Зміна активності ґрунтових ферментів під дією. Ферментативна активність ґрунтів

Мета роботи – визначення біологічної активності ґрунтів на різному віддаленні від дороги за чотирма ферментними системами: дегідрогеназами, каталазою, інвертазою, уреазою.

Основні поняття

Ґрунтово-ензимологічні методи дозволяють визначати не кількісний вміст ферментів у ґрунті, а активність ферментів, що знаходяться переважно в адсорбованому (іммобілізованому) стані на поверхні ґрунтових колоїдів та частково у ґрунтовому розчині.

Принцип методу визначення активності ґрунтових ферментів заснований на обліку кількості переробленого в процесі реакції субстрату або продукту реакції, що утворюється, в оптимальних умовах температури, рН середовища і концентрації субстратів.

Ферменти, що належать до класу оксидоредуктаз, каталізують окислювально-відновлювальні реакції, що відіграють провідну роль у біохімічних процесах у клітинах живих організмів, а також у ґрунті. Найбільш поширені в ґрунтах такі оксидо-редуктази, як каталаза та дегідрогенази, активність яких є важливим показником генези ґрунтів.

Каталарозкладає на воду і молекулярний кисень отруйний для клітини перекис водню, що утворюється в процесі дихання живих організмів внаслідок різних біохімічних реакцій окислення органічних речовин.

Активність каталази визначається газометричним методом за обсягом кисню, що виділився, заснованим на вимірюванні швидкості розкладання перекису водню при її взаємодії з грунтом.

Дегідрогенази - ферменти, які беруть участь у процесі дихання, відщеплюючи водень від окислюваних субстратів. Одні дегідрогенази переносять водень безпосередньо на молекулярний кисень, інші - на будь-які акцептори, наприклад, на хінони, метиленову синь.

Для визначення активності дегідрогенази як акцептор водню застосовують безбарвні солі тетразолію (2,3,5-трифенілтетразолій хлористий (ТТХ)), які відновлюються у червоні сполуки формазану (трифенілформазан (ТФФ)).

Гідролази здійснюють реакції гідролізу різноманітних складних органічних сполук, діючи на різні зв'язки: складноефірні, глюкозидні амідні, пептидні та ін. До цього класу відносяться ферменти інвертазу, уреазу та ін. .

Інвертаза діє на p-фруктофуранозидний зв'язок у сахарозі, рафінозі, стахіоеї та виробляє розщеплення сахарози на еквімолярні кількості глюкози та фруктози.

Фотоколориметричне визначення активності інвертази засноване на обліку цукрів, що відновлюють, що утворюються при розщепленні сахарози.

Розкладання органічних азотистих сполук здійснюється за безпосередньої участі позаклітинних ферментів. Аміак, що утворюється при уреазній активності, служить джерелом харчування рослин.

Уреаза каталізує гідроліз сечовини. Кінцевими продуктами гідролізу є аміак та вуглекислий газ. Сечовина потрапляє у ґрунт у складі рослинних залишків, гною та як азотне добриво; вона утворюється також у самому грунті як проміжний продукт у процесі перетворення азотистих органічних сполук - білків і нуклеїнових кислот.

Визначення каталазної активності

Обладнання та реактиви:

Система для газометрії (рис. 8); 10%-й розчин Н 2 O 2; СаСО е.

Мал. 8 ‑ Установка для газометричного визначення каталазної активності у ґрунтових зразках:

1 – колба, 2 – бюретка, 3 – перехідник, 4 – груша з водою

Порядок виконання роботи

1. Наважку просіяного ґрунту 1 г внести в колбу на 100 см 3 додати 0,5 г СаСО 3 .

2. На дно обережно поставити за допомогою пінцета маленький стаканчик з 1,7 см 3 10% розчину перекису водню.

3. Наважку ґрунту змочити 4 см 3 дистильованої води.

4. Колбу щільно закрити каучуковою пробкою з трубкою, з'єднаною з бюреткою товстостінним каучуком через трійник, з затискачем. Бюретка повідомляється із грушею. Бюретка та груша заповнені водою. Рівень води в них врівноважують і закріплюють грушу на певній висоті.

5. Початок досвіду відзначити по секундоміру в момент, коли судина з перекисом водню перекинутий, і потім струсити вміст колби. Збовтування суміші слід продовжувати під час досвіду, не торкаючись безпосередньо дна колби руками. Кисень, що виділяється, витісняє з бюретки воду, рівень якої відзначають.

6. Кількість молекулярного кисню, що виділився, враховують протягом 1 хв при температурі 18-20 0 С.

7. Активність каталази виражають в обсязі (см 3) кисню, що виділився на 1 г ґрунту на хвилину. Помилка визначення 5%.

8. Аналогічні процедури зробити з усіма зразками грунтів.

9. За табл. 15 оцінити ступінь насичення досліджуваних ґрунтів каталазою .

Таблиця 15 ‑ Шкала для оцінки ступеня збагаченості ґрунтів ферментами

Ступінь збагаченості ґрунтів	Каталаза, 2 см 3 /г за 1 хв	Дегідрогенази, мг ТФФ на 10 г за 24 год	Інвертаза, мг глюкози на 1 г за 24 год	Уреаза, мг NH 4 на 10 г за 24 год	Фосфотаза, мг Р 2 Про 3 на 10 г за 1 год
Дуже бідна	< 1	<1	<5	<3	<0,5
Бідна	1-3	1-3	5-15	3-10	0,5-1,5
Середня	3-10	3-10	15-50	10-30	1,5-5,0
Багата	10-30	10-30	50-150	30-100	5-15
Дуже багата	>30	>30	> 150	> 100	> 15

Визначення дегідрогіназної активності

Прилади, посуд, реактиви:

Фотоколориметр; міліметровий папір; 0,1М розчин глюкози; 1% розчин 2,3,5-трифенілтетразолію хлористого (ТТХ); СаСО 3; етиловий спирт; трифенілформазан (ТФФ).

Порядок виконання роботи

1. Наважки повітряно-сухого ґрунту по 1 г з кожного зразка помістити в пробірки, додати по 10 мг (на кінчику шпателя) СаСО 3 по 1 см 3 0,1 М розчину глюкози і по 1 см 3 1%-го розчину ТТХ ; вміст кожної пробірки ретельно змішати.

2. Пробірки помістити в анаеростат і відкачати насосом повітря при розрідженні 10-12 мм рт. ст. протягом 2-3 хв. Потім інкубувати при 30°С протягом 24 годин.

3. Після закінчення часу інкубації вміст пробірок екстрагувати в 3-4 прийоми 25 см 3 етилового спирту. Для цього невеликий обсяг спирту внести в пробірку та струшувати протягом 5 хв до появи червоного забарвлення. Дати відстоятись і надґрунтову рідину профільтрувати через паперовий фільтр. Додати до пробірки наступну порцію спирту.

4. Отриманий забарвлений розчин формазану колориметрувати на ФЕК з синім світлофільтром (500-600 нм).

5. Кількість формазану в міліграмах розрахувати за стандартною кривою. Для цього приготувати стандартний розчин формазану в етиловому спирті в концентрації 0,1 мг 1 см 3 . Робочі розчини для складання кривої приготувати шляхом розведення стандартного розчину (приблизно 5 точок). Стандартну криву збудувати на міліметровому папері в системі: оптична щільність при довжині хвилі 500-600 нм - концентрація формазану в спирті.

6. Обчислити активність дегідрогенази. За табл. 15 оцінити ступінь насичення досліджуваних ґрунтів дегідрогеназою.

Обробка даних

Активність дегідрогенази (X) виражають у міліграмах ТФФ на 10 г ґрунту за добу за формулою:

де V загальний обсяг фільтрату, 25 см 3 ;

10 - перерахунковий коефіцієнт ваги ґрунту, г;

v ‑ добуток обсягів субстрату та реагенту, 1 см 3 ;

А - кількість ТФФ, отримана по калібрувальної кривої, мг/см 3 . Помилка визначення - до 8%.

Визначення інвертазної активності

Прилади, посуд, реактиви:

Фотоколориметр; 5% розчин сахарози; ацетатний буфер (рН 4,7); толуол; розчин Фелінгу: а - 40 г CuSO 4 ×5Н 2 Про розчиняють у воді і доводять до 1 дм 3 фільтрують через паперовий фільтр б - 200 г сегнетової солі (С 4 H 4 O 6 KNa×4Н 2 О) розчиняють у дистильованій воді, додають 150 г КОН та доводять до 1 дм 3

Порядок виконання роботи

1. У колби місткістю 50 см 3 помістити по 5 г кожного зразка ґрунту, додати по 10 см 3 5% розчину сахарози, 10 мл ацетатного буфера (рН 4,7) і 5-6 крапель толуолу.

2. Колби закрити пробками, струсити, помістити в термостат за нормальної температури 30 0 З 24 год і періодично струшувати їх.

3. Після інкубації вміст колб відфільтрувати у мірні колби на 25 см 3 . Довести до мітки.

4. З фільтратів взяти по 6 см 3 у великі пробірки, додати по 3 см 3 розчину сегнетової солі та 3 см 3 розчину сірчанокислої міді, добре перемішати та кип'ятити на водяній бані 10 хв. Виходить червоний осад.

5. Пробірки з розчином охолодити у воді, відфільтрувати вміст у великі пробірки. Прозорий фільтрат колориметрувати на ФЕК, використовуючи світлофільтр із довжиною хвилі 630 нм, ширина кювети 1 см.

6. Для отримання кривої калібрування приготувати стандартний розчин: 6 мг глюкози в 1 см 3 . Розведенням приготувати серію розчинів. Фотоколориметрувати та побудувати криву: оптична щільність – концентрація глюкози в 1 см 3 .

7. Обчислити активність та за табл. 15 оцінити ступінь насичення досліджуваних ґрунтів інвертазою.

Обробка даних

Активність інвертази (X) виражають у міліграмах глюкози на 1 г ґрунту за 24 год за формулою:

де А - кількість глюкози, отримана по калібрувальної кривої з оптичної щільності, мг/см 3 ;

m - навішування грунту, 5 г;

V загальний об'єм фільтрату, 25 см 3 ;

v ‑ обсяг фільтрату, взятого для аналізу, 6 см 3 .

Помилка визначення - до 5%.

Визначення уреазної активності ґрунтів

Прилади, посуд, реактиви:

Фотоколориметр; 2% розчин сечовини у фосфатному буфері (рН = 6,7); 50% розчин сегнетової солі; 50% розчин CCl 3 COOH (трихлороцтова кислота); 1% розчин КС1; реактив Несслер; стандартний розчин NH4C1.

Порядок виконання роботи

1. По 5 г повітряно-сухого ґрунту помістити в колби ємністю 100 см 3 прилити по 20 см 3 2%-го розчину сечовини у фосфатному буфері (рН 6,7) і по 200 мкл толуолу.

2. Колби щільно закрити та помістити в термостат при температурі 37 0 С на 4 год.

3. Після експозиції прилити по 1 см 3 50% розчину трихлороцтової кислоти.

4. Для витіснення з ґрунту поглиненого аміаку додати по 50 см 3 1 н. розчину калію хлористого.

5. Вміст колб відфільтрувати.

6. По 2 см 3 фільтрату помістити в мірні колби об'ємом 50 см 3 розвести водою до 30 см 3 , потім прилити по 2 см 3 50%-го розчину сегнетової солі і по 2 см 3 реактиву Несслера. Колби долити водою до мітки, перемішати та пофарбований розчин колориметрувати при довжині хвилі 400 нм.

8. Обчислюють активність уреази.

9. За табл. 15 оцінити ступінь насичення досліджуваних ґрунтів уреазою.

Обробка даних

Активність уреази (X) виражають у міліграмах N-NH 4 на 1 г ґрунту за 4 год за формулою:

V загальний об'єм фільтрату, 50 см 3 ;

m - навішування ґрунту, 5 г.

Запитання для самопідготовки:

1. Що таке каталазна активність?

2. Дайте реділення інвертазної активності.

3. Охарактеризуйте уреазну активність.

4. Що таке буферна суміш?

5. Принцип та сутність методу визначення активності ґрунтових ферментів.

6. Методика відбору зразків ґрунту.

ДОДАТКИ

Таблиця 1 - Зразковий список організмів - індикаторів сапробності

Організми	Сапробність
Нитчасті бактерії:
Sphaerotilus natans	р
Beggiatoa sp.	р
Thiothrix sp.	р
Гриби:
Leptomitus lacteus	α
Mucor racemosus	α
Fusarium aquaeductum	р
Водорості:
синьо-зелені:
Anabaena flos aquae	β
Microcystis aeruginosa	β
Aphanizomenon flos aquae	β
Oscillatorla tenuis	α
Діатомові	-
Cymbella cesati	про
Oomphonema cevli	про
Melostra granulata	β
Navicula angustata	α
Navicula apiculata	α
Synedra acus	β
Synedra ulna	β
Nitzschia palea	α
евгленові:
Euglena acus	β
Euglena viridis	р
Euglena deses	α
зелені та протококові:
Volvox globator	про-β
Ankistrodesmus falcatus	β-α
Crucigenta rectangularis	а-β
Scenedesmus quadricauda	β
Draparnaldia sp.	про
Ulothrix zonata	про
Stlgeoclonium tenue	α
Тварини:
амеби:
Pelornyxa palustris	р

Організми	Сапробність
інфузорії:
Colpidium, campylum	p
Colpldlum colpoda	p
Euplotes charon	β
Chllodon cucullulus	p
Opercularia coaretata	α
Paramecium caudatum	α
Spirostomum amblguum	α
Stentor coeruleus	α
Vortlcella convallarla	α
Vorticella microstoma	p
Podophrya fixa	α
коловратки:
Kellcottia longispina (syn. Notholca Iongispina)	про
Keratella cochlearls	β
Keratella quadrata	β
Leucane lunarls (syn. Monostyla lunarls)	β
Rotaria rotatoria (syn. Rotifer vulgaris)	α
олігохети:
Limnodrilus hofmelsterl	p
Tub if ex tublfex	p
Stylarla lacustris	β
ракоподібні:
Daplmla magna	α
Daphnla pulex	α
Leptodora Kindtli	про
Eudiaptomus gracilis	o
Astacus fluviatilis	o
комахи:
Caenls macrura	o
Heptagenia coerulana	β
Chironomus Plumosus	р
риби:
лящ:	β
вусач	β
форель	o
лин	β-α

Таблиця 2 - Шкала частот для перерахунку організмів у 100 полях на частоту

Значення частоти	Мікробентос	Обростання
Дані підрахунку	Сума у ​​100 полях
1-а категорія крупності
	Не більше 1 у кожному 2-му полі зору Не більше 2 у полі зору Не більше 10 у полі зору Не більше 30 у полі зору Не більше 60 у полі зору Більш 60 у полі зору	Не більше 1 у кожному 2-му полі зору Не більше 2 у полі зору Не більше 10 у полі зору Не більше 50 у полі зору Не більше 250 у полі зору Більш 250 у полі зору	1-50 50-200 200-1000 1000-5000 5000-25000 Більше 25000
2-а категорія крупності
	Не більше 1 у кожному 20-му полі зору Не більше 1 у кожному 5-му полі зору Не більше 1 у полі зору Не більше 3 у полі зору Не більше 6 у полі зору Більше 6 у полі зору	Не більше 2 у 20 полях зору Не більше 1 у 5 поле зору Не більше 1 у полі зору Не більше 5 у полі зору Не більше 25 у полі зору Більш 25 у полі зору	1-5 6-20 21-100 100-500 500-2500 Більше 2500
3-я категорія крупності
	1 у 100 полях зору 1 у 50 полях зору Не більше 1 у 10 полях зору Не більше 1 у 4 полях зору Не більше 1 у 2 полях зору Приблизно 1 у полі зору	1 у 100 полях зору 1 у 50 полях зору Не більше 1 у 10 у полях зору 1в2 полях зору Не більше 2 у полі зору Більше 2 у полі зору	3-10 10-50 50-200 Більше 200

Додаток

Таблиця 13. Перерахунок результатів кількісного обліку значення частоти

Додаток

Приклад обчислення сапробності

Проба: річка нижче за місто. Дата ________________ Спільнота: обростання.

Організми	s	h	sft
Euglena viridis	p
Scenedesmus acuminatus	β
Spirogyra sygmoidea	β
Closterium acerosum	α
Closterium moniliierum	β
Cyclotella menengiana	α
Cymbella vesiculosa	β
Diatoma vulgare	β
Melosira italica	β
Melosira varians	β
Navicula cryptocephala	α
Navicula viridua	α
Nitzschia acicularis	β
Nitzschia palea	α
Surirella ovata	β
Chilidonella cuculata	α
Colpoda cuculus	α
		Sh=41	S(sh)=103

Sh p =3; Sh =15; Sh β =23.

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

Обчислення похибки:

Інтервал точності статистичної надійності 95%.

S=s±t 0,05 s S =2,51±2,02×0,1;

Подібна інформація.

Ферменти – це каталізатори хімічних реакцій білкової природи, що відрізняються специфічністю дії щодо каталізу певних хімічних реакцій. Вони є продуктами біосинтезу всіх живих ґрунтових організмів: деревних та трав'янистих рослин, мохів, лишайників, водоростей, мікроорганізмів, найпростіших, комах, безхребетних та хребетних тварин, представлених у природній обстановці певними сукупностями – біоценозами.

Біосинтез ферментів у живих організмах здійснюється завдяки генетичним факторам, відповідальним за спадкову передачу типу обміну речовин та його пристосувальну мінливість. Ферменти є робочим апаратом, з якого реалізується дію генів. Вони каталізують в організмах тисячі хімічних реакцій, у тому числі складається клітинний обмін. Завдяки їм хімічні реакції в організмі здійснюються з швидкістю.

Нині відомо понад 900 ферментів. Їх поділяють на шість основних класів.

1. Оксиредуктази, що каталізують окисно-відновні реакції.

2. Трансферази, що каталізують реакції міжмолекулярного перенесення різних хімічних груп та залишків.

3. Гідролази, що каталізують реакції гідролітичного розщеплення внутрішньомолекулярних зв'язків.

4. Ліази, що каталізують реакції приєднання груп з подвійних зв'язків та зворотні реакції відриву таких груп.

5. Ізомерази, що каталізують реакції ізомеризації.

6. Лігази, що каталізують хімічні реакції з утворенням зв'язків за рахунок АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти).

При відмиранні та перегниванні живих організмів частина їх ферментів руйнується, а частина, потрапляючи у ґрунт, зберігає свою активність і каталізує багато ґрунтових хімічних реакцій, беручи участь у процесах ґрунтоутворення та у формуванні якісної ознаки ґрунтів – родючості. У різних типах ґрунтів під певними біоценозами сформувалися свої ферментативні комплекси, що відрізняються активністю біокаталітичних реакцій.

В. Ф. Купревич і Т. А. Щербакова (1966) відзначають, що важливою рисою ферментативних комплексів ґрунтів є впорядкованість дії наявних груп ферментів, яка проявляється в тому, що забезпечується одночасна дія ряду ферментів, що представляють різні групи; виключаються утворення та накопичення сполук, що є у ґрунті в надлишку; надлишки рухомих простих сполук, що накопичилися, (наприклад, NH 3) тим чи іншим шляхом тимчасово зв'язуються і направляються в цикли, що завершуються утворенням більш менш складних сполук. Ферментативні комплекси є врівноваженими системами, що саморегулюються. У цьому основну роль відіграють мікроорганізми та рослини, що постійно поповнюють ґрунтові ферменти, оскільки багато з них є короткоживучими. Про кількість ферментів побічно судять з їхньої активності у часі, що залежить від хімічної природи речовин, що реагують (субстрату, ферменту) та від умов взаємодії (концентрації компонентів, рН, температури, складу середовища, дії активаторів, інгібіторів тощо).

У цьому розділі розглядається участь у деяких хімічних ґрунтових процесах ферментів з класу гідролаз - активність інвертази, уреази, фосфатази, протеази та з класу оксиредуктаз - активність каталази, пероксидази та поліфенолоксидази, що мають велике значення у перетворенні азот- та фосфоровмісних органічних речовин, речовин та у процесах утворення гумусу. Активність цих ферментів – суттєвий показник родючості ґрунтів. Крім того, буде охарактеризовано активність цих ферментів у лісових та орних ґрунтах різного ступеня окультуреності на прикладі дерново-підзолистих, сірих лісових та дерново-карбонатних ґрунтів.

ХАРАКТЕРИСТИКА ҐРУННИХ ФЕРМЕНТІВ

Інвертаза – каталізує реакції гідролітичного розщеплення сахарози на еквімолярні кількості глюкози та фруктози, впливає також на інші вуглеводи з утворенням молекул фруктози – енергетичного продукту для життєдіяльності мікроорганізмів, каталізує фруктозотрансферазні реакції. Дослідження багатьох авторів показали, що активність інвертази краще за інші ферменти відображає рівень родючості та біологічної активності ґрунтів.

Уреаза-каталізує реакції гідролітичного розщеплення сечовини на аміак та діоксид вуглецю. У зв'язку з використанням сечовини в агрономічній практиці необхідно мати на увазі, що активність уреази вища у більш родючих ґрунтів. Вона підвищується у всіх ґрунтах у періоди їх найбільшої біологічної активності – у липні – серпні.

Фосфатаза (лужна та кисла) - каталізує гідроліз низки фосфорорганічних сполук з утворенням ортофосфату. Активність фосфатази знаходиться у зворотній залежності від забезпеченості рослин рухомим фосфором, тому вона може бути використана як додатковий показник при встановленні потреби внесення в ґрунт фосфорних добрив. Найбільш висока фосфатазна активність у ризосфері рослин.

Протеази - це група ферментів, за участю яких білки розщеплюються до поліпептидів та амінокислот, далі вони піддаються гідролізу до аміаку, діоксиду вуглецю та води. У зв'язку з цим протеази мають найважливіше значення у житті грунту, оскільки із нею пов'язані зміна складу органічних компонентів і динаміка засвоюваних рослин азоту.

Каталаза – в результаті її активуючої дії відбувається розщеплення перекису водню, токсичного для живих організмів, на воду та вільний кисень. Великий вплив на каталазну активність мінеральних ґрунтів має рослинність. Як правило, грунти, що знаходяться під рослинами з потужною кореневою системою, що глибоко проникає, характеризуються високою каталазною активністю. Особливість активності каталази полягає в тому, що вниз по профілю вона мало змінюється, має зворотну залежність від вологості ґрунтів та пряму – від температури.

Поліфенолоксидаза і пероксидаза - їм у ґрунтах належить важлива роль у процесах гумусутворення. Поліфенолоксидаза каталізує окислення поліфенолів у хінони у присутності вільного кисню повітря. Пероксидаза каталізує окислення поліфенолів у присутності перекису водню або органічних перекисів. При цьому її роль полягає в активуванні перекисів, оскільки вони мають слабку окислювальну дію на феноли. Далі може відбуватися конденсація хінонів з амінокислотами та пептидами з утворенням первинної молекули гумінової кислоти, яка надалі здатна ускладнюватися за рахунок повторних конденсацій (Кононова, 1963).

Помічено (Чундерова, 1970), що відношення активності поліфенолоксидази (S) до активності пероксидази (D), виражене у відсотках (), має зв'язок із накопиченням у ґрунтах гумусу, тому ця величина отримала назву умовний коефіцієнт накопичення гумусу (К). У орних слабоокультурених ґрунтів Удмуртії за період з травня по вересень він становив: у дерново-підзолистого – 24 %, у сірого лісового опідзоленого – 26 і у дерново-карбонатного ґрунту – 29 %.

ФЕРМЕНТАТИВНІ ПРОЦЕСИ У ҐРУНТАХ

Біокаталітична активність ґрунтів знаходиться у значній відповідності зі ступенем збагаченості їх мікроорганізмами (табл. 11), залежить від типу ґрунтів та змінюється за генетичними горизонтами, що пов'язано з особливостями зміни вмісту гумусу, реакції, Red-Ox-потенціалу та інших показників за профілем.

У цілинних лісових грунтах інтенсивність ферментативних реакцій переважно визначають горизонти лісової підстилки, а орних - орні верстви. Як в одних, так і в інших ґрунтах всі біологічно менш активні генетичні горизонти, що знаходяться під горизонтами А або А п, мають низьку активність ферментів, що незначно змінюється на позитивний бік при окультуренні ґрунтів. Після освоєння лісових ґрунтів під ріллю ферментативна активність утвореного орного горизонту в порівнянні з лісовою підстилкою виявляється різко зниженою, але в міру його окультурення підвищується і в сильно окультурених видах наближається або перевищує показники лісової підстилки.

11. Зіставлення біогенносгу та ферментативної активності ґрунтів Середнього Передуралля (Пухідська, Ковриго, 1974)

№ розрізу, назва ґрунту	Горизонт, глибина взяття зразка, см		Загальна кількість мікроорганізмів, тис. на 1 г абс. сухий. ґрунту (в середньому за 1962, 1964-1965 рр.)	Показники активності ферментів (загалом за 1969-1971 рр.)
				Інвертаза, мг глюкози на 1 г ґрунту за I добу	Фосфатаза, мг фенолфталеїну на 100 г ґрунту за 1 год	Уреаза, мг NH, на 1 г ґрунту за 1 добу	Каталаза, мл 0 2 на 1 г ґрунту за 1 хв	Поліфенолоксидаза		Пероксидаза
								мг пурпурогалліну на 100 г ґрунту
3. Дерново-середньопідзолиста середньосуглиниста (під лісом)
					Не визначали
1.Дерново-середньо-підзолиста середньо-суглиниста слабоокультурена
10. Сіраялісна опідзолена важко осуглиниста слабоокультурена
2. Дерново-карбонатна слабовищело-чена л егкосуглиниста слабоокультурена

Активність біокаталітичних реакцій ґрунтів змінюється. Найменша вона навесні та восени, а найвища зазвичай у липні-серпні, що відповідає динаміці загального ходу біологічних процесів у ґрунтах. Однак залежно від типу ґрунтів та їх географічного положення динаміка ферментативних процесів дуже різна.

Контрольні питання та завдання

1. Які сполуки називають ферментами? Які їх продукування та значення для живих організмів? 2. Назвіть джерела ґрунтових ферментів. Яку роль грають окремі ферменти у ґрунтових хімічних процесах? 3. Дайте поняття про ферментативний комплекс грунтів та його функціонування. 4. Дайте загальну характеристику перебігу ферментативних процесів у цілинних та орних ґрунтах.

З численних показників біологічної активності ґрунту велике значення мають ґрунтові ферменти. Їхня різноманітність і багатство уможливлюють здійснення послідовних біохімічних перетворень, що надходять у ґрунт органічних залишків.

Назва «фермент» походить від латинського «ферментум» – бродіння, закваска. Явище каталізу й у час повністю не розгадано. Сутність дії каталізатора полягає у зниженні енергії активації, необхідної для хімічної реакції, спрямовуючи її обхідним шляхом через проміжні реакції, які вимагають меншої енергії без каталізатора. Завдяки цьому підвищується швидкість основної реакції. Під дією ферменту послаблюються внутрішньомолекулярні зв'язки у субстраті внаслідок деякої деформації його молекули, що відбувається при утворенні проміжного комплексу фермент-субстрату.

Таким чином, роль ферментів полягає в тому, що вони значно прискорюють біохімічні реакції і роблять їх можливими за нормальної нормальної температури.

Ферменти, на відміну від неорганічних каталізаторів, мають вибірковість дії. Специфічність дії ферментів виявляється у тому, що кожен фермент діє лише на певну речовину, або на певний тип хімічного зв'язку в молекулі. За своєю біохімічною природою всі ферменти – високомолекулярні білкові речовини. На специфічність ферментних білків впливає порядок чергування у яких амінокислот. Деякі ферменти, крім білка, містять більш прості сполуки. Наприклад, у складі різних окисних ферментів містяться органічні сполуки заліза. До складу інших входять мідь, цинк, марганець, ванадій, хром, вітаміни та інші органічні сполуки.

В основу єдиної класифікації ферментів покладено специфічність до типу реакції, і ферменти поділяють на 6 класів. У ґрунтах найбільш вивчені оксидоредуктази (каталізують процеси біологічного окислення) та гідролази (каталізують розщеплення з приєднанням води). З оксидоредуктаз у ґрунті найбільш поширені каталази, дегідрогенази, фенолоксидази та ін.

Вони беруть участь в окислювально-відновних процесах синтезу гумусових компонентів. З гідролаз найбільш широко у ґрунтах поширені інвертаза, уреаза, протеаза, фосфатази. Ці ферменти беруть участь у реакціях гідролітичного розпаду високомолекулярних органічних сполук і тим самим відіграють важливу роль у збагаченні ґрунту рухомими та доступними рослинам та мікроорганізмам поживними речовинами.

Дослідженням ферментативної активності ґрунтів займалася велика кількість дослідників. Внаслідок досліджень доведено, що ферментативна активність – це елементарна грунтова характеристика. Ферментативна активність ґрунту складається внаслідок сукупності процесів надходження, іммобілізації та дії ферментів у ґрунті. Джерелами ґрунтових ферментів служить вся жива речовина ґрунтів: рослини, мікроорганізми, тварини, гриби, водорості і т. д. Накопичуючись у ґрунті, ферменти стають невід'ємним реактивним компонентом екосистеми. Грунт є найбагатшою системою по ферментному розмаїттю та ферментативному пулу. Різноманітність і багатство ферментів у грунті дозволяє здійснюватися послідовним біохімічним перетворенням різних органічних залишків, що надходять.

Значну роль ґрунтові ферменти грають у процесах гумусоутворення. Перетворення рослинних та тваринних залишків у гумусові речовини є складним біохімічним процесом за участю різних груп мікроорганізмів, а також іммобілізованих ґрунтом позаклітинних ферментів. Виявлено прямий зв'язок між інтенсивністю гумифікації та ферментативною активністю.

Особливо слід зазначити значення ферментів у випадках, як у грунті складаються екстремальні для життєдіяльності мікроорганізмів умови, зокрема при хімічному забрудненні. У цих випадках метаболізм у ґрунті залишається до певної міри незмінним завдяки дії іммобілізованих ґрунтом, і тому стійких, ферментів. Максимальна каталітична активність окремих ферментів спостерігається відносно невеликому інтервалі pH, який є для них оптимальним. Оскільки в природі зустрічаються ґрунти з широким діапазоном реакції середовища (pH 3,5-11,0), їх рівень активності дуже різний.

Дослідженнями різних авторів встановлено, що активність ґрунтових ферментів може бути додатковим діагностичним показником ґрунтової родючості та її зміни в результаті антропогенного впливу. Застосування ферментативної активності як діагностичний показник сприяє низька помилка дослідів і висока стійкість ферментів при зберіганні зразків.

Інвертаза – каталізує реакції гідролітичного розщеплення сахарози на еквімолярні кількості глюкози та фруктози, впливає також на інші вуглеводи з утворенням молекул фруктози – енергетичного продукту для життєдіяльності мікроорганізмів, каталізує фруктозотрансферазні реакції. Дослідження багатьох авторів показали, що активність інвертази краще за інші ферменти відображає рівень родючості та біологічної активності грунтів.

Аналізи інвертази після 1 року свідчать про подальше зменшення її у всіх зразках у 2-3 рази в залежності від типу ґрунтів, що, мабуть, пояснюється виснаженням ґрунту углеродсодержащими сполуками.

З класу гідролаз вивчено активність інвертази, що гідролізує сахарозу на глюкозу та фруктозу, та уреази, що каталізує гідроліз сечовини. Активність цих ферментів у ґрунті дуже низька, але при внесенні торфу збільшується пропорційно дозам і мало залежить від кількості мінеральних добрив. Слід зазначити, що внесення найбільшої дози (ИРКЦ, і навіть СаСОэ немає переваг перед меншими дозами добрив стимулюванні активності як гідролаз, і оксидоредуктаз.[ ...]

Для траси аеропорт – сел. Кангаласи зворотна залежність між активністю уреази, інвертази та протеази та вмістом свинцю не виявлена. Це свідчить про відсутність інгібуючого ефекту свинцю в дозі, що не перевищує ГДК. Відзначається паралельне збільшення активності всіх ферментів і свинцю в міру віддалення джерела забруднення, що у разі пояснюється збільшенням гумусированности грунтів. Відомо, що ґрунти з високим вмістом гумусу більшою мірою накопичують ТМ і характеризуються підвищеною ФА.

Сполуки цієї групи затримують зростання нових пагонів, тимчасово знижують активність інвертази в цукрових буряках та пригнічують біосинтез хлорофілу. І все ж таки їх первинна дія - це придушення біосинтезу ароматичних амінокислот. З'єднання типу І-фосфонметилгліцину пригнічують цей синтез, діючи на ділянках перетворення дегідрохінної та префенової кислот.

Очевидно, утворення сахарози відбувається в паренхімних клітинах флоеми, звідки вона надходить у ситоподібні трубки, які позбавлені ферментів, що розкладають сахарозу (інвертази), що визначає збереження цього з'єднання на всьому шляху його транспорту.

Проведена робота дозволяє зробити висновок, що накопичення рухомих форм свинцю і нікелю в дозах, що перевищують ГДК, призводить до зниження активності ферментів у ґрунтах. Зниження активності протеази, уреази та інвертази у ґрунтах зумовлює відповідне гальмування процесів гідролізу білків, сечовини та олігосахаридів, що в цілому призводить до зниження біологічної активності ґрунтів. Зміна ФА -перспективний метод діагностики екологічного стану ґрунтів. З розглянутих нами ферментів найбільш високі діагностичні властивості виявляє уреазу.

Стан ґрунтів оцінювався двома біоіндикаційними методами: за ферментативною активністю ґрунтів та мутаційним впливом ґрунтів на тест-об'єкт. У міських ґрунтогрунтах визначалася активність трьох ферментів - інвертази, каталази та уреази (Хазієв, 1990), з яких найбільш варіабельною виявилася активність уреази. З цієї причини для інтегральної оцінки обрано показники саме цього ферменту, активність якого значною мірою залежала від концентрації у ґрунті широкого кола полютантів.

Гістохімічні аналізи дозволили встановити спільність окисного режиму пилку та пилкових трубок у різних представників покритонасінних рослин. При цьому встановлено, що найбільш інтенсивно біохімічні процеси протікають у кінчику пилкової трубки.

Інша група эвокациопых змін пов'язані з активацією енергетичних процесів, необхідні реалізацій морфогенетичної програми репродуктивного развития.[ ...]

При внесенні великих норм ГХБД і в рідкій, і в гранульованій формі пригнічення розвитку окремих груп мікроорганізмів не проходить і півтора року, що пройшли після фумігації. Активність ґрунтових ферментів (каталази та інвертази) до цього часу становить за цими (варіантами досвіду 70-80% від активності ферментів у контрольному варіанті. Через 5 місяців після внесення великих норм ГХБД (рідкого та гранульованого) знижується вміст у ґрунті нітратів, що свідчить про пригніченні процесу нітрифікації.

Агрохімічні властивості ґрунтів визначали загальноприйнятими методами, pH водної та сольової витяжок - потенціометричним, вміст вуглецю - методом Тюріна, рухомого азоту - за Башкіним і Кудеяровим, рухомого фосфору - по Чирикову, ферментативну активність ґрунтів (інвертазу, уреазу і каталазу). ...]

У багатьох представників променистих грибків виявлено фермент амілаза, з якого організми розщеплюють крохмаль з різною інтенсивністю, залежно від виду культури. Одні культури розкладають крохмаль до декстринів, інші – до цукрів. У деяких актиноміцетів виявлено фермент інвертазу, який розщеплює сахарозу на легкозасвоювані цукру - глюкозу та фруктозу. Зазначено, що проактиноміцети можуть засвоювати сахарозу без її розкладання.

Такі рівні забруднення відбилися і змісту рухомих, доступних рослинам форм сполук важких металів. Їхня кількість також збільшилася в 1,5-2 і навіть у 5 разів. Ці зміни відбилися на ґрунтовій біоті, загальних властивостях ґрунтів та ґрунтовій родючості. Зокрема, різко знизилася активність ґрунтових ферментів: інвертази, фосфатази, уреази, каталази; приблизно 2 разу знизилося продукування С02. Ферментативна активність - добрий інтегральний показник екологічної обстановки у системі «грунт - рослина». На забруднених ґрунтах різко знизилася й урожайність різних культур. Так, урожай томатів (ц/га) у середньому знизився від 118,4 до 67,2; огірків – від 68,3 до 34,2; капусти – від 445,7 до 209,0; картоплі – від 151,8 до 101,3; яблук - від 72,4 до 32,6 та персиків - від 123,6 до 60,6.

Серед тундрових ґрунтів заплави потенціал біохімічної активності зростає від ґрунтів прируслової заплави до центральної та притерасної. У свою чергу, ферментативна активність в органогенних заплавних ґрунтах вища, ніж у мінеральних. У гумусових горизонтах (0-13 см) вивчених ґрунтів відзначається досить висока активність уреази, інвертази, фосфатази та дегідрогенази - ферментів, що беруть участь в обмінних процесах азоту, вуглеводів, фосфору та окислювально-відновних.

Активність фосфатази низька, а в більшості випадків фосфатазна активність відсутня, що пов'язано з дуже низьким вмістом рухомого фосфору на фоні щодо високого вмісту у перегнійно-торф'янистих горизонтах його валових форм. На відміну від ферментів, що беруть участь в обмінних процесах азоту і фосфору, ферменти вуглеводневого обміну (інвертаза) виявляють свою активність до надмерзлотних горизонтів, що визначається гумусованістю профілю.

Зміна ферментативної активності ґрунтів за чотири роки проведення досвіду показано у табл. 6.8. Як видно з отриманих результатів, активність уреази та фосфатази знизилася, але основні закономірності - більш висока активність у варіантах без застосування ПКС при внесенні торфу та мінеральних добрив та відсутність ферментативної активності у контрольних варіантах - зберігаються. У той же час активність інвертази, що відіграє важливу роль у кругообігу вуглецю в біогеоценозі, зростає на четвертий рік майже за всіма варіантами досвіду, в тому числі і при внесенні ПКС, що підтверджує також інтенсивність мінералізаційних процесів торфу та універсинів. ]

Дуже перспективним методом очищення води від усіляких речовин, що забруднюють її, особливо синтетичних, є використання іммобілізованих (закріплених, нерозчинних) ферментів - «ферментів другого покоління». Ідея закріплення ферментів на нерозчинному у воді носії та застосування таких потужних каталізаторів у технологічних процесах та медицині виникла давно. Ще в 1916 р. здійснено адсорбцію інвертази на активованому вугіллі у свіжовиділеному гідроксиді алюмінію. З 1951 для фракціонування антитіл і виділення антигенів використовують кон'югацію білків з целюлозою. Донедавна існував єдиний спосіб закріплення ферментів - звичайна фізична адсорбція. Однак адсорбційна ємність відомих матеріалів щодо білків явно недостатня, а сили адгезії невеликі, і розрив зв'язку між ферментом та поверхнею адсорбенту може наступати від найменших змін умов процесу. Тому такий метод іммобілізації не знайшов широкого застосування, але, оскільки він простий і може, мабуть, сприяти з'ясуванню механізму дії ферментів у живих системах, мулах та ґрунті, а в деяких випадках застосовуватися на практиці, деякі дослідники займаються вивченням адсорбції ферментів, пошуком нових, ефективних носіїв тощо. буд.

Якщо врахувати виражені та тривалі фізіологічні зміни процесів зростання та розвитку, що викликаються етиленом, не здасться дивним, що відбуваються також зміни у синтезі РНК та білка та в активності ферментів. Неодноразово перевірялася можливість прямого впливу етилену на активність різних ферментів, наприклад глюкозидази, а-амілази, інвертази та перок-сидази, але були отримані негативні результати; водночас синтез цілого ряду ферментів чітко зростає. До ферментів, щодо швидко синтезованих після впливу етилену, належить перокси-даза. У плодах цитрусових посилюється синтез феніл-аланін-аміак-ліази, причому С02 та інгібітори транскрипції блокують цей процес. У відділенні етилен викликає утворення целюлази. Очевидним є зв'язок цього ефекту зі стимуляцією процесу відділення. Правда, прискорене відділення настає ще до підйому синтезу целюлази, але це, ймовірно, пояснюється тим, що етилен викликає також вивільнення целюлази із зв'язаної форми та її секрецію до міжклітинників. Виділення амілази з алейронових клітин ячменю також прискорюється під впливом етилену. Швидкі ефекти етилену, наприклад придушення клітинного розтягування, що виявляється вже через 5 хв, пов'язані швидше з впливом на мембрани, ніж зі змінами білкового синтезу.

Як відомо, однією з причин токсичності ґрунтоґрунтів є їхнє засолення. Відпрацьовані бурові розчини та буровий шлам містять у своєму складі у ряді випадків значну кількість небезпечних для ґрунтів мінеральних солей. Тому цікавить виявлення впливу зазначеного чинника на біологічну продуктивність грунтів. Результати досліджень свідчать про те, що мінеральні сопін н кількості боттее 0 8-4,0 кт/м2 ґрунту різко знижують активність інвертази, а в кількості більше 1,5-1,6 кг/м2 ґрунту починають істотно позначатися і на врожайності оброблюваних на них сільгоспкультур.

Мед – висококалорійний продукт. Натуральним медом називається солодка, в'язка та ароматична речовина, що виробляється бджолами з нектару рослин, а також з медяної роси або паді. Мед може мати вигляд закристалізованої маси. Цінність меду полягає і в тому, що він має бактерицидні властивості. Тому мед не лише цінний продукт харчування, а й лікувальний засіб. Головними складовими частинами квіткового меду є плодовий та виноградний цукри, яких у ньому міститься близько 75 %. Калорійність меду понад 3 тис. кал. У ньому є ферменти: діастаза (або амілаза), інвертаза, каталаза, ліпаза.

Дослідження проводили в долині нижньої течії р. Сисола (Республіка Комі, підзона середньої тайги). Біохімічні параметри ґрунтів характеризували за рівнем активності оксидоредуктаз (каталаза), гідролаз (інвертаза) та виділення С02 з поверхні ґрунту. У всі терміни відбору максимальні значення каталітичної активності зазначені в лісових підстилках ґрунту Адл (4.2-8.6 мл 02/г ґрунту), найбільш «сухий» у дослідженому ряду ґрунтів. Однак за рівнем інвертази у всі терміни відбору лідирував ґрунт Ал (11.9-37.8 мг глюкози/г ґрунту в горизонті АТ). У цьому ж ґрунті відзначений у липні максимум у виділенні С02 (0.60±0.19) кг/га-година. При використанні інтегрального показника БАП, що враховує всі параметри біологічної активності, показано, що найбільш активно біологічні процеси в усі терміни відбору протікають у грунті Ал, що займає проміжне положення гідротермічного режиму між грунтами Адл і Алб.

Дестабілізація процесу нітрифікації порушує надходження в біологічний кругообіг нітратів, кількість яких визначає реакцію у відповідь на зміну довкілля у комплексу денітрифікаторів. Ферментні системи денітрифікаторів зменшують швидкість повного відновлення, слабше залучаючи закис азоту до кінцевого етапу, здійснення якого потребує значних енергетичних витрат. В результаті цього вміст закису азоту в надґрунтовій атмосфері еродованих екосистем досягало 79 - 83% (Косінова та ін, 1993). Відчуження частини органічних речовин із чорноземів під впливом ерозії відбивається на поповненні азотного фонду в ході фото- та гетеротрофної фіксації азоту: аеробної та анаеробної. На перших етапах ерозії швидкими темпами йде придушення саме анаеробної азотфіксації через параметри лабільної частини органічної речовини (Хазієв, Багаутдінов, 1987). Активність ферментів інвертази та каталази у сильнозмитих чорноземах порівняно з незмитими зменшилася більш ніж на 50%. У сірих лісових ґрунтах у міру збільшення їхньої змитості найбільш різко знижується інвертазна активність. Якщо в слабозмитих грунтах відзначається поступове згасання активності з глибиною, то в сильнозмитих вже в підорному шарі інвертазна активність дуже мала або не виявляється. Останнє пов'язане з виходом на денну поверхню ілювіальних горизонтів із вкрай низькою активністю ферменту. За активністю фосфатази та, особливо, каталази чітко вираженої залежності від ступеня змитості ґрунтів не спостерігалося (Лічко, 1998).

Первинні речовини в лишайниках загалом самі, що й інших рослинах. Оболонки гіф в лишайниковій слоевище складені в основному вуглеводами, часто виявляється в гіфах хітин (С30 Н60 К4019). Характерною складовою гіф є полісахарид ліхенін (С6Н10О6)п, званий лишайниковим крохмалем. Рідше зустрічається ізомер ліхеніну - ізоліхенін - знайдений, крім оболонок гіф, у протопласті. З високомолекулярних полісахаридів у лишайниках, зокрема в оболонках гіф, трапляються геміцелюлози, які, очевидно, є резервними вуглеводами. У міжклітинних просторах у деяких лишайників виявлені пектинові речовини, які, вбираючи у великій кількості воду, набухають і ослизняють слоевище. У лишайниках зустрічаються також багато ферментів - інвертаза, амілаза, каталаза, уре-аза, зимаза, ліхеназа, у тому числі і позаклітинні. З азотовмісних речовин у гіфах лишайників виявлено багато амінокислот - аланін, аспарагінова кислота, глютамінова кислота, лізин, валін, тирозин, триптофан та ін. Фікобіонт продукує в лишайниках вітаміни, але майже завжди в малих кількостях.

У ході експериментів встановлено, що напіврідкі та тверді відходи буріння вкрай негативно впливають на біологічну продуктивність ґрунтів. Відомо, що найбільший негативний вплив надають нафту та нафтопродукти, що містяться у відходах. Зазначені забруднювачі значно знижують активність окислювально-відновних та гідролітичних ферментів, що призводить до придушення мікробіологічної активності ґрунту. Такий ефект яскраво виражений для відходів, що містять понад 4-5% нафти та нафтопродуктів. При меншому вмісті даного забруднювача ефект зниження біологічної продуктивності аналізованих типів грунтів характерний для періоду від 3 до 6 міс., а потім відзначається посилене розмноження азотфіксуючих, денітрифікуючих і сульфатвосста-наочивающих бактерій, які використовують нафту і її похідні як джерело вуглецю та енергії, внаслідок чого відбуваються поступове окислення та мінералізація нафти. При цьому закономірно знижується врожайність сільгоспкультур та активність інвертази. При вмісті у складі відходів більше 5% нафти і нафтопродуктів видимої активності вуглеводневої бактеріальної мікрофлори не відзначається навіть після закінчення 1 року. Зазначений рівень забрудненості відходів є критичним, а тому потрібне застосування спеціальних агротехнічних та агрохімічних прийомів, що стимулюють біологічну продуктивність грунтів (внесення добрив, що містять азот, фосфор і калій; інтенсивна аерація зони нафтового забруднення; посів спеціальних трав, що підсилюють діяльність вугілля). ...]

Для вивчення механізму та характеру впливу напіврідких (відпрацьовані бурові розчини) та твердих (буровий шлам) відходів буріння, тобто. тих видів відходів, які піддаються засипанню мінеральним ґрунтом у шламових коморах при їх ліквідації, на біологічну продуктивність ґрунтів та розробки на цій основі комплексу агротехнічних заходів щодо відновлення забруднених земель було проведено вегетаційно-польові та польові дослідження. Експерименти проводили за стандартними методиками. Експериментували з відходами буріння різного ступеня забрудненості по нафті та нафтопродуктах (НП), органічному вуглецю (показник хімічного споживання кисню - ГПК) та мінеральним солям (показник прожареного залишку - ПЗ), які додавали у ґрунти у співвідношенні 1:1. Діапазон та рівень забруднених відходів такі: по НГ1 – 1,0-12,0%; за ГПК - 20,0 - 60,0 кг/м3; за ПЗ (у перерахунку на одиницю площі ґрунту) - 0,4-1,6 кг/м2 ґрунту. У дослідженнях використовували три типи грунту, тобто. найбільш поширені типи ґрунтів, на яких ведеться буріння у зонах активного сільгоспкористування земель. Інтегральними показниками біологічної продуктивності ґрунтів були врожайність стандартного ячменю сорту "Кур'єр" та активність інвертази, яку визначали за відомою методикою.

Однак, незважаючи на тісну залежність, що існує між лишайниками та субстратом, на якому вони поселяються, досі з достовірністю ще невідомо, використовують лишайники субстрат лише як місце прикріплення або вони витягують із нього деякі поживні речовини, необхідні для їхньої життєдіяльності. З одного боку, здатність лишайників зростати на субстратах, бідних на поживні речовини, дає підстави вважати, що вони використовують субстрат лише як місце прикріплення. Однак, з іншого боку, виборча сновидність, що виявляється лишайниками при розселенні, строга приуроченість більшості з них до певного субстрату, залежність видового складу лишайникової рослинності не тільки від фізичних, а й від хімічних властивостей субстрату мимоволі наводять на думку, що лишайники використовують субстрат додаткове джерело живлення. Це підтверджується і біохімічними дослідженнями, проведеними останніми роками. Наприклад, з'ясувалося, що в того самого виду лишайника, що росте на різних деревних породах, склад лишайникових речовин може бути неоднаковим. Ще більш очевидним доказом є відкриття у лишайників позаклітинних ферментів, які виділяються у зовнішнє середовище. Позаклітинні ферменти, такі, наприклад, як інвертаза, амілаза, цел-люлаза та багато інших, представлені в лишайниках досить широко і мають досить високу активність. Причому, як виявилося, вони найактивніші в нижній частині слані, якій лишайник прикріплений до субстрату. Це вказує на можливість активної дії слані лишайників на субстрат з метою вилучення з неї додаткових поживних речовин.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

1. Огляд літератури

1.1 Загальне уявлення про ґрунтові ферменти

1.2 Ферментативна активність ґрунтів

1.3 Методологічні підходи до визначення ферментативної активності ґрунтів

1.3.1 Виділення експериментальної площі

1.3.2 Особливості відбору та підготовки зразків ґрунтів до аналізу

1.4 Вплив різних факторів (температура, водний режим, сезон відбору) на ферментативну активність ґрунтів

1.5 Зміна угруповань мікроорганізмів у ґрунтах

1.6 Методи дослідження активності ґрунтових ферментів

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

В умовах зростання антропогенного навантаження на біосферу планети, грунт, будучи елементом природної системи і перебуваючи в динамічній рівновазі з усіма іншими компонентами, піддається деградаційним процесам. Потоки речовин, потрапляючи в ґрунт у результаті антропогенної діяльності, включаються до природних циклів, порушуючи нормальне функціонування ґрунтової біоти, і як наслідок, усієї ґрунтової системи. Серед різних біологічних критеріїв оцінки антропогенного впливу на ґрунти найбільш оперативними та перспективними є біохімічні показники, що дають відомості про динаміку найважливіших ферментативних процесів у ґрунті: синтезі та розкладанні органічної речовини, нітрифікації та інших процесах.

Наявні відомості про ферментативну активність різних типів ґрунтів в даний час поки недостатні і вимагають подальшого вивчення. Це робить вельми актуальним у теоретичному та практичному відносинах вивчення питань, що торкаються в даній роботі.

Об'єкт дослідження:активність ґрунтових ферментів.

Ціль курсової роботи:Вивчення ґрунтових ферментів та ферментативної активності ґрунтів.

Відповідно до метою дослідження було поставлено такі завдання:

1. Дати загальні уявлення про ґрунтові ферменти та ферментативну активність ґрунтів.

2. Розглянути методологічні підходи щодо визначення ферментативної активності грунтів.

3. Визначити вплив різних природних факторів на ферментативну активність ґрунтів

4. Вивчити питання про наявність та зміну угруповань мікроорганізмів у ґрунтах

5. Перерахувати та охарактеризувати методи дослідження активності ґрунтових ферментів.

1 . Огляд літератури

1.1 Загальне уявлення про ґрунтові ферменти

Важко уявити, щоб ферменти, високоорганізовані білкові молекули, могли утворюватися у ґрунті поза живим організмом. Відомо, що ґрунт володіє відомою ферментативною активністю.

Ферменти – це каталізатори хімічних реакцій білкової природи, що відрізняються специфічністю дії щодо каталізу певних хімічних реакцій.

Ферменти є продуктами біосинтезу живих ґрунтових організмів: деревних та трав'янистих рослин, мохів, лишайників, водоростей, грибів, мікроорганізмів, найпростіших, комах, безхребетних та хребетних тварин, які представлені в природі певними сукупностями – біоценозами.

Біосинтез ферментів у живих організмах здійснюється завдяки генетичним факторам, відповідальним за спадкову передачу типу обміну речовин та його пристосувальну мінливість. Ферменти є робочим апаратом, з якого реалізується дію генів. Вони каталізують в організмах тисячі хімічних реакцій, у тому числі, у результаті, складається клітинний обмін. Завдяки ферментам хімічні реакції в організмі здійснюються з швидкістю.

На сьогодні з двох тисяч відомих ферментів понад 150 одержано в кристалічному вигляді. Ферменти поділяють на шість класів:

1. Оксиредуктази – каталізують окисно-відновні реакції.

2. Трансферази – каталізують реакції міжмолекулярного перенесення різних хімічних груп та залишків.

3. Гідролази – каталізують реакції гідролітичного розщеплення внутрішньомолекулярних зв'язків.

4. Ліази - каталізуючі реакції приєднання груп з подвійних зв'язків та зворотні реакції відриву таких груп.

5. Ізомерази - каталізують реакції ізомеризації.

6. Лігази – каталізують хімічні реакції з утворенням зв'язків за рахунок АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти).

При відмиранні та перегниванні живих організмів частина їх ферментів руйнується, а частина, потрапляючи у ґрунт, зберігає свою активність і каталізує багато ґрунтових хімічних реакцій, беручи участь у процесах ґрунтоутворення та у формуванні якісної ознаки ґрунтів – родючості.

У різних типах ґрунтів під певними біоценозами сформувалися свої ферментативні комплекси, що відрізняються активністю біокаталітичних реакцій.

Важливою рисою ферментативних комплексів грунтів є впорядкованість дії груп ферментів. Вона проявляється в тому, що забезпечується одночасна дія ряду ферментів, що становлять різні групи. Ферменти виключають накопичення надлишку будь-яких сполук у ґрунті. Надлишки рухомих простих сполук, що накопичилися, (наприклад, NH 3) тим чи іншим шляхом вони тимчасово зв'язують і направляють у цикли, що завершуються утворенням більш складних сполук. Ферментативні комплекси можна, як деяких саморегулюючих систем. У цьому основну роль відіграють мікроорганізми та рослини, що постійно поповнюють ґрунтові ферменти, оскільки багато з них є короткоживучими.

Про кількість ферментів побічно судять з їхньої активності у часі, що залежить від хімічної природи речовин, що реагують (субстрату, ферменту) та від умов взаємодії (концентрація компонентів, рН, температура, склад середовища, дія активаторів, інгібіторів та ін.).

Ферменти, що належать до класів гідролаз та оксидоредуктаз, беруть участь в основних процесах гумифікації ґрунтів, тому їх активність – це суттєвий показник родючості ґрунтів. Тому коротко зупинимося на характеристиці ферментів, що належать до цих класів.

До гідролаз відносять інвертазу, уреазу, фосфатазу, протеазу та ін.

Інвертаза – каталізує реакції гідролітичного розщеплення сахарози на еквімолярні кількості глюкози та фруктози, впливає також на інші вуглеводи (галактози, глюкози, рамнози) з утворенням молекул фруктози – енергетичного продукту для життя мікроорганізмів, каталізує фруктозотрансферазні реакції. Дослідження багатьох авторів показали, що активність інвертази краще за інші ферменти відображає рівень родючості та біологічної активності ґрунтів 3, с. 27.

Уреаза - каталізує реакції гідролітичного розщеплення сечовини на аміак та діоксид вуглецю. У зв'язку з використанням сечовини в агрономічній практиці необхідно мати на увазі, що активність уреази вища у більш родючих ґрунтів. Вона підвищується у всіх ґрунтах у періоди їх найбільшої біологічної активності – у липні-серпні.

Фосфатаза (лужна та кисла) - каталізує гідроліз низки фосфорорганічних сполук з утворенням ортофосфату. Активність фосфатази тим вища, чим менше у ґрунті рухомих форм фосфору, тому вона може бути використана як додатковий показник при встановленні потреби внесення у ґрунти фосфорних добрив. Найбільш висока фосфатазна активність у ризосфері рослин.

Протеази - це група ферментів, що розщеплюють білки до поліпептидів та амінокислот, які надалі гідролізуються до аміаку, діоксиду вуглецю та води. У зв'язку з цим протеази мають найважливіше значення у житті грунту, оскільки із нею пов'язані зміна складу органічних компонентів і динаміка форм азоту, які легко засвоюються рослинами.

До класу оксидоредуктаз відносять каталазу, пероксидазу та поліфенолоксидазу та ін.

Каталаза – внаслідок її дії відбувається розщеплення перекису водню, токсичного для живих організмів:

Н2О2 > Н2О + О2

Великий вплив на каталазну активність мінеральних ґрунтів має рослинність. Ґрунти, що знаходяться під рослинами з потужною кореневій системою, що глибоко проникає, характеризуються високою каталазною активністю. Особливість активності каталази полягає в тому, що вниз по профілю вона мало змінюється, має зворотну залежність від вологості ґрунтів та пряму – від температури.

Поліфенолоксидазі та пероксидазі у ґрунтах належить основна роль у процесах гумусоутворення.

Поліфенолоксидаза каталізує окислення поліфенолів у хінони у присутності вільного кисню повітря. Пероксидаза каталізує окислення поліфенолів у присутності перекису водню або органічних перекисів. При цьому її роль полягає в активуванні перекисів, оскільки вони мають слабку окислювальну дію на феноли. Далі може відбуватися конденсація хінонів з амінокислотами та пептидами з утворенням первинної молекули гумінової кислоти, яка надалі здатна ускладнюватись за рахунок повторних конденсацій.

Відношення активності поліфенолоксидази (S) до активності пероксидази (D), виражене у відсотках, має зв'язок із накопиченням у ґрунтах гумусу, тому ця величина отримала назву умовний коефіцієнт накопичення гумусу (К):

Розглянемо різновиди ґрунтових ферментів.

До класу оксидоредуктаз відносяться окислювально-відновні реакції, що каталізують.

У переважній більшості біологічних окислень відбувається не приєднання кисню до молекули, що окислюється, а відщеплення водню від окислюваних субстратів. Цей процес отримав назву дегідрування та каталізується ферментами дегідрогеназами.

Розрізняють аеробні дегідрогенази, або оксидази, і анаеробні дегідрогенази, або редуктази. Оксидази переносять атоми водню або електрони від речовини, що окислюється на кисень повітря. Анаеробні дегідрогенази передають атоми водню та електрони іншим акцепторам, ферментам або переносникам водню, без передачі їх на кисневі атоми. Окисленню піддаються численні органічні сполуки, які у грунт із рослинами і тваринами: білки, жири, вуглеводи, клітковина, органічні кислоти, амінокислоти, пурини, феноли, хінони, специфічні органічні речовини типу гумінових і фульвокислот та інших.

В окислювально-відновних процесах у клітинах тварин, рослин, мікроорганізмів беруть участь, як правило, анаеробні дегідрогенази, які передають водень, що відщеплюється від субстрату, проміжним переносникам. У ґрунтовому середовищі беруть участь в окислювально-відновних процесах переважно аеробні дегідрогенази, з допомогою яких водень субстрату переноситься безпосередньо на кисень повітря, тобто. акцептором водню є кисень. Найпростіша окислювально-відновна система в грунтах складається з субстрату, що окислюється, оксидаз і кисню.

Особливість оксидоредуктаз полягає в тому, що, незважаючи на обмежений набір активних груп (коферментів), вони здатні прискорювати велику кількість найрізноманітніших окисно-відновних реакцій. Це досягається за рахунок здатності одного коферменту з'єднуватися з багатьма апоферментами та утворювати щоразу оксидоредуктазу, специфічну по відношенню до того чи іншого субстрату.

Іншою важливою особливістю оксидоредуктазу є те, що вони прискорюють хімічні реакції, пов'язані з вивільненням енергії, яка необхідна для синтетичних процесів. Окисно-відновні процеси в ґрунті каталізуються як аеробними, так і анаеробними дегідрогеназами. За хімічною природою це двокомпонентні ферменти, що складаються з білка та активної групи, або коферменту.

Як активну групу можуть виступати:

НАД + (нікотинамідаденіндінуклеотид),

НАДФ + (нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат);

ФМН (флавінмононуклеотид);

ФАД (флавінаденіндинуклеотид), цитохроми.

Виявлено близько п'ятисот різних оксидоредуктаз. Однак найбільш поширеними оксидоредуктазами є такі, які містять активну групу НАД + .

Поєднуючись з білком та утворюючи двокомпонентний фермент (піридинпротеїн), НАД+ посилює свою здатність відновлюватися. В результаті піридинпротеїни стають здатними віднімати від субстратів, в якості яких можуть бути вуглеводи, дикарбонові та кетокислоти, амінокислоти, аміни, спирти, альдегіди, специфічні ґрунтові органічні сполуки (гумінові та фульвокислоти) та ін, атоми водню у вигляді протонів (Н + . В результаті активна група ферменту (НАД+) відновлюється, а субстрат перетворюється на окислений стан.

Механізм зв'язування двох атомів водню, тобто. двох протонів та двох електронів, полягає в наступному. Активною групою дегідрогеназ, яка приймає протони та електрони, є піридинове кільце. При відновленні НАД + одного з вуглецевих атомів піридинового кільця приєднуються один протон і один електрон, тобто. один атом водню. Другий електрон приєднується до позитивно зарядженого атома азоту, а протон, що залишився, переходить в навколишнє середовище.

Усі піридинпротеїни є анаеробними дегідрогеназами. Вони передають зняті з субстрату атоми водню на кисень, а посилають їх у інший фермент.

Крім НАД+піридинферменти можуть містити як кофермент нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат (НАДФ+). Цей кофермент є похідним НАД + у якого водень ВІН - групи другого вуглецевого атома рибози аденозину заміщений на залишок фосфорної кислоти. Механізм окислення субстратів за участю НАДФ* як кофермент аналогічний НАД + .

Після приєднання водню НАДН і НАДФН мають значний відновний потенціал. Вони можуть передавати свій водень іншим сполукам і відновлювати їх, а самі перетворюються при цьому на окислену форму. Однак водень, приєднаний до анаеробної дегідрогенази, не може передаватися на кисень повітря, а тільки перенощикам водню. Такими проміжними переносниками є флавінові ферменти (флавопротеїни). Вони являють собою двокомпонентні ферменти, як активну групу в яких може перебувати фосфорильований вітамін В 2 (рибофлавін). Кожна молекула такого ферменту має молекулу рибофлавінфосфату (або флавінмононуклеотиду, ФМН). Таким чином, ФМН є сполукою азотистої основи диметилізоаллоксазину з залишками п'ятивуглецевого спирту рибіту і фосфорної кислоти. ФМН здатний приймати та віддавати два атоми водню (Н) по атомах азоту (N) ізоаллоксазинового кільця.

Трансферази називають ферментами перенесення. Вони каталізують перенесення окремих радикалів, частин молекул та цілих молекул з одних сполук інші. Реакції перенесення зазвичай йдуть у дві фази. На першій фазі фермент відщеплює атомне угруповання від речовини, що бере участь у реакції, і утворює з нею комплексну сполуку. На другій фазі фермент каталізує приєднання угруповання до іншої речовини, що бере участь у реакції, а сам звільняється у незмінному стані. Клас трансферазу налічує близько 500 індивідуальних ферментів. Залежно від того, які угруповання або радикали переносять трансферази, розрізняють фосфотрансферази, амінотрансферази, глікозилтрансферази, ацилтрансферази, метилтрансферази та ін.

Фосфотрансферази (кінази) – ферменти, що каталізують перенесення залишків фосфорної кислоти (Н2Р03). Донором фосфатних залишків, зазвичай, є АТФ. Перенесення фосфатних груп проводиться на спиртові, карбоксильні, азотовмісні, фосфоровмісні та інші групи органічних сполук. До фосфотрансфераз відноситься повсюдно поширена гексокіназа - фермент, що прискорює перенесення залишку фосфорної кислоти від молекули АТФ до глюкози. З цієї реакції починається перетворення глюкози на інші сполуки.

Глікозилтрансферази прискорюють реакції перенесення глікозильних залишків до молекул моносахаридів, полісахаридів та інших речовин. Це ферменти, що забезпечують реакції синтезу нових молекул вуглеводів, коферментами глікозилтрансфераз є нуклеозиддифосфатцукору (НДФ-цукору). З них у процесі синтезу олігосахаридів глікозильний залишок переноситься на моносахарид. Наразі відомо близько п'ятдесяти ПДФ-цукорів. Вони широко поширені у природі, синтезуються з фосфорних ефірів моносахаридів та відповідних нуклеозидтрифосфатів.

Ацилтрансферази переносять залишки оцтової кислоти СН3СО-, а також залишки інших жирних кислот на амінокислоти, аміни, спирти та інші сполуки. Це двокомпонентні ферменти, до складу яких входить кофермент А. Джерелом ацильних груп є ацилкоензим А, який можна як активну групу ацилтрансфераз. При перенесенні залишків оцтової кислоти у реакції бере участь ацетил коензим А.

До класу гідролаз відносяться ферменти, що каталізують гідроліз, а іноді синтез складних органічних сполук за участю води.

Підклас естераз включає ферменти, що прискорюють реакції гідролізу складних ефірів, спиртів з органічними та неорганічними кислотами.

Найважливішими підпідкласами естераз є гідролази ефірів карбонових кислот та фосфатази. Реакції гідролізу жирів (тригліцеридів), внаслідок яких звільняються гліцирин та вищі жирні кислоти, прискорюються гідролазою ефірів гліцерину ліпазою. Розрізняють прості ліпази, які каталізують звільнення вищих жирних кислот з вільних тригліцеридів, та ліпопротеїнліпази, що здійснюють гідроліз, пов'язаних з білками ліпідів. Ліпази – однокомпонентні білки з молекулярною вагою від 48 тис. до 60 тис. Добре вивчена ліпаза дріжджів. Її поліпептидний ланцюг складається з 430 амінокислотних залишків і складений у глобулу, в центрі якої знаходиться активний центр ферменту. Провідну роль в активному центрі ліпази відіграють радикали гістидину, серину, дикарбонових кислот та ізолейцину.

Активність ліпазу регулюється шляхом їх фосфорилювання-дефосфорилування. Активні ліпази фосфорильовані, не активні дефосфорильовані.

Фосфатази каталізують гідроліз фосфорних ефірів. Широко поширені фосфатази, що діють на складні ефіри фосфорної кислоти та вуглеводів. До таких сполук відносяться, наприклад, глюкозо-6-фосфата, глюкозо-1-фосфатаза, фруктозо-1,6-дифосфат та ін. Відповідні ферменти носять назви глюкозо-6-фосфатазу, глюкозо-1-фосфатазу і т.д. каталізують відщеплення залишку фосфорної кислоти від фосфорних ефірів:

Фосфатази фосфодіефірів – дезоксирибонуклеаза та рибонуклеаза каталізують розщеплення ДНК та РНК до вільних нуклеотидів.

До підкласу гідролаз відносяться глікозидази, що прискорюють реакції гідролізу глікозидів. Крім глікозидів, що містять як агликони залишки одноатомних спиртів, субстратами, на які діють глікозидази, є оліго-і полісахариди. З діючих на олігосахариди глікозидаз найважливішими є мальтоза та сахароза. Вони здійснюють гідроліз мальтози та сахарози.

З глікозидаз, які діють полісахариди, найбільше значення мають амілази. Характерна риса амілаз – відсутність абсолютної специфічності дії. Усі амілази - металопротеїни, містять Zn 2+ та Са 2+ . Активні центри амілаз утворені радикалами гістидину, аспарагінової та глутамінової кислот, а також тирозину. Останній виконує функцію зв'язування субстрату, а перші – трикаталітичну. Амілази прискорюють реакції гідролізу глікозильних зв'язків у молекулі крохмалю з утворенням глюкози, мальтози або олігосахаридів.

Немаловажне значення має целюлаза, що каталізує розщеплення целюлози, інулаза, що розщеплює полісахарид інулін, аглюкозидаза, що перетворює дисахарид мальтозу на дві молекули глюкози. Деякі глікозидази можуть каталізувати реакції перенесення глікозильних залишків, у цьому випадку їх називають трансглікозидазами.

Протеази (пептидгідролази) каталізують гідролітичне розщеплення пептидних CO-NH-зв'язків у білках або пептидах з утворенням пептидів меншої молекулярної маси або вільних амінокислот. Серед пептидгідролаз розрізняють ендопептидази (протеїнази), що каталізують гідроліз внутрішніх зв'язків у білковій молекулі, та екзопептидази (пептидази), що забезпечують відщеплення від пептидного ланцюга вільних амінокислот.

Протеїнази ділять на чотири підкласи.

1. Серинові протеїнази, до складу активного центру цих ферментів входить залишок серину. Послідовність амінокислотних залишків на ділянці поліпептидного ланцюга у серинових протеїназ однакова: аспарагінова кислота-серії-гліцин. Гідроксильна група серину характеризується високою процесами. Другою активною функціональною групою є імідазол залишку гістидину, що активізує гідроксил серину внаслідок утворення водневого зв'язку.

2. Тіолові (цистеїнові) протеїнази, що мають в активному центрі залишок цистеїну, ензиматичною активністю мають сульфгідрильні групи та іонізована карбоксильна група.

3. Кислі (карбоксильні) протеїнази, оптимум рН<5, содержат радикалы дикарбоновых кислот в активном центре.

4. Металпротеїнази, каталітична дія їх обумовлена ​​присутністю в активному центрі Mg 2+ , Mn 2+ , З 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ . Міцність зв'язку металу з білковою частиною ферменту може бути різною. Іони металів, що входять до складу активного центру, беруть участь в утворенні фермент-субстратних комплексів і полегшують активацію субстратів.

Важливою особливістю протеїназ є селективний характер їхньої дії на пептидні зв'язки в білковій молекулі. В результаті індивідуальний білок під впливом певної протеїнази завжди розщеплюється на строго обмежену кількість пептидів.

5. Пептидгідролази, що відщеплюють амінокислоти від пептиду, починаючи з амінокислоти, що володіє вільною NН2-групою, називаються амінопептидазами, що мають вільну СООН групу - карбоксипептидазами. Завершують гідроліз білка дипептидази, розщеплюючи дипептиди на амінокислоти.

6. Амідази каталізують гідролітичне розщеплення зв'язку між вуглецем та азотом: дезамінування амінів. До цієї групи ферментів відноситься уреаза, яка здійснює гідролітичне розщеплення сечовини. окисний фермент

7. Уреаза – однокомпонентний фермент (М=480 тис.). Молекула є глобулом і складається з восьми рівних субодиниць. Має абсолютну субстратну специфічність, діє тільки на сечовину.

Слід зазначити, що щоб виявити у ґрунті вільні ферменти, потрібно перш за все звільнити її від живих організмів, тобто зробити повну або часткову стерилізацію. Ідеальний фактор, що стерилізує ґрунт для потреб ензимології, повинен вбивати живі клітини, не порушуючи їх клітинної структури, і водночас не впливати на самі ферменти. Важко сказати, чи всі методи стерилізації, що застосовуються в даний час, відповідають цим вимогам. Найчастіше ґрунт для потреб ензимології стерилізують, додаючи як антисептик толуол, шляхом обробки ґрунту окисом етилену або, що тепер практикується все частіше, вбиваючи мікроорганізми різного роду іонізуючими випромінюваннями. Подальша техніка визначення каталітичних властивостей ґрунту не відрізняється від методів визначення активності ферментів рослинного чи тваринного походження. До ґрунту додають певну концентрацію субстрату для ферменту і після інкубації вивчають продукти реакції. Аналізи багатьох ґрунтів, проведені цим способом, показали, що в них містяться вільні ферменти, що мають каталітичну активність.

1.2 Ферментативна активність ґрунтів

Ферментативна активність ґрунтів [від лат. Fermentum - закваска] -здатність грунту проявляти каталітичний вплив на процеси перетворення екзогенних та власних органічних та мінеральних сполук завдяки наявним у ньому ферментам. Характеризуючи ферментативну активність ґрунтів, мають на увазі сумарний показник активності. Ферментативна активність різних ґрунтів неоднакова і пов'язана з їх генетичними особливостями та комплексом взаємодіючих екологічних факторів. Рівень ферментативної активності ґрунтів визначається активністю різних ферментів (інвертази, протеаз, уреази, дегідрогеназ, каталази, фосфатаз), що виражається кількістю розкладеного субстрату за одиницю часу на 1 г ґрунту.

Біокаталітична активність ґрунтів залежить від ступеня збагаченості їх мікроорганізмами та від типу ґрунтів. Активність ферментів змінюється за генетичними горизонтами, які відрізняються за вмістом гумусу, типами реакцій, окислювально-відновним потенціалом та іншими показниками за профілем.

У цілинних лісових грунтах інтенсивність ферментативних реакцій переважно визначають горизонти лісової підстилки, а орних - орні верстви. Усі біологічно менш активні генетичні горизонти, які перебувають під горизонтами А чи Ап, мають низьку активність ферментів. Активність їх трохи зростає при окультуренні грунтів. Після освоєння лісових ґрунтів під ріллю ферментативна активність утвореного орного горизонту в порівнянні з лісовою підстилкою різко знижується, але в міру його окультурення підвищується і в сильно окультурених ґрунтах наближається або перевищує показники лісової підстилки.

Ферментативна активність відображає стан родючості ґрунтів та внутрішні зміни, що відбуваються при сільськогосподарському використанні та підвищенні рівня культури землеробства. Ці зміни виявляються як при залученні цілинних та лісових ґрунтів у культуру, так і при різних прийомах їх використання.

По всій Білорусі в орних ґрунтах щорічно втрачається до 0,9 т/га гумусу. Внаслідок ерозії щорічно безповоротно виноситься з полів 0,57 т/га гумусу. Причинами дегуміфікації ґрунтів є посилення мінералізації ґрунтової органічної речовини, відставання процесів новоутворення гумусу від мінералізації у зв'язку з недостатнім надходженням у ґрунт органічних добрив та зниження ферментативної активності ґрунту.

Біохімічні перетворення органічної речовини ґрунту відбуваються внаслідок мікробіологічної діяльності під впливом ферментів. ферментативна активність грунт мікроорганізм

Особливу роль відіграють ферменти у життєдіяльності тварин, рослин та мікроорганізмів. Ґрунтові ферменти беруть участь при розпаді рослинних, тваринних та мікробних залишків, а також синтезі гумусу. В результаті поживні речовини з складних сполук переходять у легко доступні форми для рослин і мікроорганізмів. Ферменти відрізняються високою активністю, строгою специфічністю дії та великою залежністю від різних умов довкілля. Завдяки каталітичній функції вони забезпечують швидке протікання в організмі або поза його великою кількістю хімічних реакцій.

Разом з іншими критеріями ферментативна активність грунтів може бути надійним діагностичним показником з'ясування ступеня окультуренности грунтів. В результаті досліджень 4, с. 91 встановлено залежність між активністю мікробіологічних та ферментативних процесів та проведенням заходів, що підвищують родючість ґрунтів. Обробка ґрунтів, внесення добрив суттєво змінюють екологічну обстановку розвитку мікроорганізмів.

Нині у біологічних об'єктах виявлено кілька тисяч індивідуальних ферментів, а кілька сотень їх виділено і вивчено. Відомо, що жива клітина може містити до 1000 різних ферментів, кожен із яких прискорює ту чи іншу хімічну реакцію.

Інтерес до застосування ферментів викликаний ще й тим, що постійно зростають вимоги щодо підвищення безпеки технологічних процесів. Присутня у всіх біологічних системах, будучи одночасно продуктами та інструментами цих систем, ферменти синтезуються та функціонують за фізіологічних умов (pH, температура, тиск, присутність неорганічних іонів), після чого легко виводяться, піддаючись руйнуванню до амінокислот. Як продукти, так і відходи більшості процесів, що протікають за участю ферментів, є нетоксичними та легко руйнуються. Крім того, у багатьох випадках ферменти, що використовуються в промисловості, отримують екологічно безпечним шляхом. Від небіологічних каталізаторів ферменти відрізняють не тільки безпеку та підвищену здатність до біодеградації, але й специфічність дії, м'які умови перебігу реакцій та високу ефективність. Ефективність та специфічність дії ферментів дозволяє отримувати цільові продукти з високим виходом, що робить використання ферментів у промисловості економічно вигідним. Застосування ферментів сприяє скороченню витрати води та енергії у технологічних процесах, зменшує викиди в атмосферу CO2, знижує ризик забруднення навколишнього середовища побічними продуктами технологічних циклів.

Застосуванням передової агротехніки можна змінювати у сприятливий бік мікробіологічні процеси як орного, а й підорного шарів грунту.

За безпосередньої участі позаклітинних ферментів відбувається розкладання органічних сполук ґрунту. Так, протеолітичні ферменти розщеплюють білкові речовини до амінокислот.

Уреаза розкладає сечовину до СО2 та NH3. Аміак, що утворюється, і амонійні солі служать джерелом азотного живлення рослин і мікроорганізмів.

Інвертаза та амілаза беруть участь у розщепленні вуглеводів. Ферменти групи фосфатів розкладають фосфорорганічні сполуки ґрунту та відіграють важливу роль у фосфатному режимі останньої.

Для характеристики загальної ферментативної активності ґрунту зазвичай використовують найбільш поширені ферменти, властиві переважній більшості ґрунтової мікрофлори – інвертазу, каталазу, протеазу та інші.

У разі нашої республіки проводилося чимало досліджень 16, з. 115 щодо вивчення зміни рівня родючості та ферментативної активності ґрунтів при антропогенному впливі, однак отримані дані не дають вичерпної відповіді на характер змін через складність зіставлення результатів через відмінність умов проведення дослідів та методик досліджень.

У зв'язку з цим пошук оптимального розв'язання проблеми поліпшення гумусного стану ґрунту та його ферментативної активності в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах на основі розробки ресурсозберігаючих прийомів основної обробки ґрунту. за мінімальних витрат, дуже актуальний.

1.3 Методологічні підходи до визначення ферментативноїактивності ґрунтів

1.3.1 Виділення експериментальногоділянкита картографування

Пробна площадка - частина досліджуваної території, що характеризується подібними умовами (рельєфом, однорідністю структури ґрунту та рослинного покриву, характером господарського використання).

Пробний майданчик повинен розташовуватися на типовому для території, що вивчається. На площі 100 кв. м закладається один пробний майданчик розміром 25 м. При неоднорідності рельєфу майданчики вибирають елементами рельєфу.

Намічають попередній план закладки основних розрізів і напіврозрізів з таким розрахунком, щоб вони характеризували ґрунти всіх форм рельєфу місцевості, що зустрічаються, і різниць ґрунтового покриву .

Спосіб петель застосовують на територіях зі складним рельєфом та густою географічною мережею. При цьому способі досліджувану ділянку розчленовують окремі елементарні сектори з урахуванням особливостей зміни рельєфу або гідрографічної мережі. Сектор обстежують з одного центру за допомогою петлеподібних маршрутів у радіальному напрямку.

З урахуванням особливостей рельєфу та гідрографічної мережі однією конкретному ділянці маршрути обстеження можна планувати комбінованим методом, тобто. частину ділянки обстежують способом паралельних перетинів території, а частина способом петель.

По маршрутах намічають точки закладання розрізів з такою розрахунком, щоб охоплено всі основні різниці рельєфу і рослинності, тобто. відстані між розрізами не лімітуються, тому в одних, як правило, складних по рельєфу місцях можливе згущення розрізів, а на інших відносно однорідних ділянках розташування розрізів може бути рідкісним.

Далі йде проведення робіт, пов'язаних із ґрунтовим картографуванням та детальним вивченням ґрунтів, починають з рекогносцирувального обстеження ділянки (кварталу). Під час рекогносцирувального обстеження знайомляться з межами ділянки та загалом з об'єктом досліджень, що обходять по просіках, візирах, дорогах. У найхарактерніших місцях закладають розрізи, місце закладення яких завдають план. За результатами рекогносцирувальних обстежень остаточно коригують маршрути та місця закладання ґрунтових розрізів.

Після рекогносцирувального обстеження приступають до зйомки, при виконанні якої необхідно мати план закладення ґрунтових розрізів і чисту копію абрису таксаційного опису. Загальне уявлення про ґрунтові різниці та початкові засічки меж ґрунтових контурів отримують на основі вивчення основних та контрольних розрізів. Уточнення меж поширення ґрунтового контуру проводять за допомогою прикопів. При цьому в польовому щоденнику для кожного розрізу заповнюють бланк опису ґрунтового розрізу. Польове вивчення розповсюдження ґрунтів проводять після закладення та прив'язки розрізів для встановлення класифікаційної приналежності даного ґрунту. За результатами польової оцінки ґрунтового покриву та всіх інших елементів ландшафту як ґрунтовий контур виділяють відокремлену, відносно однорідну або одноманітно-строкату ділянку.

Основою виділення кордонів між контурами різних грунтів є виявлення закономірностей між грунтами, рельєфом і рослинністю. Зміни у чинниках ґрунтоутворення призводять до зміни ґрунтового покриву. При ясній зміні рельєфу, рослинних формацій та ґрунтоутворюючих порід межі ґрунтових різниць збігаються з межами на місцевості. У свою чергу, легкість фіксації кордонів на карті та точність виділення ґрунтових контурів залежать від точності топографічної основи. Однак у природі найчастіше доводиться стикатися з незрозумілими межами, поступовим переходом. В даному випадку для встановлення меж ґрунтових контурів потрібно закладення великої кількості прикопів, а також багатий практичний досвід та хороша спостережливість. При виконанні зйомки в польових умовах, на основі скопійованого з таксаційного планшета плану, складають абрис грунтів досліджуваної ділянки .

Слід пам'ятати, що строгих кордонів між ґрунтовими різницями в природі не існує, оскільки зміна однієї ґрунтової різниці іншої відбувається поступово шляхом накопичення одних ознак та втрати інших. Тому ґрунтова зйомка дозволяє лише більшою чи меншою мірою передати схематичні обриси поширення ґрунтових контурів, а точність виділення їх меж залежить від масштабу зйомки, типу ґрунту та інших умов. Мінімальні розміри ґрунтових контурів, що підлягають обов'язковому виділенню на ґрунтовій карті, визначені технічними нормативами.

1.3.2 Особливості відбору та підготовки зразків ґрунтів до аналізу

Щоб правильно визначити вміст тієї чи іншої речовини у ґрунті, всі агрохімічні аналізи повинні виконуватися бездоганно точно та акуратно. Проте, навіть дуже ретельний аналіз дасть ненадійні результати при неправильному відборі проб ґрунту.

Оскільки навішування для аналізу беруть дуже маленьку, а результати визначення повинні дати об'єктивну характеристику велику кількість матеріалу, звертають увагу на усунення неоднорідності при відборі проб грунту. Усереднення ґрунтового зразка досягається поетапним відбором вихідної, лабораторної та аналітичної проб.

Змішана вихідна проба має бути складена з окремих зразків (початкових проб), відібраних у межах однієї ґрунтової різниці. Якщо ділянка має комплексний грунтовий покрив, єдиної середньої проби взяти не можна. Їх має бути стільки, скільки є ґрунтових різниць.

Залежно від конфігурації ділянки розташування точок для відбору початкових проб у ньому буває різним. На вузькій, витягнутій у довжину ділянці їх можна розмістити вздовж (посередині) нього. На широкій, близькій до квадрату, ділянці краще шахове розташування місць взяття проб. На великих площах застосовується відбір ґрунтових проб вздовж довжини ділянки по середині, у кількості до 20 шт.

Взяту вихідну пробу ґрунту ретельно перемішати на шматку брезента, послідовно усереднюють і зменшують до потрібного об'єму, потім висипають у чистий мішечок або коробку. Це лабораторна проба, її маса становить близько 400 г.

У коробку з лабораторною пробою зверху кладуть фанерну або картонну етикетку, написану простим олівцем, із зазначенням:

1. Найменування об'єкта.

2. Назви ділянки.

3. Номери ділянки.

4. Глибині відбору.

5. Номери зразка.

6. Прізвища, який керував роботою або брав зразок.

7. Дати проведення роботи.

Такий самий запис одночасно роблять і в журналі.

Доставлений з ділянки зразок ґрунту в лабораторії висипають на щільний папір або лист чистої фанери і розминають руками всі грудки, що злежалися. Потім вибирають пінцетом сторонні включення, добре перемішують ґрунт, злегка подрібнюють його. Після такої підготовки лабораторної проби її знову розсипають до повітряно - сухого стану, потім подрібнюють і пропускають через сито з отворами 2мм.

Приміщення для сушіння ґрунту має бути сухим та захищеним від доступу аміаку, пар кислот та інших газів.

Для визначення ферментативної активності зазвичай беруть ґрунт, підсушений на відкритому повітрі; вологі зразки слід підсушувати у лабораторії при кімнатній температурі. Необхідно стежити за тим, щоб зразок не містив рослинних залишків, що не розклалися. Грудки ґрунту подрібнюють і просівають через сито з вічками розміром 1 мм. При вивченні ферментативної активності свіжого (вологого) зразка повному видаленню рослинних залишків слід приділяти ще більше уваги. Одночасно з вивченням активності визначають і вологість ґрунту, отриманий результат перераховують на 1 г абсолютно сухого ґрунту.

1.4 Вплив різних факторівна ферментативну активність ґрунтів

Важливим фактором, від якого залежить швидкість ферментативної реакції (як каталітична активність ферменту) є температура, вплив якої показано на малюнку 1. З малюнка видно, що з підвищенням температури до певної величини швидкість реакції збільшується. Це можна пояснити тим, що з підвищенням температури рух молекул прискорюється і у молекул реагуючих речовин виявляється більше можливості зіткнутися одна з одною. Це збільшує ймовірність, що реакція між ними відбудеться. Температура, що забезпечує найбільшу швидкість реакції, називається оптимальною температурою.

Кожен фермент має власну оптимальну температуру. Загалом для ферментів тваринного походження вона лежить між 37 і 40С, а рослинного – між 40 та 50С. Однак є й винятки: б-амілаза із пророслого зерна має оптимальну температуру при 60С, а каталаза – в межах 0-10С. При підвищенні температури понад оптимальну швидкість ферментативної реакції знижується, хоча частота зіткнень молекул збільшується. Відбувається це внаслідок денатурації, тобто. втрати ферментом нативного стану За температури вище 80С більшість ферментів повністю втрачають свою каталітичну активність.

Зниження швидкості ферментативної реакції при температурах, що перевищують оптимальну, залежить від денатурації ферменту. Тому важливим показником, що характеризує ставлення ферменту до температури, є термолабільність, тобто. швидкість інактивації самого ферменту у разі підвищення температури.

Малюнок 1 - Вплив температури на швидкість гідролізу крохмалю амілазою

За низьких температур (0С і нижче) каталітична активність ферментів падає майже до нуля, але денатурація при цьому не відбувається. З підвищенням температури їхня каталітична активність знову відновлюється.

Також на ферментативну активність ґрунтів впливають вологість, вміст мікроорганізмів, екологічний стан ґрунтів.

1.5 Зміна угруповань мікроорганізмів у ґрунтах

Мікроорганізми ґрунту дуже численні та різноманітні. Серед них є бактерії, актиноміцети, мікроскопічні гриби та водорості, протозоа та близькі до цих груп живі істоти.

Біологічний кругообіг у ґрунті здійснюється за участю різних груп мікроорганізмів. Залежно від типу ґрунту вміст мікроорганізмів коливається. У садових, городних, орних ґрунтах їх налічується від одного мільйона до кількох мільярдів мікроорганізмів в 1 г ґрунту. У ґрунті кожної садової ділянки є свої мікроорганізми. Вони беруть участь своєю біомасою у накопиченні органічної речовини ґрунту. Вони виконують величезну роль освіти доступних форм мінерального харчування рослин. Винятково велике значення мікроорганізмів у накопиченні біологічно активних речовин у ґрунті, таких як ауксини, гібереліни, вітаміни, амінокислоти, що стимулюють зростання та розвиток рослин. Мікроорганізми, що утворюють слизи полісахаридної природи, а також велику кількість ниток грибів, беруть активну участь у формуванні структури ґрунту, склеюванні пилуватих ґрунтових частинок в агрегати, чим покращують водно-повітряний режим ґрунту.

Біологічна активність ґрунту, чисельність та активність ґрунтових мікроорганізмів тісно пов'язані із вмістом та складом органічної речовини. У той же час з діяльністю мікроорганізмів тісно пов'язані такі найважливіші процеси формування родючості ґрунтів, як мінералізація рослинних залишків, гуміфікація, динаміка елементів мінерального живлення, реакція ґрунтового розчину, перетворення різних забруднюючих речовин у ґрунті, ступінь накопичення отрутохімікатів у рослинах, накопичення токс явище ґрунтовтомлення. Велика санітарно-гігієнічна роль мікроорганізмів та у трансформації та знешкодженні сполук важких металів.

Перспективним напрямом відновлення та підтримки родючості та біологічної інтенсифікації землеробства вважається застосування продуктів переробки органічних відходів за участю вермикомпостів дощових черв'яків, які перебувають у симбіозі з мікроорганізмами. У природних ґрунтах розкладання опаду здійснюють дощові черв'яки, копрофаги та інші організми. Але в цьому беруть участь і мікроорганізми. У кишечнику хробаків їм створюються сприятливіші умови до виконання будь-яких функцій, ніж у грунті. Дощові черв'яки в союзі з мікроорганізмами перетворюють різні органічні відходи на високоефективні біологічні добрива з гарною структурою, збагачені макро- та мікроелементами, ферментами, активною мікрофлорою, що забезпечує пролонговану (тривалу, поступову) дію на рослини.

Отже, забезпечуючи розвиток мікроорганізмів у ґрунті, підвищується врожай та покращуєте його якість. Адже мікроорганізми розвиваються, тобто. діляться кожні 20-30 хв і за наявності достатнього харчування утворюють велику біомасу. Якщо бик вагою 500 кг на добу утворює 0,5 кг - 1 кг, то 500 кг мікроорганізмів за добу-біомаси, а 500 кг рослин виробляють 5т біомаси. Чому ж цього не спостерігається у ґрунті? А тому, що для цього мікроорганізмам необхідне харчування, а з іншого боку лімітують різні фактори, зокрема отрутохімікати. На площі 1 га внаслідок життєдіяльності ґрунтових мікробів протягом року виділяється 7500 м3 вуглекислоти. А вуглекислота необхідна і як джерело вуглецевого живлення рослин та для розчинення важкодоступних солей фосфорної кислоти та перетворення фосфору на форму доступну для живлення рослин. Тобто. там, де добре працюють мікроорганізми, немає потреби у внесенні фосфорних добрив. Але самі мікроорганізми потребують органічної речовини.

У балансі органічної речовини грунту велика роль культурних рослин. Накопичення гумусу у ґрунтах сприяє багаторічні трави, особливо бобові. Після їх збирання в ґрунті залишається фітомаса, яка збагачена азотом за рахунок фіксації його бульбочковими бактеріями з повітря. просапні і овочеві культури (картопля, капуста та інших.) зменшують вміст гумусу грунті, т.к. залишають у ґрунті невелику кількість рослинних залишків, а застосовувана система глибокої обробки ґрунту забезпечує інтенсивне надходження в орний шар кисню і, як наслідок, забезпечує сильну мінералізацію органічної речовини, тобто. його втрату.

При аналізі ґрунтів нерідко враховується кількість окремих фізіологічних груп мікроорганізмів. Це робиться так званим методом титру, при якому рідкі виборчі (елективні) живильні середовища для певних груп мікроорганізмів заражають різними розведеннями ґрунтової суспензії. Встановлюючи після витримки в термостаті ступінь розведення, який показав наявність групи мікроорганізмів, що шукається, можна потім простим перерахунком визначити чисельність її представників в грунті. Таким шляхом дізнаються, наскільки грунт багатий на нітрифікатори, денітрифікатори, целюлозорозкладаючі та інші мікроорганізми.

Для характеристики типу ґрунту та його стану важливі не лише показники чисельності різних груп мікроорганізмів, а й аналіз стану у ґрунті окремих їх видів. За рідкісними винятками навіть фізіологічні групи мікроорганізмів дуже широкі. Зовнішня обстановка може різко змінювати видовий склад ґрунтових мікроорганізмів, але мало або зовсім не відбивається на кількості їх фізіологічних груп. Тому при аналізі ґрунту важливо прагнути встановити стан окремих видів мікроорганізмів.

Серед грунтових мікроорганізмів зустрічаються представники різних систематичних одиниць, здатні асимілювати як легкозасвоювані органічні сполуки, а й складніші речовини ароматичної природи, яких ставляться такі характерні грунту сполуки, як перегнійні речовини.

Всі ґрунти на Землі утворилися з гірських порід, що виходять на денну поверхню, дуже різноманітних, які зазвичай називають материнськими. Як грунтоутворюючі виступають, головним чином, пухкі осадові породи, так як вивержені і метаморфічні породи виходять на поверхню порівняно рідко.

Основоположник наукового ґрунтознавства В. В. Докучаєв розглядав ґрунт як особливе тіло природи, так само самобутнє, як рослина, тварина або мінерал. Він зазначив, що в різних умовах утворюються різні ґрунти, і що вони змінюються у часі. За визначенням В. В. Докучаєва, ґрунтом слід називати «денні», або поверхневі горизонти гірських порід, які природно змінені впливом низки факторів. Тип ґрунту складається залежно від: а) материнської породи, б) клімату, в) рослинності, г) рельєфу країни та д) віку ґрунтотворчого процесу.

Розробляючи наукові основи ґрунтознавства, В. В. Докучаєв відзначав величезну роль живих організмів, і, зокрема, мікроорганізмів у формуванні ґрунту.

Період творчості В. В. Докучаєва збігся з часом великих відкриттів Л. Пастера, які показали величезне значення мікроорганізмів у перетворенні різноманітних речовин та в інфекційному процесі. Наприкінці минулого та на початку поточного століття було зроблено низку важливих відкриттів у галузі мікробіології, що мали принципове значення для ґрунтознавства та землеробства. Було встановлено, зокрема, що у ґрунті міститься величезна кількість різних мікроорганізмів. Це давало привід думати про суттєву роль мікробіологічного фактора у формуванні та житті ґрунту.

Одночасно з В. В. Докучаєвим працював інший видатний вчений-ґрунтознавець П. А. Костичів 24, с. 72. У монографії «Грунти чорноземної області Росії, їх походження, склад і властивості» (1886) він писав, що геологія має другорядне значення у питанні про чорнозем, тому що накопичення органічної речовини відбувається у верхніх шарах землі, геологічно різноманітних, і чорнозем є питанням географії вищих рослин та питанням фізіології нижчих рослин, що розкладають органічну речовину. П. А. Костичев провів ряд дослідів щодо з'ясування ролі окремих груп мікроорганізмів у створенні перегною ґрунту.

Великий внесок у уявлення про роль біологічного фактора у перетворенні Землі та у процесі ґрунтоутворення зробив учень В. В. Докучаєва академік В. І. Вернадський. Він вважає, що головним чинником у міграції хімічних елементів у верхній частині земної кори є організми. Їхня діяльність зачіпає не тільки органічні, а й мінеральні речовини ґрунтового та підґрунтового шарів.

Вже з початкових етапів перетворення гірських порід на ґрунт роль мікроорганізмів у процесах вивітрювання мінералів вимальовується дуже наочно. Видатні вчені В. І. Вернадський та Б. Б. Полинов розглядали вивітрювання гірських порід як результат діяльності рослинних, переважно нижчих організмів. До теперішнього часу ця точка зору підтверджена великим експериментальним матеріалом.

Зазвичай першими поселенцями гірських порід є накипні лишайники, що утворюють листоподібні пластини, під якими накопичується невелика кількість дрібнозему. Лишайники, як правило, перебувають у симбіозі з неспоротворними сапрофітними бактеріями.

Щодо ряду елементів лишайники виступають як їхні акумулятори. У дрібноземі під літофільною рослинністю різко збільшується кількість органічної речовини, фосфору, окису заліза, кальцію та магнію.

З інших рослинних організмів, що поселяються на материнських породах, слід зазначити мікроскопічні водорості, зокрема синьо-зелені та діатомові. Вони прискорюють вивітрювання алюмосилікатів і зазвичай живуть в асоціації з неспорообразующими бактеріями.

Водорості, очевидно, відіграють істотну роль як автотрофні накопичувачі органічних речовин, без яких не може протікати енергійна діяльність сапрофітних мікроорганізмів. Останні продукують різні сполуки, що викликають вивітрювання мінералів. Багато синьо-зелених водоростей є фіксаторами азоту і збагачують гірську породу, що руйнується, цим елементом.

Основну роль у процесі вивітрювання, ймовірно, відіграють вуглекислота, мінеральні та органічні кислоти, що виробляються різними мікроорганізмами. Є вказівки, що сильну розчинну дію мають деякі кетокислоти. Не виключається можливість участі у вивітрюванні перегнійних з'єднань.

Слід зазначити, що багато бактерій утворюють слизу, який полегшує тісний контакт мікроорганізмів з гірською породою. Руйнування останньої відбувається як під впливом продуктів життєдіяльності мікроорганізмів, так і в результаті утворення комплексних сполук між речовиною слизів та хімічними елементами, що входять до складу кристалічних ґрат мінералів. Вивітрювання гірських порід у природі має розглядатися як єдність двох протилежних процесів – розпаду первинних мінералів та виникнення вторинних мінералів. Нові мінерали можуть виникати при взаємодії мікробних метаболітів один з одним.

...

Подібні документи

Вивчення екологічних умов, зональних та інтразональних факторів ґрунтоутворення. Характеристика будови ґрунтових профілів, гранулометричного складу, фізико-хімічних та водно-фізичних властивостей ґрунтів, формування агроекологічних типів ґрунтів.

курсова робота , доданий 14.09.2011


Характеристика морфологічних елементів та ознак ґрунту. Типи будови ґрунтового профілю. Система символів позначення генетичних горизонтів грунтів. Вплив хімічного складу на фарбування ґрунтів. Класифікація ґрунтових новоутворень та включень.

реферат, доданий 22.12.2013


Природні умови та фактори ґрунтоутворення. Систематичний список основних типів ґрунтів та їх морфологічна характеристика. Водно-фізичні властивості ґрунтів, їх гранулометричний, агрегатний та хімічний склад, об'ємна маса. Методи захисту ґрунтів.

курсова робота , доданий 07.02.2010


Фізіологічний стан азотофіксаторів у типах ґрунтів, оцінка їх адаптаційних можливостей. Аналіз ґрунтових зразків, відібраних у регіонах Нижегородської області. Ідентифікація штамів роду Azotobacter за культуральними та фізіологічними ознаками.

дипломна робота , доданий 15.02.2014


Фактори та процеси ґрунтоутворення, структура ґрунтового покриву об'єкта досліджень, основні типи ґрунтів. Детальна характеристика ґрунтових контурів, їх співвідношення на досліджуваній території. Оцінка родючості ґрунтів та його лісівницьке значення.

курсова робота , доданий 12.11.2010


Заселення гіф Ophiobolus еубактеріями, актиноміцетами та грибами у природних ґрунтах. Антибіотична активність деяких особливо продуктивних грибів стосовно інших грибів. Зараження комах, що мешкають на ґрунті, склад бактерій у ґрунтах.

реферат, доданий 03.07.2011


Природні умови ґрунтоутворення: клімат, рельєф, ґрунтоутворюючі породи, рослинність, гідрологія та гідрографія. Заходи щодо підвищення родючості ґрунтів, рекомендації щодо їх використання. Агровиробниче угруповання та бонітування ґрунтів.

курсова робота , доданий 22.06.2013


Вплив порід, клімату, рельєфу, рослинності на ґрунтоутворення. Гранулометричний склад, фізичні властивості, водний режим орних ґрунтів. Визначення ґрунтово-екологічного індексу. Основні заходи щодо підвищення родючості ґрунтів в агрогрупах.

курсова робота , доданий 25.05.2012


Властивості засолених ґрунтів, їх формування. Умови акумуляції солей у ґрунтах. Інтенсивність рослинного покриву. Джерела легкорозчинних солей. Поширення засолених ґрунтів. Вираз засолених ґрунтів у систематиці, діагностичні горизонти.

реферат, доданий 30.03.2014


Вивчення впливу сільськогосподарських культур на склад та динамічність ґрунтових розчинів. Поширення сірих лісових ґрунтів, особливості генези, діагностика, властивості, класифікація, використання. Зміст та склад органічної речовини ґрунту.