ձևավորման գործընթացներում. Այս ֆերմենտների ակտիվությունը հողի բերրիության նշանակալի ցուցանիշ է։ Բացի այդ, այս ֆերմենտների ակտիվությունը տարբեր աստիճանի մշակության անտառներում և վարելահողերում կբնութագրվի ցանքածածկ-պոդզոլային, գորշ անտառային և ցանքածածկ-կարբոնատային հողերի օրինակով:

ՀՈՂԻ ՖԵՐՄԵՆՏՆԵՐԻ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

Ինվերտազ - կատալիզացնում է սախարոզայի հիդրոլիտիկ տրոհման ռեակցիաները գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի համաչափ քանակությամբ, ինչպես նաև ազդում է այլ ածխաջրերի վրա՝ ֆրուկտոզայի մոլեկուլների ձևավորմամբ՝ միկրոօրգանիզմների կյանքի էներգիայի արտադրանք, կատալիզացնում է ֆրուկտոզա տրանսֆերազայի ռեակցիաները: Շատ հեղինակների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ինվերտազային ակտիվությունն ավելի լավ է, քան մյուս ֆերմենտները, արտացոլում է հողերի բերրիության և կենսաբանական ակտիվության մակարդակը:

Ուրեազը կատալիզացնում է միզանյութի հիդրոլիտիկ տրոհումը ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի: Ագրոնոմիական պրակտիկայում միզանյութի օգտագործման հետ կապված, պետք է նկատի ունենալ, որ ուրեազային ակտիվությունն ավելի բարձր է ավելի բերրի հողերում: Այն ավելանում է բոլոր հողերում նրանց ամենամեծ կենսաբանական ակտիվության ժամանակաշրջաններում՝ հուլիս-օգոստոս ամիսներին:

Ֆոսֆատազ (ալկալային և թթվային) - կատալիզացնում է մի շարք ֆոսֆորօրգանական միացությունների հիդրոլիզը օրթոֆոսֆատի ձևավորմամբ: Ֆոսֆատազի ակտիվությունը հակադարձորեն կապված է բույսերին շարժական ֆոսֆորի մատակարարման հետ, ուստի այն կարող է օգտագործվել որպես լրացուցիչ ցուցիչ հողերում ֆոսֆորային պարարտանյութերի անհրաժեշտությունը սահմանելիս: Ֆոսֆատազի ամենաբարձր ակտիվությունը բույսերի ռիզոսֆերայում է:

Պրոտեազները ֆերմենտների խումբ են, որոնց մասնակցությամբ սպիտակուցները տրոհվում են պոլիպեպտիդների և ամինաթթուների, այնուհետև դրանք ենթարկվում են հիդրոլիզի՝ վերածվելով ամոնիակի, ածխածնի երկօքսիդի և ջրի։ Այս առումով պրոթեզերոններն ունեն կենսական նշանակությունհողի կյանքում, քանի որ դրանք կապված են օրգանական բաղադրիչների կազմի փոփոխությունների և բույսերի կողմից յուրացված ազոտի ձևերի դինամիկայի հետ:

Կատալազ - իր ակտիվացնող գործողության արդյունքում կենդանի օրգանիզմների համար թունավոր ջրածնի պերօքսիդը բաժանվում է ջրի և ազատ թթվածնի: Մեծ ազդեցություն կատալազի ակտիվության վրա հանքային հողերհաղորդում է բուսականությունը. Որպես կանոն, հզոր, խորը թափանցող արմատային համակարգ ունեցող բույսերի տակ գտնվող հողերը բնութագրվում են կատալազային բարձր ակտիվությամբ։ Կատալազի ակտիվության առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է փոխում պրոֆիլը և ունի հակադարձ կապ հողի խոնավության և ուղղակի կապ ջերմաստիճանի հետ:

Պոլիֆենոլ օքսիդազ և պերօքսիդազ - նրանք կարևոր դեր են խաղում հողերում հումուսի ձևավորման գործընթացներում: Պոլիֆենոլ օքսիդազը կատալիզացնում է պոլիֆենոլների օքսիդացումը դեպի քինոններ՝ մթնոլորտի ազատ թթվածնի առկայության դեպքում։ Պերօքսիդազը կատալիզացնում է պոլիֆենոլների օքսիդացումը ջրածնի պերօքսիդի կամ օրգանական պերօքսիդների առկայության դեպքում։ Այս դեպքում նրա դերը պերօքսիդների ակտիվացումն է, քանի որ դրանք թույլ օքսիդացնող ազդեցություն ունեն ֆենոլների վրա։ Այնուհետև, քինոնների խտացումն ամինաթթուներով և պեպտիդներով կարող է առաջանալ հումինաթթվի առաջնային մոլեկուլ ձևավորելու համար, որը կարող է հետագայում դառնալ ավելի բարդ՝ կրկնվող խտացումների պատճառով (Կոնոնովա, 1963):

Նշվեց (Chunderova, 1970), որ պոլիֆենոլ օքսիդազի (S) ակտիվության հարաբերակցությունը պերօքսիդազի ակտիվությանը (D)՝ արտահայտված որպես տոկոս (), կապված է հողերում հումուսի կուտակման հետ, հետևաբար այս արժեքը կոչվում է հումուսի կուտակման պայմանական գործակից (K): Ուդմուրտիայի վարելահող, վատ մշակված հողերում մայիսից սեպտեմբեր ընկած ժամանակահատվածում այն ​​կազմել է. ցախոտ-պոդզոլային հողում` 24%, գորշ անտառային պոզոլացված հողում` 26% և ցախոտ-կարբոնատային հողում` 29%:

ԷՆԶԻՄԱՏԻՎ ԳՈՐԾԸՆԹԱՑՆԵՐԸ ՀՈՂԵՐՈՒՄ

Հողերի կենսակատալիտիկ ակտիվությունը էականորեն համապատասխանում է միկրոօրգանիզմներով դրանց հարստացման աստիճանին (Աղյուսակ 11), կախված է հողի տեսակից և տատանվում է գենետիկ հորիզոնների երկայնքով, ինչը կապված է հումուսի պարունակության, ռեակցիայի, կարմիրի փոփոխությունների առանձնահատկությունների հետ։ Եզի պոտենցիալ և այլ ցուցանիշներ պրոֆիլի երկայնքով:

Անտառային կույս հողերում ֆերմենտային ռեակցիաների ինտենսիվությունը հիմնականում որոշվում է անտառի աղբի հորիզոններով, իսկ վարելահողերում՝ վարելահողերով։ Ինչպես որոշ, այնպես էլ այլ հողերում, բոլոր կենսաբանորեն պակաս ակտիվ գենետիկական հորիզոնները, որոնք գտնվում են A կամ A p հորիզոնների տակ, ունեն ցածր ֆերմենտային ակտիվություն, որը փոքր-ինչ տատանվում է. դրական կողմհողի մշակման ժամանակ. Անտառային հողերի մշակումից հետո վարելահողերի համար ձևավորված վարելահորիզոնի ֆերմենտային ակտիվությունը անտառային աղբի համեմատությամբ կտրուկ նվազում է, բայց մշակվելիս այն աճում է և բարձր մշակված տեսակների մոտ մոտենում կամ գերազանցում է ցուցանիշներին. անտառի աղբը.

11. Միջին Ուրալում հողերի բիոգենի պարունակության և ֆերմենտային ակտիվության համեմատություն (Պուխիդսկայա, Կովրիգո, 1974 թ.)

Փոխվում է հողերում կենսակատալիտիկ ռեակցիաների ակտիվությունը։ Այն ամենացածրն է գարնանը և աշնանը, իսկ սովորաբար ամենաբարձրը՝ հուլիս-օգոստոս ամիսներին, ինչը համապատասխանում է հողերում կենսաբանական գործընթացների ընդհանուր ընթացքի դինամիկային։ Այնուամենայնիվ, կախված հողի տեսակից և աշխարհագրական դիրքից, ֆերմենտային գործընթացների դինամիկան շատ տարբեր է:

Թեստային հարցեր և առաջադրանքներ

1. Ի՞նչ միացություններ են կոչվում ֆերմենտներ: Ո՞րն է դրանց արտադրությունը և նշանակությունը կենդանի օրգանիզմների համար: 2. Անվանե՛ք հողի ֆերմենտների աղբյուրները: Ի՞նչ դեր են խաղում առանձին ֆերմենտները հողի քիմիական գործընթացներում: 3. Տրե՛ք հողերի ֆերմենտային համալիր հասկացությունը և դրա գործունեությունը: 4. Ընդհանուր նկարագրություն տվեք կուսական և վարելահողերում ֆերմենտային պրոցեսների ընթացքի մասին:

Ինվերտազ - կատալիզացնում է սախարոզայի հիդրոլիտիկ տրոհման ռեակցիաները գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի համաչափ քանակությամբ, ինչպես նաև ազդում է այլ ածխաջրերի վրա՝ ֆրուկտոզայի մոլեկուլների ձևավորմամբ՝ միկրոօրգանիզմների կյանքի էներգիայի արտադրանք, կատալիզացնում է ֆրուկտոզայի տրանսֆերազային ռեակցիաները: Բազմաթիվ հեղինակների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ինվերտազի ակտիվությունն ավելի լավ է, քան մյուս ֆերմենտները, արտացոլում է հողերի բերրիության և կենսաբանական ակտիվության մակարդակը:[...]

1 տարի անց ինվերտազի անալիզները ցույց են տալիս բոլոր նմուշներում դրա հետագա նվազումը 2-3 անգամ՝ կախված հողի տեսակից, ինչը, ըստ երևույթին, բացատրվում է ածխածին պարունակող միացություններով հողի քայքայմամբ[...]

Հիդրոլազների դասից ուսումնասիրվել է ինվերտազի ակտիվությունը, որը հիդրոլիզացնում է սախարոզը գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի և ուրեազի, որը կատալիզացնում է միզանյութի հիդրոլիզը։ Այս ֆերմենտների ակտիվությունը հողում շատ ցածր է, բայց երբ տորֆը ավելացվում է, այն մեծանում է իր չափաբաժիններին համամասնորեն և քիչ է կախված քանակից: հանքային պարարտանյութեր. Հարկ է նշել, որ ամենաբարձր չափաբաժինների (NPKTs, ինչպես նաև CaCOe) կիրառումը որևէ առավելություն չունի պարարտանյութերի ավելի փոքր չափաբաժինների նկատմամբ և՛ հիդրոլազների, և՛ օքսիդոռեդուկտազների ակտիվության խթանման գործում:

Երթուղու համար օդանավակայան - գյուղ. Kangalassa, ոչ մի հակադարձ կապ չի հայտնաբերվել urease-ի, invertase-ի և protease-ի ակտիվության և կապարի պարունակության միջև: Սա ցույց է տալիս կապարի արգելակող ազդեցության բացակայությունը MPC-ն չգերազանցող դոզանով: Բոլոր ֆերմենտների և կապարի ակտիվության զուգահեռ աճ է նկատվում աղտոտման աղբյուրից հեռավորության վրա, ինչը այս դեպքում բացատրվում է հողի հումուսի պարունակության ավելացմամբ: Հայտնի է, որ հումուսի բարձր պարունակությամբ հողերն ավելի մեծ չափով կուտակում են ՀՄ-ներ և բնութագրվում են ՖԱ-ի ավելացմամբ:[...]

Այս խմբի միացությունները արգելակում են նոր ընձյուղների աճը, ժամանակավորապես նվազեցնում են շաքարի ճակնդեղի ինվերտազային ակտիվությունը և ճնշում քլորոֆիլի կենսասինթեզը: Այնուամենայնիվ, նրանց հիմնական ազդեցությունը արոմատիկ ամինաթթուների կենսասինթեզը ճնշելն է: Այնպիսի միացություններ, ինչպիսին է N-ֆոսֆոնմեթիլգլիցինը, ճնշում են այս սինթեզը՝ գործելով դեհիդրոկինային և պրեֆենիկ թթուների փոխակերպման վայրերում:

Ըստ երևույթին, սախարոզայի ձևավորումը տեղի է ունենում ֆլոեմի պարենխիմային բջիջներում, որտեղից այն մտնում է մաղի խողովակները, որոնք զուրկ են սախարոզա (ինվերտազ) քայքայող ֆերմենտներից, ինչը որոշում է այս միացության անվտանգությունը դրա տեղափոխման ամբողջ ճանապարհին: [...]

Կատարված աշխատանքը թույլ է տալիս եզրակացնել, որ կապարի և նիկելի շարժական ձևերի կուտակումը MPC-ն գերազանցող չափաբաժիններով հանգեցնում է հողերում ֆերմենտային ակտիվության նվազմանը: Հողերում պրոթեզերոնի, ուրեազի և ինվերտազի ակտիվության նվազումը առաջացնում է սպիտակուցների, միզանյութի և օլիգոսաքարիդների հիդրոլիզի գործընթացների համապատասխան արգելակում, ինչը, ընդհանուր առմամբ, հանգեցնում է հողերի կենսաբանական ակտիվության նվազմանը: ՊՏ-ի փոփոխությունը հողերի էկոլոգիական վիճակի ախտորոշման խոստումնալից մեթոդ է: Մեր ուսումնասիրած ֆերմենտներից ուրեազն ամենաբարձր ախտորոշիչ հատկություններն է ցուցադրում:[...]

Հողերի վիճակը գնահատվել է կենսացուցանիշի երկու եղանակով՝ հողերի ֆերմենտային ակտիվությամբ և փորձարկման օբյեկտի վրա հողերի մուտացիոն ազդեցությամբ: Քաղաքային հողերում որոշվել է երեք ֆերմենտների՝ ինվերտազի, կատալազի և ուրեազի ակտիվությունը (Խազիև, 1990), որոնցից առավել փոփոխականը եղել է ուրեազի ակտիվությունը։ Այդ իսկ պատճառով ինտեգրալ գնահատման համար ընտրվել են տվյալ ֆերմենտի ցուցանիշները, որոնց ակտիվությունը մեծապես կախված էր հողում աղտոտիչների լայն տեսականիի կոնցենտրացիայից։[...]

Հիստոքիմիական անալիզները հնարավորություն են տվել պարզել ծաղկափոշու և փոշու խողովակների օքսիդատիվ ռեժիմի ընդհանրությունը անգիոսպերմերի տարբեր ներկայացուցիչների մոտ։ Հաստատվել է, որ առավել ինտենսիվ կենսաքիմիական պրոցեսները տեղի են ունենում ծաղկափոշու խողովակի ծայրում։[...]

Էվոկացիոն փոփոխությունների մեկ այլ խումբ կապված է վերարտադրողական զարգացման մորֆոգենետիկ ծրագրի իրականացման համար անհրաժեշտ էներգետիկ գործընթացների ակտիվացման հետ։[...]

Երբ մեծ քանակությամբ HCBD ներմուծվում է ինչպես հեղուկ, այնպես էլ հատիկավոր տեսքով, միկրոօրգանիզմների որոշակի խմբերի զարգացման արգելքը չի վերանում նույնիսկ ֆումիգացիայից մեկուկես տարի հետո: Հողի ֆերմենտների (կատալազի և ինվերտազի) ակտիվությունը, ըստ այս փորձարարական տարբերակների, կազմում է հսկիչ տարբերակում ֆերմենտների ակտիվության 70-80%-ը HCBD-ի (հեղուկ և հատիկավոր) մեծ դրույքաչափերի ներդրումից 5 ամիս հետո: , հողում նվազում է նիտրատների պարունակությունը, ինչը վկայում է նիտրացման գործընթացի արգելման մասին։[...]

Հողերի ագրոքիմիական հատկությունները որոշվել են ընդհանուր ընդունված մեթոդներով, ջրի և աղի քաղվածքների pH-ն՝ պոտենցիոմետրիկ, ածխածնի պարունակությունը՝ Տյուրինի մեթոդով, շարժական ազոտը՝ ըստ Բաշկինի և Կուդեյարովի, շարժական ֆոսֆորը՝ ըստ Չիրիկովի, հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը (ինվերտազ, ուրեազ և կատալազ) - ըստ Խազիևի:[ ...]

Շողացող սնկերի շատ ներկայացուցիչներ ունեն ամիլազային ֆերմենտ, որով օրգանիզմները քայքայում են օսլան տարբեր ինտենսիվությամբ՝ կախված բերքի տեսակից։ Որոշ մշակույթներ օսլան քայքայվում են դեքստրինների, մյուսները՝ շաքարի։ Որոշ ակտինոմիցետներ պարունակում են ինվերտազ ֆերմենտ, որը բաժանում է սախարոզը հեշտությամբ մարսվող շաքարների՝ գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի: Նշվել է, որ պրոակտինոմիցետները կարող են մետաբոլիզացնել սախարոզը՝ առանց դրա տարրալուծման:[...]

Աղտոտվածության նման մակարդակն արտացոլվել է նաև բույսերին հասանելի ծանր մետաղների միացությունների շարժական ձևերի պարունակության մեջ: Նրանց թիվը նույնպես աճել է 1,5-2 եւ նույնիսկ 5 անգամ։ Այս փոփոխությունները ազդել են հողի բիոտայի վրա, ընդհանուր հատկություններհողերը և հողի բերրիությունը. Մասնավորապես կտրուկ նվազել է հողի ֆերմենտների ակտիվությունը՝ ինվերտազ, ֆոսֆատազ, ուրեազ, կատալազ; CO2-ի արտադրությունը նվազել է մոտավորապես 2 անգամ։ Ֆերմենտային ակտիվությունը հող-բույս ​​համակարգում բնապահպանական իրավիճակի լավ անբաժանելի ցուցիչ է: Աղտոտված հողերի վրա կտրուկ նվազել է նաեւ մշակաբույսերի բերքատվությունը տարբեր մշակույթներ. Այսպիսով, լոլիկի բերքատվությունը (ց/հա) միջինը 118,4-ից նվազել է մինչև 67,2; վարունգ - 68,3-ից մինչև 34,2; կաղամբ - 445,7-ից մինչև 209,0; կարտոֆիլ - 151,8-ից 101,3; խնձոր՝ 72,4-ից մինչև 32,6 և դեղձ՝ 123,6-ից մինչև 60,6։[...]

Ջրհեղեղի տունդրայի հողերի շարքում կենսաքիմիական ակտիվության ներուժը մեծանում է գետային սելավատարի հողերից դեպի կենտրոնական և մերձտերասային: Իր հերթին, օրգանական ջրհեղեղային հողերում ֆերմենտային ակտիվությունն ավելի բարձր է, քան հանքային հողերում: Ուսումնասիրված հողերի հումուսային հորիզոններում (0-13 սմ) նկատվում է ուրեազի, ինվերտազի, ֆոսֆատազի և դեհիդրոգենազի բավականին բարձր ակտիվություն՝ ազոտի, ածխաջրերի, ֆոսֆորի և ռեդոքսի նյութափոխանակության գործընթացներում ներգրավված ֆերմենտներ։[...]

Ֆոսֆատազի ակտիվությունը ցածր է, և շատ դեպքերում չկա ֆոսֆատազի ակտիվություն, ինչը կապված է շարժական ֆոսֆորի շատ ցածր պարունակության հետ՝ հումուս-տորֆային հորիզոններում դրա զանգվածային ձևերի համեմատաբար բարձր պարունակության ֆոնի վրա: Ի տարբերություն ազոտի և ֆոսֆորի նյութափոխանակության գործընթացներում ներգրավված ֆերմենտների, ածխաջրածնային նյութափոխանակության ֆերմենտները (ինվերտազ) ցուցադրում են իրենց ակտիվությունը մինչև գերմշտական ​​սառույցի հորիզոններ, ինչը որոշվում է պրոֆիլի հումուսի պարունակությամբ:[...]

Փորձի չորս տարիների ընթացքում հողի ֆերմենտային ակտիվության փոփոխությունը ներկայացված է Աղյուսակում: 6.8. Ինչպես երևում է ստացված արդյունքներից, ուրեազի և ֆոսֆատազի ակտիվությունը նվազել է, բայց հիմնական օրինաչափությունները՝ ավելի բարձր ակտիվություն տարբերակներում՝ առանց EPS-ի օգտագործման տորֆ և հանքային պարարտանյութեր կիրառելիս, և ֆերմենտային ակտիվության բացակայությունը վերահսկող տարբերակներում, մնում են: Միևնույն ժամանակ, ինվերտազի ակտիվությունը, որը կարևոր դեր է խաղում բիոգեոցենոզում ածխածնի ցիկլի մեջ, չորրորդ տարում աճում է գրեթե բոլոր փորձարարական տարբերակներում, այդ թվում՝ PPS-ի ավելացմամբ, որը նույնպես հաստատում է հանքայնացման գործընթացների ինտենսիվությունը։ տորֆից և տիեզերքից:[...]

Ջուրը բոլոր տեսակի աղտոտիչներից, հատկապես սինթետիկներից մաքրելու շատ խոստումնալից մեթոդ է անշարժացված (ֆիքսված, չլուծվող) ֆերմենտների օգտագործումը՝ «երկրորդ սերնդի ֆերմենտներ»: Ջրում չլուծվող կրիչի վրա ֆերմենտներ ֆիքսելու և նման հզոր կատալիզատորներ օգտագործելու գաղափարը. տեխնոլոգիական գործընթացներիսկ բժշկությունն առաջացել է շատ վաղուց։ Դեռևս 1916 թվականին ինվերտազը ներծծվում էր ակտիվացված ածխածնի վրա՝ թարմ մեկուսացված ալյումինի հիդրօքսիդում: 1951 թվականից ի վեր սպիտակուցների միացումը ցելյուլոզայի հետ օգտագործվել է հակամարմինների մասնատման և անտիգենների մեկուսացման համար։ Մինչեւ վերջերս ֆերմենտների ֆիքսման միայն մեկ մեթոդ կար՝ սովորական ֆիզիկական կլանումը։ Այնուամենայնիվ, կլանման հզորությունը հայտնի նյութերսպիտակուցների նկատմամբ ակնհայտորեն անբավարար է, և կպչուն ուժերը փոքր են, և ֆերմենտի և ներծծող նյութի մակերեսի միջև կապի խզումը կարող է առաջանալ գործընթացի պայմանների ամենափոքր փոփոխություններից: Հետևաբար, անշարժացման այս մեթոդը լայն կիրառություն չի գտել, բայց քանի որ այն պարզ է և, ըստ երևույթին, կարող է օգնել պարզել կենդանի համակարգերում, տիղմում և հողում ֆերմենտների գործողության մեխանիզմը և որոշ դեպքերում կիրառել գործնականում, որոշ հետազոտողներ ուսումնասիրում է ֆերմենտների կլանումը, նոր, արդյունավետ միջավայրի որոնումը և այլն:[...]

Հաշվի առնելով էթիլենի հետևանքով առաջացած աճի և զարգացման ընդգծված և երկարատև ֆիզիոլոգիական փոփոխությունները, զարմանալի չէ, որ փոփոխություններ տեղի են ունենում նաև ՌՆԹ-ի և սպիտակուցի սինթեզում և ֆերմենտային ակտիվության մեջ: Էթիլենի անմիջական ազդեցության հնարավորությունը տարբեր ֆերմենտների, ինչպիսիք են գլյուկոզիդազը, ա-ամիլազը, ինվերտազը և պերօքսիդազը, բազմիցս փորձարկվել են, սակայն բացասական արդյունքներ են ստացվել, սակայն մի շարք ֆերմենտների սինթեզը ակնհայտորեն աճում է: Պերօքսիդազը էթիլենի ազդեցությունից հետո համեմատաբար արագ սինթեզվող ֆերմենտներից մեկն է: Ցիտրուսային մրգերում ուժեղանում է ֆենիլ-ալանինային ամոնիակ լիազի սինթեզը, և CO2-ը և տրանսկրիպցիոն արգելակիչները արգելափակում են այս գործընթացը: Տարանջատող հյուսվածքում էթիլենը առաջացնում է ցելյուլազայի ձևավորում: Այս էֆեկտի և տարանջատման գործընթացի խթանման միջև կապն ակնհայտ է։ Ճիշտ է, արագացված տարանջատումը տեղի է ունենում նույնիսկ ցելյուլազայի սինթեզի աճից առաջ, բայց դա, հավանաբար, բացատրվում է նրանով, որ էթիլենը նաև առաջացնում է ցելյուլազի ազատում կապված ձևից և դրա սեկրեցումը միջբջջային տարածություններում: Գարու ալեուրոնի բջիջներից ամիլազի արտազատումը նույնպես արագանում է էթիլենի ազդեցությամբ։ Էթիլենի արագ ազդեցությունը, օրինակ՝ բջիջների երկարացման ճնշումը, որն ի հայտ է գալիս ընդամենը 5 րոպե հետո, կապված է թաղանթների վրա ազդեցության հետ, այլ ոչ թե սպիտակուցի սինթեզի փոփոխության հետ:[...]

Ինչպես հայտնի է, հողերի թունավորության պատճառներից մեկը դրանց աղակալումն է։ Օգտագործված հորատման հեղուկները և հորատման հատումները որոշ դեպքերում պարունակում են հողի համար վտանգավոր հանքային աղերի զգալի քանակություն: Հետևաբար, հետաքրքիր է բացահայտել այս գործոնի ազդեցությունը հողերի կենսաբանական արտադրողականության վրա: Հետազոտության արդյունքները ցույց են տալիս, որ 0 8-4,0 կտ/մ2-ից ավելի հանքային միացություններ կտրուկ նվազեցնում են ինվերտազային ակտիվությունը, իսկ 1,5-1,6 կգ/մ2-ից ավելի հողը սկսում են էապես ազդել մշակվող հողերի բերքատվության վրա մշակաբույսեր.[...]

Մեղրը բարձր կալորիականությամբ մթերք է։ Բնական մեղրը քաղցր, մածուցիկ և անուշաբույր նյութ է, որը մեղուները արտադրում են բույսերի նեկտարից, ինչպես նաև մեղրից կամ մեղրից։ Մեղրը կարող է հայտնվել որպես բյուրեղացած զանգված։ Մեղրի արժեքը կայանում է նրանում, որ այն ունի մանրէասպան հատկություն։ Ուստի մեղրը ոչ միայն արժեքավոր սննդամթերք է, այլ նաև բուժիչ։ Ծաղկի մեղրի հիմնական բաղադրիչները մրգի և խաղողի շաքարներն են, որոնցից այն պարունակում է մոտ 75%: Մեղրի կալորիականությունը ավելի քան 3 հազար կալորիա է։ Այն պարունակում է ֆերմենտներ՝ դիաստազ (կամ ամիլազ), ինվերտազ, կատալազ, լիպազ։[...]

Ուսումնասիրությունները կատարվել են Սիսոլա գետի ստորին հոսանքի հովտում (Կոմի Հանրապետություն, միջին տայգայի ենթագոտի): Հողերի կենսաքիմիական պարամետրերը բնութագրվել են օքսիդորեդուկտազների (կատալազ), հիդրոլազների (ինվերտազ) ակտիվության մակարդակով և հողի մակերեսից CO2-ի արտանետմամբ: Ընտրության բոլոր ժամանակաշրջաններում առավելագույն արժեքներկատալիտիկ ակտիվություն է նկատվել Ադլ հողի անտառային աղբում (4,2-8,6 մլ 02/գ հող), որն ամենաչորն է ուսումնասիրված հողերի շարքում: Այնուամենայնիվ, Ալ հողն առաջատարն էր ինվերտազային մակարդակների առումով բոլոր նմուշառման ժամանակաշրջաններում (11,9-37,8 մգ գլյուկոզա/գ հող AO հորիզոնում): Նույն հողում CO2-ի առավելագույն արտանետումը գրանցվել է հուլիսին (0,60±0,19) կգ/հա/ժամ: Օգտագործելով BAP ինտեգրալ ցուցանիշը, որը հաշվի է առնում կենսաբանական ակտիվության բոլոր պարամետրերը, ցույց է տրվում, որ ամենաակտիվ կենսաբանական պրոցեսները բոլոր նմուշառման ժամանակաշրջաններում տեղի են ունենում Ալ հողում, որը միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում Ադլ և Ալբ հողերի միջև հիդրոթերմային ռեժիմում: .[...]

Նիտրացման գործընթացի ապակայունացումը խաթարում է նիտրատների մուտքը կենսաբանական ցիկլ, որոնց քանակությունը որոշում է արձագանքը դենիտրիֆիկացնող համալիրի միջավայրի փոփոխություններին: Դենիտրիֆիկատորների ֆերմենտային համակարգերը նվազեցնում են ամբողջական վերականգնման արագությունը՝ վերջնական փուլում ներգրավելով ավելի քիչ ազոտի օքսիդ, որի իրականացումը պահանջում է զգալի էներգիայի ծախսեր։ Արդյունքում, էրոզիայի ենթարկված էկոհամակարգերի վերգետնյա մթնոլորտում ազոտի օքսիդի պարունակությունը հասել է 79 - 83%-ի (Kosinova et al., 1993): Չեռնոզեմներից որոշ օրգանական նյութերի օտարումը էրոզիայի ազդեցության տակ արտացոլվում է ազոտային ֆոնդի համալրման մեջ ֆոտո և հետերոտրոֆիկ ազոտի ֆիքսման ժամանակ՝ աերոբ և անաէրոբ: Էրոզիայի առաջին փուլերում ազոտի ճշգրիտ անաէրոբ ֆիքսումը ճնշվում է արագ տեմպերով օրգանական նյութերի անկայուն մասի պարամետրերի պատճառով (Խազիև, Բագաուտդինով, 1987): Ինվերտազ և կատալազ ֆերմենտների ակտիվությունը խիստ լվացված չեռնոզեմներում նվազել է ավելի քան 50%-ով՝ չլվացվածների համեմատ։ Գորշ անտառային հողերում, քանի որ դրանց էրոզիան մեծանում է, ինվերտազային ակտիվությունը ամենից կտրուկ նվազում է: Եթե ​​թույլ էրոզիայի ենթարկված հողերում նկատվում է ակտիվության աստիճանական թուլացում խորության հետ, ապա ուժեղ էրոզիայի ենթարկված հողերում ինվերտազային ակտիվությունը շատ փոքր է կամ չի նկատվում ընդերքի շերտում: Վերջինս կապված է ցերեկային մակերեսին չափազանց ցածր ֆերմենտային ակտիվությամբ իլյուվիալ հորիզոնների առաջացման հետ։ Ֆոսֆատազի և հատկապես կատալազի ակտիվությունից հստակ կախվածություն չկար հողի էրոզիայի աստիճանից (Լիչկո, 1998):[...]

Քարաքոսերի հիմնական նյութերը հիմնականում նույնն են, ինչ մյուս բույսերում: Հիֆային թաղանթները հիմնականում կազմված են ածխաջրերից (C30 H60 K4 019) հիֆերում։ Բնութագրական անբաժանելի մասն է hyphae-ն պոլիսախարիդային լիխենին է (C6H10O6)n, որը կոչվում է քարաքոսի օսլա: Քիչենինի ավելի քիչ տարածված իզոմեր՝ իզոլիչենինը, ի լրումն հիֆալ թաղանթների, հայտնաբերվում է պրոտոպլաստում։ Քարաքոսերի բարձր մոլեկուլային պոլիսախարիդներից, մասնավորապես հիֆերի թաղանթներում, հանդիպում են կիսելյուլոզներ, որոնք ակնհայտորեն պահուստային ածխաջրեր են։ Որոշ քարաքոսերի միջբջջային տարածություններում հայտնաբերվել են պեկտինային նյութեր, որոնք, կլանելով մեծ քանակությամբ ջուր, ուռեցնում և լորձաթաղում են թալուսը։ Քարաքոսերում հանդիպում են նաև բազմաթիվ ֆերմենտներ՝ ինվերտազ, ամիլազ, կատալազ, ուրեազ, զիմազ, լիխենազ, այդ թվում՝ արտաբջջային։ Ազոտ պարունակող նյութերից քարաքոսերի հիֆերում հայտնաբերվել են բազմաթիվ ամինաթթուներ՝ ալանին, ասպարտաթթու, գլուտամինաթթու, լիզին, վալին, թիրոզին, տրիպտոֆան և այլն: Ֆիկոբիոնտը վիտամիններ է արտադրում քարաքոսերում, բայց գրեթե միշտ փոքր քանակությամբ: [...]

Փորձերի ընթացքում պարզվել է, որ հորատման կիսահեղուկ և պինդ թափոնները չափազանց բացասաբար են ազդում հողերի կենսաբանական արտադրողականության վրա։ Հայտնի է, որ ամենամեծ բացասական ազդեցությունն ունեն թափոնների մեջ պարունակվող նավթն ու նավթամթերքը։ Այս աղտոտիչները զգալիորեն նվազեցնում են ռեդոքս և հիդրոլիտիկ ֆերմենտների ակտիվությունը, ինչը հանգեցնում է հողի մանրէաբանական ակտիվության ճնշմանը: Այս ազդեցությունն ընդգծված է 4-5%-ից ավելի նավթ և նավթամթերք պարունակող թափոնների համար: Այս աղտոտիչի ավելի ցածր պարունակության դեպքում դիտարկվող հողատեսակների կենսագործունեության նվազեցման ազդեցությունը բնորոշ է 3-ից 6 ամիս ժամանակահատվածի համար, այնուհետև նկատվում է ազոտի ամրագրող, ապանիտրացնող և սուլֆատ նվազեցնող բակտերիաների աճ: , որոնք օգտագործում են նավթը և դրա ածանցյալները որպես ածխածնի և էներգիայի աղբյուր, և արդյունքում տեղի է ունենում նավթի աստիճանական օքսիդացում և հանքայնացում։ Միաժամանակ մշակաբույսերի բերքատվությունը և ինվերտազային ակտիվությունը բնականաբար նվազում են։ Երբ թափոնը պարունակում է ավելի քան 5% նավթ և նավթամթերք, ածխաջրածնային օքսիդացնող բակտերիալ միկրոֆլորայի տեսանելի ակտիվություն չի նկատվում նույնիսկ 1 տարի անց: Թափոնների աղտոտման այս մակարդակը կրիտիկական է և, հետևաբար, պահանջում է հատուկ ագրոտեխնիկական և ագրոքիմիական մեթոդների կիրառում, որոնք խթանում են հողերի կենսաբանական արտադրողականությունը (ազոտ, ֆոսֆոր և կալիում պարունակող պարարտանյութերի կիրառում, նավթային աղտոտվածության գոտու ինտենսիվ օդափոխություն. հատուկ խոտերի ցանում բարձրացնել ածխաջրածին մարսող բակտերիալ միկրոֆլորայի ակտիվությունը):[ ...]

Ուսումնասիրել կիսահեղուկ (օգտագործված հորատման հեղուկների) և պինդ (հորատման հատումներ) հորատման թափոնների ազդեցության մեխանիզմը և բնույթը, այսինքն. թափոնների այն տեսակները, որոնք ցեխահորերում հանքային հողով լցվում են դրանց հեռացման ժամանակ, իրականացվել են բուսական-դաշտային և դաշտային ուսումնասիրություններ հողերի կենսաբանական արտադրողականության և դրա հիման վրա աղտոտված հողերի վերականգնման ագրոտեխնիկական միջոցառումների համալիրի մշակման վրա: . Փորձերն իրականացվել են ստանդարտ մեթոդներով։ Մենք փորձարկեցինք հորատման թափոնների հետ՝ տարբեր աստիճանի աղտոտվածություն նավթով և նավթամթերքներով (OP), օրգանական ածխածնով (քիմիական թթվածնի պահանջարկի ցուցիչ - COD) և հանքային աղերով (կալցինացված մնացորդի ցուցիչ - PO), որոնք ավելացվել են հողին 1: 1 հարաբերակցությամբ: Աղտոտված թափոնների շրջանակը և մակարդակը հետևյալն են. NG1-ի համար՝ 1,0-12,0%; ըստ COD - 20.0 - 60.0 կգ / մ 3; ըստ ծրագրային ապահովման (հաշվարկված հողի մակերեսի մեկ միավորի համար) - 0,4-1,6 կգ/մ2 հող: Ուսումնասիրություններում օգտագործվել է երեք տեսակի հող, այսինքն. հողերի ամենատարածված տեսակները, որոնց վրա հորատումներ են իրականացվում հողերի ակտիվ գյուղատնտեսական օգտագործման տարածքներում: Հողերի կենսաբանական արտադրողականության ինտեգրալ ցուցանիշներն էին «Կուրիեր» սորտի ստանդարտ գարու բերքատվությունը և ինվերտազի ակտիվությունը, որը որոշվել է հայտնի մեթոդով։[...]

Այնուամենայնիվ, չնայած քարաքոսերի և այն սուբստրատի միջև առկա սերտ հարաբերություններին, դեռևս հաստատապես հայտնի չէ, թե քարաքոսերն օգտագործում են ենթաշերտը միայն որպես կցման վայր, թե՞ դրանից արդյունահանում են իրենց կյանքի համար անհրաժեշտ որոշ սննդանյութեր: Մի կողմից, քարաքոսերի՝ սննդանյութերով աղքատ սուբստրատների վրա աճելու ունակությունը հիմք է տալիս ենթադրելու, որ նրանք օգտագործում են ենթաշերտը միայն որպես կցման վայր: Այնուամենայնիվ, մյուս կողմից, քարաքոսերի կողմից բնակեցման ժամանակ դրսևորվող ընտրողական հանդուրժողականությունը, դրանց մեծ մասի խիստ սահմանափակումը կոնկրետ սուբստրատի մեջ, քարաքոսերի բուսականության տեսակային կազմի կախվածությունը ոչ միայն ֆիզիկական, այլև քիմիական հատկություններսուբստրատը ակամա առաջարկում է, որ քարաքոսերը օգտագործեն ենթաշերտը և ինչպես լրացուցիչ աղբյուրսնուցում. Դա հաստատում են վերջին տարիներին անցկացված կենսաքիմիական հետազոտությունները։ Օրինակ, պարզվեց, որ տարբեր ծառատեսակների վրա աճող նույն տեսակի քարաքոսը կարող է ունենալ քարաքոսերի տարբեր բաղադրություններ։ Նույնիսկ ավելի ակնհայտ ապացույցը քարաքոսերում արտաբջջային ֆերմենտների հայտնաբերումն է, որոնք արտանետվում են արտաքին միջավայր: Արտաբջջային ֆերմենտները, ինչպիսիք են ինվերտազը, ամիլազը, ցելյուլազը և շատ ուրիշներ, բավականին լայնորեն ներկայացված են քարաքոսերում և ունեն բավականին բարձր ակտիվություն: Ավելին, ինչպես պարզվեց, նրանք առավել ակտիվ են թալուսի ստորին հատվածում, որով քարաքոսը կցվում է սուբստրատին։ Սա վկայում է սուբստրատի վրա քարաքոսերի թալուսի ակտիվ ազդեցության հնարավորության մասին՝ դրանից լրացուցիչ սննդանյութեր հանելու համար։

Ներածություն...3

1. Գրականության ստուգատես...5

1.1 Հողերի ֆերմենտային ակտիվության հասկացությունը...5

1.2 Ծանր մետաղների ազդեցությունը ֆերմենտային ակտիվության վրա

1.3. Ագրոքիմիկատների ազդեցությունը հողերի ֆերմենտային ակտիվության վրա...23

2. Փորձարարական մաս...32

2.1 Հետազոտության օբյեկտներ, մեթոդներ և պայմաններ...32

2.2. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը կապարով աղտոտված սոդ-պոդզոլային հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...34

2.2.1. Կապարով աղտոտված հողի ագրոքիմիական բնութագրերը և դրա պարունակությունը փորձի հողում...34

2.2.2. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը գարնանացան հացահատիկային մշակաբույսերի բերքատվության վրա վերնագրման փուլում կապարով աղտոտված հողի վրա...41

2.2.3. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը կապարով աղտոտված հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...43

2.3. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը կադմիումով աղտոտված սոդապոդզոլային հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...54

2.3.1. Կադմիումով աղտոտված հողի ագրոքիմիական բնութագրերը և դրա պարունակությունը փորձի հողում...54

2.3.2. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը գարնանացան հացահատիկային մշակաբույսերի բերքատվության վրա վերնագրման փուլում կադմիումով աղտոտված հողի վրա...60

2.3.3. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը կադմիումով աղտոտված հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...62

2.4. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը ցինկով աղտոտված սոդ-պոդզոլային հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...69

2.4.1. Ցինկով աղտոտված հողի ագրոքիմիական բնութագրերը և դրա պարունակությունը փորձարարական հողում...69

2.4.2. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը գարնանացան հացահատիկային մշակաբույսերի բերքատվության վրա վերնագրի փուլում ցինկով աղտոտված հողի վրա...75

2.4.3. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը ֆերմենտային ակտիվության վրա

ցինկով աղտոտված հող...76

2.5. Ագրոքիմիական ֆոների ազդեցությունը պղնձով աղտոտված սոդ-պոդզոլային հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա...82

2.5.1. Պղնձի աղտոտվածությամբ հողի ագրոքիմիական բնութագրերը և դրա պարունակությունը փորձի հողում...83

2.5.2. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը գարնանացան հացահատիկային մշակաբույսերի բերքատվության վրա վերնագրի փուլում պղնձով աղտոտված հողի վրա...89

2.5.3. Ագրոքիմիական ֆոնի ազդեցությունը ֆերմենտային ակտիվության վրա

պղնձով աղտոտված հող...90

Եզրակացություն...96

Եզրակացություններ...99

Հղումներ...101

Դիմում

Ներածություն

Ներածություն.

Ագրոքիմիկատների օգտագործումը ագրոէկոհամակարգում էական պայման է ժամանակակից գյուղատնտեսության զարգացման համար։ Սա թելադրված է հողի բերրիության մակարդակը պահպանելու և բարելավելու, արդյունքում բարձր և կայուն բերքատվություն ստանալու անհրաժեշտությամբ։

Ագրոքիմիկատները ագրոցենոզում կատարում են մի շարք էկոլոգիական գործառույթներ (Mineev, 2000): Ագրոքիմիայի կարևորագույն գործառույթներից է ծանր մետաղներով (ՀՄ) և այլ թունավոր տարրերով ագրոէկոհամակարգերի տեղական և գլոբալ տեխնածին աղտոտման բացասական հետևանքների նվազեցումը:

Ագրոքիմիական նյութերը նվազեցնում են ՀՄ-ների բացասական ազդեցությունը մի քանի առումներով, ներառյալ դրանց անակտիվացումը հողում և ուժեղացնում բույսերի ֆիզիոլոգիական արգելքի գործառույթները, որոնք կանխում են ՀՄ-ների մուտքը դրանց մեջ: Եթե ​​գրականության մեջ շատ տեղեկություններ կան հողում ՀՄ-ների անակտիվացման հարցի վերաբերյալ (Իլյին, 1982, և այլն, Օբուխով, 1992, Ալեքսեև, 1987 և այլն), ապա արգելքի ուժեղացման վերաբերյալ կան միայն մի քանի ուսումնասիրություններ: բույսերի գործառույթները. Ագրոքիմիական նյութերի ազդեցության տակ ֆիզիոլոգիական արգելքի ֆունկցիաների ուժեղացման շնորհիվ զգալիորեն ավելի քիչ ՀՄ-ներ են մտնում բույսեր, երբ դրանք նույնն են տարբեր ագրոքիմիական ֆոնի վրա (Սոլովիևա, 2002): Արգելքների գործառույթների ուժեղացումը ուղեկցվում է բույսերի սնուցման օպտիմալացմամբ, արդյունքում՝ հողի կենսաբանական վիճակի բարելավմամբ։

Այս էկոլոգիական ֆունկցիան, այն է՝ ագրոքիմիկատների ազդեցության տակ ծանր մետաղներով աղտոտված հողի մանրէաբանական համայնքի կենսագործունեության և կառուցվածքի բարելավումը, դեռևս չունի բավարար փորձարարական հիմնավորում:

Հայտնի է, որ կենսաբանական ակտիվության որոշ ցուցանիշներ, երբ հողում սթրեսային իրավիճակ է առաջանում, փոխվում են ավելի վաղ, քան

հողի այլ բնութագրեր, օրինակ՝ ագրոքիմիական (Զվյագինցև, 1989, Լեբեդևա, 1984)։ Հողի ֆերմենտային ակտիվությունը նման ցուցանիշներից մեկն է։ Բազմաթիվ հետազոտություններ հաստատել են ծանր մետաղների բացասական ազդեցությունը ֆերմենտների ակտիվության վրա։ Միաժամանակ հայտնի է, որ ագրոքիմիկատները պաշտպանիչ ազդեցություն ունեն հողի ֆերմենտային ակտիվության վրա։ Մենք փորձեցինք այս խնդիրը դիտարկել որպես ամբողջություն և պարզել, թե արդյոք ագրոքիմիկատների շրջակա միջավայրի պաշտպանիչ հատկությունները դրսևորվում են հողի ֆերմենտային ակտիվության հետ կապված, երբ աղտոտվում են կենսագեն և աբիոգեն մետաղներով: Ագրոքիմիկատների այս կողմը կարող է հայտնաբերվել միայն այն դեպքում, եթե տարբեր տարբերակներփորձ, կլինի նույն քանակությամբ ՀՄ, և դա հնարավոր է միայն հողի թթվայնության նույն ցուցանիշներով: Գրականության մեջ մեզ չհաջողվեց գտնել նման փորձարարական տվյալներ:

1. ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1.1. Հողերի ֆերմենտային ակտիվության հայեցակարգը.

Հողի մեջ նյութերի և էներգիայի փոխակերպման հետ կապված բոլոր կենսաբանական գործընթացներն իրականացվում են ֆերմենտների օգնությամբ, որոնք կարևոր դեր են խաղում բույսերի սննդանյութերի մոբիլիզացման գործում, ինչպես նաև որոշում են ամենակարևոր կենսաքիմիական գործընթացների ինտենսիվությունը և ուղղությունը: հումուսի սինթեզով և տարրալուծմամբ, օրգանական միացությունների հիդրոլիզով և հողի ռեդոքս ռեժիմով (1976; 1979 և այլն)։

Հողի ֆերմենտային գործունեության ձևավորումը և գործունեությունը բարդ և բազմագործոն գործընթաց է: Համակարգային-էկոլոգիական հայեցակարգի համաձայն, այն ներկայացնում է հողում ֆերմենտային ակտիվության մուտքի, կայունացման և դրսևորման էկոլոգիապես որոշված ​​գործընթացների միասնությունը (Խազիև, 1991): Այս երեք օղակները սահմանվում են որպես ֆերմենտների արտադրության, անշարժացման և գործողության բլոկներ (Խազիև, 1962):

Հողի մեջ ֆերմենտները հողի կենսացենոզի նյութափոխանակության արտադրանք են, սակայն դրանց կուտակման մեջ տարբեր բաղադրիչների ներդրման մասին կարծիքները հակասական են։ Մի շարք հետազոտողներ (Կոզլով, 1964, 1966, 1967; Կրասիլնիկով, 1958 և ուրիշներ) կարծում են, որ հողը ֆերմենտներով հարստացնելու հիմնական դերը պատկանում է բույսերի արմատային սեկրեցներին, այլ (Katsnelson, Ershov, 1958 և այլն) - հողի կենդանիներին, մինչդեռ մեծամասնությունը (Galstyan, 1963; Peive, 1961; Zvyagintsev, 1979; Kozlov, 1966; Drobnik, 1955; Hofmann, Seegerer, 1951; Seegerer, 1953; Hofmann, 11955, Hoffmann; , 1958, 1964, 1971, Sequi, 1974 և այլն) կարծում են, որ հողի ֆերմենտային ֆոնդը բաղկացած է ներբջջային և արտաբջջային ֆերմենտներից, որոնք հիմնականում ունեն մանրէաբանական ծագում:

Հողի ֆերմենտները մասնակցում են բույսերի, կենդանիների և մանրէների մնացորդների քայքայմանը, ինչպես նաև հումուսի սինթեզին։ Ֆերմենտային պրոցեսների արդյունքում սննդանյութերը դժվարամարս են

միացությունները վերածվում են բույսերի և միկրոօրգանիզմների համար հեշտ հասանելի ձևերի: Ֆերմենտները բնութագրվում են բացառիկ բարձր ակտիվությամբ, գործողության խիստ սպեցիֆիկությամբ և շրջակա միջավայրի տարբեր պայմաններից մեծ կախվածությամբ։ Վերջին հատկանիշը մեծ նշանակություն ունի հողում դրանց գործունեության կարգավորման համար (Խազիև, 1982 և.

Հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը ըստ (1979 թ.)

բաղկացած է:

ա) արտաբջջային անշարժացված ֆերմենտներ.

բ) արտաբջջային ազատ ֆերմենտներ.

գ) մահացած բջիջների ներբջջային ֆերմենտներ.

դ) արհեստական ​​փորձարարական պայմաններում ձևավորված և տվյալ հողի համար ոչ բնորոշ ներբջջային և արտաբջջային ֆերմենտներ.

Հաստատվել է, որ յուրաքանչյուր ֆերմենտ գործում է միայն շատ կոնկրետ նյութի կամ նյութերի նմանատիպ խմբի վրա և ամբողջությամբ որոշակի տեսակ քիմիական կապ. Դա պայմանավորված է նրանց խիստ յուրահատկությամբ:

Իրենց կենսաքիմիական բնույթով բոլոր ֆերմենտները բարձր մոլեկուլային սպիտակուցային նյութեր են։ Ֆերմենտային սպիտակուցների պոլիպեպտիդային շղթան գտնվում է տիեզերքում չափազանց բարդ ձևով, որը յուրահատուկ է յուրաքանչյուր ֆերմենտի համար: Մոլեկուլներում ամինաթթուների ֆունկցիոնալ խմբերի որոշակի տարածական դասավորությամբ6):

Ֆերմենտային կատալիզը սկսվում է ակտիվ միջանկյալ նյութի` ֆերմենտ-սուբստրատային համալիրի ձևավորմամբ: Համալիրը սուբստրատի մոլեկուլի միացման արդյունք է ֆերմենտի կատալիտիկ ակտիվ կենտրոնին։ Այս դեպքում սուբստրատի մոլեկուլների տարածական կոնֆիգուրացիաները որոշակիորեն փոփոխվում են: Նոր կողմնորոշված

Ֆերմենտի վրա արձագանքող մոլեկուլների տեղադրումը ապահովում է ֆերմենտային ռեակցիաների բարձր արդյունավետություն, որոնք նպաստում են ակտիվացման էներգիայի նվազմանը (Խազիև, 1962):

Ֆերմենտի կատալիտիկ ակտիվության համար պատասխանատու է ոչ միայն ֆերմենտի ակտիվ կենտրոնը, այլ նաև մոլեկուլի ամբողջ կառուցվածքը։ Ֆերմենտային ռեակցիայի արագությունը կարգավորվում է բազմաթիվ գործոններով՝ ջերմաստիճան, pH, ֆերմենտների և սուբստրատի կոնցենտրացիան, ակտիվացնողների և ինհիբիտորների առկայությունը: Որպես ակտիվացնող կարող են հանդես գալ օրգանական միացությունները, բայց ավելի հաճախ՝ տարբեր միկրոտարրեր (Կուպրևիչ, Շչերբակովա, 1966):

Հողը ի վիճակի է կարգավորել իրենում տեղի ունեցող ֆերմենտային պրոցեսները ներքին և արտաքին գործոններգործոնային կամ ալոստերիկ կարգավորման միջոցով (Գալստյան 1974, 1975): Հողի մեջ ներմուծվող քիմիական միացությունների, այդ թվում՝ պարարտանյութերի ազդեցության տակ տեղի է ունենում ալոստերիկ կարգավորում։ Գործոնների կարգավորումը որոշվում է շրջակա միջավայրի թթվայնությամբ (pH), քիմիական և ֆիզիկական կազմով, ջերմաստիճանով, խոնավությամբ, ջրային-օդային ռեժիմով և այլն: Հողի առանձնահատկությունների, հումուսի և կենսազանգվածի պարունակության և այլ գործոնների ազդեցությունը օգտագործվող ֆերմենտների ակտիվության վրա: բնութագրում են հողերի կենսաբանական ակտիվությունը միանշանակ (Galstyan, 1974; Kiss, 1971; Dalai, 1975; McBride, 1989; Tiler, 1978):

Հողի ֆերմենտային ակտիվությունը կարող է օգտագործվել որպես բերրիության ախտորոշիչ ցուցանիշ տարբեր հողեր, քանի որ ֆերմենտային ակտիվությունն արտացոլում է ոչ միայն հողի կենսաբանական հատկությունները, այլ նաև դրանց փոփոխությունները ագրոէկոլոգիական գործոնների ազդեցության տակ (Գալստյան, 1967; Չունդերովա, 1976; Չուգունովա, 1990 և այլն):

Ֆերմենտի հող մուտք գործելու հիմնական ուղիներն են ներբջջային արտաբջջային ֆերմենտները, որոնք թողարկվում են միկրոօրգանիզմների և բույսերի արմատների կողմից և ներբջջային ֆերմենտները, որոնք մտնում են հող հողի օրգանիզմների և բույսերի մահից հետո:

Միկրոօրգանիզմների և բույսերի արմատների կողմից հողի մեջ ֆերմենտների արտազատումը սովորաբար հարմարվողական բնույթ է կրում՝ որպես արձագանք ֆերմենտի կամ ռեակցիայի արտադրանքի գործողության համար սուբստրատի առկայությանը կամ բացակայությանը, ինչը հատկապես հստակ դրսևորվում է ֆոսֆատազներով: Երբ շրջակա միջավայրում շարժական ֆոսֆորի պակաս կա, միկրոօրգանիզմները և բույսերը կտրուկ մեծացնում են ֆերմենտների սեկրեցումը։ Հողի ֆոսֆատազի ակտիվության օգտագործումը որպես բույսերի հասանելի ֆոսֆորով մատակարարման ախտորոշիչ ցուցիչ հիմնված է այս հարաբերությունների վրա (Naumova, 1954, Kotelev, 1964):

Տարբեր աղբյուրներից հող մտնող ֆերմենտները չեն ոչնչացվում, այլ մնում են ակտիվ։ Պետք է ենթադրել, որ ֆերմենտները, լինելով հողի ամենաակտիվ բաղադրիչը, կենտրոնացած են այնտեղ, որտեղ միկրոօրգանիզմների կենսագործունեությունն առավել ինտենսիվ է, այսինքն՝ հողի կոլոիդների և հողի լուծույթի միջերեսում: Փորձարարականորեն ապացուցված է, որ հողում ֆերմենտները հիմնականում հանդիպում են պինդ փուլում (Զվյագինցև, 1979 թ.):

Բազմաթիվ փորձեր, որոնք իրականացվել են մանրէաբանական բջիջներում ֆերմենտների սինթեզի ճնշման պայմաններում, օգտագործելով տոլուոլ (Drobnik, 1961; Beck, Poshenrieder, 1963), հակաբիոտիկներ (Kuprevich, 1961; Kiss, 1971) կամ ճառագայթում (McLaren et al., որ 195): հողը պարունակում է մեծ քանակությամբ «կուտակված ֆերմենտներ», որոնք բավարար են որոշակի ժամանակահատվածում ենթաշերտը փոխակերպելու համար: Այդպիսի ֆերմենտներից կարելի է անվանել ինվերտազ, ուրեազ, ֆոսֆատազ, ամիլազ և այլն: Մյուս ֆերմենտները շատ ավելի ակտիվ են հակասեպտիկի բացակայության դեպքում, ինչը նշանակում է, որ դրանք աննշանորեն կուտակվում են հողում (a- և P-galactosidases, dextranase, levanase, malatesterase): և այլն): Ֆերմենտների երրորդ խումբը չի կուտակվում հողում, դրանց ակտիվությունը հայտնվում է միայն մանրէաբանական ակտիվության բռնկման ժամանակ և առաջանում է սուբստրատի կողմից: Առայժմ ստացված

Փորձարարական տվյալները ցույց են տալիս տարբեր տիպի հողերի ֆերմենտային ակտիվության տարբերություններ (Կոնովալովա, 1975; Զվյագինցև, 1976; Խազիև, 1976; Գալստյան, 1974, 1977, 1978 և այլն):

Հողի ամենալավ ուսումնասիրված ֆերմենտները հիդրոլազներն են, որոնք ներկայացնում են ֆերմենտների լայն դաս, որոնք իրականացնում են մի շարք բարդ օրգանական միացությունների հիդրոլիզի ռեակցիաներ՝ ազդելով տարբեր կապերի վրա՝ էսթեր, գլյուկոզիդ, ամիդ, պեպտիդ և այլն: Հիդրոլազները լայն տարածում ունեն հողերը և կարևոր դեր են խաղում դրանք բույսերի և միկրոօրգանիզմների համար շարժական և բավարար սննդանյութերով հարստացնելու գործում՝ ոչնչացնելով բարձր մոլեկուլային օրգանական միացությունները: Այս դասի մեջ մտնում են ուրեազ (ամիդազ), ինվերտազ (ածխաջրածին), ֆոսֆատազ (ֆոսֆոհիդրոլազ) և այլն ֆերմենտները, որոնց ակտիվությունը հողերի կենսագործունեության կարևորագույն ցուցանիշն է (Զվյագինցև, 1980)։

Ուրեազը ֆերմենտ է, որը ներգրավված է հողում ազոտի նյութափոխանակության կարգավորման մեջ: Այս ֆերմենտը կատալիզացնում է միզանյութի հիդրոլիզը դեպի ամոնիակ և ածխաթթու գազ՝ առաջացնելով օրգանական մոլեկուլներում ազոտի և ածխածնի միջև կապի հիդրոլիտիկ խզում։

Ազոտի նյութափոխանակության ֆերմենտներից ուրեազը ավելի լավ է ուսումնասիրվել, քան մյուսները: Այն հանդիպում է բոլոր հողերում։ Նրա ակտիվությունը փոխկապակցված է ազոտի նյութափոխանակության բոլոր հիմնական ֆերմենտների գործունեության հետ (Գալստյան, 1980 թ.):

Հողի մեջ ուրեազն առաջանում է երկու հիմնական ձևով՝ ներբջջային և արտաբջջային։ Հողի մեջ ազատ ուրեազի առկայությունը թույլ տվեց Բրիգսին և Սեգալին (Briggs et al., 1963) մեկուսացնել ֆերմենտը բյուրեղային տեսքով:

Արտաբջջային ուրեազի մի մասը ներծծվում է հողի կոլոիդներով, որոնք ունեն բարձր մերձեցում ուրեազի նկատմամբ: Հողի կոլոիդների հետ շփումը պաշտպանում է ֆերմենտը միկրոօրգանիզմների կողմից քայքայվելուց և նպաստում է դրա կուտակմանը հողում: Յուրաքանչյուր հող ունի ուրեազային ակտիվության իր կայուն մակարդակը, որը որոշվում է հողի կոլոիդների ունակությամբ,

հիմնականում օրգանական, ցուցադրում են պաշտպանիչ հատկություններ (Զվյագինցև, 1989 թ.):

Հողի պրոֆիլում հումուսային հորիզոնը ցուցադրում է ամենաբարձր ֆերմենտային ակտիվությունը պրոֆիլի երկայնքով՝ կախված հողի գենետիկական բնութագրերից:

Շնորհիվ լայն տարածումմիզանյութը որպես ազոտային պարարտանյութ, գործնականում նշանակալի են ուրեազի ազդեցության տակ նրա փոխակերպումների հետ կապված հարցերը։ Հողերի մեծ մասի ուրեազային ակտիվությունը թույլ չի տալիս միզանյութի օգտագործումը որպես ազոտի սնուցման համընդհանուր աղբյուր, քանի որ հողի ուրեազի կողմից միզանյութի հիդրոլիզի բարձր արագությունը հանգեցնում է ամոնիումի իոնների տեղական կուտակմանը, շրջակա միջավայրի ռեակցիայի բարձրացմանը ալկալային արժեքներին: և, որպես հետևանք, հողից ազոտի կորուստ՝ ամոնիակի տեսքով (Tarafdar J.C, 1997): Քայքայելով միզանյութը՝ ուրեազը կանխում է դրա իզոմերիացումը ֆոտոտոքսիկ ամոնիումի ցիանատի մեջ: Թեև միզանյութն ինքնին մասամբ օգտագործվում է բույսերի կողմից, ուրեազի ակտիվ գործողության պատճառով այն չի կարող երկար մնալ հողում։ Մի շարք գիտնականների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ միզանյութի ազոտի ցնդումը հողից ամոնիակի տեսքով բարձր ուրեազային ակտիվության դեպքում, և երբ հողին ավելացվել են տարբեր ուրեազային ինհիբիտորներ, միզանյութի հիդրոլիզը դանդաղել է, իսկ կորուստները՝ ավելի քիչ (Tool P. O. , Morgan M. A., 1994): Հողի մեջ միզանյութի հիդրոլիզի արագության վրա ազդում է ջերմաստիճանը (Ivanov, Baranova, 1972; Galstyan, 1974; Cortez et al., 1972, և այլն), հողի թթվայնությունը (Galstyan, 1974; Moiseeva, 1974 և այլն): Հողի հագեցվածությունը կարբոնատներով ունի բացասական ազդեցություն (Galstyan, 1974), օրգանական միացությունների, ալիֆատիկ ամինների, դեհիդրոֆենոլների և քինոնների մեջ զգալիորեն արգելակում է մկնդեղի աղերի, ցինկի, սնդիկի, սուլֆատի իոնների, պղնձի և բորի միացությունների առկայությունը. urease (Paulson, 1970, Briggsatel ., 1951):

Ինվերտազային ակտիվությունը ամենակայուն ցուցանիշներից մեկն է, որը բացահայտում է ազդող գործոնների հետ ամենահստակ հարաբերական կապերը։ Ուսումնասիրությունները (1966, 1974) հաստատել են ինվերտազի հարաբերակցությունը հողի այլ ածխաջրերի ակտիվության հետ։

Ինվերտազի ակտիվությունը ուսումնասիրվել է բազմաթիվ հողերում և քննարկվել մի քանի գրախոսական աշխատություններում (Ալեքսանդրովա, Շմուրովա, 1975; Կուպրևիչ, Շչերբակովա, 1971; Kiss et al., 1971 և այլն): Հողի մեջ ինվերտազային ակտիվությունը նվազում է պրոֆիլի երկայնքով և փոխկապակցված հումուսի պարունակության հետ (Pukhitskaya, Kovrigo, 1974; Galstyan, 1974; Kalatozova, 1975; Kulakovskaya, Stefankina, 1975; Simonyan, 1976; Toth, 1987 և այլն): Հումուսի հետ կապ չի կարող լինել, եթե հողում կա ալյումինի, երկաթի և նատրիումի զգալի պարունակություն: Ինվերտազային ակտիվության սերտ կապը հողի միկրոօրգանիզմների քանակի և նրանց նյութափոխանակության ակտիվության հետ (Mashtakov et al., 1954; Katsnelson, Ershov, 1958; Kozlov, 1964; Chunderova, 1970; Kiss, 1958; Hofinann, 1955 և այլն): առավելություն մանրէաբանական ծագման հողի ինվերտացիաներում: Այնուամենայնիվ, նման կախվածությունը միշտ չէ, որ հաստատվում է (Nizova, 1970 թ. ինվերտազային ակտիվությունը շատ ավելի կայուն ցուցանիշ է և չի կարող ուղղակիորեն կապված լինել միկրոօրգանիզմների քանակի տատանումների հետ (Ross, 1976 թ.):

Ըստ (1974)՝ ծանր հատիկավոր կազմով հողերն ունեն ավելի բարձր ֆերմենտային ակտիվություն։ Այնուամենայնիվ, կան տեղեկություններ, որ ինվերտազը նկատելիորեն ապաակտիվանում է կավե միներալների ադսորբցիայի ժամանակ (Hofmann et al., 1961; Skujins, 1976; Rawald, 1970), իսկ մոնտմորիլլոնիտի բարձր պարունակությամբ հողերն ունեն ցածր ինվերտազային ակտիվություն: Ինվերտազային ակտիվության կախվածությունը հողի խոնավությունից և ջերմաստիճանից բավականաչափ ուսումնասիրված չէ, թեև շատ հեղինակներ ակտիվության սեզոնային փոփոխությունները բացատրում են հիդրոթերմալ պայմաններով։

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը ինվերտազի պոտենցիալ ակտիվության վրա մանրամասն ուսումնասիրվել է (1975 թ.)՝ սահմանելով օպտիմալը մոտ 60° ջերմաստիճանում, ֆերմենտների ապաակտիվացման շեմը հողերը 70°-ում տաքացնելուց հետո և ամբողջական ապաակտիվացում երեք ժամ տաքացումից հետո 180 աստիճանում։ °C.

Շատ հեղինակներ ուսումնասիրել են հողերի ինվերտազային ակտիվությունը՝ կախված աճող բույսերից (Samtsevich, Borisova, 1972; Galstyan, 1974, Ross 1976; Cortez et al., 1972 և այլն): Մարգագետնային պրոցեսի զարգացումը, խոտածածկի տակ հաստ խոտածածկի առաջացումը նպաստում է ինվերտազային ակտիվության բարձրացմանը (Գալստյան, 1959)։ Այնուամենայնիվ, կան ուսումնասիրություններ, որոնցում բույսերի ազդեցությունը ինվերտազային ակտիվության վրա չի հաստատվել (Կոնովալովա, 1975):

Հողերը պարունակում են մեծ քանակությամբ ֆոսֆոր օրգանական միացությունների տեսքով, որը գալիս է բույսերի, կենդանիների և միկրոօրգանիզմների մահացող մնացորդներով: Այս միացություններից ֆոսֆորական թթվի արտազատումը իրականացվում է միկրոօրգանիզմների համեմատաբար նեղ խմբի կողմից, որոնք ունեն հատուկ ֆոսֆատազային ֆերմենտներ (Chimitdorzhieva et al., 2001):

Ֆոսֆորի նյութափոխանակության ֆերմենտներից առավել ամբողջական ուսումնասիրված է օրթոֆոսֆորի մոնոֆոսֆոսֆոսթերազների ակտիվությունը (Alexandrova, Shmurova, 1974; Skujins J. J., 1976; Kotelev et al., 1964): Ֆոսֆատազներ արտադրողները հիմնականում հողի միկրոօրգանիզմների բջիջներն են (Krasilnikov and Kotelev, 1957, 1959; Kotelev et al., 1964):

Հողի ֆոսֆատազային ակտիվությունը որոշվում է նրա գենետիկական հատկանիշներով, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով և գյուղատնտեսական կուլտուրայի մակարդակով: Հողի ֆիզիկաքիմիական հատկություններից ֆոսֆատազի ակտիվության համար հատկապես կարևոր է թթվայնությունը։ Սոդի-պոդզոլային և մոխրագույն անտառային հողերը, որոնք ունեն թթվային ռեակցիա, հիմնականում պարունակում են թթվային ֆոսֆատազներ, փոքր-ինչ ալկալային ռեակցիա ունեցող հողերում, գերակշռում են ալկալային ֆոսֆատազները։ Պետք է նշել, որ թթվային թթուների օպտիմալ ակտիվությունը

Ֆոսֆատազը գտնվում է թույլ թթվային գոտում, նույնիսկ այն դեպքում, երբ հողերն ունեն ուժեղ թթվային ռեակցիա (Խազիև, 1979; Շչերբակով և ուրիշներ, 1983, 1988): Այս փաստը հաստատում է թթվային հողերի կրաքարի կարևորությունը բարդ օրգանական ֆոսֆատների հիդրոլիզը արագացնելու և հողը մատչելի ֆոսֆորով հարստացնելու համար:

Ֆոսֆատազների դիտարկվող բնորոշ բաշխումը հողերում՝ կախված դրանց թթվայնությունից, որոշվում է միկրոֆլորայի բաղադրությամբ։ Հողի մեջ կան որոշակի շրջակա միջավայրի պայմաններին հարմարեցված մանրէաբանական համայնքներ, որոնք արտազատում են այդ պայմաններում ակտիվ ֆերմենտներ:

Հողի ընդհանուր ֆոսֆատազային ակտիվությունը կախված է հումուսի և օրգանական ֆոսֆորի պարունակությունից, որը հանդիսանում է ֆերմենտի սուբստրատ:

Չեռնոզեմները բնութագրվում են ֆոսֆատազի ամենաբարձր ակտիվությամբ: ցախոտ-պոդզոլային և գորշ անտառային հողերում ֆոսֆատազային ակտիվությունը ցածր է: Այս թթվային հողերի ցածր ակտիվությունը պայմանավորված է հողի հանքանյութերի կողմից ֆոսֆատազների ավելի ուժեղ կլանմամբ: Նման հողերում օրգանական նյութերի ցածր պարունակության պատճառով օգտակար հանածոների ներծծող մակերեսը ավելի շատ է ենթարկվում բարձր հումուսային չեռնոզեմների համեմատ, որտեղ կավե միներալները ծածկված են խոնավացված օրգանական նյութերով:

Ֆոսֆատազի ակտիվությունը աճող սեզոնի ընթացքում դինամիկ է: IN ակտիվ փուլերԲույսերի աճի ժամանակ հողի բարձր ջերմաստիճանի և ամռան ամիսներին բավարար խոնավության պայմաններում հողի ֆոսֆատազի ակտիվությունը առավելագույնն է (Եվդոկիմովա, 1989 թ.):

Որոշ հողերում արձանագրվել է փոխկապակցվածություն ֆոսֆատազի ակտիվության և միկրոօրգանիզմների ընդհանուր թվի (Կոտելև և այլք, 1964; Ալիև, Գաջիև, 1978, 1979; Հարությունյան, 1975, 1977 և այլն) և միկրոօրգանիզմների քանակի միջև: ֆոսֆորի միացություններ (Ponomareva et al., 1972), մյուսներում՝ փոխհարաբերությունները ֆոսֆատազի ակտիվության և քանակի միջև։

միկրոօրգանիզմներ չեն հաստատվել (Ramirez-Martinez, 1989 թ.): Հումուսի ազդեցությունը դրսևորվում է պրոֆիլի երկայնքով ֆերմենտային ակտիվության փոփոխությունների բնույթով՝ հումուսի տարբեր աստիճանի պարունակությամբ հողերը համեմատելիս և հողի մշակման միջոցառումներ իրականացնելիս (Ալեքսանդրովա, Շմուրովա, 1975; Հարությունյան, 1977): Բազմաթիվ հեղինակների ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս հողերի ֆոսֆատազային ակտիվության անմիջական կախվածությունը հողում օրգանական ֆոսֆորի պարունակությունից (Gavrilova et al., 1973; Arutyunyan, Galstyan, 1975; Arutyunyan, 1977; և այլն):

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք հողերում ֆոսֆատազային ավազանի ձևավորման ընդհանուր օրինաչափությունները:

Հողի ընդհանուր ֆոսֆորի զգալի մասը բաղկացած է ֆոսֆորօրգանական միացություններից՝ նուկլեինաթթուներ, նուկլեոտիդներ, ֆիտին, լեցիտին և այլն։ Դրանց կլանմանը նախորդում է ֆերմենտային հիդրոլիզը, որն իրականացվում է ֆոսֆոհիդրոլազներով։ Հողի ֆոսֆատազների ենթաշերտերը հատուկ հումուսային նյութեր են, ներառյալ հումինաթթուների ֆոսֆորը, ինչպես նաև ոչ սպեցիֆիկ առանձին միացություններ, որոնք ներկայացված են նուկլեինաթթուներով, ֆոսֆոլիպիդներով և ֆոսֆոպրոտեիններով, ինչպես նաև նյութափոխանակության ֆոսֆատներով: Առաջինները հողում կուտակվում են հումուսային նյութերի կենսագենեզի արդյունքում, երկրորդները, որպես կանոն, հող են մտնում բույսերի մնացորդներով և կուտակվում դրանում՝ որպես միջանկյալ նյութափոխանակության ռեակցիաների արտադրանք։

Դեր բարձր բույսերԳյուղատնտեսության մեջ օգտագործվող հողերի ֆոսֆատազային լողավազանի ձևավորման մեջ ավելի ցածր է, քան միկրոօրգանիզմները և կապված է հիմնականում հող մշակաբույսերի մնացորդների և արմատային արտանետումների մուտքի հետ, ինչը հաստատվում է (1994 թ.), ով ուսումնասիրել է մի. աճող սեզոն տարբեր մշակաբույսերի ազդեցությունը հիդրոլիտիկ ակտիվության վրա

և ռեդոքս ֆերմենտներ; բարակ տորֆ հողի վրա ֆոսֆատազներ, ինվերտազներ, պրոթեզերներ, ուրեազներ, կատալազներ: Պարզվել է, որ ֆոսֆատազի ակտիվությունը մոտավորապես նույնն է բոլոր մշակաբույսերի դեպքում՝ գարի, կարտոֆիլ և սև ցանք, և միայն մի փոքր ավելի բարձր է բազմամյա խոտաբույսերի դեպքում, մինչդեռ այլ ֆերմենտների ակտիվությունը զգալիորեն տարբերվում է կախված հողի օգտագործման ձևերից:

, (1972) նշում է ֆոսֆատազի ակտիվության աճ ցորենի և լոբազգիների ռիզոսֆերայում, որը կարող է կապված լինել ինչպես ռիզոսֆերայում միկրոօրգանիզմների քանակի ավելացման, այնպես էլ արմատների արտաբջջային ֆոսֆատազի ակտիվության հետ: Ագրոքիմիական տեսանկյունից կարևոր է վերջնական արդյունքը՝ հողերի ֆերմենտային ավազանի աճը՝ բույսերի արմատային համակարգերի հզորության բարձրացմամբ։

Բույսերում ագրոցենոզների սպառումը հանգեցնում է ռիզոսֆերային ազդեցության նվազմանը և, որպես հետևանք, հողի ֆոսֆատազի ակտիվության նվազմանը: Հողերի ֆոսֆատազային ակտիվության զգալի նվազում է նկատվել մոնոմշակութային մշակության ժամանակ: Հողերի ընդգրկումը ցանքաշրջանառության մեջ պայմաններ է ստեղծում հիդրոլիտիկ պրոցեսների բարելավման համար, ինչը հանգեցնում է ֆոսֆորի միացությունների նյութափոխանակության բարձրացման։ (Եվդոկիմովա, 1992 թ.)

(1994) ուսումնասիրել է բնական (անտառային) բուսածածկույթի տակ ձևավորված ցախոտ-պոդզոլային հողերը. տարբեր կազմև որոշել է ֆոսֆատազի ակտիվության բաշխումը հողի պրոֆիլում, ֆերմենտների անկայուն և կայուն ձևերի հարաբերակցությունը և դրանց տարածական և ժամանակային փոփոխականությունը: Հաստատվել է, որ բնական անտառային բուսականության տակ ձևավորված հողերում գենետիկ հորիզոնները տարբերվում են ֆոսֆատազային ակտիվությամբ, որոնց բաշխվածությունը պրոֆիլում սերտորեն փոխկապակցված է հումուսի պարունակության հետ։ Տվյալների համաձայն՝ ֆոսֆատազային ամենաբարձր ակտիվությունը դիտվել է աղբի շերտում, ապա մի քանի անգամ նվազել հումուսային կուտակային շերտում և կտրուկ ընկել հողաշերտում։

20 սմ-ից ցածր եղևնու անտառի տակ գտնվող հողում (անտառային բուսականություն): Մարգագետնային բուսականության տակ կա մի փոքր այլ բաշխում. տորֆի հորիզոնում առավելագույն ակտիվությունը 1,5-2 անգամ ավելի ցածր է հումուսային-կուտակային հորիզոնում, իսկ հետագա զգալի նվազում է նկատվում միայն 40 - 60 սմ-ից հետո Եզրակացնենք, որ ֆոսֆատազային ավազանը բնական բուսածածկույթի ձևավորման մեջ նպաստում է միկրոօրգանիզմների և բույսերի մնացորդների՝ որպես ենթաշերտի, իսկ հետմահու ներբջջային ֆերմենտների դերը:

Հողի մեջ կենսաքիմիական պրոցեսների ինտենսիվությունը և նրա բերրիության մակարդակը կախված են ինչպես կենդանի օրգանիզմների գոյության պայմաններից, որոնք ֆերմենտներ են մատակարարում հողին, այնպես էլ գործոններից, որոնք նպաստում են հողում ֆերմենտների ամրագրմանը և կարգավորում դրանց իրական գործունեությունը:

1.2. Ծանր մետաղների և միկրոտարրերի ազդեցությունը հողերի ֆերմենտային ակտիվության վրա.

Հողերի կենսաբանական հատկությունների ախտորոշման համար ֆերմենտային ակտիվության կիրառման խոստումնալից ոլորտներից մեկը ծանր մետաղներով հողի աղտոտվածության մակարդակի բացահայտումն է:

Ծանր մետաղները, ներթափանցելով հող տարբեր քիմիական միացությունների տեսքով, կարող են այնտեղ կուտակվել մինչև բարձր մակարդակ՝ զգալի վտանգ ներկայացնելով հողի բիոտայի բնականոն գործունեության համար։ Գրականության մեջ մեծ քանակությամբ տվյալներ են կուտակվել, որոնք վկայում են այդ մասին բացասական ազդեցությունհողի աղտոտումը ծանր մետաղներով հողի բիոտայի վրա: Երբ հողում քիմիական հավասարակշռությունը խախտվում է. սթրեսային իրավիճակ. Կան ապացույցներ, որ կենսաբանական ցուցանիշները ավելի վաղ են արձագանքում, քան ագրոքիմիականները, փոփոխվող պայմաններին, որոնք ազդում են հողի տարբեր հատկությունների վրա (Լեբեդևա,

Մատենագիտություն

Աշխատանքի նպատակն է որոշել հողերի կենսաակտիվությունը ճանապարհից տարբեր հեռավորությունների վրա՝ օգտագործելով չորս ֆերմենտային համակարգեր՝ դեհիդրոգենազներ, կատալազա, ինվերտազ, ուրեազ:

Հիմնական հասկացություններ

Հողի ֆերմենտաբանական մեթոդները հնարավորություն են տալիս որոշել ոչ թե ֆերմենտների քանակական պարունակությունը հողում, այլ այն ֆերմենտների ակտիվությունը, որոնք հիմնականում կլանված (անշարժացված) վիճակում են հողի կոլոիդների մակերեսին և մասամբ հողի լուծույթում:

Հողի ֆերմենտների ակտիվության որոշման մեթոդի սկզբունքը հիմնված է ռեակցիայի գործընթացում մշակված սուբստրատի կամ դրա արդյունքում ստացված ռեակցիայի արտադրանքի քանակի հաշվի վրա. օպտիմալ պայմաններջերմաստիճանը, շրջակա միջավայրի pH-ը և սուբստրատների կոնցենտրացիան:

Օքսիդորեդուկտազների դասին պատկանող ֆերմենտները կատալիզացնում են ռեդոքս ռեակցիաները, որոնք առաջատար դեր են խաղում կենդանի օրգանիզմների բջիջներում, ինչպես նաև հողում կենսաքիմիական գործընթացներում։ Հողերում ամենատարածված օքսիդ-ռեդուկտազներն են կատալազը և դեհիդրոգենազները, որոնց ակտիվությունը հողի առաջացման կարևոր ցուցանիշ է։

Կատալազը քայքայում է ջրածնի պերօքսիդը, որը թունավոր է բջիջների համար, ջրի և մոլեկուլային թթվածնի, որը ձևավորվում է կենդանի օրգանիզմների շնչառության ժամանակ օրգանական նյութերի օքսիդացման տարբեր կենսաքիմիական ռեակցիաների արդյունքում։

Կատալազի ակտիվությունը որոշվում է գազաչափական մեթոդով՝ ելնելով արձակված թթվածնի ծավալից՝ հիմք ընդունելով ջրածնի պերօքսիդի տարրալուծման արագությունը հողի հետ փոխազդեցության ժամանակ։

Դեհիդրոգենազները ֆերմենտներ են, որոնք մասնակցում են շնչառության գործընթացին՝ հեռացնելով ջրածինը օքսիդացող սուբստրատներից: Որոշ դեհիդրոգենազներ ջրածինը փոխանցում են անմիջապես մոլեկուլային թթվածին, մյուսները ջրածինը փոխանցում են որոշ ընդունողներին, օրինակ՝ քինոններին և մեթիլեն կապույտին։

Դեհիդրոգենազի ակտիվությունը որոշելու համար որպես ջրածնի ընդունիչ օգտագործվում են անգույն տետրազոլիումի աղերը (2,3,5-տրիֆենիլտետրազոլիումի քլորիդ (TTC), որոնք վերածվում են կարմիր ֆորմազանի միացությունների (տրիֆենիլֆորմազան (TFF))։

Հիդրոլազներն իրականացնում են մի շարք բարդ օրգանական միացությունների հիդրոլիզի ռեակցիաներ՝ ազդելով տարբեր կապերի վրա՝ էսթեր, գլյուկոզիդ, ամիդ, պեպտիդ և այլն։ հողերի ակտիվությունը և լայնորեն օգտագործվում է մարդածին ազդեցությունը գնահատելու համար:

Ինվերտազը գործում է սախարոզայի, ռաֆինոզի և ստախիոյի p-ֆրուկտոֆուրանոզիդային կապի վրա և բաժանում է սախարոզը գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի համաչափ քանակությունների:

Ինվերտազային ակտիվության ֆոտոկոլորիմետրիկ որոշումը հիմնված է սախարոզայի քայքայման ժամանակ առաջացած վերականգնող շաքարների հաշվի վրա:

Օրգանական ազոտային միացությունների տարրալուծումը տեղի է ունենում արտաբջջային ֆերմենտների անմիջական մասնակցությամբ։ Ուրեազի գործունեության ընթացքում առաջացած ամոնիակը ծառայում է որպես բույսերի սնուցման աղբյուր։

Ուրեազը կատալիզացնում է միզանյութի հիդրոլիզը: Հիդրոլիզի վերջնական արտադրանքը ամոնիակն է և ածխաթթու գազ. Միզանյութը հող է մտնում որպես բույսերի մնացորդների, գոմաղբի և որպես ազոտային պարարտանյութի մաս. այն նաև ձևավորվում է հենց հողում որպես միջանկյալ արտադրանք ազոտային օրգանական միացությունների՝ սպիտակուցների և նուկլեինաթթուների փոխակերպման գործընթացում։

Կատալազի ակտիվության որոշում

Սարքավորումներ և ռեակտիվներ.

Գազոմետրիայի համակարգ (նկ. 8); H 2 O 2-ի 10% լուծույթ; CaCO էլ.

Բրինձ. 8 - Հողի նմուշներում կատալազային ակտիվության գազաչափական որոշման տեղադրում.

1 - տափաշիշ, 2 - բյուրետ, 3 - ադապտեր, 4 - լամպ ջրով

Աշխատանքային կարգը

1. 100 սմ3 կոլբայի մեջ ավելացնել 1 գ մաղած հող, ավելացնել 0,5 գ CaCO 3:

2. Օգտագործելով պինցետ, ներքևում զգուշորեն տեղադրեք մի փոքրիկ բաժակ 1,7 սմ 3 10% ջրածնի պերօքսիդի լուծույթով:

3. Հողի նմուշը խոնավացրեք 4 սմ 3 թորած ջրով:

4. Կոլբը սերտորեն փակեք ռետինե խցանով` հաստ պատերով ռետինով բյուրետին միացված խողովակով սեղմակով հագեցած թիակի միջոցով: Բյուրետը շփվում է լամպի հետ: Բյուրետը և լամպը լցված են ջրով: Դրանցում ջրի մակարդակը հավասարակշռված է, իսկ տանձը ֆիքսված է որոշակի բարձրության վրա։

5. Փորձի սկիզբը նշեք վայրկյանաչափով այն պահին, երբ շրջվում է ջրածնի պերօքսիդով անոթը, և դրանից հետո թափահարեք կոլբայի պարունակությունը։ Խառնուրդը թափահարելը պետք է շարունակվի ողջ փորձի ընթացքում՝ առանց ձեռքերով կոլբայի հատակին ուղղակիորեն դիպչելու: Ազատված թթվածինը ջուրը տեղահանում է բյուրետից, որի մակարդակը նշվում է։

6. Ազատված մոլեկուլային թթվածնի քանակությունը հաշվի է առնվում 1 րոպեի ընթացքում 18-20 0 C ջերմաստիճանում։

7. Կատալազի ակտիվությունն արտահայտվում է րոպեում 1 գ հողի վրա թողարկվող թթվածնի ծավալով (սմ 3): Որոշման սխալը մինչև 5%:

8. Նմանատիպ ընթացակարգեր իրականացնել հողի բոլոր նմուշների հետ:

9. Ըստ աղյուսակի. 15 գնահատել ուսումնասիրված հողերի կատալազով հագեցվածության աստիճանը .

Աղյուսակ 15 ‑ Ֆերմենտներով հողի հարստացման աստիճանի գնահատման սանդղակ

Դեհիդրոգենազի ակտիվության որոշում

Գործիքներ, սպասք, ռեակտիվներ:

Ֆոտոկոլորիմետր; գրաֆիկական թուղթ; 0,1 մ գլյուկոզայի լուծույթ; 2,3,5-տրիֆենիլտետրազոլիումի քլորիդի (TTC) 1% լուծույթ; CaCO 3; էթանոլ; տրիֆենիլֆորմազան (TFF):

Աշխատանքային կարգը

1. Յուրաքանչյուր նմուշից դրեք 1 գ օդով չոր հող փորձանոթների մեջ, ավելացրեք 10 մգ (սպաթուլայի ծայրին) CaCO 3, 1 սմ 3 0,1 մ գլյուկոզայի լուծույթ և 1 սմ 3 1% TTX լուծույթ; Յուրաքանչյուր փորձանոթի պարունակությունը մանրակրկիտ խառնեք:

2. Փորձանոթները տեղադրեք աներոստատի մեջ և պոմպով օդը դուրս մղեք 10-12 մմ Hg վակուումով: Արվեստ. 2-3 րոպեի ընթացքում: Այնուհետև ինկուբացնել 30 0 C ջերմաստիճանում 24 ժամ:

3. Ինկուբացիոն ժամանակի ավարտից հետո խողովակների պարունակությունը 25 սմ 3 էթիլային սպիրտով 3-4 չափաբաժինով հանում ենք: Դա անելու համար փորձանոթի մեջ ավելացրեք մի փոքր քանակությամբ ալկոհոլ և թափահարեք 5 րոպե, մինչև կարմիր գույն հայտնվի: Թույլ տվեք նստել և զտել ընդերքի հեղուկը թղթե ֆիլտրով: Փորձանոթի մեջ ավելացրեք ալկոհոլի հաջորդ չափաբաժինը:

4. Ստացված գունավոր ֆորմազանի լուծույթը գունավորեք FEC-ի վրա կապույտ ֆիլտրով (500-600 նմ):

5. Հաշվիր ֆորմազանի քանակը միլիգրամներով՝ օգտագործելով ստանդարտ կորը: Դրա համար պատրաստում են ֆորմազանի ստանդարտ լուծույթ էթիլային սպիրտում՝ 0,1 մգ 1 սմ3-ի դիմաց: Պատրաստեք աշխատանքային լուծույթներ կորը գծելու համար՝ նոսրացնելով ստանդարտ լուծույթը (մոտ 5 միավոր): Համակարգում գրաֆիկական թղթի վրա կառուցեք ստանդարտ կոր՝ օպտիկական խտություն 500-600 նմ ալիքի երկարության վրա՝ ֆորմազանի կոնցենտրացիան սպիրտում։

6. Հաշվել դեհիդրոգենազի ակտիվությունը: Ըստ աղյուսակի 15 գնահատել ուսումնասիրված հողերի հագեցվածության աստիճանը դեհիդրոգենազով:

Տվյալների մշակում

Դեհիդրոգենազի ակտիվությունը (X) արտահայտվում է TPP-ի միլիգրամներով՝ օրական 10 գ հողի դիմաց՝ ըստ բանաձևի.

որտեղ V-ը ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալն է, 25 սմ3;

10 - հողի քաշի փոխակերպման գործակից, գ;

v-ը սուբստրատի և ռեագենտի ծավալների արտադրյալն է՝ 1 սմ3;

A - տրամաչափման կորից ստացված ՋԷԿ-ի քանակը, մգ/սմ3: Որոշման սխալը կազմում է մինչև 8%:

Ինվերտազային ակտիվության որոշում

Գործիքներ, սպասք, ռեակտիվներ:

Ֆոտոկոլորիմետր; 5% սախարոզայի լուծույթ; ացետատի բուֆեր (pH 4.7); տոլուոլ; Ֆելինգի լուծույթ՝ a - 40 գ CuSO 4 × 5H 2 O ջրի մեջ լուծված և 1 դմ 3, զտված թղթե ֆիլտրով, b - 200 գ Ռոշելի աղ (C 4 H 4 O 6 KNa × 4H 2 O) լուծված թորած ջրի մեջ ավելացնել 150 գ KOH և հարմարեցնել 1 դմ 3

Աշխատանքային կարգը

1. Հողի յուրաքանչյուր նմուշից 5 գ տեղադրեք 50 սմ 3 տարողությամբ կոլբայի մեջ, ավելացրեք 10 սմ 3 5% սախարոզայի լուծույթ, 10 մլ ացետատի բուֆեր (pH 4,7) և 5-6 կաթիլ տոլուոլ։

2. Կոլբները փակեք խցաններով, թափահարեք, 24 ժամով տեղադրեք 30 0 C ջերմաստիճանի թերմոստատի մեջ և պարբերաբար թափահարեք դրանք:

3. Ինկուբացիայից հետո կոլբայի պարունակությունը զտել 25 սմ 3 ծավալային կոլբայի մեջ: Բերել նշագծին:

4. Ֆիլտրատներից 6 սմ 3 վերցրեք մեծ փորձանոթների մեջ, ավելացրեք 3 սմ 3 Ռոշելի աղի լուծույթ և 3 սմ 3 պղնձի սուլֆատի լուծույթ, լավ խառնեք և եռացրեք ջրային բաղնիքում 10 րոպե։ Ստացվում է կարմիր նստվածք։

5. Փորձանոթները լուծույթով սառեցրեք ջրի մեջ, զտեք պարունակությունը մեծ փորձանոթների մեջ: Թափանցիկ ֆիլտրատը գունավորվում է FEC-ի վրա՝ օգտագործելով լուսային ֆիլտր 630 նմ ալիքի երկարությամբ, կուվետի լայնությունը 1 սմ:

6. Կալիբրացիայի կոր ձեռք բերելու համար պատրաստել ստանդարտ լուծույթ՝ 6 մգ գլյուկոզա 1 սմ3-ի համար: Պատրաստել մի շարք լուծումներ նոսրացման միջոցով: Ֆոտոկոլորիմետր և գծեք կոր. օպտիկական խտություն - գլյուկոզայի կոնցենտրացիան 1 սմ 3-ում:

7. Հաշվիր ակտիվությունը աղյուսակից։ 15 գնահատել ուսումնասիրված հողերի հագեցվածության աստիճանը ինվերտազով:

Տվյալների մշակում

Ինվերտազային ակտիվությունը (X) արտահայտվում է գլյուկոզայի միլիգրամներով 1 գ հողի վրա 24 ժամվա ընթացքում՝ համաձայն բանաձևի.

որտեղ A-ն օպտիկական խտությունից տրամաչափման կորից ստացված գլյուկոզայի քանակն է, մգ/սմ 3;

մ - հողի նմուշ, 5 գ;

V - ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը, 25 սմ3;

v - անալիզի համար վերցված ֆիլտրատի ծավալը՝ 6 սմ3։

Որոշման սխալ - մինչև 5%:

Հողերի ուրեազային ակտիվության որոշում

Գործիքներ, սպասք, ռեակտիվներ:

Ֆոտոկոլորիմետր; 2% միզանյութի լուծույթ ֆոսֆատ բուֆերում (pH = 6.7); Rochelle աղի 50% լուծույթ; CCl 3 COOH-ի 50% լուծույթ (տրիքլորաքացախաթթու); KS1-ի 1% լուծույթ; Նեսլերի ռեագենտ; ստանդարտ լուծում NH 4 C1.

Աշխատանքային կարգը

1. 100 սմ 3 տարողությամբ կոլբայի մեջ դնել 5 գ օդով չորացրած հող, ավելացնել 20 սմ 3 միզանյութի 2% լուծույթ ֆոսֆատային բուֆերի մեջ (pH 6,7) և 200 մկլ տոլուոլ:

2. Կոլբները ամուր փակել և 4 ժամով դնել 37 0 C ջերմաստիճանի թերմոստատի մեջ:

3. Մերկացումից հետո ավելացրեք 1 սմ 3 50% տրիքլորքացախաթթվի լուծույթ:

4. Կլանված ամոնիակը հողից հեռացնելու համար ավելացրեք 50 սմ 3 1 Ն։ կալիումի քլորիդի լուծույթ.

5. Զտել կոլբայի պարունակությունը:

6. Ֆիլտրատից 2 սմ 3 լցնել 50 սմ 3 ծավալային կոլբայի մեջ, նոսրացնել ջրով մինչև 30 սմ 3, ապա ավելացնել 2 սմ 3 50% Ռոշելի աղի լուծույթ և 2 սմ 3 Նեսլերի ռեագենտ: Տապակները լցնել ջրով մինչև նշագիծը, խառնել և գունավոր լուծույթը չափել 400 նմ ալիքի երկարությամբ:

8. Հաշվել ուրեազի ակտիվությունը:

9. Ըստ աղյուսակի. 15 գնահատվում է ուսումնասիրված հողերի հագեցվածության աստիճանը ուրեազով:

Տվյալների մշակում

Ուրեազային ակտիվությունը (X) արտահայտվում է N-NH 4 միլիգրամներով 1 գ հողի վրա 4 ժամվա ընթացքում՝ համաձայն բանաձևի.

V - ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը, 50 սմ3;

մ - հողի նմուշ, 5 գ.

Ինքնուսուցման հարցեր.

1. Ի՞նչ է կատալազային ակտիվությունը:

2. Սահմանել ինվերտազային ակտիվությունը:

3. Նկարագրեք ուրեազի ակտիվությունը:

4. Ի՞նչ է բուֆերային խառնուրդը:

5. Հողի ֆերմենտների ակտիվության որոշման մեթոդի սկզբունքն ու էությունը.

6. Հողի նմուշների հավաքման մեթոդիկա.

ԴԻՄՈՒՄՆԵՐ

Աղյուսակ 1. Օրգանիզմների մոտավոր ցանկը` սապրոբության ցուցանիշները

Աղյուսակ 2 - Օրգանիզմների փոխակերպման հաճախականության սանդղակ 100 դաշտերում մեկ հաճախականության համար

Դիմում

Աղյուսակ 13. Քանակական հաշվառման արդյունքների փոխակերպումը հաճախականության արժեքների

Դիմում

Սառապության հաշվարկման օրինակ

Նմուշ՝ գետ քաղաքից ներքեւ։ Ամսաթիվ ________________ Համայնք՝ աղտոտում:

Շ p =3; Շ α =15; Շ β =23.

Ս=Ս(շ)/(Շ)-103/41=2,51/

Սխալի հաշվարկ.

Վիճակագրական հուսալիության ճշտության միջակայքը 95% է:

S=s±t 0.05 s S =2.51±2.02×0.1;

Առնչվող տեղեկություններ.

Հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը [լատ. Fermentum - թթխմոր] - հողի կարողությունը կատալիտիկ ազդեցություն ցուցաբերելու էկզոգեն և սեփական օրգանական և հանքային միացությունների փոխակերպման գործընթացների վրա՝ դրանում առկա ֆերմենտների շնորհիվ: Հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը բնութագրելիս նկատի ունենք ընդհանուր ակտիվության ցուցանիշը։ Տարբեր հողերի ֆերմենտային ակտիվությունը նույնը չէ և կապված է նրանց գենետիկական բնութագրերի և շրջակա միջավայրի փոխազդող գործոնների համալիրի հետ: Հողերի ֆերմենտային ակտիվության մակարդակը որոշվում է տարբեր ֆերմենտների ակտիվությամբ (ինվերտազ, պրոթեզեր, ուրեազ, դեհիդրոգենազներ, կատալազներ, ֆոսֆատազներ)՝ արտահայտված 1 գ հողի մեկ միավոր ժամանակում քայքայված սուբստրատի քանակով։

Հողերի կենսակատալիտիկ ակտիվությունը կախված է միկրոօրգանիզմներով դրանց հարստացման աստիճանից և հողի տեսակից։ Ֆերմենտների ակտիվությունը տատանվում է գենետիկ հորիզոնների երկայնքով, որոնք տարբերվում են հումուսի պարունակությամբ, ռեակցիաների տեսակներով, ռեդոքսային պոտենցիալով և այլ պրոֆիլային ցուցանիշներով։

Անտառային կույս հողերում ֆերմենտային ռեակցիաների ինտենսիվությունը հիմնականում որոշվում է անտառի աղբի հորիզոններով, իսկ վարելահողերում՝ վարելահողերով։ Բոլոր կենսաբանորեն պակաս ակտիվ գենետիկական հորիզոնները, որոնք գտնվում են A կամ Ap հորիզոնների տակ, ունեն ցածր ֆերմենտային ակտիվություն: Նրանց ակտիվությունը փոքր-ինչ ավելանում է հողի մշակման հետ: Անտառային հողերի մշակումից հետո վարելահողերի համար ձևավորված վարելահորիզոնի ֆերմենտային ակտիվությունը անտառային աղբի համեմատ կտրուկ նվազում է, բայց մշակվելիս աճում է և բարձր մշակված հողերում մոտենում կամ գերազանցում է անտառի աղբի ցուցանիշներին։

Ֆերմենտային ակտիվությունը արտացոլում է հողի բերրիության վիճակը և ներքին փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում գյուղատնտեսական օգտագործման ընթացքում և բարձրացնում գյուղատնտեսական մշակույթի մակարդակը: Այս փոփոխությունները հայտնաբերվում են ինչպես կուսական և անտառային հողերի մշակության մեջ ներգրավելու, այնպես էլ դրանց օգտագործման տարբեր եղանակներով:

Ողջ Բելառուսում վարելահողերում տարեկան կորցնում է մինչև 0,9 տ/հա հումուս։ Էրոզիայի արդյունքում ամեն տարի դաշտերից անդառնալիորեն հեռացվում է 0,57 տ/հա հումուս։ Հողի չորացման պատճառներն են՝ հողի օրգանական նյութերի հանքայնացման ավելացումը, հանքայնացումից նոր հումուսի առաջացման գործընթացների ուշացումը՝ հողի անբավարար մատակարարման պատճառով: օրգանական պարարտանյութերև նվազեցնելով հողի ֆերմենտային ակտիվությունը:

Հողի օրգանական նյութերի կենսաքիմիական փոխակերպումները տեղի են ունենում ֆերմենտների ազդեցության տակ մանրէաբանական գործունեության արդյունքում։ հողի միկրոօրգանիզմի ֆերմենտային ակտիվություն

Ֆերմենտները հատուկ դեր են խաղում կենդանիների, բույսերի և միկրոօրգանիզմների կյանքում: Հողի ֆերմենտները մասնակցում են բույսերի, կենդանիների և մանրէների մնացորդների քայքայմանը, ինչպես նաև հումուսի սինթեզին։ Արդյունքում, սննդանյութերը դժվարամարս միացություններից տեղափոխվում են բույսերի և միկրոօրգանիզմների համար հեշտ հասանելի ձևերի։ Ֆերմենտները բնութագրվում են բարձր ակտիվությամբ, գործողության խիստ սպեցիֆիկությամբ և շրջակա միջավայրի տարբեր պայմաններից մեծ կախվածությամբ։ Իրենց կատալիտիկ ֆունկցիայի շնորհիվ նրանք ապահովում են հսկայական քանակությամբ քիմիական ռեակցիաների արագ առաջացումը մարմնում կամ դրանից դուրս։

Այլ չափանիշների հետ միասին հողի ֆերմենտային ակտիվությունը կարող է ծառայել որպես հողի մշակման աստիճանի որոշման հուսալի ախտորոշիչ ցուցանիշ։ Հետազոտության արդյունքում 4, p. 91-ը կապ է հաստատել մանրէաբանական և ֆերմենտային գործընթացների ակտիվության և հողի բերրիությունը բարձրացնող միջոցառումների իրականացման միջև: Հողի մշակումն ու պարարտացումը զգալիորեն փոխում են միկրոօրգանիզմների զարգացման էկոլոգիական պայմանները։

Ներկայումս կենսաբանական օբյեկտներում հայտնաբերվել են մի քանի հազար առանձին ֆերմենտներ, որոնցից մի քանի հարյուրը մեկուսացվել և ուսումնասիրվել է։ Հայտնի է, որ կենդանի բջիջը կարող է պարունակել մինչև 1000 տարբեր ֆերմենտ, որոնցից յուրաքանչյուրն արագացնում է այս կամ այն ​​քիմիական ռեակցիան։

Ֆերմենտների օգտագործման նկատմամբ հետաքրքրությունը պայմանավորված է նաև նրանով, որ անընդհատ աճում են տեխնոլոգիական գործընթացների անվտանգության բարձրացման պահանջները։ Բոլոր կենսաբանական համակարգերում, լինելով այդ համակարգերի արտադրանքը և գործիքները, ֆերմենտները սինթեզվում և գործում են ֆիզիոլոգիական պայմաններում (pH, ջերմաստիճան, ճնշում, անօրգանական իոնների առկայություն), որից հետո դրանք հեշտությամբ արտազատվում են՝ տրոհվելով ամինաթթուների: Ֆերմենտային գործընթացների մեծ մասի և՛ արտադրանքները, և՛ թափոնները թունավոր չեն և հեշտությամբ քայքայվում են: Բացի այդ, շատ դեպքերում արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ֆերմենտները արտադրվում են էկոլոգիապես մաքուր եղանակով: Ֆերմենտները տարբերվում են ոչ կենսաբանական կատալիզատորներից ոչ միայն իրենց անվտանգությամբ և կենսաքայքայվելու մեծ ունակությամբ, այլև գործողության յուրահատկությամբ, մեղմ ռեակցիայի պայմաններով և բարձր արդյունավետությամբ: Ֆերմենտի գործողության արդյունավետությունն ու յուրահատկությունը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել բարձր եկամտաբերությամբ թիրախային արտադրանք, ինչը տնտեսապես շահավետ է դարձնում արդյունաբերության մեջ ֆերմենտների օգտագործումը: Ֆերմենտների օգտագործումը օգնում է նվազեցնել ջրի և էներգիայի սպառումը տեխնոլոգիական գործընթացներում, նվազեցնել CO2 արտանետումները և նվազեցնել աղտոտման վտանգը: միջավայրըտեխնոլոգիական ցիկլերի ենթամթերք.

Գյուղատնտեսական առաջադեմ տեխնոլոգիաների կիրառումը կարող է բարենպաստ ուղղությամբ փոխել ոչ միայն վարելահող, այլև ենթահողային հողերի մանրէաբանական գործընթացները։

Արտբջջային ֆերմենտների անմիջական մասնակցությամբ հողի օրգանական միացությունները քայքայվում են։ Այսպիսով, պրոտեոլիտիկ ֆերմենտները սպիտակուցները բաժանում են ամինաթթուների։

Ուրեազը քայքայում է միզանյութը մինչև CO2 և NH3: Ստացված ամոնիակի և ամոնիումի աղերը ծառայում են որպես բույսերի և միկրոօրգանիզմների ազոտի սնուցման աղբյուր։

Ինվերտազը և ամիլազը մասնակցում են ածխաջրերի տարրալուծմանը: Ֆոսֆատային խմբի ֆերմենտները քայքայում են հողի ֆոսֆորօրգանական միացությունները և կարևոր դեր են խաղում վերջիններիս ֆոսֆատային ռեժիմում։

Հողի ընդհանուր ֆերմենտային ակտիվությունը բնութագրելու համար սովորաբար օգտագործվում են հողի միկրոֆլորայի ճնշող մեծամասնությանը բնորոշ ամենատարածված ֆերմենտները՝ ինվերտազ, կատալազ, պրոթեզերա և այլն։

Մեր հանրապետության պայմաններում բազմաթիվ ուսումնասիրություններ են կատարվել 16, էջ. 115 ուսումնասիրել մարդածին ազդեցության տակ գտնվող հողերի բերրիության և ֆերմենտային ակտիվության մակարդակի փոփոխությունները, սակայն ստացված տվյալները համապարփակ պատասխան չեն տալիս փոփոխությունների բնույթին` կապված փորձարարական պայմանների տարբերության և արդյունքների համեմատության դժվարության հետ: հետազոտության մեթոդներ.

Այս առումով, հողի հումուսային կարգավիճակի և դրա ֆերմենտային ակտիվության բարելավման խնդրի օպտիմալ լուծումների որոնումը կոնկրետ հողային և կլիմայական պայմաններում հիմնված հողամշակման ռեսուրսների խնայողության մեթոդների մշակման և հողապաշտպան միջոցների կիրառման վրա: ցանքաշրջանառությունը, որն օգնում է պահպանել կառուցվածքը, կանխել հողի սեղմումը և բարելավել դրանց որակի վիճակը և վերականգնել հողի բերրիությունը նվազագույն ծախսեր, շատ տեղին է։