Регистрация / Вход
Прислать материал

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ ЮЖНОГО МАКРОСКЛОНА ГОР КРЫМА

Сведения об участнике
ФИО
Евгения Игоревна Безус
ФИО (на английском языке)
Evgeniya Igorevna Bezus
Название организации
Южный Федеральный Университет
Тезисы
Название
ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ ЮЖНОГО МАКРОСКЛОНА ГОР КРЫМА
Название (на английском языке)
ENZYMATIC ACTIVITY OF SOILS OF THE SOUTHERN MACROSLOPE OF MOUNTAINS OF CRIMEA
Соавторы (ФИО, организация, город, страна)
Казеев К.Ш.
Соавторы (на английском языке)
Kazeev K.Sh.
Содержание

Использование ферментов для диагностики экологического состояния почвы успешно применяют как российские, так и зарубежные ученые. При этом было установлено, что активность ферментов может быть диагностическим показателем ее генезиса, плодородия и экологического. По активности окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов можно определить  влияние антропогенной нагрузки, приводящей к деградации почв. Эти ферменты являются информативными биоиндикаторами при определении устойчивости почв к распашке, загрязнению, переувлажнению, вторичному засолению.

Почвенный покров Крыма во многом уникален для России.  В литературе описаны генезис, география и свойства почв Крыма. Наиболее распространенными почвами крымских гор являются бурые лесные почвы (буроземы). На субтропическом побережье южных склонов гор распространены коричневые почвы, обычно каменистые и маломощные. Ведущим фактором, влияющим на распределение этих почв в горах Крыма, является высота местности, определяющая климатические условия. Буроземы отмечены в Крыму на высотах более 200 метров над уровнем моря. Коричневые почвы встречаются ниже до побережья моря. Кроме того, коричневые почвы были исследованы на значительном расстоянии от моря в Белогорском районе на глинистых продуктах выветривания известняков. Оба этих типа почв были объектами настоящих исследований.

Полевые исследования на территории черноморского побережья Крыма были проведены в ноябре 2015 года. Для исследования почв был заложен ряд полнопрофильных разрезов и прикопок  от поселка Никита до Севастополя.

В высушенных образцах было определено рН, содержание гумуса и легкорастворимых солей, активность каталазы и дегидрогеназы. Исследования проводили в 3-9-кратной повторности. Каталаза – один из наиболее исследованных ферментов, который катализирует разложение образующегося в процессе биологического окисления пероксид водорода на воду и молекулярный кислород. Фермент широко распространён в клетках животных, растений и микроорганизмов. Функция каталазы сводится к разрушению токсичного пероксида водорода, образующегося в ходе различных окислительных процессов в организме. Дегидрогеназы — группа ферментов из класса оксидоредуктаз, состоящие из простетической группы и специфического белка, катализирующих перенос протонов от субстрата (органических веществ) и пары электронов — к акцептору..

Реакция среды в исследуемых почвах определялась генезисом почв. Влажные буроземы обладали меньшим рН, по сравнению с коричневыми почвами. В свою очередь буроземы различались по реакции среды, в слабоненасыщенных рН составил 6,8, в кислом буроземе - 5,6 единиц. Коричневые почвы также различались по рН вследствие разной степени выщелоченности от карбонатов (рН составил 7,2 в выщелоченном, 8,3 - в карбонатном подтипе).

Проведенные исследования показали значительное различие значений активности гумуса и ферментов в разных почвах Крыма и, даже, в почвах одного типа. Содержание гумуса в почвах колебалось в очень широких пределах, от 16,8 % в грубогумусовом горизонте кислого бурозема, до 0,7% в агрокоричневой почве плантажированного виноградника.

Различия касаются не только поверхностных горизонтов почв, но и их профильного распределения. Диапазон значений чрезвычайно широк, по шкале Д.Г. Звягинцева (1978) от очень бедной, до очень богатой. Низкая активность каталазы выявлена в кислом буроземе с явными признаками проявления подзолистого процесса, который приводит к кислотному разрушению почвенных минералов. Даже поверхностный маломощный горизонт этой почвы с обилием слаборазложившихся растительных остатков обладает средней активностью исследуемого фермента. А в элювиальном горизонте активность каталазы минимальна из всех исследуемых почв. Вниз по профилю значения активности убывают вплоть до почвообразующей породы, включающей обломки известняка. Здесь активность несколько повышается вследствие присутствия карбонатов кальция. Типичный бурозем, близкий по морфологическому строению и свойствам к коричневой выщелоченной почве, обладает на 40% более высокой активностью каталазы в верхнем горизонте, чем в аналогичном горизонте бурозема кислого. В средней и нижней части профиля активность каталазы значительно повышена до высокого уровня обогащения.

Наибольшие различия для почв одного типа продемонстрировали коричневые почвы. В зависимости от степени карбонатности, характера растительности и степени антропогенного преобразования эти почвы значительно изменяются по уровню активности оксидоредуктаз, особенно каталазы. Большая часть образцов этих почв обладает высокой и очень высокой активностью каталазы. Однако какой либо одной закономерности распределения активности каталазы не было обнаружено. Для разных разрезов отмечены и инверсии активности внутри почвенного профиля и повышенная активность в почвах, нарушенных деятельностью человека, а также относительно низкая активность в почвах природных слабонарушенных экосистем. 

Активность дегидрогеназы в коричневых почвах, в целом была более высокой по сравнению с буроземами. Различия составили от 2 до 5 раз для разных почв. При этом в разных вариантах коричневых почв, исследованных в Крыму на значительном расстоянии друг от друга, активность дегидрогеназы различалась незначительно для сильно варьирующих биологических показателей. Сельскохозяйственное использование коричневых почв под виноградниками в разы понижает содержание в них гумуса, но на активности ферментов сказывается не столь радикально. Отмечено понижение активности каталазы и некоторое увеличение активности дегидрогеназы.

Корреляционный анализ не показал связи между исследуемыми показателями. Только для содержания гумуса отмечена тесная обратная связь с рН (r= - 0,74). Активность исследуемых окислительно-восстановительных ферментов не определялась ни реакцией среды, ни содержанием гумуса. Это соответствует литературным данным, которые находят связь гидролаз с содержанием гумуса.

В результате проведенных исследований можно сделать вывод о значительном различии активности оксидоредуктаз в почвах Крыма разного генезиса и сельскохозяйственного использования. Выявлена более высокая активность оксидоредуктаз, прежде всего дегидрогеназы, коричневых почв по сравнению с буроземами.

Благодарности
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (6.345.2014/K) и государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-2449.2014.4).