Ang mga enzyme ay mga katalista para sa mga kemikal na reaksyon ng isang likas na protina, na nailalarawan sa pamamagitan ng tiyak na pagkilos na may kaugnayan sa catalysis ng ilang mga reaksiyong kemikal. Ang mga ito ay mga produkto ng biosynthesis ng lahat ng nabubuhay na organismo sa lupa: makahoy at mala-damo na mga halaman, mosses, lichens, algae, microorganisms, protozoa, insekto, invertebrates at vertebrates, na kinakatawan sa natural na kapaligiran ng ilang mga pinagsama-samang - biocenoses.

Ang biosynthesis ng mga enzyme sa mga nabubuhay na organismo ay isinasagawa dahil sa mga genetic na kadahilanan na responsable para sa namamana na paghahatid ng uri ng metabolismo at ang kakayahang umangkop nito. Ang mga enzyme ay ang gumaganang kagamitan kung saan naisasakatuparan ang pagkilos ng mga gene. Pinapaandar nila ang libu-libong mga kemikal na reaksyon sa mga organismo, na sa huli ay bumubuo ng cellular metabolism. Salamat sa kanila, ang mga reaksiyong kemikal sa katawan ay nangyayari sa mataas na bilis.

Sa kasalukuyan, higit sa 900 enzymes ang kilala. Nahahati sila sa anim na pangunahing klase.

1. Oxyreductases na nagpapagana ng mga reaksyong redox.

2. Transferases na catalyze reaksyon ng intermolecular transfer ng iba't ibang mga kemikal na grupo at residues.

3. Mga hydrolase na nag-catalyze ng mga reaksyon ng hydrolytic cleavage ng intramolecular bond.

4. Mga lyases na nagpapagana ng mga reaksyon ng pagdaragdag ng mga grupo sa dobleng mga bono at baligtad na mga reaksyon ng abstraction ng mga naturang grupo.

5. Isomerases na nagpapagana ng mga reaksyon ng isomerization.

6. Ligase na nagpapagana ng mga reaksiyong kemikal sa pagbuo ng mga bono dahil sa ATP (adenosine triphosphoric acid).

Kapag ang mga nabubuhay na organismo ay namatay at nabubulok, ang ilan sa kanilang mga enzyme ay nawasak, at ang ilan, na pumapasok sa lupa, ay nagpapanatili ng kanilang aktibidad at nag-catalyze ng maraming mga reaksiyong kemikal sa lupa, na nakikilahok sa mga proseso ng pagbuo ng lupa at sa pagbuo ng isang kalidad na katangian ng mga lupa - pagkamayabong. . Sa iba't ibang uri ng mga lupa sa ilalim ng ilang mga biocenoses, ang kanilang sariling mga enzymatic complex ay nabuo, na naiiba sa aktibidad ng mga biocatalytic na reaksyon.

Napansin ni V.F. Kuprevich at T.A. Shcherbakova (1966) na ang isang mahalagang katangian ng mga enzymatic complex ng lupa ay ang pagkakasunud-sunod ng pagkilos ng mga umiiral na grupo ng mga enzyme, na ipinakita sa katotohanan na ang sabay-sabay na pagkilos ng isang bilang ng mga enzyme na kumakatawan sa iba't ibang mga grupo ay natiyak. ; ang pagbuo at akumulasyon ng mga compound na naroroon sa labis sa lupa ay hindi kasama; labis na naipon na mobile mga simpleng koneksyon(halimbawa, NH 3) ay pansamantalang nakatali sa isang paraan o iba pa at ipinadala sa mga cycle na nagtatapos sa pagbuo ng mas marami o hindi gaanong kumplikadong mga compound. Ang mga enzymatic complex ay mga balanseng sistema ng self-regulating. Dito, ang pangunahing papel ay ginagampanan ng mga mikroorganismo at halaman, na patuloy na nagdaragdag ng mga enzyme ng lupa, dahil marami sa kanila ay maikli ang buhay. Ang bilang ng mga enzyme ay hindi direktang hinuhusgahan ng kanilang aktibidad sa paglipas ng panahon, na nakasalalay sa likas na kemikal ng mga tumutugon na sangkap (substrate, enzyme) at sa mga kondisyon ng pakikipag-ugnayan (konsentrasyon ng mga bahagi, pH, temperatura, komposisyon ng daluyan, ang pagkilos ng mga activator, inhibitor, atbp.).

Tinatalakay ng kabanatang ito ang pakikilahok sa ilang mga kemikal na proseso ng lupa ng mga enzyme mula sa klase ng hydrolases - ang aktibidad ng invertase, urease, phosphatase, protease at mula sa klase ng oxyreductases - ang aktibidad ng catalase, peroxidase at polyphenoloxidase, na may malaking kahalagahan sa ang pagbabagong-anyo ng nitrogen- at phosphorus-containing organic substances, carbohydrate substances at sa mga proseso ng humus formation. Ang aktibidad ng mga enzyme na ito ay isang makabuluhang tagapagpahiwatig ng pagkamayabong ng lupa. Bilang karagdagan, ang aktibidad ng mga enzyme na ito sa kagubatan at arable na mga lupa ng iba't ibang antas ng paglilinang ay mailalarawan gamit ang halimbawa ng sod-podzolic, grey forest at sod-carbonate na mga lupa.

MGA KATANGIAN NG SOIL ENZYMES

Invertase - catalyzes ang mga reaksyon ng hydrolytic breakdown ng sucrose sa equimolar na halaga ng glucose at fructose, nakakaapekto rin sa iba pang mga carbohydrates sa pagbuo ng mga molekula ng fructose - isang produkto ng enerhiya para sa buhay ng mga microorganism, catalyzes fructose transferase reaksyon. Ipinakita ng mga pag-aaral ng maraming may-akda na ang aktibidad ng invertase na mas mahusay kaysa sa iba pang mga enzyme ay nagpapakita ng antas ng pagkamayabong at biological na aktibidad ng mga lupa.

Urease catalyzes ang hydrolytic breakdown ng urea sa ammonia at carbon dioxide. Kaugnay ng paggamit ng urea sa agronomic practice, dapat tandaan na ang aktibidad ng urease ay mas mataas sa mas matabang lupa. Tumataas ito sa lahat ng mga lupa sa mga panahon ng kanilang pinakamalaking biological na aktibidad - sa Hulyo - Agosto.

Phosphatase (alkaline at acidic) - catalyzes ang hydrolysis ng isang bilang ng mga organophosphorus compound na may pagbuo ng orthophosphate. Ang aktibidad ng Phosphatase ay inversely na nauugnay sa supply ng mobile phosphorus sa mga halaman, kaya maaari itong magamit bilang isang karagdagang indicator kapag nagtatatag ng pangangailangan para sa mga phosphorus fertilizers na ilalapat sa mga lupa. Ang pinakamataas na aktibidad ng phosphatase ay nasa rhizosphere ng mga halaman.

Ang mga protease ay isang pangkat ng mga enzyme na may partisipasyon kung saan ang mga protina ay pinaghiwa-hiwalay sa polypeptides at amino acids, pagkatapos ay sumasailalim sila sa hydrolysis sa ammonia, carbon dioxide at tubig. Sa bagay na ito, ang mga protease ay mayroon Napakahalaga sa buhay ng lupa, dahil nauugnay ang mga ito sa mga pagbabago sa komposisyon ng mga organikong sangkap at ang dinamika ng mga nitrogen form na na-assimilated ng mga halaman.

Catalase - bilang resulta ng pag-activate nito, ang hydrogen peroxide, nakakalason sa mga buhay na organismo, ay nahahati sa tubig at libreng oxygen. Mahusay na impluwensya sa aktibidad ng catalase mga mineral na lupa nagbibigay ng mga halaman. Bilang isang patakaran, ang mga lupa sa ilalim ng mga halaman na may isang malakas, malalim na matalim na sistema ng ugat ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na aktibidad ng catalase. Ang kakaiba ng aktibidad ng catalase ay na ito ay nagbabago nang kaunti sa profile at may kabaligtaran na relasyon sa kahalumigmigan ng lupa at isang direktang kaugnayan sa temperatura.

Polyphenol oxidase at peroxidase - gumaganap sila ng mahalagang papel sa mga proseso ng pagbuo ng humus sa mga lupa. Ang polyphenol oxidase ay nag-catalyze ng oksihenasyon ng polyphenols sa mga quinone sa pagkakaroon ng libreng atmospheric oxygen. Ang Peroxidase ay nag-catalyze ng oksihenasyon ng mga polyphenol sa pagkakaroon ng hydrogen peroxide o mga organikong peroxide. Sa kasong ito, ang papel nito ay upang maisaaktibo ang mga peroxide, dahil mayroon silang mahinang epekto sa pag-oxidizing sa mga phenol. Susunod, ang condensation ng quinones na may amino acids at peptides ay maaaring mangyari upang bumuo ng isang pangunahing molekula ng humic acid, na sa kalaunan ay maaaring maging mas kumplikado dahil sa paulit-ulit na condensation (Kononova, 1963).

Nabanggit (Chunderova, 1970) na ang ratio ng aktibidad ng polyphenol oxidase (S) sa aktibidad ng peroxidase (D), na ipinahayag bilang isang porsyento (), ay nauugnay sa akumulasyon ng humus sa mga lupa, kaya ang halagang ito ay tinatawag na conditional coefficient ng humus accumulation (K). Sa arable, mahinang nilinang mga lupa ng Udmurtia para sa panahon mula Mayo hanggang Setyembre ito ay: sa soddy-podzolic soil - 24%, sa grey forest podzolized soil - 26% at sa soddy-carbonate soil - 29%.

MGA PROSESO NG ENZYMATIVE SA MGA LUPA

Ang biocatalytic na aktibidad ng mga lupa ay makabuluhang alinsunod sa antas ng kanilang pagpapayaman sa mga mikroorganismo (Talahanayan 11), depende sa uri ng lupa at nag-iiba sa mga genetic horizon, na nauugnay sa mga kakaibang pagbabago sa nilalaman ng humus, reaksyon, Red- Ox potential at iba pang indicator sa profile.

Sa virgin forest soils, ang intensity ng enzymatic reactions ay pangunahing tinutukoy ng horizons ng forest litter, at sa arable soils - sa pamamagitan ng arable layers. Sa ilan at iba pang mga lupa, lahat ng biologically less active genetic horizons na matatagpuan sa ilalim ng A o A p horizon ay may mababang aktibidad ng enzyme, na bahagyang nag-iiba sa positibong panig sa panahon ng pagtatanim ng lupa. Matapos ang pagbuo ng mga lupa sa kagubatan para sa maaararong lupa, ang aktibidad ng enzymatic ng nabuong arable horizon kung ihahambing sa mga basura sa kagubatan ay lumilitaw na bumababa nang husto, ngunit habang ito ay nilinang ito ay tumataas at sa mataas na nilinang species ito ay lumalapit o lumampas sa mga tagapagpahiwatig ng ang mga basura sa kagubatan.

11. Paghahambing ng nilalaman ng biogen at aktibidad ng enzymatic ng mga lupa sa Gitnang Urals (Pukhidskaya, Kovrigo, 1974)

Ang aktibidad ng mga biocatalytic na reaksyon sa mga lupa ay nagbabago. Ito ay pinakamababa sa tagsibol at taglagas, at kadalasang pinakamataas sa Hulyo-Agosto, na tumutugma sa dinamika ng pangkalahatang kurso ng mga biological na proseso sa mga lupa. Gayunpaman, depende sa uri ng lupa at lokasyon ng heograpiya nito, ang dinamika ng mga proseso ng enzymatic ay ibang-iba.

Mga tanong at takdang-aralin sa pagsusulit

1. Anong mga compound ang tinatawag na enzymes? Ano ang kanilang produksyon at kahalagahan para sa mga buhay na organismo? 2. Pangalanan ang mga pinagmumulan ng mga enzyme ng lupa. Ano ang papel na ginagampanan ng mga indibidwal na enzyme sa mga proseso ng kemikal sa lupa? 3. Ibigay ang konsepto ng enzyme complex ng mga lupa at ang paggana nito. 4. Magbigay ng pangkalahatang paglalarawan ng kurso ng mga prosesong enzymatic sa mga virgin at arable na lupa.

Invertase - catalyzes ang mga reaksyon ng hydrolytic breakdown ng sucrose sa equimolar na halaga ng glucose at fructose, nakakaapekto rin sa iba pang mga carbohydrates sa pagbuo ng mga molekula ng fructose - isang produkto ng enerhiya para sa buhay ng mga microorganism, catalyzes fructose transferase reaksyon. Ipinakita ng mga pag-aaral ng maraming may-akda na ang aktibidad ng invertase ay mas mahusay kaysa sa iba pang mga enzyme ay nagpapakita ng antas ng pagkamayabong at biological na aktibidad ng mga lupa.[...]

Ang mga pagsusuri ng invertase pagkatapos ng 1 taon ay nagpapahiwatig ng karagdagang pagbaba nito sa lahat ng mga sample ng 2-3 beses depende sa uri ng lupa, na maliwanag na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkaubos ng lupa ng mga compound na naglalaman ng carbon.[...]

Mula sa klase ng hydrolases, ang aktibidad ng invertase, na nag-hydrolyze ng sucrose sa glucose at fructose, at urease, na nag-catalyze sa hydrolysis ng urea, ay pinag-aralan. Ang aktibidad ng mga enzyme na ito sa lupa ay napakababa, ngunit kapag idinagdag ang pit ay tumataas ito sa proporsyon sa mga dosis nito at kaunti lamang ang nakasalalay sa dami. mga mineral na pataba. Dapat pansinin na ang paggamit ng pinakamataas na dosis (NPKTs, pati na rin ang CaCOe) ay walang anumang mga pakinabang sa mas maliit na dosis ng mga pataba sa pagpapasigla ng aktibidad ng parehong hydrolases at oxidoreductases.

Para sa ruta ng paliparan - nayon. Kangalassa, walang nakitang kabaligtaran na relasyon sa pagitan ng aktibidad ng urease, invertase at protease at lead content. Ito ay nagpapahiwatig ng kawalan ng isang nagbabawal na epekto ng lead sa isang dosis na hindi lalampas sa MPC. Mayroong isang parallel na pagtaas sa aktibidad ng lahat ng mga enzyme at lead na may distansya mula sa pinagmulan ng polusyon, na sa kasong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang pagtaas sa nilalaman ng humus sa lupa. Ito ay kilala na ang mga lupa na may mataas na nilalaman ng humus ay nag-iipon ng mga HM ​​sa mas malaking lawak at nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng FA.[...]

Ang mga compound ng pangkat na ito ay pumipigil sa paglaki ng mga bagong shoots, pansamantalang binabawasan ang aktibidad ng invertase sa mga sugar beet at pinipigilan ang biosynthesis ng chlorophyll. Ngunit ang kanilang pangunahing epekto ay upang sugpuin ang biosynthesis ng aromatic amino acids. Ang mga compound tulad ng N-phosphonmethylglycine ay pinipigilan ang synthesis na ito sa pamamagitan ng pagkilos sa mga site ng conversion ng dehydroquinic at prephenic acids.

Tila, ang pagbuo ng sucrose ay nangyayari sa mga selula ng parenchyma ng phloem, mula sa kung saan ito pumapasok sa mga tubo ng salaan, na walang mga enzyme na nabubulok ang sucrose (invertase), na tumutukoy sa kaligtasan ng tambalang ito sa buong landas ng transportasyon nito. [...]

Ang gawaing isinagawa ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang akumulasyon ng mga mobile form ng lead at nickel sa mga dosis na lumampas sa MPC ay humahantong sa isang pagbawas sa aktibidad ng enzyme sa mga lupa. Ang pagbawas sa aktibidad ng protease, urease at invertase sa mga lupa ay nagdudulot ng kaukulang pagsugpo sa mga proseso ng hydrolysis ng mga protina, urea at oligosaccharides, na sa pangkalahatan ay humahantong sa pagbawas sa biological na aktibidad ng mga lupa. Ang pagpapalit ng PA ay isang magandang paraan para sa pag-diagnose ng ekolohikal na estado ng mga lupa. Sa mga enzyme na aming sinuri, ang urease ay nagpapakita ng pinakamataas na katangian ng diagnostic.[...]

Ang kondisyon ng mga lupa ay nasuri sa pamamagitan ng dalawang pamamaraan ng bioindication: sa pamamagitan ng aktibidad ng enzymatic ng mga lupa at ang mutational effect ng mga lupa sa test object. Sa urban soils, ang aktibidad ng tatlong enzymes ay natukoy - invertase, catalase at urease (Khaziev, 1990), kung saan ang pinaka-variable ay ang aktibidad ng urease. Para sa kadahilanang ito, ang mga tagapagpahiwatig ng partikular na enzyme na ito ay pinili para sa integral na pagtatasa, ang aktibidad na higit na nakasalalay sa konsentrasyon ng isang malawak na hanay ng mga pollutant sa lupa.[...]

Ang mga pagsusuri sa histochemical ay naging posible upang maitatag ang pagkakapareho ng rehimeng oxidative ng pollen at pollen tubes sa iba't ibang mga kinatawan ng angiosperms. Ito ay itinatag na ang pinakamatinding biochemical na proseso ay nangyayari sa dulo ng pollen tube.[...]

Ang isa pang pangkat ng mga evocative na pagbabago ay nauugnay sa pag-activate ng mga proseso ng enerhiya na kinakailangan para sa pagpapatupad ng morphogenetic program ng reproductive development.[...]

Kapag ang malalaking halaga ng HCBD ay ipinakilala sa parehong likido at butil-butil na anyo, ang pagsugpo sa pag-unlad ng ilang grupo ng mga mikroorganismo ay hindi nawawala kahit isa at kalahating taon pagkatapos ng fumigation. Ang aktibidad ng mga enzyme ng lupa (catalase at invertase) sa oras na ito ay, ayon sa mga eksperimentong variant na ito, 70-80% ng aktibidad ng mga enzyme sa control variant 5 buwan pagkatapos ng pagpapakilala ng malalaking rate ng HCBD (likido at butil). , bumababa ang nilalaman ng nitrates sa lupa, na nagpapahiwatig ng pagsugpo sa proseso ng nitrification.[...]

Ang mga agrochemical na katangian ng mga lupa ay natutukoy sa pamamagitan ng karaniwang tinatanggap na mga pamamaraan, pH ng tubig at mga extract ng asin - potentiometric, nilalaman ng carbon - sa pamamagitan ng pamamaraan ng Tyurin, mobile nitrogen - ayon sa Bashkin at Kudeyarov, mobile phosphorus - ayon kay Chirikov, enzymatic activity ng soils (invertase, urease at catalase) - ayon kay Khaziev.[ ...]

Maraming mga kinatawan ng nagliliwanag na fungi ang may amylase enzyme, kung saan ang mga organismo ay nagsisisira ng almirol na may iba't ibang intensity, depende sa uri ng pananim. Ang ilang mga kultura ay nabubulok ang almirol sa dextrins, ang iba sa mga asukal. Ang ilang actinomycetes ay naglalaman ng enzyme invertase, na naghahati sa sucrose sa madaling natutunaw na mga asukal - glucose at fructose. Napag-alaman na ang proactinomycetes ay maaaring mag-metabolize ng sucrose nang walang pagkabulok nito.[...]

Ang ganitong mga antas ng polusyon ay makikita rin sa nilalaman ng mga mobile form ng heavy metal compound na naa-access ng mga halaman. Ang kanilang bilang ay tumaas din ng 1.5-2 at kahit na 5 beses. Ang mga pagbabagong ito ay nakaapekto sa biota ng lupa, Pangkalahatang pag-aari lupa at pagkamayabong ng lupa. Sa partikular, ang aktibidad ng mga enzyme ng lupa ay nabawasan nang husto: invertase, phosphatase, urease, catalase; Bumaba ng humigit-kumulang 2 beses ang produksyon ng CO2. Ang aktibidad ng enzyme ay isang mahusay na mahalagang tagapagpahiwatig ng sitwasyon sa kapaligiran sa sistema ng lupa-halaman. Sa mga kontaminadong lupa, ang mga ani ng pananim ay bumaba rin nang husto iba't ibang kultura. Kaya, ang ani ng kamatis (c/ha) ay bumaba sa average mula 118.4 hanggang 67.2; mga pipino - mula 68.3 hanggang 34.2; repolyo - mula 445.7 hanggang 209.0; patatas - mula 151.8 hanggang 101.3; mansanas - mula 72.4 hanggang 32.6 at mga milokoton - mula 123.6 hanggang 60.6.[...]

Sa mga tundra soils ng floodplain, ang potensyal para sa biochemical activity ay tumataas mula sa mga lupa ng riverine floodplain hanggang sa central at near-terrace. Sa turn, ang aktibidad ng enzymatic sa mga organikong floodplain na lupa ay mas mataas kaysa sa mga mineral na lupa. Sa mga horizon ng humus (0-13 cm) ng mga pinag-aralan na lupa, mayroong isang medyo mataas na aktibidad ng urease, invertase, phosphatase at dehydrogenase - mga enzyme na kasangkot sa mga metabolic na proseso ng nitrogen, carbohydrates, phosphorus at redox.[...]

Ang aktibidad ng Phosphatase ay mababa, at sa karamihan ng mga kaso ay walang aktibidad na phosphatase, na nauugnay sa isang napakababang nilalaman ng mobile phosphorus laban sa background ng isang medyo mataas na nilalaman ng mga bulk form nito sa humus-peaty horizons. Hindi tulad ng mga enzyme na kasangkot sa metabolic process ng nitrogen at phosphorus, ang mga enzyme ng hydrocarbon metabolism (invertase) ay nagpapakita ng kanilang aktibidad hanggang sa supra-permafrost horizons, na tinutukoy ng humus na nilalaman ng profile.[...]

Ang pagbabago sa aktibidad ng enzymatic ng lupa sa loob ng apat na taon ng eksperimento ay ipinapakita sa Talahanayan. 6.8. Tulad ng makikita mula sa mga resulta na nakuha, ang aktibidad ng urease at phosphatase ay nabawasan, ngunit ang mga pangunahing pattern - mas mataas na aktibidad sa mga variant nang walang paggamit ng EPS kapag nag-aaplay ng peat at mineral fertilizers at ang kawalan ng aktibidad ng enzymatic sa mga variant ng kontrol - nananatili. Kasabay nito, ang aktibidad ng invertase, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa siklo ng carbon sa biogeocenosis, ay tumataas sa ika-apat na taon sa halos lahat ng mga eksperimentong variant, kabilang ang pagdaragdag ng PPS, na nagpapatunay din sa intensity ng mga proseso ng mineralization. ng peat at universins.[... ]

Ang isang napaka-promising na paraan ng paglilinis ng tubig mula sa lahat ng uri ng mga pollutant, lalo na ang mga sintetiko, ay ang paggamit ng immobilized (fixed, insoluble) enzymes - "second generation enzymes". Ang ideya ng pag-aayos ng mga enzyme sa isang carrier na hindi malulutas sa tubig at paggamit ng napakalakas na mga catalyst teknolohikal na proseso at ang gamot ay lumitaw nang matagal na ang nakalipas. Noong 1916, ang invertase ay na-adsorbed sa activated carbon sa bagong hiwalay na aluminum hydroxide. Mula noong 1951, ang conjugation ng protina na may cellulose ay ginamit upang mag-fractionate ng mga antibodies at ihiwalay ang mga antigen. Hanggang kamakailan lamang, mayroon lamang isang paraan para sa pag-aayos ng mga enzyme - ordinaryong pisikal na adsorption. Gayunpaman, ang kapasidad ng adsorption kilalang materyales na may kaugnayan sa mga protina ay malinaw na hindi sapat, at ang mga puwersa ng pagdirikit ay maliit, at ang pagkalagot ng bono sa pagitan ng enzyme at ang ibabaw ng adsorbent ay maaaring mangyari mula sa pinakamaliit na pagbabago sa mga kondisyon ng proseso. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ng immobilization ay hindi nakahanap ng malawak na aplikasyon, ngunit dahil ito ay simple at maaaring, tila, ay makakatulong na linawin ang mekanismo ng pagkilos ng mga enzyme sa mga sistema ng pamumuhay, putik at lupa, at sa ilang mga kaso ay ginagamit sa pagsasanay, ang ilang mga mananaliksik ay pag-aaral ng adsorption ng mga enzyme, paghahanap ng bago, epektibong media, atbp.[...]

Dahil sa binibigkas at pangmatagalang pagbabago sa pisyolohikal sa paglaki at pag-unlad na dulot ng ethylene, hindi nakakagulat na ang mga pagbabago ay nangyayari rin sa RNA at synthesis ng protina at sa aktibidad ng enzyme. Ang posibilidad ng isang direktang epekto ng ethylene sa aktibidad ng iba't ibang mga enzyme, tulad ng glucosidase, a-amylase, invertase at peroxidase, ay paulit-ulit na nasubok, ngunit ang mga negatibong resulta ay nakuha Gayunpaman, ang synthesis ng isang bilang ng mga enzyme ay malinaw na tumataas. Ang peroxidase ay isa sa mga enzyme na na-synthesize nang medyo mabilis pagkatapos ng exposure sa ethylene. Sa citrus fruits, ang synthesis ng phenyl-alanine ammonia lyase ay pinahusay, at ang CO2 at transcription inhibitors ay humaharang sa prosesong ito. Sa paghihiwalay ng tissue, ang ethylene ay nagiging sanhi ng pagbuo ng cellulase. Ang koneksyon sa pagitan ng epekto na ito at ang pagpapasigla ng proseso ng paghihiwalay ay halata. Totoo, ang pinabilis na paghihiwalay ay nangyayari kahit na bago ang pagtaas ng cellulase synthesis, ngunit ito ay malamang na ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang ethylene ay nagiging sanhi din ng pagpapalabas ng cellulase mula sa nakagapos na anyo at ang pagtatago nito sa mga intercellular space. Ang pagpapalabas ng amylase mula sa mga selula ng aleuron ng barley ay pinabilis din ng pagkilos ng ethylene. Ang mabilis na epekto ng ethylene, halimbawa ang pagsugpo sa pagpapahaba ng cell, na lumilitaw pagkatapos lamang ng 5 minuto, ay nauugnay sa mga epekto sa mga lamad kaysa sa mga pagbabago sa synthesis ng protina.[...]

Tulad ng nalalaman, isa sa mga dahilan ng toxicity ng mga lupa ay ang kanilang kaasinan. Ang mga ginugol na likido sa pagbabarena at mga pinagputulan ng drill ay naglalaman sa ilang mga kaso ng malaking halaga ng mga mineral na asing-gamot na mapanganib sa mga lupa. Samakatuwid, interesante na tukuyin ang impluwensya ng salik na ito sa biological productivity ng mga lupa. Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang mga mineral na compound sa mga halagang higit sa 0 8-4.0 kt/m2 ng lupa ay makabuluhang bawasan ang aktibidad ng invertase, at sa mga halagang higit sa 1.5-1.6 kg/m2 ng lupa ay nagsisimulang makabuluhang makakaapekto sa ani ng lupang nilinang mga pananim.[...]

Ang honey ay isang mataas na calorie na produkto. Ang natural na pulot ay isang matamis, malapot at mabangong sangkap na ginawa ng mga bubuyog mula sa nektar ng halaman, gayundin mula sa honeydew o honeydew. Maaaring lumitaw ang honey bilang isang crystallized na masa. Ang halaga ng pulot ay nakasalalay sa katotohanan na mayroon itong mga katangian ng bactericidal. Samakatuwid, ang pulot ay hindi lamang isang mahalagang produkto ng pagkain, kundi isang produktong panggamot. Ang mga pangunahing bahagi ng flower honey ay prutas at ubas na asukal, kung saan naglalaman ito ng mga 75%. Ang calorie na nilalaman ng pulot ay higit sa 3 libong calories. Naglalaman ito ng mga enzyme: diastase (o amylase), invertase, catalase, lipase.[...]

Ang mga pag-aaral ay isinagawa sa lambak ng mas mababang bahagi ng Sysola River (Komi Republic, gitnang taiga subzone). Ang mga biochemical na parameter ng mga lupa ay nailalarawan sa antas ng aktibidad ng oxidoreductases (catalase), hydrolases (invertase) at ang pagpapakawala ng CO2 mula sa ibabaw ng lupa. Sa lahat ng panahon ng pagpili maximum na mga halaga Ang aktibidad ng catalytic ay nabanggit sa kagubatan ng basura ng Adl soil (4.2-8.6 ml 02 / g ng lupa), ang pinakatuyo sa pinag-aralan na serye ng mga lupa. Gayunpaman, ang soil Al ang nangunguna sa mga antas ng invertase sa lahat ng panahon ng sampling (11.9-37.8 mg glucose/g na lupa sa AO horizon). Sa parehong lupa, ang pinakamataas sa paglabas ng CO2 ay nabanggit noong Hulyo (0.60±0.19) kg/ha-hour. Gamit ang integral BAP indicator, na isinasaalang-alang ang lahat ng mga parameter ng biological na aktibidad, ipinapakita na ang pinaka-aktibong biological na proseso sa lahat ng mga panahon ng sampling ay nangyayari sa Al lupa, na sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa hydrothermal na rehimen sa pagitan ng Adl at Alb soils .[...]

Ang destabilization ng proseso ng nitrification ay nakakagambala sa pagpasok ng mga nitrates sa biological cycle, ang halaga nito ay tumutukoy sa tugon sa mga pagbabago sa kapaligiran ng denitrifier complex. Binabawasan ng mga sistema ng enzyme ng mga denitrifier ang rate ng kumpletong pagbawi, na kinasasangkutan ng mas kaunting nitrous oxide sa huling yugto, ang pagpapatupad nito ay nangangailangan ng makabuluhang gastos sa enerhiya. Bilang resulta, ang nilalaman ng nitrous oxide sa atmospera sa itaas ng lupa ng mga eroded ecosystem ay umabot sa 79 - 83% (Kosinova et al., 1993). Ang alienation ng ilang organikong bagay mula sa chernozems sa ilalim ng impluwensya ng erosion ay makikita sa muling pagdadagdag ng nitrogen fund sa panahon ng photo- at heterotrophic nitrogen fixation: aerobic at anaerobic. Sa mga unang yugto ng pagguho, ang tiyak na anaerobic nitrogen fixation ay pinigilan sa mabilis na bilis dahil sa mga parameter ng labile na bahagi ng organikong bagay (Khaziev, Bagautdinov, 1987). Ang aktibidad ng mga enzyme na invertase at catalase sa mga chernozem ay nabawasan ng higit sa 50% kumpara sa mga hindi nahugasan. Sa mga kulay abong lupa sa kagubatan, habang tumataas ang kanilang pagguho, ang aktibidad ng invertase ay bumababa nang husto. Kung sa mahinang eroded na mga lupa ay may unti-unting pagpapahina ng aktibidad na may lalim, kung gayon sa mabigat na eroded na mga lupa, ang aktibidad ng invertase ay napakaliit o hindi napansin sa subsoil layer. Ang huli ay nauugnay sa paglitaw ng mga illuvial horizon na may napakababang aktibidad ng enzyme sa ibabaw ng araw. Walang malinaw na pag-asa sa aktibidad ng phosphatase at, lalo na, catalase sa antas ng pagguho ng lupa (Lichko, 1998).[...]

Ang mga pangunahing sangkap sa lichens ay karaniwang pareho sa iba pang mga halaman. Ang mga hyphal membrane sa lichen thallus ay pangunahing binubuo ng mga carbohydrates (C30 H60 K4 019) ay kadalasang matatagpuan sa hyphae. Katangian mahalaga bahagi Ang hyphae ay isang polysaccharide lichenin (C6H10O6)n, na tinatawag na lichen starch. Ang isang hindi gaanong karaniwang isomer ng lichenin, isolichenin, ay matatagpuan, bilang karagdagan sa mga hyphal membrane, sa protoplast. Sa mga high-molecular polysaccharides sa lichens, lalo na sa mga lamad ng hyphae, ang mga hemicellulose ay matatagpuan, na malinaw na mga nakareserbang carbohydrates. Sa mga intercellular space ng ilang lichens, natagpuan ang mga sangkap ng pectin, na, sumisipsip ng maraming dami ng tubig, bumubulusok at uhog ang thallus. Maraming mga enzyme ang matatagpuan din sa lichens - invertase, amylase, catalase, urease, zymase, lichenase, kabilang ang mga extracellular. Sa mga sangkap na naglalaman ng nitrogen, maraming amino acid ang natagpuan sa hyphae ng lichens - alanine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, valine, tyrosine, tryptophan, atbp. Ang phycobiont ay gumagawa ng mga bitamina sa lichens, ngunit halos palaging sa maliit na dami. [...]

Sa panahon ng mga eksperimento, natagpuan na ang semi-likido at solidong basura sa pagbabarena ay may lubhang negatibong epekto sa biological na produktibidad ng mga lupa. Nabatid na ang mga produktong langis at langis na nasa basura ay may pinakamalaking negatibong epekto. Ang mga pollutant na ito ay makabuluhang binabawasan ang aktibidad ng redox at hydrolytic enzymes, na humahantong sa pagsugpo sa aktibidad ng microbiological ng lupa. Ang epektong ito ay binibigkas para sa mga basurang naglalaman ng higit sa 4-5% na langis at mga produktong petrolyo. Sa isang mas mababang nilalaman ng pollutant na ito, ang epekto ng pagbabawas ng biological na produktibidad ng mga uri ng lupa na isinasaalang-alang ay tipikal para sa isang panahon mula 3 hanggang 6 na buwan, at pagkatapos ay mayroong mas mataas na paglaganap ng nitrogen-fixing, denitrifying at sulfate-reducing bacteria. , na gumagamit ng langis at mga derivatives nito bilang pinagmumulan ng carbon at enerhiya, sa Bilang resulta, nangyayari ang unti-unting oksihenasyon at mineralization ng langis. Kasabay nito, natural na bumababa ang mga ani ng pananim at aktibidad ng invertase. Kapag ang basura ay naglalaman ng higit sa 5% na mga produktong langis at petrolyo, ang nakikitang aktibidad ng hydrocarbon-oxidizing bacterial microflora ay hindi sinusunod kahit na pagkatapos ng 1 taon. Ang antas ng kontaminasyon ng basura ay kritikal, at samakatuwid ay nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na agrotechnical at agrochemical na pamamaraan na nagpapasigla sa biological na produktibidad ng mga lupa (paglalapat ng mga pataba na naglalaman ng nitrogen, phosphorus at potassium; intensive aeration ng oil pollution zone; paghahasik ng mga espesyal na damo na pahusayin ang aktibidad ng hydrocarbon-digesting bacterial microflora).[ ...]

Upang pag-aralan ang mekanismo at likas na katangian ng impluwensya ng semi-likido (ginugol na mga likido sa pagbabarena) at solid (drill cuttings) na basura sa pagbabarena, i.e. ang mga uri ng basura na na-backfill ng mineral na lupa sa mga sludge pit sa panahon ng kanilang pagtatapon, vegetation-field at field studies ay isinagawa sa biological productivity ng mga lupa at ang pag-unlad sa batayan na ito ng isang hanay ng mga agrotechnical na hakbang para sa pagpapanumbalik ng mga kontaminadong lupain. . Ang mga eksperimento ay isinagawa ayon sa mga karaniwang pamamaraan. Nag-eksperimento kami sa pagbabarena ng basura ng iba't ibang antas ng kontaminasyon sa mga produktong langis at petrolyo (OP), organic carbon (chemical oxygen demand indicator - COD) at mga mineral salt (calcined residue indicator - PO), na idinagdag sa lupa sa isang 1: 1 ratio. Ang saklaw at antas ng kontaminadong basura ay ang mga sumusunod: para sa NG1 - 1.0-12.0%; ayon sa COD - 20.0 - 60.0 kg/m3; ayon sa software (kinakalkula bawat unit area ng lupa) - 0.4-1.6 kg/m2 ng lupa. Tatlong uri ng lupa ang ginamit sa mga pag-aaral, i.e. ang pinakakaraniwang uri ng mga lupa kung saan isinasagawa ang pagbabarena sa mga lugar ng aktibong paggamit ng lupa sa agrikultura. Ang mga integral na tagapagpahiwatig ng biological na produktibidad ng mga lupa ay ang ani ng karaniwang barley ng iba't ibang "Courier" at ang aktibidad ng invertase, na natukoy gamit ang isang kilalang pamamaraan.[...]

Gayunpaman, sa kabila ng malapit na ugnayan na umiiral sa pagitan ng mga lichen at ng substrate kung saan sila tumira, hindi pa rin alam nang may katiyakan kung ginagamit lamang ng mga lichen ang substrate bilang isang lugar ng attachment o kinukuha nila mula dito ang ilang mga nutrients na kailangan para sa kanilang buhay. Sa isang banda, ang kakayahan ng mga lichen na tumubo sa mga substrate na mahirap sa nutrients ay nagbibigay ng dahilan upang maniwala na ginagamit lamang nila ang substrate bilang isang lugar ng attachment. Gayunpaman, sa kabilang banda, ang pumipili na pagpapaubaya na ipinakita ng mga lichen sa panahon ng pag-areglo, ang mahigpit na pagkakakulong ng karamihan sa kanila sa isang tiyak na substrate, ang pag-asa sa komposisyon ng mga species ng lichen vegetation hindi lamang sa pisikal, kundi pati na rin sa mga katangian ng kemikal hindi sinasadyang iminumungkahi ng substrate na gamitin ng mga lichen ang substrate at kung paano karagdagang mapagkukunan nutrisyon. Kinumpirma ito ng mga biochemical na pag-aaral na isinagawa nitong mga nakaraang taon. Halimbawa, lumabas na ang parehong uri ng lichen na lumalaki sa iba't ibang species ng puno ay maaaring may iba't ibang komposisyon ng mga lichen substance. Ang mas malinaw na ebidensya ay ang pagtuklas ng mga extracellular enzymes sa mga lichen na inilabas sa panlabas na kapaligiran. Ang mga extracellular enzyme, tulad ng invertase, amylase, cellulase at marami pang iba, ay medyo malawak na kinakatawan sa mga lichen at may medyo mataas na aktibidad. Bukod dito, tulad ng nangyari, sila ay pinaka-aktibo sa ibabang bahagi ng thallus, kung saan ang lichen ay nakakabit sa substrate. Ipinapahiwatig nito ang posibilidad ng aktibong impluwensya ng lichen thallus sa substrate upang makakuha ng karagdagang mga sustansya mula dito.

Panimula...3

1. Pagsusuri sa panitikan...5

1.1 Ang konsepto ng aktibidad ng enzymatic ng mga lupa...5

1.2 Epekto ng mabibigat na metal sa aktibidad ng enzymatic

1.3. Ang impluwensya ng mga agrochemical sa aktibidad ng enzymatic ng mga lupa...23

2. Eksperimental na bahagi...32

2.1 Mga bagay, pamamaraan at kondisyon ng pananaliksik...32

2.2. Ang impluwensya ng agrochemical background sa enzymatic activity ng sod-podzolic soil na kontaminado ng lead...34

2.2.1. Agrochemical na katangian ng lupa na kontaminado ng lead at ang nilalaman nito sa lupa ng eksperimento...34

2.2.2. Ang impluwensya ng agrochemical background sa ani ng spring grain crops sa heading phase sa lupa na kontaminado ng lead...41

2.2.3. Ang impluwensya ng agrochemical background sa enzymatic activity ng lupa na kontaminado ng lead...43

2.3. Ang impluwensya ng agrochemical background sa enzymatic activity ng sod-podzolic soil na kontaminado ng cadmium...54

2.3.1. Agrochemical na katangian ng lupa na kontaminado ng cadmium at ang nilalaman nito sa lupa ng eksperimento...54

2.3.2. Ang impluwensya ng agrochemical background sa ani ng spring grain crops sa heading phase sa lupa na kontaminado ng cadmium...60

2.3.3. Ang impluwensya ng agrochemical background sa aktibidad ng enzymatic ng lupa na kontaminado ng cadmium...62

2.4. Ang impluwensya ng agrochemical background sa enzymatic activity ng sod-podzolic soil na kontaminado ng zinc...69

2.4.1. Agrochemical na katangian ng lupa na kontaminado ng zinc at ang nilalaman nito sa eksperimentong lupa...69

2.4.2. Ang impluwensya ng agrochemical background sa ani ng spring grain crops sa heading phase sa lupa na kontaminado ng zinc...75

2.4.3. Impluwensiya ng mga background ng agrochemical sa aktibidad ng enzymatic

lupang kontaminado ng zinc...76

2.5. Ang impluwensya ng agrochemical background sa enzymatic activity ng sod-podzolic soil na kontaminado ng tanso...82

2.5.1. Agrochemical na katangian ng lupa na may kontaminasyon sa tanso at nilalaman nito sa lupa ng eksperimento...83

2.5.2. Ang impluwensya ng agrochemical background sa ani ng spring grain crops sa heading phase sa lupa na kontaminado ng tanso...89

2.5.3. Impluwensya ng agrochemical background sa aktibidad ng enzymatic

lupang kontaminado ng tanso...90

Konklusyon...96

Konklusyon...99

Mga Sanggunian...101

Aplikasyon

Panimula

Panimula.

Ang paggamit ng mga agrochemical sa agroecosystem ay isang mahalagang kondisyon para sa pag-unlad ng modernong agrikultura. Ito ay idinidikta ng pangangailangan na mapanatili at mapabuti ang antas ng pagkamayabong ng lupa, at, bilang resulta, makakuha ng mataas at matatag na ani.

Ang mga agrochemical ay gumaganap ng isang bilang ng mga ekolohikal na function sa agrocenosis (Mineev, 2000). Ang isa sa pinakamahalagang tungkulin ng agrochemistry ay upang bawasan ang mga negatibong kahihinatnan ng lokal at pandaigdigang teknogenikong polusyon ng mga agroecosystem na may mabibigat na metal (HM) at iba pang nakakalason na elemento.

Binabawasan ng mga agrochemical ang negatibong epekto ng mga HM ​​sa ilang mga paraan, kabilang ang kanilang hindi aktibo sa lupa at pagpapalakas ng mga function ng physiological barrier ng mga halaman na pumipigil sa pagpasok ng mga HM ​​sa kanila. Kung mayroong maraming impormasyon sa panitikan sa isyu ng hindi aktibo ng mga HM ​​sa lupa (Ilyin, 1982, atbp., Obukhov, 1992, Alekseev, 1987, atbp.), Kung gayon mayroon lamang ilang mga pag-aaral sa pagpapalakas ng hadlang mga tungkulin ng mga halaman. Dahil sa pagpapalakas ng mga pag-andar ng physiological barrier sa ilalim ng impluwensya ng mga agrochemical, mas kaunting HM ang pumapasok sa mga halaman kapag pareho sila sa iba't ibang background ng agrochemical (Solovieva, 2002). Ang pagpapalakas ng mga function ng hadlang ay sinamahan ng pag-optimize ng nutrisyon ng halaman, at bilang isang resulta, pagpapabuti ng biological na sitwasyon sa lupa.

Ang ecological function na ito, lalo na ang pagpapabuti ng biological na aktibidad at istraktura ng microbial na komunidad ng lupa na kontaminado ng mabibigat na metal sa ilalim ng impluwensya ng agrochemicals, ay wala pang sapat na pang-eksperimentong katwiran.

Ito ay kilala na ang ilang mga tagapagpahiwatig ng biological na aktibidad kapag ang isang nakababahalang sitwasyon ay nangyayari sa lupa ay nagbabago nang mas maaga kaysa

iba pang mga katangian ng lupa, halimbawa, mga agrochemical (Zvyagintsev, 1989, Lebedeva, 1984). Ang aktibidad ng enzymatic ng lupa ay isa sa gayong tagapagpahiwatig. Maraming mga pag-aaral ang nagtatag ng negatibong epekto ng mabibigat na metal sa aktibidad ng enzyme. Kasabay nito, kilala na ang mga agrochemical ay may proteksiyon na epekto sa aktibidad ng enzymatic ng lupa. Sinubukan naming isaalang-alang ang problemang ito sa kabuuan at matukoy kung ang mga katangian ng proteksyon sa kapaligiran ng mga agrochemical ay nagpapakita ng kanilang sarili na may kaugnayan sa aktibidad ng enzymatic ng lupa kapag nadumhan ng mga biogenic at abiogenic na metal. Ang bahaging ito ng mga agrochemical ay matutukoy lamang kung iba't ibang mga pagpipilian eksperimento, magkakaroon ng parehong halaga ng HM, at ito ay posible lamang sa parehong mga tagapagpahiwatig ng acidity ng lupa. Hindi namin mahanap ang gayong pang-eksperimentong data sa panitikan.

1. PAGSUSURI SA LITERATURA

1.1. Ang konsepto ng aktibidad ng enzymatic ng mga lupa.

Ang lahat ng mga biological na proseso na nauugnay sa pagbabagong-anyo ng mga sangkap at enerhiya sa lupa ay isinasagawa sa tulong ng mga enzyme, na may mahalagang papel sa pagpapakilos ng mga sustansya ng halaman, pati na rin ang pagtukoy ng intensity at direksyon ng pinakamahalagang proseso ng biochemical na nauugnay. na may synthesis at decomposition ng humus, hydrolysis ng mga organic compound at ang redox regime ng lupa (1976; 1979, atbp.).

Ang pagbuo at paggana ng aktibidad ng enzymatic ng lupa ay isang kumplikado at multifactorial na proseso. Ayon sa sistema-ekolohikal na konsepto, ito ay kumakatawan sa pagkakaisa ng mga proseso na tinutukoy ng kapaligiran ng pagpasok, pagpapapanatag at pagpapakita ng aktibidad ng enzyme sa lupa (Khaziev, 1991). Ang tatlong link na ito ay tinukoy bilang mga bloke ng produksyon, immobilization at pagkilos ng mga enzymes (Khaziev, 1962).

Ang mga enzyme sa lupa ay mga metabolic na produkto ng biocenosis ng lupa, ngunit ang mga opinyon tungkol sa kontribusyon ng iba't ibang bahagi sa kanilang akumulasyon ay salungat. Ang isang bilang ng mga mananaliksik (Kozlov, 1964, 1966, 1967; Krasilnikov, 1958; at iba pa) ay naniniwala na ang pangunahing papel sa pagpapayaman ng lupa na may mga enzyme ay kabilang sa mga pagtatago ng ugat ng mga halaman, ang iba pa (Katsnelson, Ershov, 1958, atbp.) - sa mga hayop sa lupa, habang ang karamihan (Galstyan, 1963; Peive, 1961; Zvyagintsev, 1979; Kozlov, 1966; Drobnik, 1955; Hofmann, Seegerer, 1951; Seegerer, 1953; Hofmann, Hoffmann, 19615; , 1958, 1964, 1971; Sequi, 1974 at iba pa) ay may opinyon na ang enzyme pool sa lupa ay binubuo ng intracellular at extracellular enzymes, na nakararami sa microbial na pinagmulan.

Ang mga enzyme ng lupa ay kasangkot sa pagkasira ng mga residu ng halaman, hayop at microbial, pati na rin ang synthesis ng humus. Bilang resulta ng mga proseso ng enzymatic, ang mga sustansya mula sa mahirap na matunaw

ang mga compound ay binago sa madaling ma-access na mga anyo para sa mga halaman at mikroorganismo. Ang mga enzyme ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na aktibidad, mahigpit na pagtitiyak ng pagkilos at malaking pag-asa sa iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran. Ang huling tampok ay may malaking kahalagahan sa pagsasaayos ng kanilang aktibidad sa lupa (Khaziev, 1982 at

Enzymatic na aktibidad ng mga lupa ayon sa (1979)

binubuo ng:

a) extracellular immobilized enzymes;

b) mga extracellular na libreng enzyme;

c) intracellular enzymes ng mga patay na selula;

d) intracellular at extracellular enzymes na nabuo sa ilalim ng artipisyal na mga eksperimentong kondisyon at hindi tipikal para sa isang partikular na lupa.

Ito ay itinatag na ang bawat enzyme ay kumikilos lamang sa isang napaka tiyak na sangkap o isang katulad na grupo ng mga sangkap at ganap tiyak na uri kemikal na dumidikit. Ito ay dahil sa kanilang mahigpit na pagtitiyak.

Sa pamamagitan ng kanilang biochemical na kalikasan, ang lahat ng mga enzyme ay mga high-molecular protein substance. Ang polypeptide chain ng enzyme proteins ay matatagpuan sa espasyo sa napakakomplikadong paraan, natatangi para sa bawat enzyme. Sa isang tiyak na spatial na pag-aayos ng mga functional na grupo ng mga amino acid sa mga molekula6).

Ang enzyme catalysis ay nagsisimula sa pagbuo ng isang aktibong intermediate - isang enzyme-substrate complex. Ang complex ay ang resulta ng pagkakabit ng substrate molecule sa catalytically active center ng enzyme. Sa kasong ito, ang mga spatial na pagsasaayos ng mga molekula ng substrate ay medyo binago. Bagong oriented

Ang paglalagay ng mga reacting molecule sa enzyme ay nagsisiguro ng mataas na kahusayan ng enzymatic reactions na nag-aambag sa pagbaba ng activation energy (Khaziev, 1962).

Hindi lamang ang aktibong sentro ng enzyme, kundi pati na rin ang buong istraktura ng molekula sa kabuuan ay responsable para sa catalytic na aktibidad ng enzyme. Ang rate ng isang reaksyon ng enzymatic ay kinokontrol ng maraming mga kadahilanan: temperatura, pH, enzyme at konsentrasyon ng substrate, ang pagkakaroon ng mga activator at inhibitor. Ang mga organikong compound ay maaaring kumilos bilang mga activator, ngunit mas madalas ang iba't ibang mga microelement (Kuprevich, Shcherbakova, 1966).

Nagagawa ng lupa na ayusin ang mga prosesong enzymatic na nagaganap dito dahil sa mga pagbabago sa panloob at panlabas na mga kadahilanan sa pamamagitan ng factor o allosteric regulation (Galstyan 1974, 1975). Sa ilalim ng impluwensya ng mga kemikal na compound na ipinakilala sa lupa, kabilang ang mga pataba, nangyayari ang allosteric regulation. Ang regulasyon sa kadahilanan ay tinutukoy ng kaasiman ng kapaligiran (pH), kemikal at pisikal na komposisyon, temperatura, halumigmig, rehimen ng tubig-hangin, atbp. Ang impluwensya ng mga detalye ng lupa, humus at nilalaman ng biomass at iba pang mga kadahilanan sa aktibidad ng mga enzyme na ginagamit upang nailalarawan ang biological na aktibidad ng mga lupa ay hindi maliwanag (Galstyan, 1974; Kiss, 1971; Dalai, 1975; McBride, 1989; Tiler, 1978).

Ang aktibidad ng enzymatic ng lupa ay maaaring gamitin bilang isang diagnostic indicator ng fertility iba't ibang lupa, dahil ang aktibidad ng enzyme ay sumasalamin hindi lamang sa mga biological na katangian ng lupa, kundi pati na rin sa kanilang mga pagbabago sa ilalim ng impluwensya ng agro-ecological na mga kadahilanan (Galstyan, 1967; Chunderova, 1976; Chugunova, 1990, atbp.).

Ang mga pangunahing ruta ng pagpasok ng enzyme sa lupa ay ang mga intracellular extracellular enzyme na inilalabas ng mga mikroorganismo at mga ugat ng halaman at mga intracellular enzyme na pumapasok sa lupa pagkatapos ng pagkamatay ng mga organismo at halaman sa lupa.

Ang pagpapakawala ng mga enzyme sa lupa ng mga mikroorganismo at mga ugat ng halaman ay karaniwang isang adaptive na kalikasan sa anyo ng isang tugon sa pagkakaroon o kawalan ng isang substrate para sa pagkilos ng enzyme o produkto ng reaksyon, na kung saan ay lalo na malinaw na ipinakita sa phosphatases. Kapag may kakulangan ng mobile phosphorus sa kapaligiran, ang mga mikroorganismo at halaman ay mabilis na nagpapataas ng pagtatago ng mga enzyme. Ang paggamit ng aktibidad ng soil phosphatase bilang diagnostic indicator ng supply ng mga halaman na may available na phosphorus ay batay sa relasyong ito (Naumova, 1954, Kotelev, 1964).

Ang mga enzyme na pumapasok sa lupa mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ay hindi nasisira, ngunit nananatiling aktibo. Dapat ipagpalagay na ang mga enzyme, bilang ang pinaka-aktibong sangkap ng lupa, ay puro kung saan ang mahahalagang aktibidad ng mga mikroorganismo ay pinaka-masidhi, iyon ay, sa interface sa pagitan ng mga colloid ng lupa at solusyon ng lupa. Napatunayan sa eksperimento na ang mga enzyme sa lupa ay matatagpuan pangunahin sa solid phase (Zvyagintsev, 1979).

Maraming mga eksperimento na isinagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng pagsugpo ng enzyme synthesis sa microbial cells gamit ang toluene (Drobnik, 1961; Beck, Poshenrieder, 1963), antibiotics (Kuprevich, 1961; Kiss, 1971) o pag-iilaw (McLaren et al., 1957) ay nagpapahiwatig na ang lupa ay naglalaman ng isang malaking halaga ng "naipon na mga enzyme", sapat na upang ibahin ang anyo ng substrate sa loob ng isang panahon. Kabilang sa mga naturang enzyme ay maaaring pangalanan na invertase, urease, phosphatase, amylase, atbp. Ang iba pang mga enzyme ay mas aktibo sa kawalan ng isang antiseptiko, na nangangahulugan na sila ay naiipon sa lupa nang hindi gaanong mahalaga (a- at P-galactosidases, dextranase, levanase, malatesterase , atbp.). Ang ikatlong pangkat ng mga enzyme ay hindi maipon sa lupa ang kanilang aktibidad ay lilitaw lamang sa panahon ng pagsiklab ng aktibidad ng microbial at sapilitan ng substrate. Natanggap sa ngayon

Ang pang-eksperimentong data ay nagpapahiwatig ng mga pagkakaiba sa aktibidad ng enzymatic ng mga lupa ng iba't ibang uri (Konovalova, 1975; Zvyagintsev, 1976; Khaziev, 1976; Galstyan, 1974, 1977, 1978; atbp.).

Ang pinaka-mahusay na pinag-aralan na mga enzyme sa lupa ay ang mga hydrolases, na kumakatawan sa isang malawak na klase ng mga enzyme na nagsasagawa ng mga reaksyon ng hydrolysis ng iba't ibang kumplikadong mga organikong compound, na kumikilos sa iba't ibang mga bono: ester, glucoside, amide, peptide, atbp. Ang mga hydrolases ay laganap sa lupa at gumaganap ng mahalagang papel sa pagpapayaman ng mga ito sa mobile at sapat na nutrients para sa mga halaman at microorganism, na sumisira sa mga high-molecular organic compound. Kasama sa klase na ito ang mga enzyme na urease (amidase), invertase (carbohydrase), phosphatase (phosphohydrolase), atbp., ang aktibidad na kung saan ay ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng biological na aktibidad ng mga lupa (Zvyagintsev, 1980).

Ang Urease ay isang enzyme na kasangkot sa regulasyon ng metabolismo ng nitrogen sa lupa. Ang enzyme na ito ay nag-catalyze ng hydrolysis ng urea sa ammonia at carbon dioxide, na nagiging sanhi ng hydrolytic cleavage ng bono sa pagitan ng nitrogen at carbon sa mga organikong molekula.

Sa nitrogen metabolism enzymes, ang urease ay napag-aralan nang mas mahusay kaysa sa iba. Ito ay matatagpuan sa lahat ng mga lupa. Ang aktibidad nito ay nauugnay sa aktibidad ng lahat ng pangunahing enzymes ng nitrogen metabolism (Galstyan, 1980).

Sa lupa, ang urease ay nangyayari sa dalawang pangunahing anyo: intracellular at extracellular. Ang pagkakaroon ng libreng urease sa lupa ay nagpapahintulot sa Briggs at Segal (Briggs et al., 1963) na ihiwalay ang enzyme sa mala-kristal na anyo.

Ang bahagi ng extracellular urease ay na-adsorbed ng mga colloid ng lupa na may mataas na affinity para sa urease. Ang komunikasyon sa mga colloid ng lupa ay pinoprotektahan ang enzyme mula sa agnas ng mga mikroorganismo at nagtataguyod ng akumulasyon nito sa lupa. Ang bawat lupa ay may sariling matatag na antas ng aktibidad ng urease, na tinutukoy ng kakayahan ng mga colloid ng lupa,

higit sa lahat ay organic, nagpapakita ng mga proteksiyon na katangian (Zvyagintsev, 1989).

Sa profile ng lupa, ang humus horizon ay nagpapakita ng pinakamataas na aktibidad ng enzyme sa karagdagang pamamahagi kasama ang profile ay depende sa mga genetic na katangian ng lupa.

Dahil sa malawakang paggamit urea bilang isang nitrogen fertilizer, ang mga isyu na nauugnay sa mga pagbabago nito sa ilalim ng impluwensya ng urease ay halos makabuluhan. Ang mataas na aktibidad ng urease ng karamihan sa mga lupa ay pumipigil sa paggamit ng urea bilang isang unibersal na mapagkukunan ng nutrisyon ng nitrogen, dahil ang mataas na rate ng hydrolysis ng urea sa pamamagitan ng urease ng lupa ay humahantong sa lokal na akumulasyon ng mga ammonium ions, isang pagtaas sa reaksyon ng kapaligiran sa mga alkaline na halaga. , at, bilang kinahinatnan, pagkawala ng nitrogen mula sa lupa sa anyo ng ammonia (Tarafdar J.C, 1997). Sa pamamagitan ng pagsira ng urea, pinipigilan ng urease ang isomerization nito sa phototoxic ammonium cyanate. Bagaman ang urea mismo ay bahagyang ginagamit ng mga halaman, dahil sa aktibong pagkilos ng urease hindi ito maaaring manatili sa lupa nang matagal. Napansin ng mga pag-aaral ng maraming siyentipiko ang pag-volatilize ng urea nitrogen mula sa lupa sa anyo ng ammonia sa mataas na aktibidad ng urease, at kapag ang iba't ibang urease inhibitor ay idinagdag sa lupa, ang hydrolysis ng urea ay bumagal at mas mababa ang mga pagkalugi (Tool P. O. , Morgan M. A., 1994). Ang rate ng urea hydrolysis sa lupa ay apektado ng temperatura (Ivanov, Baranova, 1972; Galstyan, 1974; Cortez et al., 1972, atbp.), Kaasiman ng lupa (Galstyan, 1974; Moiseeva, 1974, atbp.). Ang saturation ng lupa na may carbonates ay may negatibong epekto (Galstyan, 1974), ang pagkakaroon ng mga makabuluhang dami ng arsenic salts, zinc, mercury, sulfate ions, tanso at boron compound sa mga organic compound, aliphatic amines, dehydrophenols at quinones ay makabuluhang pumipigil urease (Paulson, 1970, Briggsatel., 1951).

Ang aktibidad ng invertase ay isa sa mga pinaka-stable na indicator, na nagpapakita ng pinakamalinaw na ugnayang may kaugnayan sa mga salik na nakakaimpluwensya. Ang mga pag-aaral (1966, 1974) ay nagtatag ng isang ugnayan ng invertase sa aktibidad ng iba pang mga karbohidrat sa lupa.

Ang aktibidad ng invertase ay pinag-aralan sa maraming lupa at tinalakay sa ilang mga gawa sa pagsusuri (Alexandrova, Shmurova, 1975; Kuprevich, Shcherbakova, 1971; Kiss et al., 1971, atbp.). Ang aktibidad ng invertase sa lupa ay bumababa kasama ang profile at nauugnay sa nilalaman ng humus (Pukhitskaya, Kovrigo, 1974; Galstyan, 1974; Kalatozova, 1975; Kulakovskaya, Stefankina, 1975; Simonyan, 1976; Toth, 1987, atbp.). Maaaring walang kaugnayan sa humus kung mayroong makabuluhang nilalaman ng aluminyo, bakal, at sodium sa lupa. Ang malapit na koneksyon ng aktibidad ng invertase sa bilang ng mga microorganism sa lupa at ang kanilang metabolic na aktibidad (Mashtakov et al., 1954; Katsnelson, Ershov, 1958; Kozlov, 1964; Chunderova, 1970; Kiss, 1958; Hofinann, 1955 at iba pa) ay nagpapahiwatig ng isang kalamangan sa invertases ng lupa ng pinagmulan ng microbial. Gayunpaman, ang gayong pag-asa ay hindi palaging nakumpirma (Nizova, 1970 ang aktibidad ng invertase ay isang mas matatag na tagapagpahiwatig at maaaring hindi direktang nauugnay sa mga pagbabago sa bilang ng mga microorganism (Ross, 1976).

Ayon sa (1974), ang mga lupa na may mabigat na granulometric na komposisyon ay may mas mataas na aktibidad ng enzymatic. Gayunpaman, may mga ulat na ang invertase ay kapansin-pansing hindi aktibo sa adsorption sa mga mineral na luad (Hofmann et al., 1961; Skujins, 1976; Rawald, 1970) at ang mga lupa na may mataas na nilalaman ng montmorillonite ay may mababang aktibidad ng invertase. Ang pag-asa ng aktibidad ng invertase sa kahalumigmigan at temperatura ng lupa ay hindi sapat na pinag-aralan, bagaman maraming mga may-akda ang nagpapaliwanag ng mga pana-panahong pagbabago sa aktibidad ng mga kondisyon ng hydrothermal.

Ang epekto ng temperatura sa potensyal na aktibidad ng invertase ay pinag-aralan nang detalyado (1975), na nagtatag ng pinakamabuting kalagayan sa temperatura na humigit-kumulang 60°, isang threshold para sa hindi aktibo na enzyme pagkatapos ng pagpainit ng mga lupa sa 70°, at kumpletong hindi aktibo pagkatapos ng tatlong oras na pag-init sa 180 °C.

Sinuri ng maraming may-akda ang aktibidad ng invertase ng mga lupa depende sa lumalaking halaman (Samtsevich, Borisova, 1972; Galstyan, 1974, Ross 1976; Cortez et al., 1972, atbp.). Ang pag-unlad ng proseso ng parang, ang pagbuo ng isang makapal na turf sa ilalim ng takip ng damo, ay nag-aambag sa pagtaas ng aktibidad ng invertase (Galstyan, 1959). Gayunpaman, may mga pag-aaral kung saan ang epekto ng mga halaman sa aktibidad ng invertase ay hindi pa naitatag (Konovalova, 1975).

Ang mga lupa ay naglalaman ng malaking dami ng posporus sa anyo ng mga organikong compound, na kasama ng mga namamatay na labi ng mga halaman, hayop at mikroorganismo. Ang paglabas ng phosphoric acid mula sa mga compound na ito ay isinasagawa ng isang medyo makitid na grupo ng mga microorganism na may mga tiyak na phosphatase enzymes (Chimitdorzhieva et al., 2001).

Kabilang sa mga enzyme ng phosphorus metabolism, ang aktibidad ng orthophosphorus monophosphoesterases ay pinaka-ganap na pinag-aralan (Alexandrova, Shmurova, 1974; Skujins J. J., 1976; Kotelev et al., 1964). Ang mga producer ng phosphatases ay nakararami sa mga cell ng mga microorganism sa lupa (Krasilnikov at Kotelev, 1957, 1959; Kotelev et al., 1964).

Ang aktibidad ng phosphatase ng lupa ay tinutukoy ng mga genetic na katangian nito, pisikal at kemikal na mga katangian at ang antas ng kultura ng pagsasaka. Kabilang sa mga katangian ng physicochemical ng lupa, ang kaasiman ay lalong mahalaga para sa aktibidad ng phosphatase. Ang soddy-podzolic at gray na mga lupa sa kagubatan, na may acidic na reaksyon, ay kadalasang naglalaman ng acid phosphatases sa mga lupa na may bahagyang alkaline na reaksyon, ang alkaline phosphatases ay nangingibabaw. Dapat ito ay nabanggit na ang pinakamabuting kalagayan aktibidad ng acidic acids

Ang phosphatase ay nasa mahinang acidic zone, kahit na ang mga lupa ay may malakas na acidic na reaksyon (Khaziev, 1979; Shcherbakov et al., 1983, 1988). Ang katotohanang ito ay nagpapatunay sa kahalagahan ng liming acidic na mga lupa upang mapabilis ang hydrolysis ng mga kumplikadong organic phosphate at pagyamanin ang lupa na may magagamit na posporus.

Ang naobserbahang katangian ng pamamahagi ng mga phosphatases sa mga lupa depende sa kanilang kaasiman ay tinutukoy ng komposisyon ng microflora. Sa lupa mayroong mga microbial na komunidad na inangkop sa ilang mga kondisyon sa kapaligiran na naglalabas ng mga enzyme na aktibo sa mga kondisyong ito.

Ang kabuuang aktibidad ng phosphatase ng lupa ay nakasalalay sa nilalaman ng humus at organikong posporus, na isang substrate para sa enzyme.

Ang mga Chernozem ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamataas na aktibidad ng phosphatase. Sa soddy-podzolic at gray forest soils, mababa ang aktibidad ng phosphatase. Ang mababang aktibidad ng mga acidic na lupa na ito ay dahil sa mas malakas na adsorption ng phosphatases ng mga mineral sa lupa. Dahil sa mababang nilalaman ng organikong bagay sa naturang mga lupa, ang adsorbing na ibabaw ng mga mineral ay mas nakalantad kumpara sa mga high-humus chernozems, kung saan ang mga mineral na luad ay natatakpan ng humified na organikong bagay.

Ang aktibidad ng Phosphatase ay dynamic sa panahon ng lumalagong panahon. SA mga aktibong yugto Sa panahon ng paglago ng halaman sa mataas na temperatura ng lupa at sapat na kahalumigmigan sa mga buwan ng tag-araw, ang aktibidad ng phosphatase ng lupa ay pinakamataas (Evdokimova, 1989).

Sa ilang mga lupa, may nakitang ugnayan sa pagitan ng aktibidad ng phosphatase at ang kabuuang bilang ng mga mikroorganismo (Kotelev et al., 1964; Aliev, Gadzhiev, 1978, 1979; Arutyunyan, 1975, 1977; atbp.) at ang bilang ng mga microorganism na mineralizing organic phosphorus compounds (Ponomareva et al., 1972), sa iba pa - ang kaugnayan sa pagitan ng aktibidad ng phosphatase at ang bilang

hindi pa naitatag ang mga mikroorganismo (Ramirez-Martinez, 1989). Ang impluwensya ng humus ay ipinahayag sa likas na katangian ng mga pagbabago sa aktibidad ng enzyme kasama ang profile, kapag inihahambing ang mga lupa na may iba't ibang antas ng nilalaman ng humus at nagsasagawa ng mga hakbang para sa paglilinang ng lupa (Alexandrova, Shmurova, 1975; Arutyunyan, 1977). Ang mga pag-aaral ng maraming mga may-akda ay nagpapahiwatig ng direktang pag-asa ng aktibidad ng phosphatase ng mga lupa sa nilalaman ng organikong posporus sa lupa (Gavrilova et al., 1973; Arutyunyan, Galstyan, 1975; Arutyunyan, 1977; atbp.).

Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang pangkalahatang mga pattern ng pagbuo ng phosphatase pool sa mga lupa.

Ang isang makabuluhang bahagi ng kabuuang posporus sa lupa ay binubuo ng mga organophosphorus compound: mga nucleic acid, nucleotides, phytin, lecithin, atbp. Karamihan sa mga organophosphate na matatagpuan sa lupa ay hindi direktang hinihigop ng mga halaman. Ang kanilang pagsipsip ay nauuna sa pamamagitan ng enzymatic hydrolysis na isinasagawa ng phosphohydrolases. Ang mga substrate ng soil phosphatases ay mga tiyak na humic substance, kabilang ang phosphorus ng humic acids, pati na rin ang mga di-tiyak na indibidwal na compound na kinakatawan ng mga nucleic acid, phospholipids at phosphoproteins, pati na rin ang metabolic phosphates. Ang dating naipon sa lupa bilang isang resulta ng biogenesis ng humic substance, ang huli, bilang panuntunan, ay pumasok sa lupa na may mga nalalabi sa halaman at naipon dito bilang mga produkto ng intermediate metabolic reactions.

Tungkulin mas matataas na halaman sa pagbuo ng phosphatase pool ng mga soils na ginagamit sa agrikultura ay mas mababa kaysa sa microorganisms at nauugnay pangunahin sa pagpasok sa lupa ng mga residues ng crop at root exudates, na kinumpirma ng data ng (1994), na nag-aral sa isang lumalagong panahon ang impluwensya ng iba't ibang pananim sa aktibidad ng hydrolytic

at redox enzymes; phosphatases, invertases, protease, ureases, catalases sa manipis na pit na lupa. Napag-alaman na ang aktibidad ng Phosphatase ay humigit-kumulang pareho sa lahat ng pananim: barley, patatas at black fallow, at bahagyang mas mataas lamang sa ilalim ng perennial grasses, habang ang aktibidad ng iba pang enzyme ay malaki ang pagkakaiba-iba depende sa mga pattern ng paggamit ng lupa.

, (1972) tandaan ang pagtaas ng aktibidad ng phosphatase sa rhizosphere ng trigo at mga munggo, na maaaring nauugnay sa parehong pagtaas sa bilang ng mga mikroorganismo sa rhizosphere at sa aktibidad ng extracellular phosphatase ng mga ugat. Mula sa isang agrochemical point of view, ang huling resulta ay mahalaga - ang paglago ng enzyme pool ng mga soils na may pagtaas sa kapangyarihan ng mga root system ng halaman.

Ang pag-ubos ng mga agrocenoses sa mga halaman ay humahantong sa pagbawas sa epekto ng rhizosphere at, bilang kinahinatnan, sa pagbaba sa aktibidad ng phosphatase ng lupa. Ang isang makabuluhang pagbaba sa aktibidad ng phosphatase ng mga lupa ay nabanggit sa panahon ng paglilinang ng monoculture. Ang pagsasama ng mga lupa sa pag-ikot ng pananim ay lumilikha ng mga kondisyon para sa pagpapabuti ng mga proseso ng hydrolytic, na humahantong sa isang pagtaas sa metabolismo ng mga compound ng posporus. (Evdokimova, 1992)

(1994) pinag-aralan ang soddy-podzolic soils na nabuo sa ilalim ng natural (forest) vegetation iba't ibang komposisyon at tinukoy ang distribusyon ng aktibidad ng phosphatase sa profile ng lupa, ang ratio sa pagitan ng labile at stable na anyo ng mga enzyme, at ang kanilang spatial at temporal na pagkakaiba-iba. Ito ay itinatag na sa mga lupa na nabuo sa ilalim ng natural na mga halaman sa kagubatan, ang mga genetic horizon ay naiiba sa aktibidad ng phosphatase, ang pamamahagi nito sa profile ay malapit na nauugnay sa nilalaman ng humus. Ayon sa data, ang pinakamataas na aktibidad ng phosphatase ay naobserbahan sa litter layer, pagkatapos ay bumaba ng ilang beses sa humus-accumulative layer at nahulog nang husto sa layer ng lupa.

mas mababa sa 20 cm sa lupa sa ilalim ng kagubatan ng spruce (mga halaman sa kagubatan). Sa ilalim ng mga halaman ng parang mayroong isang bahagyang naiibang pamamahagi: ang maximum na aktibidad sa turf horizon ay 1.5-2 beses na mas mababa sa humus-accumulative horizon, at ang isang karagdagang makabuluhang pagbaba ay sinusunod lamang pagkatapos ng 40 - 60 cm Batay sa itaas, magagawa natin tapusin na ang pinakamataas na kontribusyon sa pagbuo Ang phosphatase pool sa ilalim ng natural na mga halaman ay iniambag ng mga mikroorganismo at mga nalalabi ng halaman bilang isang substrate ng mga pagtatago ng ugat at postmortal na intracellular enzymes ay may bahagyang mas mababang papel.

Ang intensity ng mga proseso ng biochemical sa lupa at ang antas ng pagkamayabong nito ay nakasalalay kapwa sa mga kondisyon ng pagkakaroon ng mga nabubuhay na organismo na nagbibigay ng mga enzyme sa lupa, at sa mga kadahilanan na nag-aambag sa pag-aayos ng mga enzyme sa lupa at kinokontrol ang kanilang aktwal na aktibidad.

1.2. Ang impluwensya ng mabibigat na metal at microelement sa aktibidad ng enzymatic ng mga lupa.

Ang isa sa mga promising na lugar para sa paggamit ng aktibidad ng enzymatic upang masuri ang mga biological na katangian ng mga lupa ay upang matukoy ang antas ng kontaminasyon ng lupa na may mabibigat na metal.

Ang mga mabibigat na metal, na pumapasok sa lupa sa anyo ng iba't ibang mga kemikal na compound, ay maaaring maipon dito sa mataas na antas, na nagdudulot ng malaking panganib sa normal na paggana ng biota ng lupa. Ang isang malaking halaga ng data ay naipon sa panitikan na nagpapahiwatig na negatibong epekto kontaminasyon ng lupa na may mabibigat na metal sa biota ng lupa. Kapag ang balanse ng kemikal sa lupa ay nabalisa, nakaka-stress na sitwasyon. Mayroong katibayan na ang mga biological indicator ay mas maagang tumutugon kaysa sa agrochemical sa pagbabago ng mga kondisyon na nakakaapekto sa iba't ibang mga katangian ng lupa (Lebedeva,

Bibliograpiya

Ang layunin ng gawain ay upang matukoy ang biological na aktibidad ng mga lupa sa iba't ibang distansya mula sa kalsada gamit ang apat na sistema ng enzyme: dehydrogenases, catalase, invertase, urease.

Pangunahing Konsepto

Ang mga pamamaraan ng enzymological ng lupa ay ginagawang posible upang matukoy hindi ang dami ng nilalaman ng mga enzyme sa lupa, ngunit ang aktibidad ng mga enzyme na nakararami sa isang adsorbed (immobilized) na estado sa ibabaw ng mga colloid ng lupa at bahagyang nasa solusyon sa lupa.

Ang prinsipyo ng pamamaraan para sa pagtukoy ng aktibidad ng mga enzyme ng lupa ay batay sa pagsasaalang-alang sa dami ng substrate na naproseso sa panahon ng proseso ng reaksyon o ang nagresultang produkto ng reaksyon sa pinakamainam na kondisyon temperatura, pH ng kapaligiran at konsentrasyon ng mga substrate.

Ang mga enzyme na kabilang sa klase ng mga oxidoreductases ay nagpapagana ng mga reaksiyong redox na gumaganap ng isang nangungunang papel sa mga proseso ng biochemical sa mga selula ng mga nabubuhay na organismo, gayundin sa lupa. Ang pinakakaraniwang oxido-reductases sa mga lupa ay catalase at dehydrogenases, ang aktibidad nito ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng genesis ng lupa.

Ang Catalase ay nabubulok ang hydrogen peroxide, na nakakalason sa mga selula, sa tubig at molekular na oxygen, na nabuo sa panahon ng paghinga ng mga buhay na organismo bilang resulta ng iba't ibang biochemical na reaksyon ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap.

Ang aktibidad ng Catalase ay tinutukoy ng gasometric method batay sa dami ng oxygen na inilabas, batay sa pagsukat ng rate ng decomposition ng hydrogen peroxide sa panahon ng pakikipag-ugnayan nito sa lupa.

Ang mga dehydrogenases ay mga enzyme na lumalahok sa proseso ng paghinga sa pamamagitan ng pag-alis ng hydrogen mula sa mga oxidizable substrates. Ang ilang mga dehydrogenases ay naglilipat ng hydrogen nang direkta sa molecular oxygen, ang iba ay naglilipat ng hydrogen sa ilang mga acceptor, halimbawa, quinones at methylene blue.

Upang matukoy ang aktibidad ng dehydrogenase, ang mga walang kulay na tetrazolium salts (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC), na nabawasan sa pulang formazan compounds (triphenylformazan (TFF)) ay ginagamit bilang isang hydrogen acceptor.

Ang mga hydrolases ay nagsasagawa ng mga reaksyon ng hydrolysis ng iba't ibang kumplikadong mga organikong compound, na kumikilos sa iba't ibang mga bono: ester, glucoside, amide, peptide, atbp. Kasama sa klase na ito ang mga enzyme invertase, urease, atbp., ang aktibidad na kung saan ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng biological aktibidad ng mga lupa at malawakang ginagamit upang masuri ang epekto ng anthropogenic.

Ang invertase ay kumikilos sa p-fructofuranoside bond sa sucrose, raffinose, at stachyoe at hinahati ang sucrose sa equimolar na halaga ng glucose at fructose.

Ang pagpapasiya ng photocolorimetric ng aktibidad ng invertase ay batay sa pagsasaalang-alang sa mga nagpapababang asukal na nabuo sa panahon ng pagkasira ng sucrose.

Ang agnas ng mga organikong nitrogenous compound ay nangyayari sa direktang pakikilahok ng mga extracellular enzymes. Ang ammonia na nabuo sa panahon ng aktibidad ng urease ay nagsisilbing mapagkukunan ng nutrisyon ng halaman.

Urease catalyzes ang hydrolysis ng urea. Ang mga huling produkto ng hydrolysis ay ammonia at carbon dioxide. Ang urea ay pumapasok sa lupa bilang bahagi ng mga nalalabi ng halaman, pataba at bilang isang nitrogen fertilizer; ito ay nabuo din sa lupa mismo bilang isang intermediate na produkto sa proseso ng pagbabago ng nitrogenous organic compounds - mga protina at nucleic acid.

Pagpapasiya ng aktibidad ng catalase

Kagamitan at reagents:

System para sa gasometry (Larawan 8); 10% solusyon ng H 2 O 2; CaCO e.

kanin. 8 - Pag-install para sa gasometric na pagtukoy ng aktibidad ng catalase sa mga sample ng lupa:

1 - prasko, 2 - burette, 3 - adaptor, 4 - bombilya na may tubig

Order sa trabaho

1. Magdagdag ng 1 g ng sifted soil sa isang 100 cm 3 flask, magdagdag ng 0.5 g ng CaCO 3 .

2. Gamit ang mga sipit, maingat na ilagay ang isang maliit na baso na may 1.7 cm 3 ng 10% hydrogen peroxide solution sa ibaba.

3. Basain ang isang sample ng lupa na may 4 cm 3 ng distilled water.

4. Isara nang mahigpit ang prasko gamit ang isang rubber stopper na may tubo na konektado sa burette na may makapal na pader na goma sa pamamagitan ng isang katangan na nilagyan ng clamp. Ang burette ay nakikipag-ugnayan sa bombilya. Ang burette at bombilya ay puno ng tubig. Ang antas ng tubig sa kanila ay balanse at ang peras ay naayos sa isang tiyak na taas.

5. Markahan ang simula ng eksperimento gamit ang isang stopwatch sa sandaling ang sisidlan na may hydrogen peroxide ay nabaligtad, at pagkatapos nito ay iling ang mga nilalaman ng prasko. Ang pag-alog ng timpla ay dapat ipagpatuloy sa buong eksperimento, nang hindi direktang hinahawakan ang ilalim ng prasko gamit ang iyong mga kamay. Ang inilabas na oxygen ay inilipat ang tubig mula sa burette, ang antas nito ay nabanggit.

6. Ang dami ng molecular oxygen na inilabas ay isinasaalang-alang sa loob ng 1 minuto sa temperatura na 18-20 0 C.

7. Ang aktibidad ng Catalase ay ipinahayag sa dami (cm 3) ng oxygen na inilabas sa bawat 1 g ng lupa kada minuto. Error sa pagpapasiya hanggang sa 5%.

8. Magsagawa ng mga katulad na pamamaraan sa lahat ng mga sample ng lupa.

9. Ayon sa talahanayan. 15 tinatasa ang antas ng saturation ng mga pinag-aralan na lupa na may catalase .

mesa 15 ‑ Scale para sa pagtatasa ng antas ng pagpapayaman ng lupa gamit ang mga enzyme

Pagpapasiya ng aktibidad ng dehydrogenase

Mga instrumento, pinggan, reagents:

Photocolorimeter; graph paper; 0.1M glucose solution; 1% na solusyon ng 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC); CaCO 3; ethanol; triphenylformazan (TFF).

Order sa trabaho

1. Maglagay ng 1 g ng air-dry na lupa mula sa bawat sample sa mga test tube, magdagdag ng 10 mg (sa dulo ng spatula) ng CaCO 3 , 1 cm 3 ng 0.1 M glucose solution at 1 cm 3 ng 1% TTX solution ; Haluing maigi ang mga nilalaman ng bawat test tube.

2. Ilagay ang mga test tube sa isang anaerostat at i-pump out ang hangin gamit ang pump sa vacuum na 10-12 mm Hg. Art. sa loob ng 2-3 minuto. Pagkatapos ay i-incubate sa 30 0 C sa loob ng 24 na oras.

3. Matapos mag-expire ang oras ng pagpapapisa ng itlog, kunin ang mga nilalaman ng mga tubo na may 25 cm 3 ng ethyl alcohol sa 3-4 na dosis. Upang gawin ito, magdagdag ng isang maliit na dami ng alkohol sa isang test tube at iling ng 5 minuto hanggang lumitaw ang isang pulang kulay. Hayaang tumira at salain ang likido sa ilalim ng lupa sa pamamagitan ng isang filter na papel. Idagdag ang susunod na bahagi ng alkohol sa test tube.

4. Colorimeter ang nagresultang kulay na solusyon sa formazan sa isang FEC na may asul na filter (500-600 nm).

5. Kalkulahin ang dami ng formazan sa milligrams gamit ang standard curve. Upang gawin ito, maghanda ng isang karaniwang solusyon ng formazan sa ethyl alcohol sa isang konsentrasyon ng 0.1 mg bawat 1 cm3. Maghanda ng mga gumaganang solusyon para sa pagguhit ng kurba sa pamamagitan ng pagtunaw ng karaniwang solusyon (humigit-kumulang 5 puntos). Bumuo ng isang karaniwang curve sa graph paper sa system: optical density sa wavelength na 500-600 nm - konsentrasyon ng formazan sa alkohol.

6. Kalkulahin ang aktibidad ng dehydrogenase. Ayon sa talahanayan 15 tinatasa ang antas ng saturation ng mga pinag-aralan na lupa na may dehydrogenase.

Pagproseso ng data

Ang aktibidad ng dehydrogenase (X) ay ipinahayag sa milligrams ng TPP bawat 10 g ng lupa bawat araw ayon sa formula:

kung saan ang V ay ang kabuuang dami ng filtrate, 25 cm3;

10 - kadahilanan ng conversion para sa timbang ng lupa, g;

v ay ang produkto ng mga volume ng substrate at reagent, 1 cm3;

A - dami ng TPP na nakuha mula sa calibration curve, mg/cm3. Ang error ng pagpapasiya ay hanggang 8%.

Pagpapasiya ng aktibidad ng invertase

Mga instrumento, pinggan, reagents:

Photocolorimeter; 5% sucrose solution; acetate buffer (pH 4.7); toluene; Felling's solution: a - 40 g CuSO 4 × 5H 2 O natunaw sa tubig at na-adjust sa 1 dm 3, sinala sa pamamagitan ng isang filter na papel, b - 200 g ng Rochelle salt (C 4 H 4 O 6 KNa × 4H 2 O) na natunaw sa distilled water, magdagdag ng 150 g ng KOH at i-adjust sa 1 dm 3

Order sa trabaho

1. Ilagay ang 5 g ng bawat sample ng lupa sa mga flasks na may kapasidad na 50 cm 3, magdagdag ng 10 cm 3 ng 5% sucrose solution, 10 ml ng acetate buffer (pH 4.7) at 5-6 na patak ng toluene.

2. I-seal ang mga flasks gamit ang mga stopper, iling, ilagay sa isang thermostat sa temperatura na 30 0 C sa loob ng 24 na oras at iling ang mga ito sa pana-panahon.

3. Pagkatapos ng pagpapapisa ng itlog, salain ang mga nilalaman ng mga flasks sa 25 cm 3 volumetric flasks. Dalhin sa marka.

4. Mula sa mga filtrate, kumuha ng 6 cm 3 sa malalaking test tubes, magdagdag ng 3 cm 3 ng isang solusyon ng Rochelle salt at 3 cm 3 ng isang solusyon ng tansong sulpate, ihalo nang mabuti at pakuluan sa isang paliguan ng tubig sa loob ng 10 minuto. Ang isang pulang precipitate ay nakuha.

5. Palamigin ang mga test tube na may solusyon sa tubig, salain ang mga nilalaman sa malalaking test tube. Ang transparent filtrate ay colorimeterized sa FEC gamit ang isang light filter na may wavelength na 630 nm, cuvette width 1 cm.

6. Para makakuha ng calibration curve, maghanda ng karaniwang solusyon: 6 mg ng glucose kada 1 cm3. Maghanda ng isang serye ng mga solusyon sa pamamagitan ng pagbabanto. Photocolorimeter at plot ng curve: optical density - glucose concentration sa 1 cm 3.

7. Kalkulahin ang aktibidad mula sa talahanayan. 15 tinatasa ang antas ng saturation ng mga pinag-aralan na lupa na may invertase.

Pagproseso ng data

Ang aktibidad ng invertase (X) ay ipinahayag sa milligrams ng glucose bawat 1 g ng lupa bawat 24 na oras ayon sa formula:

kung saan ang A ay ang dami ng glucose na nakuha mula sa calibration curve mula sa optical density, mg/cm 3 ;

m - sample ng lupa, 5 g;

V - kabuuang dami ng filtrate, 25 cm3;

v - dami ng filtrate na kinuha para sa pagsusuri, 6 cm3.

Error sa pagpapasiya - hanggang sa 5%.

Pagpapasiya ng aktibidad ng urease ng mga lupa

Mga instrumento, pinggan, reagents:

Photocolorimeter; 2% urea solution sa phosphate buffer (pH = 6.7); 50% na solusyon ng Rochelle salt; 50% na solusyon ng CCl 3 COOH (trichloroacetic acid); 1% solusyon ng KS1; reagent ni Nessler; karaniwang solusyon NH 4 C1.

Order sa trabaho

1. Maglagay ng 5 g ng air-dry na lupa sa mga flasks na may kapasidad na 100 cm 3, magdagdag ng 20 cm 3 ng 2% urea solution sa phosphate buffer (pH 6.7) at 200 μl ng toluene.

2. Isara nang mahigpit ang mga prasko at ilagay sa thermostat sa temperaturang 37 0 C sa loob ng 4 na oras.

3. Pagkatapos ng exposure, magdagdag ng 1 cm 3 ng 50% trichloroacetic acid solution.

4. Upang alisin ang nasipsip na ammonia mula sa lupa, magdagdag ng 50 cm 3 1 N. solusyon ng potassium chloride.

5. Salain ang mga nilalaman ng mga prasko.

6. Ilagay ang 2 cm 3 ng filtrate sa 50 cm 3 volumetric flasks, dilute ng tubig hanggang 30 cm 3, pagkatapos ay magdagdag ng 2 cm 3 ng 50% Rochelle salt solution at 2 cm 3 ng Nessler’s reagent. Punan ang mga flasks ng tubig hanggang sa marka, ihalo at colorimeter ang may kulay na solusyon sa wavelength na 400 nm.

8. Kalkulahin ang aktibidad ng urease.

9. Ayon sa talahanayan. 15 tinatasa ang antas ng saturation ng mga pinag-aralan na lupa na may urease.

Pagproseso ng data

Ang aktibidad ng urease (X) ay ipinahayag sa milligrams ng N-NH 4 bawat 1 g ng lupa sa loob ng 4 na oras ayon sa formula:

V - kabuuang dami ng filtrate, 50 cm3;

m - sample ng lupa, 5 g.

Mga tanong sa sariling pag-aaral:

1. Ano ang aktibidad ng catalase?

2. Tukuyin ang aktibidad ng invertase.

3. Ilarawan ang aktibidad ng urease.

4. Ano ang buffer mixture?

5. Ang prinsipyo at kakanyahan ng pamamaraan para sa pagtukoy ng aktibidad ng mga enzyme ng lupa.

6. Pamamaraan para sa pagkolekta ng mga sample ng lupa.

MGA APLIKASYON

Talahanayan 1 ‑ Tinatayang listahan ng mga organismo - mga tagapagpahiwatig ng saprobity

Talahanayan 2 - Skala ng dalas para sa pag-convert ng mga organismo sa 100 mga patlang bawat dalas

Aplikasyon

Talahanayan 13. Pag-convert ng mga resulta ng quantitative accounting sa mga halaga ng dalas

Aplikasyon

Halimbawa ng pagkalkula ng saprobity

Halimbawa: ilog sa ibaba ng lungsod. Petsa ________________ Komunidad: fouling.

Sh p =3; Sh α =15; Sh β =23.

S=S(sh)/(Sh)-103/41=2.51/

Pagkalkula ng error:

Ang agwat ng katumpakan para sa pagiging maaasahan ng istatistika ay 95%.

S=s±t 0.05 s S =2.51±2.02×0.1;

Kaugnay na impormasyon.

Enzymatic na aktibidad ng mga lupa [mula sa lat. Fermentum - lebadura] - ang kakayahan ng lupa na magpakita ng catalytic effect sa mga proseso ng pagbabago ng exogenous at sarili nitong mga organic at mineral compound dahil sa mga enzyme na naroroon dito. Kapag nailalarawan ang aktibidad ng enzymatic ng mga lupa, ibig sabihin namin ang kabuuang tagapagpahiwatig ng aktibidad. Ang aktibidad ng enzymatic ng iba't ibang mga lupa ay hindi pareho at nauugnay sa kanilang mga genetic na katangian at isang kumplikadong nakikipag-ugnay na mga kadahilanan sa kapaligiran. Ang antas ng aktibidad ng enzymatic ng mga lupa ay tinutukoy ng aktibidad ng iba't ibang mga enzyme (invertase, protease, urease, dehydrogenases, catalase, phosphatases), na ipinahayag ng dami ng nabubulok na substrate bawat yunit ng oras bawat 1 g ng lupa.

Ang biocatalytic na aktibidad ng mga lupa ay nakasalalay sa antas ng kanilang pagpapayaman sa mga mikroorganismo at sa uri ng lupa. Ang aktibidad ng mga enzyme ay nag-iiba sa mga genetic horizon, na naiiba sa nilalaman ng humus, mga uri ng mga reaksyon, potensyal na redox at iba pang mga tagapagpahiwatig ng profile.

Sa virgin forest soils, ang intensity ng enzymatic reactions ay pangunahing tinutukoy ng horizons ng forest litter, at sa arable soils - sa pamamagitan ng arable layers. Ang lahat ng biologically less active genetic horizons na matatagpuan sa ilalim ng A o Ap horizons ay may mababang enzyme activity. Ang kanilang aktibidad ay bahagyang tumataas sa paglilinang ng lupa. Matapos ang pagbuo ng mga lupa sa kagubatan para sa maaararong lupa, ang aktibidad ng enzymatic ng nabuong arable horizon kumpara sa mga basura ng kagubatan ay bumababa nang husto, ngunit habang ito ay nilinang, ito ay tumataas at sa mga mataas na nilinang na lupa ay lumalapit o lumampas sa mga tagapagpahiwatig ng mga basura ng kagubatan.

Ang aktibidad ng enzyme ay sumasalamin sa estado ng pagkamayabong ng lupa at mga panloob na pagbabago na nangyayari sa panahon ng paggamit ng agrikultura at pagtaas ng antas ng kultura ng pagsasaka. Ang mga pagbabagong ito ay nakita kapwa sa paglahok ng mga lupang birhen at kagubatan sa paglilinang, at sa iba't ibang paraan ng kanilang paggamit.

Sa buong Belarus, hanggang 0.9 t/ha ng humus ang nawawala taun-taon sa maaararong lupa. Bilang resulta ng pagguho, 0.57 t/ha ng humus ay hindi na mababawi sa mga patlang bawat taon. Ang mga dahilan para sa dehumification ng lupa ay ang pagtaas ng mineralization ng organikong bagay sa lupa, ang lag ng mga proseso ng bagong pagbuo ng humus mula sa mineralization dahil sa hindi sapat na supply sa lupa. mga organikong pataba at pagbabawas ng aktibidad ng enzymatic ng lupa.

Ang mga pagbabagong biochemical ng organikong bagay sa lupa ay nangyayari bilang resulta ng aktibidad ng microbiological sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme. aktibidad ng enzymatic microorganism sa lupa

Ang mga enzyme ay may espesyal na papel sa buhay ng mga hayop, halaman at mikroorganismo. Ang mga enzyme ng lupa ay kasangkot sa pagkasira ng mga residu ng halaman, hayop at microbial, pati na rin ang synthesis ng humus. Bilang resulta, ang mga sustansya ay inililipat mula sa mahirap-digest na mga compound patungo sa madaling ma-access na mga form para sa mga halaman at microorganism. Ang mga enzyme ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na aktibidad, mahigpit na pagtitiyak ng pagkilos at malaking pag-asa sa iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran. Salamat sa kanilang catalytic function, tinitiyak nila ang mabilis na paglitaw ng isang malaking bilang ng mga reaksiyong kemikal sa katawan o sa labas nito.

Kasama ng iba pang pamantayan, ang aktibidad ng enzymatic ng lupa ay maaaring magsilbi bilang isang maaasahang tagapagpahiwatig ng diagnostic para sa pagtukoy ng antas ng paglilinang ng lupa. Bilang resulta ng pananaliksik 4, p. 91 ay nagtatag ng isang relasyon sa pagitan ng aktibidad ng microbiological at enzymatic na mga proseso at ang pagpapatupad ng mga hakbang na nagpapataas ng pagkamayabong ng lupa. Ang paglilinang ng lupa at pagpapabunga ay makabuluhang nagbabago sa mga kondisyon ng ekolohiya para sa pag-unlad ng mga mikroorganismo.

Sa kasalukuyan, ilang libong indibidwal na enzyme ang natuklasan sa mga biyolohikal na bagay, at ilang daan sa kanila ang nahiwalay at pinag-aralan. Ito ay kilala na ang isang buhay na cell ay maaaring maglaman ng hanggang sa 1000 iba't ibang mga enzyme, na ang bawat isa ay nagpapabilis ng isa o isa pang kemikal na reaksyon.

Ang interes sa paggamit ng mga enzyme ay dahil din sa katotohanan na ang mga kinakailangan para sa pagtaas ng kaligtasan ng mga teknolohikal na proseso ay patuloy na tumataas. Naroroon sa lahat ng mga biological system, bilang parehong mga produkto at tool ng mga sistemang ito, ang mga enzyme ay synthesize at gumagana sa ilalim ng mga kondisyon ng physiological (pH, temperatura, presyon, pagkakaroon ng mga inorganic na ion), pagkatapos nito ay madaling ilabas, na pinaghiwa-hiwalay sa mga amino acid. Parehong hindi nakakalason at madaling masira ang mga produkto at basura ng karamihan sa mga proseso ng enzyme. Bilang karagdagan, sa maraming mga kaso, ang mga enzyme na ginagamit sa industriya ay ginawa sa isang kapaligiran na paraan. Ang mga enzyme ay nakikilala mula sa mga non-biological catalyst hindi lamang sa kanilang kaligtasan at pagtaas ng kakayahang mag-biodegrade, kundi pati na rin sa kanilang pagtitiyak ng pagkilos, banayad na mga kondisyon ng reaksyon at mataas na kahusayan. Ang kahusayan at pagtitiyak ng pagkilos ng enzyme ay ginagawang posible upang makakuha ng mga target na produkto sa mataas na ani, na ginagawang matipid ang paggamit ng mga enzyme sa industriya. Ang paggamit ng mga enzyme ay nakakatulong na bawasan ang pagkonsumo ng tubig at enerhiya sa mga teknolohikal na proseso, binabawasan ang mga emisyon ng CO2, at binabawasan ang panganib ng polusyon kapaligiran by-products ng mga teknolohikal na cycle.

Ang paggamit ng mga advanced na teknolohiya sa agrikultura ay maaaring magbago sa isang kanais-nais na direksyon ang mga microbiological na proseso ng hindi lamang arable, ngunit din subarable mga layer ng lupa.

Sa direktang pakikilahok ng mga extracellular enzymes, ang mga organikong compound ng lupa ay nabubulok. Kaya, ang mga proteolytic enzymes ay nagbabagsak ng mga protina sa mga amino acid.

Nabubulok ng urease ang urea sa CO2 at NH3. Ang resultang ammonia at ammonium salts ay nagsisilbing pinagmumulan ng nitrogen nutrition para sa mga halaman at microorganism.

Ang invertase at amylase ay kasangkot sa pagkasira ng mga carbohydrates. Ang mga enzyme ng grupong pospeyt ay nabubulok ang mga organophosphorus compound sa lupa at may mahalagang papel sa rehimeng pospeyt ng huli.

Upang makilala ang pangkalahatang aktibidad ng enzymatic ng lupa, ang pinakakaraniwang mga enzyme na katangian ng karamihan sa microflora ng lupa ay karaniwang ginagamit - invertase, catalase, protease at iba pa.

Sa kalagayan ng ating republika, maraming pag-aaral ang naisagawa 16, p. 115 upang pag-aralan ang mga pagbabago sa antas ng pagkamayabong at aktibidad ng enzymatic ng mga lupa sa ilalim ng impluwensyang anthropogenic, gayunpaman, ang data na nakuha ay hindi nagbibigay ng isang komprehensibong sagot sa likas na katangian ng mga pagbabago dahil sa kahirapan ng paghahambing ng mga resulta dahil sa mga pagkakaiba sa mga eksperimentong kondisyon at pamamaraan ng pananaliksik.

Sa pagsasaalang-alang na ito, ang paghahanap para sa isang pinakamainam na solusyon sa problema ng pagpapabuti ng katayuan ng humus ng lupa at ang aktibidad ng enzymatic nito sa mga tiyak na kondisyon ng lupa at klimatiko batay sa pagbuo ng mga pamamaraan ng pag-save ng mapagkukunan ng pangunahing pagbubungkal at paggamit ng proteksyon sa lupa. pag-ikot ng pananim na nakakatulong na mapanatili ang istraktura, maiwasan ang compaction ng lupa at mapabuti ang kanilang kalidad na kondisyon at ibalik ang pagkamayabong ng lupa sa pinakamababang gastos, ay napaka-kaugnay.