Kokie fermentai apibūdina dirvožemio būklę. Dirvožemių fermentinis aktyvumas. Dirvožemio fermentų apibūdinimas

Metabolizmo ir energijos procesai organinių junginių irimo bei sintezės metu, sunkiai virškinamų maisto medžiagų perėjimas į augalams ir mikroorganizmams lengvai prieinamas formas vyksta dalyvaujant fermentams.

Fermentas invertazė (α-fruktofuranosidazė) katalizuoja įvairių angliavandenių skilimą į gliukozės ir fruktozės molekules.

Daugelis duomenų patvirtina ryšį tarp invertazės aktyvumo ir dirvožemio biologinio aktyvumo, organinių medžiagų kiekio joje, lauko kultūrų derliaus ir pokyčių, vykstančių dirvožemyje naudojant žemės ūkį (Khaziev F.Kh., 1972). Galstyan A.Sh., 1978; Vasiljeva L.I., 1980).

Didėjant arimo gyliui, invertazės aktyvumas viršutiniame dirvožemio sluoksnyje šiek tiek sumažėjo, o tai paaiškinama šio dirvožemio sluoksnio išeikvojimu, nes giliai ariant pagrindinis augalų liekanų kiekis patenka į apatinius sluoksnius. Daugumos likučių po derliaus nuėmimo kaupimasis viršutiniame dirvos sluoksnyje nepelsinio įdirbimo metu sukelia invertazės aktyvumo sumažėjimą 30-40 cm sluoksnyje iki augalų vegetacijos sezono pabaigos 5-15%.

Tręštame fone tik po arimo invertazės aktyvumas padidėjo vidutiniškai 5%. Remiantis nepeletiniais žemės dirbimo būdais, trąšos šio fermento aktyvumui įtakos neturėjo.

Ureazės veikimas yra susijęs su azoto ir anglies jungties (CO-IN) hidroliziniu skilimu azoto turinčių organinių junginių molekulėse. Todėl daugelis tyrinėtojų pastebi teigiamą koreliaciją tarp ureazės aktyvumo ir azoto bei humuso kiekio dirvožemyje. Tačiau ureazės aktyvumas priklauso ne tik nuo bendro humuso kiekio, bet ir nuo jo kokybės, daugiausia koreliuojančios su anglies ir azoto santykio dydžiu (C: 14). Didžiausią ureazės aktyvumą atitinka organinės medžiagos, turinčios didžiausią anglies ir azoto santykį, mažėjant anglies ir azoto santykiui, mažėja ir fermento aktyvumas. Tai, pasak V.D. Mukha ir L.I. Vasiljeva atkreipia dėmesį į reguliuojantį ureazės poveikį azoto turinčių organinių junginių transformacijos dirvožemyje procesams. Mūsų tyrimuose tarp forminio įdirbimo variantų didžiausias ureazės aktyvumas pasireiškė ariant 20–22 cm gyliu, gilinant įdirbimą, šio fermento aktyvumas labai sumažėjo. Taigi augalų vegetacijos pradžioje ariant iki 35–37 cm 0–40 cm dirvos sluoksnyje amoniako buvo pagaminama 20% mažiau nei ariant įprastu 20–22 cm gyliu (1980–1982 m. vidurkis, mg YN 3 1 g ore išdžiūvusios dirvos).

Dirvožemyje vykstančių organinių medžiagų virsmo procesų intensyvumą ir kryptį taip pat lemia redokso fermentų polifenoloksidazės ir peroksidazės aktyvumas. Polifenolio oksidazė dalyvauja paverčiant aromatinių serijų organinius junginius humuso komponentais (Mishustin E.N. et al., 1956, Kononova M.M., 1963, 1965). Skaidant humusines medžiagas, didelė vieta tenka peroksidazei ir katalazei (Nikitin D.I., 1960). Tyrėjai pastebi didelę teigiamą koreliaciją tarp humuso skilimo ir peroksidazės aktyvumo bei beveik funkcinę neigiamą koreliaciją su polifenolio oksidazės aktyvumu (Chunderova A.I., 1970, Dulgerov A.N., 1981). Priešinga peroksidazės ir polifenoloksidazės funkcijų orientacija ir vienas jų taikymo objektas leido A.I. Chunderova pasiūlyti „humuso kaupimosi koeficiento“ koncepciją, kurios reikšmė nustatoma pagal dirvožemio polifenoloksidazės aktyvumo ir peroksidazės aktyvumo santykį.

Remiantis mūsų atliktais tyrimais, arimo gylio padidinimas nuo 20-22 cm iki 35-37 cm ir neforminio žemės dirbimo su plokščia freza, plūgu be lentų, kaltu, paraplow tipo įrankiu, SibIME noragais naudojimas. , taip pat kultivuojant Notilo dirvą, peroksidazės aktyvumas padidėjo 4-6%, o polifenoloksidazės aktyvumas sumažėjo 4-5% (15 lentelė). Humuso kaupimosi koeficientas šiuo atveju sumažėjo 8-10%.

15. Peroksidazės ir polifenoloksidazės aktyvumas 0-40 cm dirvožemio sluoksnyje po žirniais, mg purpurgalino 100 g oro sausų

dirvožemis per 30 min. (1980–1982 m.)

Galimybės
		peroksidas-	polifenolis- loksidazė	kaupimas	peroksidas-	polifenolis- loksidazė	kaupimas
metinis	su trąšomis
	be trąšų
metinis	su trąšomis
	be trąšų
metinis gydymas lėktuvas	su trąšomis
	be trąšų
Nešienaujamas užstatas nuo 1885 m

Tyrimais nustatytas ryšys tarp humuso kaupimosi koeficiento ir mineralinį azotą pasisavinančių mikroorganizmų skaičiaus santykio su organinių junginių azotą pasisavinančių mikroorganizmų skaičiumi (KAA: MPA). Koreliacijos koeficientas tarp dviejų rodiklių yra -0,248±0,094. Pirmojo rodiklio padidėjimas daugeliu atvejų lemia pastarojo sumažėjimą ir atvirkščiai, o tai patvirtina ryšį tarp mikrobų cenozės struktūros ir dirvožemio organinių medžiagų biocheminės transformacijos proceso krypties. Šių dviejų koeficientų santykis, matyt, gali apibūdinti kultūrinio dirvožemio formavimo proceso orientaciją.

Tai leidžia daryti išvadą, kad dirvožemio organinių medžiagų transformacija dėl peroksidazės ir polifenoloksidazės aktyvumo pereina link padidėjusio humuso skilimo gilinant arimą ir žemės dirbimą nekeičiant sluoksnio (5 pav.).

• ? 4 eilutė
• ? RyadZ
• ? 2 eilutė
• ? 1 eilutė

Ryžiai. 5. Įvairių metodų ir pagrindinio apdorojimo gylio įtaka peroksidazės aktyvumui dirvos 0-40 cm sluoksnyje saulėgrąžoje 2-4 porų tikrųjų lapų periodu, mg purpuralino 1 g orasausos dirvos (1989 m. -1991)

Tam tikrą vietą dirvožemyje vykstančių biocheminių procesų kryptimi ir intensyvumu užima fermentas katalazė. Dėl savo aktyvinimo vandenilio peroksidas suskaidomas į vandenį ir laisvą deguonį. Manoma, kad katalazė kartu su peroksidaze gali dalyvauti peroksidazės tipo reakcijose, kurių metu oksiduojami redukuoti junginiai. Centrinės ČP Žemdirbystės tyrimų instituto eksperimentuose im. V.V. Dokučajevas nenustatė katalazės aktyvumo priklausomybės nuo pagrindinio žemės dirbimo gylio ar metodų. Tačiau padidėjus arimo gyliui daugiau nei 25–27 cm, taip pat įdirbant žemę nekeičiant sluoksnio, buvo pastebėtas reikšmingas katalazės aktyvumo padidėjimas, palyginti su arimu 20–22 cm ir 25–27 cm gyliu.

Darbo tikslas – nustatyti įvairiais atstumais nuo kelio esančių dirvožemių biologinį aktyvumą naudojant keturias fermentų sistemas: dehidrogenazes, katalazę, invertazę ir ureazę.

Pagrindinės sąvokos

Dirvožemio fermentologiniai metodai leidžia nustatyti ne kiekybinį fermentų kiekį dirvožemyje, o daugiausia adsorbuotų (imobilizuotų) fermentų aktyvumą dirvožemio koloidų paviršiuje ir iš dalies dirvožemio tirpale.

Dirvožemio fermentų aktyvumo nustatymo metodo principas pagrįstas atsižvelgimu į reakcijos metu apdorojamo substrato ar susidariusio reakcijos produkto kiekį optimaliomis temperatūros, pH ir substrato koncentracijos sąlygomis.

Oksidoreduktazių klasei priklausantys fermentai katalizuoja redokso reakcijas, kurios atlieka pagrindinį vaidmenį biocheminiuose procesuose gyvų organizmų ląstelėse, taip pat dirvožemyje. Dirvožemyje labiausiai paplitusios oksidoreduktazės, tokios kaip katalazė ir dehidrogenazės, kurių aktyvumas yra svarbus dirvožemio genezės rodiklis.

Katalazė skaido ląstelėms nuodingą vandenilio peroksidą į vandenį ir molekulinį deguonį, kuris susidaro gyviems organizmams kvėpuojant dėl ​​įvairių biocheminių organinių medžiagų oksidacijos reakcijų.

Katalazės aktyvumas nustatomas gasometriniu metodu pagal išleisto deguonies tūrį, remiantis vandenilio peroksido skilimo greičio matavimu jo sąveikos su dirvožemiu metu.

Dehidrogenazės yra fermentai, kurie dalyvauja kvėpavimo procese, atskirdami vandenilį nuo oksiduotų substratų. Kai kurios dehidrogenazės perneša vandenilį tiesiai į molekulinį deguonį, kitos – į kai kuriuos akceptorius, tokius kaip chinonai, metileno mėlynasis.

Dehidrogenazės aktyvumui nustatyti kaip vandenilio akceptorius naudojamos bespalvės tetrazolio druskos (2,3,5-trifeniltetrazolio chloridas (TTX), kurios redukuojamos iki raudonųjų formazano junginių (trifenilformazano (TPF).

Hidrolazės atlieka įvairių sudėtingų organinių junginių hidrolizės reakcijas, veikiančias įvairias jungtis: esterio, gliukozidamido, peptido ir kt. Šiai klasei priklauso fermentai invertazė, ureazė ir kt., kurių aktyvumas yra svarbus biologinio aktyvumo rodiklis. ir plačiai naudojamas antropogeniniam poveikiui įvertinti.

Invertazė veikia sacharozės, rafinozės ir stachiozės p-fruktofuranozido jungtį ir suskaido sacharozę į ekvimolinius gliukozės ir fruktozės kiekius.

Fotokolorimetrinis invertazės aktyvumo nustatymas pagrįstas redukuojančių cukrų, susidarančių skaidant sacharozę, apskaita.

Organinių azoto junginių skaidymas atliekamas tiesiogiai dalyvaujant tarpląsteliniams fermentams. Amoniakas, susidaręs veikiant ureazei, yra augalų mitybos šaltinis.

Ureazė katalizuoja karbamido hidrolizę. Galutiniai hidrolizės produktai yra amoniakas ir anglies dioksidas. Karbamidas patenka į dirvą kaip augalų liekanų, mėšlo dalis ir kaip azoto trąša; taip pat susidaro pačioje dirvoje kaip tarpinis produktas azotinių organinių junginių – baltymų ir nukleino rūgščių – virsmo procese.

Katalazės aktyvumo nustatymas

Įranga ir reagentai:

Dujų matavimo sistema (8 pav.); 10 % H 2 O 2 tirpalas; CaCO e.

Ryžiai. 8 - Katalazės aktyvumo dirvožemio mėginiuose nustatymo įranga:

1 - kolba, 2 - biuretė, 3 - adapteris, 4 - kriaušė su vandeniu

Darbo tvarka

1. Į 100 cm 3 kolbą įpilkite 1 g išsijoto dirvožemio, įpilkite 0,5 g CaCO 3.

2. Apačioje pincetu atsargiai įdėkite nedidelę stiklinę su 1,7 cm 3 10% vandenilio peroksido tirpalo.

3. Sudrėkinkite dirvožemio mėginį 4 cm 3 distiliuoto vandens.

4. Sandariai uždarykite kolbą guminiu kamščiu su vamzdeliu, sujungtu su biuretė su storasiene guma per trišakį su spaustuku. Biuretė bendrauja su kriauše. Biuretė ir lemputė užpildyti vandeniu. Vandens lygis juose subalansuotas, o kriaušė fiksuojama tam tikrame aukštyje.

5. Eksperimento pradžią pažymėkite chronometru tuo momentu, kai indas su vandenilio peroksidu apvirsta, tada suplakite kolbos turinį. Mišinio kratymas turi būti tęsiamas viso eksperimento metu, rankomis tiesiogiai neliečiant kolbos dugno. Išsiskyręs deguonis išstumia vandenį iš biuretės, kurios lygis yra pažymėtas.

6. Atsižvelgiama į išsiskyrusio molekulinio deguonies kiekį 1 min 18-20 0 С temperatūroje.

7. Katalazės aktyvumas išreiškiamas deguonies tūriu (cm 3), išsiskiriančio 1 g dirvožemio per minutę. Nustatymo paklaida yra iki 5%.

8. Atlikite tas pačias procedūras su visais dirvožemio mėginiais.

9. Pagal lentelę. 15 įvertinti tirtų dirvožemių prisotinimo katalaze laipsnį .

Lentelė 15 ‑ Skalė dirvožemio sodrinimo fermentais laipsniui įvertinti

Dirvožemio sodrinimo laipsnis	Katalazė, apie 2 cm 3 / g 1 min	Dehidrogenazės, mg TPP 10 g per 24 valandas	Invertazė, mg gliukozės 1 g per 24 valandas	Ureazė, mg NH 4, 10 g per 24 val	Fosfotazė, mg P 2 O 3 10 g per 1 val
labai prastas	< 1	<1	<5	<3	<0,5
Vargšas	1-3	1-3	5-15	3-10	0,5-1,5
Vidutinis	3-10	3-10	15-50	10-30	1,5-5,0
turtingas	10-30	10-30	50-150	30-100	5-15
labai turtingas	>30	>30	> 150	> 100	> 15

Dehidrogenazės aktyvumo nustatymas

Stalo įrankiai, indai, reagentai:

Fotokolorimetras; Grafinis popierius; 0,1M gliukozės tirpalas; 1% 2,3,5-trifeniltetrazolio chlorido (TTX) tirpalas; CaCO3; etanolis; trifenilformazanas (TPF).

Darbo tvarka

1. Orasauso dirvožemio mėginiai 1 g iš kiekvieno mėginio dedama į mėgintuvėlius, įpilama 10 mg (menteles galiuku) CaCO 3, 1 cm 3 0,1 M gliukozės tirpalo ir 1 cm 3 1 % TTX tirpalo; Kruopščiai sumaišykite kiekvieno mėgintuvėlio turinį.

2. Mėgintuvėlius įstatykite į anaerostatą ir siurbliu ištraukite orą 10-12 mm Hg retumu. Art. per 2-3 min. Tada inkubuokite 30 0 C temperatūroje 24 valandas.

3. Pasibaigus inkubavimo laikui, mėgintuvėlių turinį ekstrahuokite 3-4 dozėmis po 25 cm 3 etilo alkoholio. Norėdami tai padaryti, į mėgintuvėlį įpilkite nedidelį kiekį alkoholio ir purtykite 5 minutes, kol pasirodys raudona spalva. Leiskite pastovėti ir filtruokite podirvio skystį per popierinį filtrą. Į mėgintuvėlį įpilkite kitą alkoholio dalį.

4. Gautas spalvotas formazano tirpalas turi būti kolorimetrinis FEC su mėlynos šviesos filtru (500–600 nm).

5. Pagal standartinę kreivę apskaičiuokite formazano kiekį miligramais. Norėdami tai padaryti, paruoškite standartinį formazano tirpalą etilo alkoholyje, kurio koncentracija yra 0,1 mg 1 cm 3. Praskiesdami etaloninį tirpalą (maždaug 5 taškai) paruoškite darbinius tirpalus kreivei nubrėžti. Sukurkite standartinę kreivę ant milimetrinio popieriaus sistemoje: optinis tankis esant 500–600 nm bangos ilgiui - formazano koncentracija alkoholyje.

6. Apskaičiuokite dehidrogenazės aktyvumą. Pagal lentelę 15 įvertinti tirtų dirvožemių prisotinimo dehidrogenaze laipsnį.

Duomenų apdorojimas

Dehidrogenazės (X) aktyvumas išreiškiamas miligramais TPP 10 g dirvožemio per dieną pagal formulę:

čia V yra bendras filtrato tūris, 25 cm 3;

10 - dirvožemio svorio perskaičiavimo koeficientas, g;

v – substrato ir reagento tūrių sandauga, 1 cm3;

A yra TPP kiekis, gautas pagal kalibravimo kreivę, mg/cm 3 . Nustatymo paklaida - iki 8%.

Invertazės aktyvumo nustatymas

Stalo įrankiai, indai, reagentai:

Fotokolorimetras; 5% sacharozės tirpalas; acetato buferis (pH 4,7); toluenas; Kirtimo tirpalas: a - 40 g CuSO 4 × 5H 2 O ištirpinama vandenyje ir sureguliuojama iki 1 dm 3, filtruojama per popierinį filtrą, b - 200 g Rochelle druskos (C 4 H 4 O 6 KNa × 4H 2 O) ištirpinama distiliuotame vandenyje, įpilama 150 g KOH ir įpilama iki 1 dm 3

Darbo tvarka

1. Įdėkite 5 g kiekvieno dirvožemio mėginio į 50 cm 3 talpos kolbas, įpilkite 10 cm 3 5 % sacharozės tirpalo, 10 ml acetatinio buferio (pH 4,7) ir 5-6 lašus tolueno.

2. Kolbas uždarykite kamščiais, sukratykite, 24 valandoms pastatykite į 30 0 C temperatūros termostatą ir periodiškai jas purtykite.

3. Po inkubacijos kolbų turinį filtruokite į 25 cm3 matavimo kolbas. Nuveskite į ženklą.

4. Iš filtratų paimkite 6 cm 3 į didelius mėgintuvėlius, įpilkite 3 cm 3 Rochelle druskos tirpalo ir 3 cm 3 vario sulfato tirpalo, gerai išmaišykite ir virkite vandens vonioje 10 minučių. Gaunamos raudonos nuosėdos.

5. Atvėsinkite mėgintuvėlius su tirpalu vandenyje, filtruokite turinį į didelius mėgintuvėlius. Kolorimetriškai nuskaitykite skaidrų FEC filtratą, naudodami šviesos filtrą, kurio bangos ilgis 630 nm, kiuvetės plotis 1 cm.

6. Norėdami gauti kalibravimo kreivę, paruoškite etaloninį tirpalą: 6 mg gliukozės 1 cm 3 . Skiedimas tirpalų serijai paruošti. Fotokolorimetrinis ir sudarykite kreivę: optinis tankis - gliukozės koncentracija 1 cm 3.

7. Apskaičiuokite veiklą ir pagal lentelę. 15 įvertinti tirtų dirvožemių prisotinimo invertaze laipsnį.

Duomenų apdorojimas

Invertazės (X) aktyvumas išreiškiamas miligramais gliukozės 1 g dirvožemio 24 valandas pagal formulę:

čia A yra gliukozės kiekis, gautas pagal kalibravimo kreivę pagal optinį tankį, mg/cm 3 ;

m - dirvožemio mėginys, 5 g;

V – bendras filtrato tūris, 25 cm3;

v – analizei paimto filtrato tūris, 6 cm3.

Nustatymo paklaida - iki 5%.

Dirvožemių ureazinio aktyvumo nustatymas

Stalo įrankiai, indai, reagentai:

Fotokolorimetras; 2% karbamido tirpalas fosfatiniame buferyje (pH = 6,7); 50% Rochelle druskos tirpalas; 50 % CCl 3 COOH tirpalas (trichloracto rūgštis); 1% KC1 tirpalas; Nesslerio reagentas; standartinis tirpalas NH 4 C1.

Darbo tvarka

1. Į 100 cm 3 talpos kolbas suberkite 5 g ore sauso dirvožemio, įpilkite 20 cm 3 2 % karbamido tirpalo fosfatiniame buferyje (pH 6,7) ir 200 μl tolueno.

2. Kolbas sandariai uždarykite ir įstatykite į termostatą 37 0 C temperatūroje 4 valandoms.

3. Po poveikio įpilkite 1 cm3 50% trichloracto rūgšties tirpalo.

4. Norėdami išstumti absorbuotą amoniaką iš dirvožemio, įpilkite 50 cm 3 1 N. kalio chlorido tirpalas.

5. Filtruokite kolbų turinį.

6. Įpilkite 2 cm 3 filtrato į 50 cm 3 tūrio matavimo kolbas, praskieskite vandeniu iki 30 cm 3, tada įpilkite 2 cm 3 50 % Rošelio druskos tirpalo ir 2 cm 3 Neslerio reagento. Į kolbas pripilkite vandens iki žymės, sumaišykite ir kolorimetriškai nuskaitykite spalvotą tirpalą, kurio bangos ilgis yra 400 nm.

8. Apskaičiuojamas ureazės aktyvumas.

9. Pagal lentelę. 15 įvertinti tirtų dirvožemių prisotinimo ureaze laipsnį.

Duomenų apdorojimas

Ureazės aktyvumas (X) išreiškiamas miligramais N-NH4 1 g dirvožemio 4 valandas pagal formulę:

V – bendras filtrato tūris, 50 cm3;

m - dirvožemio mėginys, 5 g.

Klausimai ruošiantis savarankiškai:

1. Kas yra katalazės aktyvumas?

2. Apibrėžkite invertazės aktyvumą.

3. Apibūdinkite ureazės aktyvumą.

4. Kas yra buferinis mišinys?

5. Dirvožemio fermentų aktyvumo nustatymo metodo principas ir esmė.

6. Dirvožemio mėginių ėmimo metodika.

PROGRAMOS

1 lentelė – orientacinis organizmų sąrašas – saprobiškumo rodikliai

organizmai	Saprobiškumas
Filamentinės bakterijos:
Sphaerotilus natans	R
Beggiatoa sp.	R
Thiothrix sp.	R
Grybai:
Leptomitus lacteus	α
Mucor racemosus	α
Fusarium aquaeductum	R
Jūros dumbliai:
mėlyna Žalia:
Anabaena flos aquae	β
Microcystis aeruginosa	β
Aphanizomenon flos aquae	β
Tenuis osciliatorius	α
diatomės	-
Cymbella cesati	apie
Oomphonema cevli	apie
Melostra granulata	β
Navicula angustata	α
Navicula apiculata	α
Synedra acus	β
Sinedra alkūnkaulis	β
Nitzschia palea	α
euglenoe:
Euglena acus	β
Euglena viridis	R
Euglena deses	α
žalias ir protokolinis:
Volvox globatorius	o-β
Ankistrodesmus falcatus	β-α
Crucigenta rectangularis	a-β
Scenedesmus quadricauda	β
Draparnaldia sp.	apie
Ulothrix zonata	apie
Stlgeoklonijos tenue	α
Gyvūnai:
ameba:
Pelornyxa palustris	R

organizmai	Saprobiškumas
blakstienas:
Kolpidiumas, kampilas	p
Colpludlum colpoda	p
Euplotes Charon	β
Chllodon cucullulus	p
Opercularia coaretata	α
Paramecium caudatum	α
Spirostomum amblguum	α
Stentor coeruleus	α
Vortlcella convallarla	α
Vorticella mikrostoma	p
Podophrya fixa	α
rotiferiai:
Kellcottia longispina (sin. Notholca Iongispina)	apie
Keratella cochlearls	β
Keratella quadrata	β
Leucane lunarls (sin. Monostyla lunarls)	β
Rotaria rotatoria (sin. Rotifer vulgaris)	α
oligochetai:
Limnodrilus hofmelsterl	p
Vonia, jei ex tublfex	p
Stylarla lacustris	β
vėžiagyviai:
Daplmla magna	α
Daphnla pulex	α
Leptodora Kindtli	apie
Eudiaptomus gracilis	o
Astacus fluviatilis	o
vabzdžiai:
Caenls macrura	o
Heptagenia coerulana	β
Chironomus Plumosus	R
žuvis:
karšis:	β
štanga	β
upėtakis	o
lynai	β-α

2 lentelė. Dažnio skalė organizmams paversti 100 laukų per dažnį

Dažnio reikšmė	Mikrobentosas	Užteršimas
Suskaičiuoti duomenis	Suma 100 laukelių
1 dydžio kategorija
	Ne daugiau kaip 1 kiekviename antrame matymo lauke Ne daugiau kaip 2 matymo lauke Ne daugiau kaip 10 matymo lauke ne daugiau kaip 30 matymo lauke ne daugiau kaip 60 matymo lauke Daugiau nei 60 matymo lauką	Ne daugiau kaip 1 kiekviename 2 regėjimo lauke Ne daugiau kaip 2 matymo lauke Ne daugiau kaip 10 matymo lauke Ne daugiau kaip 50 matymo lauke ne daugiau kaip 250 matymo lauke Daugiau nei 250 matymo lauką	1-50 50-200 200-1000 1000-5000 5000-25000 Daugiau nei 25 000
2 dydžio kategorija
	Mažiau nei 1 kiekviename 20-ame matymo lauke Mažiau nei 1 kiekviename 5-ame matymo lauke Mažiau nei 1 matymo lauke Mažiau nei 3 matymo lauke Mažiau nei 6 matymo lauke Daugiau nei 6 matymo lauke	Mažiau nei 2 iš 20 matymo laukų Mažiau nei 1 iš 5 matymo laukų Mažiau nei 1 matymo lauke Mažiau nei 5 matymo lauke Mažiau nei 25 matymo lauke Daugiau nei 25 matymo lauke	1-5 6-20 21-100 100-500 500-2500 Virš 2500
3 dydžio kategorija
	1 iš 100 matymo laukų 1 iš 50 matymo laukų Mažiau nei 1 iš 10 matymo laukų Mažiau nei 1 iš 4 matymo laukų Mažiau nei 1 iš 2 matymo laukų. Maždaug 1 matymo lauke	1 iš 100 matymo laukų 1 iš 50 matymo laukų Mažiau nei 1 iš 10 matymo laukų 1 iš 2 matymo laukų Mažiau nei 2 matymo lauke Daugiau nei 2 matymo lauke	3-10 10-50 50-200 Daugiau nei 200

Priedas

13 lentelė. Dažnio reikšmės kiekybinės apskaitos rezultatų perskaičiavimas

Priedas

Saprobiškumo skaičiavimo pavyzdys

Pavyzdys: upė žemiau miesto. Data ________________ Bendruomenė: užterštumas.

organizmai	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 variantai	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; Shα=15; Shβ=23.

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

Klaidos apskaičiavimas:

Tikslumo intervalas 95% statistinio patikimumo.

S=s±t 0,05 s S=2,51±2,02×0,1;

Panaši informacija.

Invertazė – katalizuoja hidrolizinio sacharozės skilimo reakcijas į ekvimolinius gliukozės ir fruktozės kiekius, taip pat veikia kitus angliavandenius, susidarant fruktozės molekulėms – energetiniam mikroorganizmų gyvybinei veiklai, katalizuoja fruktozės transferazės reakcijas. Daugelio autorių atlikti tyrimai parodė, kad invertazės aktyvumas geriau nei kitų fermentų atspindi dirvožemio derlingumo ir biologinio aktyvumo lygį.[ ...]

Invertazės analizė po 1 metų rodo, kad visuose mėginiuose ji toliau mažėja 2-3 kartus, priklausomai nuo dirvožemio tipo, o tai, matyt, yra dėl dirvožemio išeikvojimo anglies turinčiais junginiais.[ ... ]

Iš hidrolazių klasės buvo tiriamas invertazės, hidrolizuojančios sacharozę į gliukozę ir fruktozę, ir ureazės, katalizuojančios karbamido hidrolizę, aktyvumas. Šių fermentų aktyvumas dirvožemyje yra labai mažas, tačiau įterpus durpes, jis didėja proporcingai jų dozėms ir mažai priklauso nuo mineralinių trąšų kiekio. Pažymėtina, kad didžiausios dozės (NSCC, taip pat CaCOe) panaudojimas neturi pranašumų prieš mažesnes trąšų dozes skatinant tiek hidrolazių, tiek oksidoreduktazių aktyvumą.[ ...]

Maršrutui oro uostas – poz. Kangalassy atvirkštinis ryšys tarp ureazės, invertazės ir proteazės aktyvumo bei švino kiekio nenustatytas. Tai rodo, kad švino, kai dozė neviršija MPC, slopinamojo poveikio nėra. Lygiagrečiai didėja visų fermentų ir švino aktyvumas tolstant nuo taršos šaltinio, o tai šiuo atveju paaiškinama humuso kiekio padidėjimu dirvožemyje. Yra žinoma, kad dirvožemiuose, kuriuose yra daug humuso, daugiau kaupiasi HM ir jiems būdingas padidėjęs FA.[ ...]

Šios grupės junginiai stabdo naujų ūglių augimą, laikinai sumažina invertazės aktyvumą cukriniuose runkeliuose ir slopina chlorofilo biosintezę. Ir vis dėlto jų pagrindinis veiksmas yra aromatinių aminorūgščių biosintezės slopinimas. Tokie junginiai kaip N-fosfonmetilglicinas slopina šią sintezę veikdami dehidrokvino ir prefeno rūgščių virsmo vietas.[ ...]

Matyt, sacharozė susidaro floemo parenchiminėse ląstelėse, iš kurių ji patenka į sieto vamzdelius, kuriuose nėra fermentų, skaidančių sacharozę (invertazių), o tai lemia šio junginio saugumą visame jo transportavimo kelyje. [...]

Atlikti darbai leidžia daryti išvadą, kad judrių švino ir nikelio formų kaupimasis dozėmis, viršijančiomis DLK, lemia fermentų aktyvumo sumažėjimą dirvožemyje. Proteazės, ureazės ir invertazės aktyvumo sumažėjimas dirvožemyje sukelia atitinkamą baltymų, karbamido ir oligosacharidų hidrolizės procesų slopinimą, o tai paprastai lemia dirvožemio biologinio aktyvumo sumažėjimą. FA pokyčiai yra perspektyvus dirvožemio ekologinės būklės diagnostikos metodas. Iš mūsų aptartų fermentų ureazė pasižymi aukščiausiomis diagnostinėmis savybėmis.[ ...]

Dirvožemio būklė buvo įvertinta dviem bioindikaciniais metodais: dirvožemių fermentiniu aktyvumu ir dirvožemių mutaciniu poveikiu tiriamajam objektui. Miesto dirvožemiuose buvo nustatytas trijų fermentų – invertazės, katalazės ir ureazės – aktyvumas (Khaziev, 1990), iš kurių ureazės aktyvumas pasirodė esantis kintamiausias. Dėl šios priežasties integraliam vertinimui buvo pasirinkti šio fermento rodikliai, kurių aktyvumas daugiausia priklausė nuo įvairiausių teršalų koncentracijos dirvožemyje.[ ...]

Histocheminė analizė leido nustatyti žiedadulkių ir žiedadulkių vamzdelių oksidacinio režimo bendrumą įvairiuose gaubtasėklių atstovuose. Nustatyta, kad intensyviausi biocheminiai procesai vyksta žiedadulkių vamzdelio gale.[ ...]

Kita evoliucinių pokyčių grupė siejama su energetinių procesų, būtinų reprodukcinio vystymosi morfogenetinei programai įgyvendinti, aktyvavimu.[ ...]

Įvedus dideles HCBD normas tiek skystu, tiek granuliuotu pavidalu, tam tikrų mikroorganizmų grupių vystymosi slopinimas neišnyksta net ir pusantrų metų po fumigacijos. Dirvožemio fermentų (katalazės ir invertazės) aktyvumas šiuo metu yra 70-80% kontrolinio varianto fermentų aktyvumo pagal šiuos (eksperimentiniai variantai) 5 mėnesiai po didelių HCBD normų (skysto ir granuliuoto) įvedimo , nitratų kiekis dirvožemyje mažėja, o tai rodo nitrifikacijos proceso slopinimą.[ ...]

Dirvožemių agrocheminės savybės buvo nustatytos įprastiniais metodais, vandens ir druskų ekstraktų pH – potenciometriniu metodu, anglies kiekis – Tiurino metodu, judriojo azoto – Baškino ir Kudejarovo, judriojo fosforo – Chirikovo, dirvožemio fermentinis aktyvumas (invertazės, ureazės). ir katalazė) - Khazievas. ...]

Daugelyje spinduliuojančių grybų atstovų buvo nustatytas fermentas amilazė, kurio pagalba organizmai skaido krakmolą skirtingu intensyvumu, priklausomai nuo kultūros rūšies. Kai kurios kultūros krakmolą skaido iki dekstrinų, kitos – į cukrų. Kai kuriuose aktinomicetuose buvo rasta fermento invertazė, skaidanti sacharozę į lengvai virškinamus cukrus – gliukozę ir fruktozę. Pastebėta, kad proaktinomicetai gali absorbuoti sacharozę jos nesuskaidydami.[ ...]

Toks taršos lygis atsispindėjo ir mobilių, augalams prieinamų sunkiųjų metalų junginių formų turinyje. Jų taip pat padaugėjo 1,5-2 ir net 5 kartus. Šie pokyčiai paveikė dirvožemio biotą, bendras dirvožemio savybes ir dirvožemio derlingumą. Ypač smarkiai sumažėjo dirvožemio fermentų: invertazės, fosfatazės, ureazės, katalazės aktyvumas; apie 2 kartus sumažėjo CO2 gamyba. Fermentinis aktyvumas yra geras neatsiejamas ekologinės situacijos rodiklis sistemoje „dirvožemis – augalas“. Užterštose dirvose taip pat smarkiai sumažėjo įvairių kultūrų produktyvumas. Taigi pomidorų derlius (k/ha) vidutiniškai sumažėjo nuo 118,4 iki 67,2; agurkai - nuo 68,3 iki 34,2; kopūstai - nuo 445,7 iki 209,0; bulvės - nuo 151,8 iki 101,3; obuoliai - nuo 72,4 iki 32,6 ir persikai - nuo 123,6 iki 60,6.[ ...]

Tarp užliejamų tundros dirvožemių biocheminio aktyvumo potencialas didėja nuo arti kanalų esančios salpos dirvožemių iki centrinės ir šalia terasos. Savo ruožtu fermentinis aktyvumas organogeniniuose užliejamų žemių dirvožemiuose yra didesnis nei mineraliniuose. Tirtų dirvožemių humusinguose horizontuose (0-13 cm) gana didelis aktyvumas ureazės, invertazės, fosfatazės ir dehidrogenazės – fermentų, dalyvaujančių azoto, angliavandenių, fosforo ir redokso apykaitos procesuose.[ ...]

Fosfatazės aktyvumas yra mažas ir daugeliu atvejų nėra fosfatazės aktyvumo, kuris yra susijęs su labai mažu judriojo fosforo kiekiu, atsižvelgiant į santykinai didelį jo tūrinių formų kiekį humuso ir durpių horizontuose. Skirtingai nuo azoto ir fosforo apykaitos procesuose dalyvaujančių fermentų, angliavandenilių apykaitos fermentai (invertazė) savo aktyvumą rodo iki suprapermašalo horizontų, o tai lemia humuso kiekis profilyje.[ ...]

Dirvožemių fermentinio aktyvumo pokytis per ketverius eksperimento metus parodytas lentelėje. 6.8. Kaip matyti iš gautų rezultatų, ureazės ir fosfatazės aktyvumas sumažėjo, tačiau pagrindiniai dėsniai – didesnis aktyvumas variantuose nenaudojant APS, kai buvo tręšiamos durpės ir mineralinės trąšos bei fermentinio aktyvumo nebuvimas kontroliniuose variantuose - likti. Tuo pačiu metu invertazės, kuri atlieka svarbų vaidmenį biogeocenozės anglies cikle, aktyvumas ketvirtaisiais metais didėja beveik visuose eksperimento variantuose, įskaitant PPS įvedimą, o tai taip pat patvirtina mineralizacijos intensyvumą. durpių ir universitetų procesai.[ ... ]

Labai perspektyvus būdas išvalyti vandenį nuo visų rūšių teršalų, ypač sintetinių, yra imobilizuotų (fiksuotų, netirpių) fermentų - „antrosios kartos fermentų“ naudojimas. Idėja fiksuoti fermentus ant vandenyje netirpios nešiklio ir tokius galingus katalizatorius panaudoti technologiniuose procesuose bei medicinoje kilo seniai. Jau 1916 m. invertazė buvo adsorbuota ant aktyvuotos anglies šviežiai izoliuotame aliuminio hidrokside. Nuo 1951 m. baltymų ir celiuliozės konjugacija buvo naudojama antikūnams frakcionuoti ir antigenams išskirti. Dar visai neseniai buvo tik vienas fermentų fiksavimo būdas – įprasta fizinė adsorbcija. Tačiau žinomų medžiagų adsorbcijos geba baltymų atžvilgiu yra aiškiai nepakankama, o sukibimo jėgos yra mažos, o ryšys tarp fermento ir adsorbento paviršiaus gali nutrūkti dėl menkiausių proceso sąlygų pokyčių. Todėl šis imobilizacijos metodas nebuvo plačiai pritaikytas, tačiau kadangi jis yra paprastas ir, matyt, gali padėti išsiaiškinti fermentų veikimo mechanizmą gyvose sistemose, dumbluose ir dirvožemyje, o kai kuriais atvejais pritaikomas praktikoje, kai kurie tyrinėtojai tirti fermentų adsorbciją, ieškoti naujų, veiksmingų nešiklių ir kt. .[ ...]

Jei atsižvelgsime į ryškius ir ilgalaikius etileno sukeltus fiziologinius augimo ir vystymosi procesų pokyčius, neatrodys nuostabu, kad pokyčiai vyksta ir RNR bei baltymų sintezėje bei fermentų veikloje. Ne kartą buvo bandoma tiesioginio etileno poveikio įvairių fermentų, tokių kaip gliukozidazės, a-amilazės, invertazės ir peroksidazės, aktyvumui, tačiau buvo gauti neigiami rezultatai.Tuo pačiu metu aiškiai matoma ir daugelio fermentų sintezė. dideja. Peroksidazė yra vienas iš fermentų, susintetinamas gana greitai po poveikio etilenu. Citrusiniuose vaisiuose sustiprėja fenilalanino amoniako liazės sintezė, o CO2 ir transkripcijos inhibitoriai blokuoja šį procesą. Atpalaiduojamajame audinyje etilenas sukelia celiuliozės susidarymą. Šio poveikio ryšys su atsiskyrimo proceso stimuliavimu yra akivaizdus. Tiesa, pagreitintas atsiskyrimas vyksta dar prieš celiulazės sintezės padidėjimą, bet taip greičiausiai yra dėl to, kad etilenas sukelia ir celiulazės išsiskyrimą iš surištos formos bei jos sekreciją į tarpląstelines erdves. Amilazės išsiskyrimą iš miežių aleurono ląstelių taip pat pagreitina etilenas. Greitas "etileno poveikis, pavyzdžiui, ląstelių pailgėjimo slopinimas, kuris pasireiškia po 5 minučių, labiau siejamas su poveikiu membranoms, nei su baltymų sintezės pokyčiais.[ ...]

Kaip žinoma, viena iš dirvožemių toksiškumo priežasčių yra jų įdruskėjimas. Gręžimo skysčių atliekos ir gręžimo atraižos kai kuriais atvejais turi daug dirvožemiui pavojingų mineralinių druskų. Todėl įdomu atskleisti šio veiksnio įtaką dirvožemių biologiniam produktyvumui. Tyrimo rezultatai rodo, kad mineraliniai dirvožemiai, kurių kiekis yra didesnis nei 0 8-4,0 kt / m2 dirvožemio, smarkiai sumažina invertazės aktyvumą, o daugiau nei 1,5-1,6 kg / m2 dirvožemio pradeda reikšmingai paveikti. auginamų javų derlius.[ ...]

Medus yra labai kaloringas produktas. Natūralus medus – tai saldi, klampi ir aromatinga medžiaga, kurią bitės gamina iš augalų nektaro, taip pat iš lipčiaus ar lipčiaus. Medus gali būti kristalizuotos masės pavidalu. Medaus vertė slypi tame, kad jis turi baktericidinių savybių. Todėl medus yra ne tik vertingas maisto produktas, bet ir priemonė. Pagrindiniai gėlių medaus komponentai yra vaisių ir vynuogių cukrus, kurio jame yra apie 75 proc. Medaus kalorijų kiekis viršija 3 tūkst. Jame yra fermentų: diastazės (arba amilazės), invertazės, katalazės, lipazės.[ ...]

Tyrimai buvo atlikti Sysolos upės žemupio slėnyje (Komi Respublika, vidurio taigos subzonas). Dirvožemio biocheminius parametrus apibūdino oksidoreduktazių (katalazės), hidrolazių (invertazių) aktyvumo lygis, CO2 išsiskyrimas iš dirvožemio paviršiaus. Visais mėginių ėmimo laikotarpiais didžiausios katalizinio aktyvumo vertės buvo pastebėtos Adl dirvožemio miško paklotėje (4,2–8,6 ml 02/g dirvožemio), „sausiausiame“ tirtoje dirvožemių serijoje. Tačiau Al dirvožemis (11,9–37,8 mg gliukozės / g dirvožemio AO horizonte) buvo lyderis pagal invertazės lygį visais mėginių ėmimo laikotarpiais. Toje pačioje dirvoje didžiausias CO2 išmetimas (0,60±0,19) kg/ha-val. buvo užfiksuotas liepos mėn. Naudojant integruotą BAP indikatorių, kuriame atsižvelgiama į visus biologinio aktyvumo parametrus, buvo parodyta, kad aktyviausi biologiniai procesai visais atrankos laikotarpiais vyksta Al dirvožemyje, kuris hidroterminiame režime užima tarpinę padėtį tarp Adl. ir Albų dirvožemiai.[ ...]

Nitrifikacijos proceso destabilizacija sutrikdo nitratų patekimą į biologinį ciklą, kurių kiekis iš anksto nulemia reakciją į denitrifikatorių komplekso buveinės pasikeitimą. Denitrifikatorių fermentų sistemos sumažina visiško atsigavimo greitį, o paskutiniame etape mažiau įtraukiant azoto oksidą, kurio įgyvendinimas reikalauja didelių energijos sąnaudų. Dėl to azoto oksido kiekis eroduotų ekosistemų antžeminėje atmosferoje siekė 79 - 83 % (Kosinova ir kt., 1993). Kai kurių organinių medžiagų susvetimėjimas nuo chernozemų, veikiant erozijai, atsispindi azoto fondo papildyme foto- ir heterotrofinės azoto fiksacijos metu: aerobiniu ir anaerobiniu. Pirmuosiuose erozijos etapuose anaerobinė azoto fiksacija greitai slopinama dėl organinės medžiagos labilios dalies parametrų (Khaziev ir Bagautdinov, 1987). Invertazės ir katalazės fermentų aktyvumas labai eroduotuose chernozemuose sumažėjo daugiau nei 50%, lyginant su neerodiniais chernozemais. Pilkuose miško dirvožemiuose, padidėjus jų išplovimui, invertazės aktyvumas mažėja ryškiausiai. Jei šiek tiek erozuotame dirvožemyje aktyvumas laipsniškai susilpnėja su gyliu, tai stipriai eroduotame dirvožemyje invertazės aktyvumas yra labai mažas arba neaptinkamas jau požeminiame sluoksnyje. Pastarasis yra susijęs su iliuvialių horizontų, turinčių itin mažą fermentų aktyvumą, atsiradimu dienos paviršiuje. Pagal fosfatazės ir ypač katalazės aktyvumą aiškios priklausomybės nuo dirvožemio erozijos laipsnio nepastebėta (Lichko, 1998).[ ...]

Pirminės medžiagos kerpėse paprastai yra tokios pačios kaip ir kituose augaluose. Kerpės talio hifų kevalai daugiausia susideda iš angliavandenių.Hifuose dažnai randamas chitinas (C30 H60 K4 019). Būdingas hifų komponentas yra polisacharidas licheninas (C6H10O6) n, vadinamas kerpių krakmolu. Retesnis lichenino izomeras izolicheninas, be hifinių apvalkalų, buvo rastas protoplaste. Iš didelės molekulinės masės polisacharidų kerpėse, ypač hifų kiautuose, yra hemiceliuliozės, kurios akivaizdžiai yra rezerviniai angliavandeniai. Kai kurių kerpių tarpląstelinėse erdvėse aptikta pektininių medžiagų, kurios, sugerdamos didelius vandens kiekius, išpučia ir gleivina taliją. Daug fermentų randama ir kerpėse – invertazė, amilazė, katalazė, ureazė, zimasė, lichenazė, įskaitant ir ekstraląstelinius. Iš azoto turinčių medžiagų, esančių kerpių hifuose, rasta daug amino rūgščių – alanino, asparto rūgšties, glutamo rūgšties, lizino, valino, tirozino, triptofano ir kt.Vitaminus phycobiont gamina kerpėse, bet beveik visada nedideliais kiekiais. [...]

Eksperimentų metu buvo nustatyta, kad pusiau skystos ir kietos gręžimo atliekos itin neigiamai veikia dirvožemių biologinį produktyvumą. Žinoma, kad didžiausią neigiamą poveikį turi atliekose esanti nafta ir naftos produktai. Šie teršalai ženkliai sumažina redokso ir hidrolizinių fermentų aktyvumą, o tai lemia dirvožemio mikrobiologinio aktyvumo slopinimą. Šis poveikis ryškus atliekoms, kuriose yra daugiau nei 4-5% naftos ir naftos produktų. Esant mažesniam šio teršalo kiekiui, nagrinėjamų dirvožemio tipų biologinio produktyvumo mažinimo efektas būdingas 3–6 mėnesių laikotarpiui, o vėliau dauginasi azotą fiksuojančios, denitrifikuojančios ir sulfatus redukuojančios bakterijos. kurie naudoja naftą ir jos darinius kaip anglies ir energijos šaltinį, todėl nafta palaipsniui oksiduojasi ir mineralizuojasi. Tuo pačiu metu natūraliai krenta augalų derlius ir invertazės aktyvumas. Jei atliekose yra daugiau nei 5% naftos ir naftos produktų, matomas angliavandenilius oksiduojančios bakterinės mikrofloros aktyvumas nepastebimas ir po 1 metų. Nurodytas užterštumo atliekomis lygis yra kritinis, todėl norint paskatinti dirvožemio biologinį produktyvumą, būtina naudoti specialius agrotechninius ir agrocheminius metodus (tręšimas azoto, fosforo ir kalio turinčiomis medžiagomis; intensyvus naftos taršos zonos aeravimas; specialių žolelių sėjimas, sustiprinti angliavandenilius asimiliuojančios bakterinės mikrofloros aktyvumą) .[ ...]

Ištirti pusiau skystų (gręžimo skysčių atliekos) ir kietųjų (gręžimo atraižų) gręžimo atliekų poveikio mechanizmą ir pobūdį, t.y. tų atliekų rūšių, kurios jas likviduojant dumblo duobėse užpilamos mineraliniu gruntu, dirvožemių biologiniam produktyvumui ir šiuo pagrindu rengiant agrotechninių priemonių kompleksą užterštoms žemėms, augmenijai-laukui ir laukui atkurti. buvo atlikti tyrimai. Eksperimentai buvo atlikti pagal standartinius metodus. Eksperimentavome su įvairaus laipsnio užterštumo gręžimo atliekomis, susijusiomis su nafta ir naftos produktais (OP), organine anglimi (cheminio deguonies poreikio rodiklis – COD) ir mineralinėmis druskomis (degintų liekanų rodikliu – PO), kurios buvo dedamos į dirvožemį santykiu 1:1. Užterštų atliekų diapazonas ir lygis yra tokie: pagal NG1 - 1,0-12,0%; už COD - 20,0 - 60,0 kg/m3; pagal programinę įrangą (pagal dirvožemio ploto vienetą) - 0,4-1,6 kg / m2 dirvožemio. Tyrimuose naudotas trijų tipų dirvožemis, t.y. labiausiai paplitusių dirvožemių tipų, kuriuose sėjama aktyvios žemės ūkio paskirties žemėse. Dirvožemių biologinio produktyvumo integraliniais rodikliais buvo standartinės miežių veislės „Courier“ derlius ir invertazės aktyvumas, nustatytas žinomu metodu.[ ...]

Tačiau, nepaisant glaudaus ryšio tarp kerpių ir substrato, ant kurio jos nusėda, vis dar tiksliai nežinoma, ar kerpės substratą naudoja tik kaip prisitvirtinimo vietą, ar iš jo išskiria kai kurias jų gyvenimui reikalingas maistines medžiagas. Viena vertus, kerpių gebėjimas augti ant maistinių medžiagų skurdžių substratų leidžia manyti, kad jos substratą naudoja tik kaip prisitvirtinimo vietą. Tačiau, kita vertus, kerpių rodoma selektyvinė tolerancija apsigyvenimo metu, griežtas daugumos jų pririšimas prie tam tikro substrato, kerpių augalijos rūšinės sudėties priklausomybė ne tik nuo fizinių, bet ir nuo cheminių kerpių savybių. substratas, netyčia rodo, kad kerpės naudoja substratą ir kaip papildomas maitinimo šaltinis. Tai patvirtina pastaraisiais metais atlikti biocheminiai tyrimai. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad tos pačios rūšies kerpėse, augančiose ant skirtingų medžių rūšių, kerpių medžiagų sudėtis gali būti nevienoda. Dar akivaizdesnis įrodymas yra kerpėse aptikti ekstraląsteliniai fermentai, kurie patenka į išorinę aplinką. Tarpląsteliniai fermentai, tokie kaip, pavyzdžiui, invertazė, amilazė, celiulazė ir daugelis kitų, yra gana plačiai paplitę kerpėse ir turi gana didelį aktyvumą. Be to, kaip paaiškėjo, jie yra aktyviausi apatinėje talijos dalyje, kuria kerpės yra pritvirtintos prie substrato. Tai rodo, kad kerpės talis gali aktyviai paveikti substratą, siekiant iš jo išgauti papildomų maistinių medžiagų.

Fermentinis dirvožemių aktyvumas yra vienas iš potencialaus dirvožemių biologinio aktyvumo rodiklių, apibūdinančių galimą sistemos gebėjimą palaikyti homeostazę.

Dirvožemyje kaupiasi tam tikras „fermentų telkinys“, kurio kokybinė ir kiekybinė sudėtis būdinga šiam dirvožemio tipui.

Naftos angliavandenilių poveikio dirvožemio fermentams pobūdį pirmiausia lemia cheminė angliavandenilių struktūra. Stipriausias-

356 I dalis. Biotechnologijos VAW taikymo moksle ir gamyboje pavyzdžiai

Inhibitoriai yra aromatiniai junginiai, kurių neigiamas poveikis pasireiškia visiems aptartiems redokso ir hidroliziniams fermentams. Priešingai, n-parafino ir cikloparafino frakcijos daugiausia turi aktyvinamąjį poveikį, ypač esant mažoms koncentracijoms. Kitas veiksnys, lemiantis taršos nafta poveikio pobūdį, yra paties dirvožemio savybės ir, svarbiausia, jo natūralus buferinis pajėgumas. Didelės buferinės galios dirvožemiai ne taip smarkiai reaguoja į taršą.

Tarša nafta paveikia fermentinį aktyvumą visame dirvožemio profilyje. Dirvožemius užteršus nafta, sutrinka pagrindinių organogeninių elementų mainai dirvožemyje: anglies, azoto, fosforo. Tai visų pirma liudija jų cikle dalyvaujančių fermentų kompleksų aktyvumo pokyčiai.

Kai kurių fermentų aktyvumas: katalazės, ureazės, nitrito ir nitratų reduktazės, amilazės gali būti naudojamos kaip dirvožemio užterštumo nafta indikatoriai, nes šių fermentų aktyvumo kitimo laipsnis yra tiesiogiai proporcingas teršalo dozei ir laikui. jis lieka dirvoje. Be to, tirtų fermentų aktyvumo nustatymas nesukelia metodinių sunkumų ir gali būti plačiai naudojamas naftos angliavandeniliais užterštam dirvožemiui apibūdinti.

Redokso fermentai. Yra žinoma, kad naftos angliavandenilių skilimas dirvožemyje yra susijęs su redokso procesais, vykstančiais dalyvaujant įvairiems fermentams. Dehidrogenazė ir katalazės fermentai yra svarbiausi ir labiausiai paplitę naftos skaidytojai dirvožemio mikroorganizmuose. Jų aktyvumo lygis dirvožemyje yra tam tikras dirvožemio būklės kriterijus, atsižvelgiant į jo savaiminio išsivalymo gebėjimą pašalinti aliejaus sudedamąsias dalis: dehidrogenazė tiesiogiai dalyvauja angliavandenilių skaidyme, o labai aktyvus deguonis, susidarantis dalyvaujant. katalazės, suteikia deguonies mikroorganizmams, dalyvaujantiems angliavandenilių skaidyme.

Dėl eksperimentų, kuriuos atliko N.A. Kireeva, nustatyta, kad praėjus 3 dienoms po taršos nafta redokso fermentų aktyvumas dirvožemyje žymiai sumažėja, lyginant su kontroliniu dirvožemiu. Šie pokyčiai išlieka net metus po užteršimo. Tačiau praėjus metams nuo eksperimentų pradžios, redokso fermentų aktyvumas šiek tiek padidėja, katalazės ir dehidrogenazės aktyvumo skirtumai kontrolinio ir šiek tiek užteršto varianto dirvožemyje ženkliai sumažėja, o tai rodo dirvožemio ekosistemos gebėjimą atstatyti biologinį aktyvumą iki pradinio lygio per metus esant mažai taršai.

Azoto apykaitos fermentai. Dirvožemyje randamos hidrolitinės ir redokso fermentų sistemos, kurios tarpiniais etapais nuosekliai paverčia azoto turinčias organines medžiagas į mineralinę nitratinę formą ir atvirkščiai – nitratinį azotą paverčia amoniaku.

Labiausiai ištirtas ureazė – fermentas, kurio veikimas yra susijęs su hidrolizės procesais ir pavertimu prieinama karbamido azoto forma. Nafta užterštose dirvose ureazės aktyvumas didėja tiek lauko, tiek laboratorinių bandymų metu visuose nagrinėjamuose dirvožemiuose. Šio fermento aktyvumo pokytis visiškai atitinka heterotrofinių mikroorganizmų skaičiaus augimą, amoniako azoto formų ir bendrojo azoto kiekio padidėjimą užterštoje dirvoje. Kitų hidrolizinių azoto apykaitos fermentų – proteazės, asparaginazės, glutaminazės – aktyvumas mažėja, veikiant taršai nafta.

Didelį vaidmenį azoto metabolizme dirvožemyje turi redokso fermentai: nitratų reduktazė, nitrito reduktazė ir hidroksilamino reduktazė, kurie anaerobinėmis sąlygomis dalyvauja redukuojant oksiduotas azoto formas į amoniaką. Dirvožemio tarša nafta turi dviprasmišką poveikį šiems fermentams. Sumažėja nitratų reduktazės ir nitrito reduktazės aktyvumas, didėja hidroksilamino reduktazės aktyvumas.

Ureazės, nitritų ir nitratų reduktazės aktyvumas gali būti naudojamas kaip vienas iš diagnostinių dirvožemio taršos nafta rodiklių, nes, pirma, šie fermentai yra mažiau jautrūs aplinkos veiksniams, antra, yra akivaizdi jų aktyvumo priklausomybė nuo dirvožemio užterštumo laipsnis.

Hidrolizinių fermentų, dalyvaujančių anglies cikle, aktyvumas. Pagrindinis vaidmuo anglies cikle dirvožemyje tenka angliavandeniams, kurie skaido įvairios prigimties ir kilmės angliavandenius.

Iš karto po tamsiai pilko miško dirvožemio užteršimo reikšmingų skirtumų tarp užterštų ir neužterštų variantų dirvožemių invertazės aktyvumo nenustatyta. Mažos ir vidutinės užteršimo dozės mėginių aktyvumo padidėjimas po metų tikriausiai yra susijęs su intensyviu negyvų augalų liekanų irimu. Didelė aliejaus koncentracija, dėl kurios atsiranda daugiau anaerobiozės nei silpna ir vidutinė, sukuria ribojančias sąlygas vystymuisi.

aerobiniai celiuliozę ardantys mikroorganizmai, turintys substrato gausą. Tai gali paaiškinti pastebėtą invertazės aktyvumo sumažėjimą šiame variante. Celialazės ir amilazės aktyvumas sumažėja dėl aliejaus poveikio.

Taigi, įvertinus tik trijų pagrindinių angliavandenių apykaitos fermentų funkcionavimą, kai naftos angliavandeniliai patenka į dirvą, matyti, kad dirvožemyje vyksta gilūs pokyčiai. Augalų liekanų irimo procesai sulėtėja, dėl to organinių junginių transformacija keičiasi blogėjimo kryptimi. Yra aiški angliavandenių aktyvumo priklausomybė nuo dirvožemio užterštumo aliejumi laipsnio.

Fosfohidrolazės. Dirvožemyje fosforo yra neorganinių ir organinių junginių pavidalu. Nepasiekiamas fosforo formas augalai pasisavina dėl fosfohidrolazių, kurios skaido fosforą iš organinių junginių, aktyvumo. Pilkos miško dirvožemio užteršimas nafta sumažina fosfatazės aktyvumą. Tokio fosfatazės aktyvumo sumažėjimo priežastimi gali būti tiek dirvožemio dalelių apgaubimas aliejumi, kuris neleidžia substratui patekti, tiek slopinamasis sunkiųjų metalų poveikis, kurių koncentracija nafta užterštose dirvose didėja. Pastebėtas fosfatazių aktyvumo sumažėjimas yra viena iš priežasčių, dėl kurių sumažėjo judriojo fosforo kiekis nafta užterštoje dirvoje. Praėjus metams po užteršimo, fosfatazės aktyvumas išlieka žemas, judriojo fosforo kiekis mažėja didėjant aliejaus dozei.

Naftos angliavandeniliai slopina DNazės, RNazės, ATPazės aktyvumą.

Taigi, alyvos patekimas į dirvą pažeidžia dirvožemio fosforo režimą, sumažėja judriųjų fosfatų kiekis ir inaktyvuojamos fosfohidrolazės. Dėl to pablogėja augalų mityba fosforu ir jų prieinamumas turimoms fosforo formoms.