Регистрация / Вход
Прислать материал

ДИАГНОСТИКА ПИРОГЕННОГО ЭФФЕКТА НА ЧЕРНОЗЁМЕ ОБЫКНОВЕННОМ ПО АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ

Сведения об участнике
ФИО
Одабашян Мэри Юрьевна
ФИО (на английском языке)
Odabashyan Mary Yurevna
Название организации
Южный федеральный университет
Тезисы
Название
ДИАГНОСТИКА ПИРОГЕННОГО ЭФФЕКТА НА ЧЕРНОЗЁМЕ ОБЫКНОВЕННОМ ПО АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ
Название (на английском языке)
DIAGNOSTICS OF PYROGENE EFFECT ON THE CHERNOZEM ORDINARY ON ACTIVITY OF THE CATALASE
Соавторы (ФИО, организация, город, страна)
Казеев Камиль Шагидуллович, Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, Россия; Трушков Анатолий Владимирович, Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, Россия
Соавторы (на английском языке)
Kazeev Kamil Shagidullovich; Trushkov Anatoly Vladimirovich
Содержание

ДИАГНОСТИКА ПИРОГЕННОГО ЭФФЕКТА НА ЧЕРНОЗЁМЕ ОБЫКНОВЕННОМ ПО АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ

 Одабашян М.Ю., Трушков А.В., Казеев К.Ш.

 

В настоящее время одной из актуальных экологических проблем является влияние пирогенного фактора на почвенный покров. В процессе сельскохозяйственной деятельности многие аграрии сжигают пожнивные остатки и стерню зерновых культур, тем самым и наносят серьезный урон плодородию и биоразнообразию почвы. Нормативными актами сжигание стерни не останавливает применение палов на огромных территориях.

Почвенный покров, выполняя важнейшие биосферные функции, весьма чутко реагирует на все изменения, происходящие в биосфере, прежде всего на техногенные воздействия. Пожар - интенсивное техногенное воздействие, нарушающее естественное равновесие между отдельными компонентами биогеоценоза, влияющее на тип растительности, свойства и динамику почвы.

Причиной пожаров в 95% случаев, по мнению ряда учёных, является человеческий фактор. Огонь является мощным экологическим фактором, изменяющим окружающую среду.

Почва служит средой обитания для многих организмов. Наиболее многочисленны в почвах бактерии, грибы, водоросли и одноклеточные животные. Почвенные ферменты участвуют при распаде растительных, животных и микробных остатков, а также синтезе гумуса. В результате питательные вещества из трудно усвояемых соединений переходят в легкодоступные для растений и микроорганизмов формы. Ферменты отличаются высокой активностью, строгой специфичностью действия и большой зависимостью от различных условий внешней среды. Благодаря каталитической функции они обеспечивают быстрое протекание в почве огромного числа химических реакций. Из всего многообразия почвенных ферментов наиболее проста в определении каталаза, которая катализирует разложение образующегося в процессе биологического окисления пероксид водорода на воду и молекулярный кислород.

Активность каталазы является чувствительным показателем биологических процессов в почве, уровень её активности может служить эффективным критерием при возникновении в почве стрессовой ситуации (Казеев, Колесников, 2012).

Целью настоящей работы был поиск биологических индикаторов для  определения влияния пирогенного фактора на биологическую активность и плодородие чернозёма обыкновенного.

Объект исследования - чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный слабогумусированный тяжелосуглинистый на желто-буром карбонатном суглинке. Для черноземов характерны дерновый и гумусо-аккумулятивный процессы, приводящие к накоплению гумуса во всем профиле, благоприятные физические свойства, водопрочная комковато-зернистая структура. Исследования по влиянию сжигания соломы и стерни ячменя на свойства чернозема проведены 29 июля 2016 года в Ботаническом саду Южного федерального университета. Почвенные образцы для лабораторно-аналитических исследований отбирали из верхнего  5 см сразу же после пожара, на 3 и 30-ые сутки. Для диагностики последствий палов был использован набор показателей биологической активности, включающий активность почвенных ферментов, обилие микроорганизмов, интенсивность дыхания и другие. Лучшие результаты показало определение активности каталазы вследствие высокой чувствительности и информативности к изучаемому фактору. Активность каталазы измеряли газометрическим методом А.Ш. Галстяна (1974). Для достоверности результатов, опыты проводили в трехкратной повторности. В опыте было 3 варианта. Вариант №1 был контрольным (не подвергался пирогенному воздействию), на варианте №2 почва подвергалась обычному палу, а на варианте №3 –  более интенсивному палу с двойным количеством соломы.

Температура почвы до начала эксперимента на поверхности была +30°C, на глубине 5 см +24°C, на глубине 10 см +22,6°C. В результате инициирования пала температура за несколько минут значительно возросла. Изменение температуры зависело от глубины почвы и степени воздействия пожара (количества растительного вещества на поверхности почвы). Через 30 минут после пала температура на варианте №2 на поверхности температура увеличилась на 2,6°C, на глубине 5 см на 0,3°C, на глубине 10 см на 1,0°C от контроля. На варианте №3 температура увеличилась –  на поверхности на 13,5°C, на глубине 5см на 3,5°C, на глубине 10 см на 2,0°C выше контроля.

В результате исследований установлено, что активность каталазы в верхнем слое контрольного участка в первый срок наблюдения составила 9,8мл O2/мин./г почвы. В черноземе через сутки после пирогенного воздействия активность каталазы достоверно  снизилась на варианте №2 – на 7% от контроля, на варианте №3 –  еще более значительно – на 26% от контроля. Эффект сохранялся и через трое суток после воздействия практически с теми же значениями активности каталазы. Через трое суток активность каталазы осталась ниже контрольных значений на 7% на варианте №2, и 18% –  на варианте №3. Причиной изменения является инактивация активности фермента при высоких температурах. При этом эффект воздействия сохраняется длительное время. Через 30 суток после пирогенного воздействия происходит некоторое восстановление активности фермента относительно предшествующих сроков, однако полного восстановления значений не произошло.

Таким образом, можно сделать вывод, что пирогенный фактор существенно изменяет активность каталазы в зависимости от степени воздействия. Поэтому ее активность можно использовать для диагностики этого фактора и через длительное время после воздействия. 

Благодарности
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (6.345.2014/K) и государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-9072.2016.11).