Ферментативная активность – один из показателей здоровья почв. Факторы влияния

Активность почвенных ферментов может служить индикатором качества и плодородия почв в условиях сельскохозяйственной нагрузки.

Главным фактором, определяющим отклик ферментов, являются изменения, происходящие с органическим веществом почв. Трансформация органического вещества в почве энзиматична по своей природе.

Обработка почвы

Наиболее чувствительны к сельскохозяйственным практикам гидролитические ферменты (инвертаза, фосфатаза, уреаза). Активность оксидоредуктаз (каталаза, дегидрогеназа) показывает меньшую зависимость от вспашки. Для наиболее чувствительных ферментов показана высокая степень зависимости их активности от содержания органического углерода.

Пример результатов исследований в Красноярском крае: обработка чернозема обыкновенного опытно-производственного хозяйства «Минино» привела к снижению активности почвенных ферментов. Активность каталазы уменьшилась на 9,88%, активность уреазы на 28,78%, активность дегидрогеназы на 29,95%, активность фосфатазы на 30,30%. Наиболее сильные различия отмечены для активности инвертазы – 39,94%.

Однако, не всегда сельскохозяйственные практики влияют негативно на состояние ферментного пула почв. Степень влияния зависит от типа почвы, способа ее обработки, культур севооборота. Окультуривание может сопровождаться увеличением содержания гумуса, что приводит к усилению процессов продуцирования ферментов микроорганизмами и их интенсивной иммобилизации в теле почв .

Ряд авторов указывает на повышение активности ферментов в пахотных почвах, за счет создания новых поверхностей, при разрушении почвенных агрегатов .

В почвах под нулевой обработкой отмечены более высокие значения активности дегидрогеназы, уреазы, протеазы, кислой и щелочной фосфатазы, фосфодиэстеразы, арилсульфатазы и β-глюкозидазы, чем в пропашных почвах. А вот активность целлюлазы при нулевой технологии была самой низкой, в сравнении с другими системами управления почвой . При этом активность ферментов показала более высокую чувствительность к практике обработки почвы, чем физико-химические свойства.

Пример результатов исследований в Красноярском крае: Применение ресурсосберегающих систем обработки повышает активность почвенных ферментов, за исключением каталазы. Более высокая активность дегидрогеназы, уреазы, фосфатазы и инвертазы установлена на вариантах с минимальной обработкой. Возделываемые культуры не оказали существенного влияния на активность ферментов.

Минеральные и органические удобрения

Внесение удобрений приводит как к положительным, так и отрицательным эффектам на активность ферментов.

Органические удобрения оказываю влияние на ферментативную активность почв. Внесение навоза значительно стимулирует активность, что в первую очередь связывают со стимуляцией микробиоты почв.

Вот лишь небольшой пример: под влиянием пожнивного сидерата, примененного совместно с соломой, повышается ферментативная активность дерново-подзолистой почвы . При этом содержание протеазы в почве  в период наиболее активного роста ячменя ( фаза выхода в трубку) увеличивается в среднем на 46-62%, уреазы – а 23-34%, инвертазы – 4 – 6%, каталазы 12-13% по сравнению с их содержанием в почве без применения органических удобрений , а только минеральных.

Пестициды

Внесение пестицидов также неоднозначно влияет на биохимические свойства.

Оглеение почвы

Активность почвенных ферментов позволяет диагностировать действие переувлажнения и оглеения на почвы. Наиболее чувствительными при этом являются активность ферриредуктазы и каталазы.

Нефть,тяжелые металлы

Активность почвенных ферментов может служить индикатором загрязнения почв тяжелыми металлами, нефтью и нефтепродуктами. Нефтяное загрязнение является фактором, нарушающим систему физических, химических и биологических свойств почвы.

 Тяжелые металлы способны ингибировать биохимическую активность.

Показана высокая эффективность в диагностических целях активности каталазы и дегидрогеназы. Загрязнение почв Zn вызывает весьма значительное подавление активности арилсульфатазы, дегидрогеназ, кислой фосфатазы, уреазы и β-глюкозидазы. Высокие концентрации Hg, Ag, Cr и Cd, как правило, вызывали ингибирование сульфатазы, целлюлазы и β-глюкозидазы .

 

При подготовке сообщения использованы литературные источники, находящиеся в открытом доступе:

• МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ, Е. В. Даденко, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников, 2021
• ПРИМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ПОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ УГОДЬЯМИ Е.В. Даденко, М.А. Прудникова, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, 2013
• СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО, Даденко Е.В., Мясникова М.А., Чернокалова Е.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И.
• Гуминовые препараты как стимуляторы роста растений и микроорганизмов (обзор), О. С. Безуглова, . А. Полиенко
• Биологическая активность почвы в специализированном зерновом севообороте при использовании пожнивного сидерата и соломы в качестве удобрений,  В.Г.Лошаков, В.Т.Емцев, Л.К.Ницэ, 1986
• ВЛИЯНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ, Кожевников Н.В., Заушинцена А.В.,Романов В.Н., 2018

 

В следующем выпуске мы с вами рассмотрим, как с помощью ферментативной активности можно проводить биоремедиацию ( очищение/восстановление) почв.