≡× MENU

• Brendshme
• Dritaret
• Muret
• Projektet
• Ndërtesat

Aktiviteti enzimatik i tokës. Biodiagnostika e dherave sipas aktivitetit enzimatik Analiza sistematike-ekologjike e aktivitetit enzimatik të dherave

Bazuar në llojin e reaksioneve që ato katalizojnë, të gjitha enzimat e njohura ndahen në gjashtë klasa:

1. Oksidoreduktazat që katalizojnë reaksionet redoks.

2. Hidrolaza që katalizojnë reaksionet e ndarjes hidrolitike të lidhjeve intramolekulare në përbërje të ndryshme.

3. Transferazat që katalizojnë reaksionet e transferimit ndërmolekular ose intramolekular të një grupi kimik dhe të mbetjeve me transferim të njëkohshëm të energjisë që përmbahet në lidhjet kimike.

4. Ligazat (sintetazat), reaksione katalizuese të bashkimit të dy molekulave, të shoqëruara me ndarjen e lidhjeve firofosfatike të ATP ose trifosfateve të tjera të ngjashme.

5. Liazat që katalizojnë reaksionet e eliminimit ose shtimit johidrolitik të grupeve të ndryshme kimike të përbërjeve organike në lidhje dyfishe.

6, Izomerazat që katalizojnë reaksionet që shndërrojnë përbërjet organike në izomerët e tyre.

Oksidoreduktazat dhe hidrolazat, të cilat janë shumë të rëndësishme në biodinamikën e tokës, janë të përhapura në tokë dhe janë studiuar në detaje.

Katalaza

(H 2 O 2: H 2 O 2 oksidoreduktazë)

Katalaza katalizon reaksionin e dekompozimit të peroksidit të hidrogjenit për të formuar ujin dhe oksigjenin molekular:

H 2 O 2 + H 2 O 2 O 2 + H 2 O.

Peroksidi i hidrogjenit formohet gjatë frymëmarrjes së organizmave të gjallë dhe si rezultat i reaksioneve të ndryshme biokimike të oksidimit të substancave organike. Toksiciteti i peroksidit të hidrogjenit përcaktohet nga reaktiviteti i tij i lartë, i cili shfaqet nga oksigjeni i vetëm, *O 2. Reaktiviteti i tij i lartë çon në reaksione oksidimi të pakontrolluara. Roli i katalazës është se shkatërron peroksidin e hidrogjenit, i cili është toksik për organizmat.

Katalaza shpërndahet gjerësisht në qelizat e organizmave të gjallë, duke përfshirë mikroorganizmat dhe bimët. Tokat gjithashtu shfaqin aktivitet të lartë të katalazës.

Metodat për përcaktimin e aktivitetit të katalazës së tokës bazohen në matjen e shkallës së dekompozimit të peroksidit të hidrogjenit kur ai ndërvepron me tokën nga vëllimi i oksigjenit të çliruar (metodat gasometrike) ose nga sasia e peroksidit të pazbërthyer, e cila përcaktohet nga titrimi permanganatometrik ose kolorimetrik. metodë me formimin e komplekseve me ngjyra.

Hulumtimi nga E.V. Dadenko dhe K.Sh. Kazeev zbuloi se gjatë ruajtjes së mostrave, aktiviteti i katalazës së të gjitha enzimave zvogëlohet në masën më të madhe, prandaj përcaktimi i tij duhet të kryhet në javën e parë pas marrjes së kampionit.

Metoda A.Sh. Galstyan

Ecuria e analizës. Për të përcaktuar aktivitetin e katalazës, përdoret një pajisje që përbëhet nga dy byreta të lidhura me një zorrë gome, të cilat mbushen me ujë dhe balancojnë nivelin e saj. Ruajtja e një niveli të caktuar të ujit në byretë tregon se është arritur ekuilibri i temperaturës në pajisje. Një mostër (1 g) dheu shtohet në njërën nga ndarjet e balonës së dyfishtë. 5 ml tretësirë ​​peroksid hidrogjeni 3% derdhen në një ndarje tjetër të balonës. Balona mbyllet fort me një tapë gome. tub qelqi, e cila lidhet me biretën matëse duke përdorur një zorrë gome.

Eksperimenti kryhet në një temperaturë prej 20 °C, pasi në temperatura të tjera shpejtësia e reagimit do të jetë e ndryshme, gjë që do të shtrembërojë rezultatet. Në parim, nuk është e rëndësishme temperatura e ajrit, por temperatura e peroksidit duhet të jetë 20 0 C. Nëse temperatura e ajrit është dukshëm më e lartë se 20 0 C (në verë), rekomandohet të kryhet analiza në; një bodrum ose një dhomë tjetër e ftohtë. Përdorimi i një banjë uji me temperaturë 20°C, i rekomanduar në raste të tilla, vështirë se është efektiv.

Fillimi i eksperimentit shënohet me një kronometër ose orë rëre në momentin kur peroksidi përzihet me tokën, dhe përmbajtja e enës tundet. Përzierja tundet gjatë gjithë eksperimentit, duke pasur kujdes që të mos e prekni balonën me duar, duke e mbajtur nga tapa. Oksigjeni i lëshuar e zhvendos ujin nga bureta, niveli i të cilit shënohet pas 1 dhe 2 minutash. Rekomandimi për të përcaktuar sasinë e oksigjenit çdo minutë për 3 minuta, për shkak të drejtësisë së reaksionit të dekompozimit të peroksidit, vetëm rrit kohën e kaluar në analizë.

Kjo teknikë lejon një studiues të analizojë aktivitetin e katalazës së më shumë se 100 mostrave në ditë. Është i përshtatshëm për të kryer analizën së bashku, duke përdorur 5-6 anije. Në këtë rast, një person është i përfshirë drejtpërdrejt në analizë dhe monitoron nivelin e biretës, dhe i dyti monitoron kohën, regjistron të dhënat dhe lan enët.

Kontrolli është dheu i sterilizuar me nxehtësi të thatë (180°C). Disa toka, komponime dhe minerale kanë aktivitet të lartë të katalizimit inorganik të dekompozimit të peroksidit edhe pas sterilizimit - deri në 30-50% të aktivitetit total.

Aktiviteti i katalazës shprehet në mililitra O 2 që çlirohet në 1 minutë nga 1 g tokë.

Reagentët: tretësirë ​​3% e H 2 O 2. Përqendrimi i perhidrolit duhet të kontrollohet periodikisht, zgjidhja e punës përgatitet menjëherë para analizës. Për të vendosur përqendrimin e perhidrolit, 1 g H 2 O 2 peshohet në një balancë analitike në një balonë vëllimore 100 ml, vëllimi rregullohet në shenjë dhe tundet. Vendosni 20 ml të tretësirës që rezulton në balona konike 250 ml (3 përsëritje), shtoni 50 ml ujë të distiluar dhe 2 ml H 2 SO 4 20%. Më pas titroni me 0,1 N. Tretësirë ​​KMnO 4. 1 ml tretësirë ​​KMnO 4 korrespondon me 0,0017008 g H 2 O 2. Pas vendosjes së përqendrimit të perhidrolit, përgatitet një tretësirë ​​3% duke u holluar me ujë të distiluar. Tretësira e titrimit KMnO 4 përgatitet nga fikanali dhe mbahet për disa ditë për të vendosur titrin.

Dehidrogjenazat

(substrati: NAD(P)-oksidoreduktaza).

Dehidrogjenazat katalizojnë reaksionet redoks duke dehidrogjenizuar substancat organike. Ata vazhdojnë sipas skemës së mëposhtme:

AN 2 + V A+ VN 2

Në tokë, substrati për dehidrogjenim mund të jenë përbërje organike jo specifike (karbohidrate, aminoacide, alkoole, yndyra, fenole, etj.) dhe ato specifike (substanca humike). Dehidrogjenazat në reaksionet redoks funksionojnë si bartës të hidrogjenit dhe ndahen në dy grupe: 1) aerobe, duke transferuar hidrogjenin e mobilizuar në oksigjenin e ajrit; 2) anaerobe, të cilat transferojnë hidrogjenin tek pranuesit e tjerë, enzimat.

Metoda kryesore për zbulimin e veprimit të dehidrogjenazave është reduktimi i treguesve me një potencial të ulët redoks si bluja e metilenit.

Për përcaktimin e aktivitetit të dehidrogjenazave të tokës, si hidrogjen përdoren kripërat e tetrazolit pa ngjyrë (2,3,5-trifeniltetrazolium klorur - TTC), të cilat reduktohen në komponime formazane të kuqe (trifenilformazan - TFF).

Ecuria e analizës. Një kampion (1 g) dheu i përgatitur vendoset me kujdes përmes një hinke në fund të një provëz 12-20 ml dhe përzihet tërësisht. Shtoni 1 ml tretësirë ​​0,1 M të substratit të dehidrogjenimit (glukozës) dhe 1 ml tretësirë ​​1% TTX të sapopërgatitur. Tubat vendosen në një tharëse anaerostat ose vakum. Përcaktimi kryhet në kushte anaerobe, për të cilat ajri evakuohet në një vakum prej 10-12 mm Hg. Art. për 2-3 minuta dhe vendoseni në një termostat për 24 orë në 30 °C. Gjatë inkubimit të tokës me substrate, tolueni nuk shtohet si antiseptik, pasi; frenon fuqishëm veprimin e dehidrogjenazave. Toka e sterilizuar (në 180°C për 3 orë) dhe nënshtresat pa tokë shërbejnë si kontrolle. Pas inkubimit, shtoni 10 ml alkool etilik ose aceton në balonat dhe tundeni për 5 minuta. Zgjidhja me ngjyrë TPP që rezulton filtrohet dhe ngjyroset. Për ngjyrosje shumë intensive, tretësira hollohet me alkool (aceton) 2-3 herë. Përdorni kuveta 10 mm dhe një filtër të lehtë me një gjatësi vale 500-600 nm. Sasia e formazanit në mg llogaritet duke përdorur lakoren standarde (0.1 mg në 1 ml). Aktiviteti i dehidrogjenazave shprehet në mg TTP për 10 g tokë në 24 orë. Gabimi i përcaktimit është deri në 8%.

Reagentët:

1) tretësirë ​​1% e klorurit 2,3,5-trifeniltetrazoliumi;

2) tretësirë ​​glukoze 0,1 M (18 g glukozë treten në 1000 ml ujë të distiluar);

3) alkool etilik ose aceton;

4) trifenilformazan për shkallën standarde. Për të përgatitur një kurbë kalibrimi, përgatitni një seri zgjidhjesh në alkool etilik, aceton ose toluen me një përqendrim të formazanit (nga 0,01 në 0,1 mg formazan në 1 ml) dhe fotokolorimetruar siç përshkruhet më sipër.

Në mungesë të formazanit, përftohet duke reduktuar TTX me hidrosulfit natriumi (sulfit amoni, pluhur zinku në prani të glukozës). Përqendrimi fillestar i tretësirës TTX është 1 mg/ml. Hidrosulfit kristalor i natriumit shtohet në 2 ml të tretësirës origjinale TTX në majën e lancetës. Precipitati i formuar i formazanit nxirret me 10 ml toluen. Ky vëllim tolueni përmban 2 mg formazan (0.2 mg/ml). Hollimi i mëtejshëm përgatit solucione pune për peshoren.

Invertase

(β-fruktofuranosidase, saharazë)

Invertaza është një karbohidrazë, ajo vepron në lidhjen β-fruktofuranosidase në saharozë, rafinozë, gentianozë, etj. Kjo enzimë hidrolizon në mënyrë më aktive saharozën me formimin e sheqernave reduktuese - glukozës dhe fruktozës:

përmbys

C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

saharozë glukozë fruktozë

Invertaza është e përhapur në natyrë dhe gjendet pothuajse në të gjitha llojet e tokës. Aktivitet shumë i lartë i invertazës u gjet në tokat livadhore malore. Aktiviteti i invertazës lidhet qartë me përmbajtjen e humusit dhe pjellorinë e tokës. Gjatë studimit të efektit të plehrave, rekomandohet të vlerësohet efektiviteti i tyre. Metodat për përcaktimin e aktivitetit të invertazës së tokës bazohen në llogaritjen sasiore të sheqernave reduktuese sipas Bertrand dhe në ndryshimin e vetive optike të një solucioni saharozë para dhe pas ekspozimit ndaj enzimës. Metoda e parë mund të përdoret kur studiohet një enzimë me një amplitudë shumë të gjerë të aktivitetit dhe përqendrimit të substratit. Metodat polarimetrike dhe fotokolorimetrike janë më kërkuese për përqendrimin e sheqernave dhe janë të papranueshme për tokat me përmbajtje të lartë të lëndës organike, ku përftohen tretësira me ngjyra; prandaj, këto metoda janë me përdorim të kufizuar në kërkimin e tokës.

Paraqitja e punës suaj të mirë në bazën e njohurive është e lehtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar në http://www.allbest.ru/

Hyrje

1. Rishikim i literaturës

1.1 Vështrim i përgjithshëm në lidhje me enzimat e tokës

1.2 Aktiviteti enzimatik i tokave

1.3 Qasjet metodologjike për përcaktimin e aktivitetit enzimatik të dherave

1.3.1 Ndarja e zonës eksperimentale

1.3.2 Veçoritë e përzgjedhjes dhe përgatitjes së mostrave të tokës për analizë

1.4 Ndikimi i faktorëve të ndryshëm (temperatura, regjimit ujor, sezoni i përzgjedhjes) në aktiviteti enzimatik tokat

1.5 Ndryshimi në bashkësitë mikrobike në tokë

1.6 Metodat për studimin e aktivitetit të enzimave të tokës

konkluzioni

Lista e burimeve të përdorura

Hyrje

Në kushtet e rritjes së ngarkesës antropogjene në biosferën e planetit, toka, duke qenë një element i sistemit natyror dhe duke qenë në ekuilibër dinamik me të gjithë përbërësit e tjerë, i nënshtrohet proceseve të degradimit. Rrjedhat e substancave që hyjnë në tokë si rezultat i aktiviteteve antropogjene përfshihen në ciklet natyrore, duke prishur funksionimin normal biota e tokës, dhe si pasojë, i gjithë sistemi i tokës. Ndër kriteret e ndryshme biologjike për vlerësimin e ndikimit antropogjen në tokë, më operativët dhe më premtuesit janë treguesit biokimikë, të cilët japin informacion për dinamikën e proceseve enzimatike më të rëndësishme në tokë: sintezën dhe dekompozimin e lëndës organike, nitrifikimin dhe proceset e tjera. .

Informacioni i disponueshëm mbi aktivitetin enzimatik lloje të ndryshme tokat janë aktualisht të pamjaftueshme dhe kërkojnë studime të mëtejshme. Kjo e bën studimin e çështjeve të ngritura në këtë vepër mjaft të rëndësishme në aspektin teorik dhe praktik.

Objekti i studimit: aktiviteti i enzimave të tokës.

Synimi puna e kursit: Studimi i enzimave të tokës dhe aktiviteti enzimatik i tokave.

Në përputhje me qëllimin e studimit, u vendosën: detyrat:

1. Jepni një ide të përgjithshme për enzimat e tokës dhe aktivitetin enzimatik të dherave.

2. Konsideroni qasjet metodologjike për përcaktimin e aktivitetit enzimatik të dherave.

3. Përcaktoni ndikimin e ndryshme faktorët natyrorë mbi aktivitetin enzimatik të tokave

4. Studimi i çështjes së pranisë dhe ndryshimit të bashkësive të mikroorganizmave në tokë

5. Listoni dhe karakterizoni metodat për studimin e aktivitetit të enzimave të tokës.

1 . Rishikim i literaturës

1.1 Kuptimi i përgjithshëm i enzimave të tokës

Është e vështirë të imagjinohet që enzimat, molekula proteinike shumë të organizuara, mund të formohen në tokë jashtë një organizmi të gjallë. Dihet se toka ka një aktivitet të caktuar enzimatik.

Enzimat janë katalizatorë për reaksionet kimike të natyrës proteinike, të karakterizuara nga një veprim specifik në lidhje me katalizimin e disa reaksioneve kimike.

Enzimat janë produkte të biosintezës së organizmave të gjallë të tokës: drunore dhe bimë barishtore, myshqet, likenet, algat, kërpudhat, mikroorganizmat, protozoarët, insektet, jovertebrorët dhe vertebrorët, të cilët në natyrë përfaqësohen nga agregate të caktuar - biocenoza.

Biosinteza e enzimave në organizmat e gjallë kryhet për shkak të faktorëve gjenetikë përgjegjës për transmetimin trashëgues të llojit të metabolizmit dhe ndryshueshmërisë së tij adaptive. Enzimat janë aparati i punës nëpërmjet të cilit realizohet veprimi i gjeneve. Ata katalizojnë mijëra reaksione kimike në organizma, të cilët përfundimisht përbëjnë metabolizmin qelizor. Falë enzimave, reaksionet kimike në trup ndodhin me shpejtësi të madhe.

Deri më sot, nga dy mijë enzima të njohura, më shumë se 150 janë marrë në formë kristalore. Enzimat ndahen në gjashtë klasa:

1. Oksireduktazat – katalizojnë reaksionet redoks.

2. Transferazat - katalizojnë reaksionet e transferimit ndërmolekular të grupeve dhe mbetjeve të ndryshme kimike.

3. Hidrolazat - katalizojnë reaksionet e ndarjes hidrolitike të lidhjeve intramolekulare.

4. Liazat - reaksionet katalizuese të shtimit të grupeve në lidhjet dyfishe dhe reaksionet e kundërta të abstraksionit të grupeve të tilla.

5. Izomerazat – katalizojnë reaksionet e izomerizimit.

6. Ligazat - katalizojnë reaksionet kimike me formimin e lidhjeve për shkak të ATP (acid trifosforik adenozin).

Kur organizmat e gjallë vdesin dhe kalben, disa nga enzimat e tyre shkatërrohen, dhe disa, duke hyrë në tokë, ruajnë aktivitetin e tyre dhe katalizojnë shumë reaksione kimike të tokës, duke marrë pjesë në proceset e formimit të tokës dhe në formimin e një karakteristike cilësore të tokës - pjellorisë. .

NË lloje të ndryshme tokat nën biocenoza të caktuara kanë formuar komplekset e tyre enzimatike, të karakterizuara nga aktiviteti i reaksioneve biokatalitike.

Një tipar i rëndësishëm i komplekseve enzimatike të tokës është veprimi i rregullt i grupeve ekzistuese të enzimave. Ajo manifestohet në faktin se sigurohet veprimi i njëkohshëm i një numri enzimash, që përfaqësojnë grupe të ndryshme. Enzimat parandalojnë akumulimin e tepërt të çdo përbërjeje në tokë. Celular i akumuluar i tepërt lidhje të thjeshta(për shembull, NH 3) në një mënyrë ose në një tjetër ato lidhen përkohësisht dhe dërgohen në cikle që kulmojnë me formimin e komponimeve më komplekse. Komplekset enzimatike mund të imagjinohen si një lloj sistemesh vetërregulluese. Në këtë, rolin kryesor e luajnë mikroorganizmat dhe bimët, të cilat vazhdimisht plotësojnë enzimat e tokës, pasi shumë prej tyre janë jetëshkurtër.

Numri i enzimave gjykohet indirekt nga aktiviteti i tyre në kohë, i cili varet nga natyra kimike e substancave reaguese (substrati, enzima) dhe nga kushtet e ndërveprimit (përqendrimi i përbërësve, pH, temperatura, përbërja e mediumit, veprimi i aktivizues, frenues, etj.).

Enzimat që i përkasin klasave të hidrolazave dhe oksidoreduktazave janë të përfshira në proceset kryesore të humifikimit të tokës, prandaj aktiviteti i tyre është një tregues i rëndësishëm i pjellorisë së tokës. Prandaj, le të ndalemi shkurtimisht në karakteristikat e enzimave që u përkasin këtyre klasave.

Hidrolazat përfshijnë invertazën, ureazën, fosfatazën, proteazën etj.

Invertaza - katalizon reaksionet e ndarjes hidrolitike të saharozës në sasi ekuimolare të glukozës dhe fruktozës, gjithashtu vepron në karbohidratet e tjera (galaktozë, glukozë, ramnozë) me formimin e molekulave të fruktozës - një produkt energjie për jetën e mikroorganizmave, katalizatorëve të fruktozës. reagimet. Studimet e shumë autorëve kanë treguar se aktiviteti i invertazës pasqyron nivelin e pjellorisë dhe aktivitetit biologjik të tokave më mirë se enzimat e tjera 3, f. 27.

Ureaza - katalizon zbërthimin hidrolitik të uresë në amoniak dhe dioksid karboni. Në lidhje me përdorimin e uresë në praktikën agronomike, duhet pasur parasysh se aktiviteti i ureazës është më i lartë në më shumë tokat pjellore. Ajo rritet në të gjitha tokat gjatë periudhave të aktivitetit të tyre më të madh biologjik - në korrik-gusht.

Fosfataza (alkaline dhe acide) - katalizon hidrolizën e një numri përbërjesh organofosforike me formimin e ortofosfatit. Sa më i vogël të jetë numri i formave të lëvizshme të fosforit në tokë, aq më i lartë është aktiviteti i fosfatazës, kështu që mund të përdoret si një tregues shtesë kur përcaktohet nevoja për aplikimin e plehrave fosforike në tokë. Aktiviteti më i lartë i fosfatazës është në rizosferën e bimëve.

Proteazat janë një grup enzimash që zbërthejnë proteinat në polipeptide dhe aminoacide, të cilat më pas hidrolizohen në amoniak, dioksid karboni dhe ujë. Në këtë drejtim, proteazat kanë një rëndësi të madhe në jetën e tokës, pasi ato shoqërohen me ndryshime në përbërjen e përbërësve organikë dhe dinamikën e formave të azotit që thithen lehtësisht nga bimët.

Klasa e oksidoreduktazave përfshin katalazën, peroksidazën dhe polifenoloksidazën etj.

Katalaza - si rezultat i veprimit të saj, peroksidi i hidrogjenit, i cili është toksik për organizmat e gjallë, zbërthehet:

H2O2 > H2O + O2

Ndikim i madh në aktivitetin e katalazës tokat minerale jep bimësi. Tokat nën bimë me një sistem rrënjor të fuqishëm dhe thellësisht depërtues karakterizohen nga aktiviteti i lartë i katalazës. E veçanta e aktivitetit të katalazës është se poshtë profilit ajo ndryshon pak dhe ka marrëdhënie e anasjelltë nga lagështia e tokës dhe drejtpërdrejt nga temperatura.

Polifenol oksidaza dhe peroksidaza në tokë luajnë një rol të madh në proceset e formimit të humusit.

Polifenol oksidaza katalizon oksidimin e polifenoleve në kinone në prani të oksigjenit të lirë atmosferik. Peroksidaza katalizon oksidimin e polifenoleve në prani të peroksidit të hidrogjenit ose peroksideve organike. Në këtë rast, roli i tij është të aktivizojë peroksidet, pasi ato kanë një efekt të dobët oksidues mbi fenolet. Më pas, kondensimi i kinoneve me aminoacide dhe peptide mund të ndodhë për të formuar një molekulë parësore të acidit humik, e cila më pas mund të bëhet më komplekse për shkak të kondensimeve të përsëritura.

Raporti i aktivitetit të polifenol oksidazës (S) ndaj aktivitetit të peroksidazës (D), i shprehur në përqindje, lidhet me akumulimin e humusit në tokë, prandaj kjo vlerë quhet koeficienti i kushtëzuar i akumulimit të humusit (K):

Le të shohim llojet e enzimave të tokës.

Klasa e oksidoreduktazave përfshin reaksionet redoks katalizuese.

Në shumicën dërrmuese të oksidimeve biologjike, nuk bëhet fjalë për shtimin e oksigjenit në molekulën oksiduese, por për nxjerrjen e hidrogjenit nga substratet e oksiduara. Ky proces quhet dehidrogjenim dhe katalizohet nga enzimat e dehidrogjenazës.

Ka dehidrogjenaza aerobe, ose oksidaza, dhe dehidrogjenaza anaerobe, ose reduktaza. Oksidazat transferojnë atomet e hidrogjenit ose elektronet nga substanca që oksidohet në oksigjen atmosferik. Dehidrogjenazat anaerobe transferojnë atomet e hidrogjenit dhe elektronet tek pranuesit e tjerë, enzimat ose bartësit e hidrogjenit, pa i transferuar ato në atomet e oksigjenit. Komponime të shumta organike që hyjnë në tokë me bimët dhe kafshët i nënshtrohen oksidimit: proteinat, yndyrat, karbohidratet, fibrat, acidet organike, aminoacide, purina, fenole, kinone, substanca organike specifike si acidet humike dhe fulvik etj.

Si rregull, dehidrogjenazat anaerobe marrin pjesë në proceset redoks në qelizat e kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave, të cilët transferojnë hidrogjenin e shkëputur nga substrati tek bartësit e ndërmjetëm. Në mjedisin tokësor, kryesisht dehidrogjenazat aerobe marrin pjesë në proceset redoks, me ndihmën e të cilave hidrogjeni i substratit transferohet drejtpërdrejt në oksigjenin atmosferik, d.m.th. Pranuesi i hidrogjenit është oksigjeni. Sistemi më i thjeshtë redoks në tokë përbëhet nga një substrat i oksidueshëm, oksidaza dhe oksigjen.

E veçanta e oksidoreduktazave është se, megjithë grupin e kufizuar të grupeve aktive (koenzimat), ato janë të afta të përshpejtojnë numër i madh një shumëllojshmëri e gjerë reaksionesh redoks. Kjo arrihet për shkak të aftësisë së një koenzime për t'u kombinuar me shumë apoenzima dhe çdo herë të formojë një oksidoreduktazë që është specifike për një substrat të veçantë.

Një tjetër tipar i rëndësishëm oksidoreduktazat është se ato përshpejtojnë reaksionet kimike që lidhen me çlirimin e energjisë, e cila është e nevojshme për proceset sintetike. Proceset redoks në tokë katalizohen nga dehidrogjenazat aerobe dhe anaerobe. Për nga natyra kimike, këto janë enzima me dy përbërës që përbëhen nga proteina dhe një grup aktiv, ose koenzimë.

Grupi aktiv mund të jetë:

NAD+ (nikotinamid adenine dinukleotidi),

NADP + (nikotinamid adenine dinukleotid fosfat);

FMN (mononukleotidi i flavinës);

FAD (dinukleotidi i adeninës së flavinës), citokromet.

Janë zbuluar rreth pesëqind oksidoreduktaza të ndryshme. Megjithatë, oksidoreduktazat më të zakonshme janë ato që përmbajnë NAD + si grup aktiv.

Duke u kombinuar me proteinat dhe duke formuar një enzimë me dy përbërës (proteina piridine), NAD + rrit aftësinë e tij për t'u rikuperuar. Si rezultat, proteinat e piridinës bëhen të afta të largojnë nga substratet, të cilat mund të jenë karbohidratet, acidet dikarboksilike dhe keto, aminoacide, aminet, alkoolet, aldehidet, komponimet organike specifike të tokës (acidet humike dhe fulvik), etj., atomet e hidrogjenit në forma e protoneve (H +) . Si rezultat, grupi aktiv i enzimës (NAD +) zvogëlohet, dhe substrati kalon në një gjendje të oksiduar.

Mekanizmi i lidhjes së dy atomeve të hidrogjenit, d.m.th. dy protone dhe dy elektrone është si më poshtë. Grupi aktiv i dehidrogjenazave që pranon protone dhe elektrone është unaza e piridinës. Kur NAD + zvogëlohet, një proton dhe një elektron i shtohen njërit prej atomeve të karbonit të unazës së piridinës, d.m.th. një atom hidrogjeni. Elektroni i dytë i shtohet atomit të azotit të ngarkuar pozitivisht dhe protoni i mbetur shkon në mjedis.

Të gjitha proteinat e piridinës janë dehidrogjenaza anaerobe. Ata nuk i transferojnë atomet e hidrogjenit të hequr nga substrati në oksigjen, por i dërgojnë ato në një enzimë tjetër.

Përveç NAD +, enzimat e piridinës mund të përmbajnë nikotinamid adeninë dinukleotid fosfat (NADP +) si koenzimë. Kjo koenzimë është një derivat i NAD + në të cilin hidrogjeni i grupit OH - të atomit të dytë të karbonit të adenozinës ribozë zëvendësohet nga një mbetje e acidit fosforik. Mekanizmi i oksidimit të substratit me pjesëmarrjen e NADP* si koenzimë është i ngjashëm me NAD +.

Pas shtimit të hidrogjenit, NADH dhe NADPH kanë potencial të konsiderueshëm reduktues. Ata mund të transferojnë hidrogjenin e tyre në komponime të tjera dhe t'i reduktojnë ato, ndërsa vetë kthehen në një formë të oksiduar. Megjithatë, hidrogjeni i lidhur me dehidrogjenazën anaerobe nuk mund të transferohet në oksigjenin atmosferik, por vetëm tek bartësit e hidrogjenit. Të tillë bartës të ndërmjetëm janë enzimat flavine (flavoproteinat). Ato janë enzima me dy përbërës, të cilat mund të përmbajnë vitaminë B2 të fosforiluar (riboflavin) si një grup aktiv. Çdo molekulë e një enzime të tillë përmban një molekulë të riboflavinës fosfat (ose mononukleotid flavin, FMN). Kështu, FMN është një përbërje e bazës azotike dimetilizoaloksazine me mbetje të ribitolit të alkoolit me pesë karbon dhe acidit fosforik. FMN është në gjendje të pranojë dhe të dhurojë dy atome hidrogjeni (H) në atomet e azotit (N) të unazës së izoaloksazinës.

Transferazat quhen enzima transferuese. Ata katalizojnë transferimin e radikaleve individuale, pjesëve të molekulave dhe molekulave të tëra nga një përbërës në tjetrin. Reagimet e transferimit zakonisht ndodhin në dy faza. Në fazën e parë, enzima ndan një grup atomik nga substanca që merr pjesë në reaksion dhe formon një përbërje komplekse me të. Në fazën e dytë, enzima katalizon shtimin e një grupi në një substancë tjetër që merr pjesë në reaksion, dhe vetë lirohet e pandryshuar. Klasa e transferazës përmban rreth 500 enzima individuale. Varësisht se cilat grupe apo radikale barten nga transferazat, dallohen fosfotransferazat, aminotransferazat, glikosiltransferazat, aciltransferazat, metiltransferazat etj.

Fosfotransferazat (kinazat) janë enzima që katalizojnë transferimin e mbetjeve të acidit fosforik (H2P03). Dhuruesi i mbetjeve të fosfatit është zakonisht ATP. Transferimi i grupeve të fosfatit kryhet në alkool, karboksil, që përmbajnë azot, fosfor që përmbajnë dhe grupe të tjera të përbërjeve organike. Fosfotransferazat përfshijnë heksokinazën e kudogjendur, një enzimë që përshpejton transferimin e një mbetjeje të acidit fosforik nga një molekulë ATP në glukozë. Ky reagim fillon shndërrimin e glukozës në komponime të tjera.

Glikoziltransferazat përshpejtojnë transferimin e mbetjeve të glikozilit në molekulat e monosakarideve, polisaharideve ose substancave të tjera. Këto janë enzima që sigurojnë reaksione për sintezën e molekulave të reja të karbohidrateve, koenzimat e glikoziltransferazave janë sheqerna nukleozide difosfate (NDP). Prej tyre, gjatë sintezës së oligosakarideve, mbetjet e glikozilit kalojnë në monosakarid. Aktualisht njihen rreth pesëdhjetë sheqerna NDF. Ato janë të përhapura në natyrë dhe sintetizohen nga esteret e fosforit të monosakarideve dhe nga trifosfatet nukleozide përkatëse.

Aciltransferazat transferojnë mbetjet acid acetik CH3CO -, si dhe mbetje të tjera acidet yndyrore për aminoacidet, aminet, alkoolet dhe komponimet e tjera. Këto janë enzima me dy përbërës që përfshijnë koenzimën A. Burimi i grupeve acil është acil koenzima A, e cila mund të konsiderohet si një grup aktiv i aciltransferazave. Kur mbetjet e acidit acetik transferohen, acetil koenzima A merr pjesë në reaksion.

Klasa e hidrolazave përfshin enzima që katalizojnë hidrolizën dhe nganjëherë sintezën e përbërjeve organike komplekse me pjesëmarrjen e ujit.

Nënklasa e esterazave përfshin enzima që përshpejtojnë reaksionet e hidrolizës së estereve dhe alkooleve me acide organike dhe inorganike.

Nënklasat më të rëndësishme të esterazave janë hidrolazat e esterit të acidit karboksilik dhe fosfatazat. Reaksionet e hidrolizës së yndyrave (triglicerideve), si rezultat i të cilave lirohet glicerina dhe acidet yndyrore më të larta, përshpejtohen nga hidrolaza e lipazës së estereve të glicerinës. Ekzistojnë lipaza të thjeshta, të cilat katalizojnë lirimin e acideve yndyrore më të larta nga trigliceridet e lira, dhe lipoprotein lipaza, të cilat hidrolizojnë lipidet e lidhura me proteinat. Lipazat janë proteina me një përbërës me një peshë molekulare prej 48 mijë deri në 60 mijë lipaza e majave është studiuar mirë. Zinxhiri i tij polipeptid përbëhet nga 430 mbetje aminoacide dhe është palosur në një rruzull, në qendër të së cilës është qendra aktive e enzimës. Rolin kryesor në qendrën aktive të lipazës e luajnë radikalët e histidinës, serinës, acideve dikarboksilike dhe izoleucinës.

Aktiviteti i lipazave rregullohet nga fosforilimi-defosforilimi i tyre. Lipazat aktive janë të fosforiluara, ato joaktive defosforilohen.

Fosfatazat katalizojnë hidrolizën e estereve të fosforit. Fosfatazat që veprojnë në esteret e acidit fosforik dhe karbohidrateve janë të përhapura. Komponime të tilla përfshijnë, për shembull, glukoz-6-fosfat, glukoz-1-fosfatazë, fruktozë-1,6-difosfat, etj. Enzimat përkatëse quhen glukoz-6-fosfatazë, glukoz-1-fosfatazë, etj. Ato katalizohen eliminimi i mbetjes së acidit fosforik nga esteret fosforike:

Fosfodiester fosfatazat - deoksiribonukleaza dhe ribonukleaza katalizojnë ndarjen e ADN-së dhe ARN-së në nukleotide të lira.

Një nënklasë hidrolazash përfshin glikozidazat, të cilat përshpejtojnë reaksionet e hidrolizës së glikozideve. Përveç glikozideve që përmbajnë mbetje të alkoolit monohidrik si aglikone, substratet mbi të cilat veprojnë glikozidazat janë oligo- dhe polisaharide. Më të rëndësishmet nga glikozidazat që veprojnë në oligosakaride janë maltoza dhe saharoza. Ato hidrolizojnë maltozën dhe saharozën.

Nga glikozidazat që veprojnë në polisaharide, vlera më e lartë kanë amilaza. Veçori amilaza - mungesa e specifikës absolute të veprimit. Të gjitha amilazat janë metaloproteina dhe përmbajnë Zn 2+ dhe Ca 2+. Qendrat aktive të amilazave formohen nga radikalet e histidinës, acideve aspartike dhe glutamike, si dhe tirozinës. Ky i fundit kryen funksionin e lidhjes së substratit, dhe i pari kryen funksionin trikatalitik. Amilazat përshpejtojnë reaksionet e hidrolizës së lidhjeve glikozil në molekulën e niseshtës me formimin e glukozës, maltozës ose oligosakarideve.

Nuk kanë rëndësi të vogël celulaza, e cila katalizon zbërthimin e celulozës, inulaza, e cila zbërthen polisaharidin inulin dhe aglukozidaza, e cila e shndërron disakaridin maltozë në dy molekula glukoze. Disa glikozidaza mund të katalizojnë reaksionet e transferimit të mbetjeve të glikozilit, në këtë rast ato quhen transglikozidaza.

Proteazat (hidrolazat peptide) katalizojnë ndarjen hidrolitike të lidhjeve peptide CO-NH në proteina ose peptide për të prodhuar peptide me peshë molekulare më të ulët ose aminoacide të lira. Midis hidrolazave peptide, bëhet dallimi midis endopeptidazave (proteinazave), të cilat katalizojnë hidrolizën e lidhjeve të brendshme në një molekulë proteine, dhe ekzopeptidazave (peptidaza), të cilat sigurojnë ndarjen e aminoacideve të lira nga zinxhiri peptid.

Proteinazat ndahen në katër nënklasa.

1. Proteinazat serine, qendra aktive e ketyre enzimave perfshin nje mbetje serine. Sekuenca e mbetjeve të aminoacideve në një seksion të zinxhirit polipeptid është e njëjtë për proteinazat e serinës: seria e acidit aspartik-glicina. Grupi hidroksil i serinës karakterizohet nga procese të larta. E dyta aktive grup funksionalështë një imidazol i një mbetjeje histidine, e cila aktivizon hidroksilin e serinës si rezultat i formimit të një lidhje hidrogjeni.

2. Proteinazat e tiolit (cisteinës) kanë një mbetje cisteine ​​në qendrën aktive dhe një grup karboksil i jonizuar kanë aktivitet enzimatik.

3. Proteinazat acide (karboksil), pH optimale<5, содержат радикалы дикарбоновых кислот в активном центре.

4. Metalproteinazat, efekti i tyre katalitik është për shkak të pranisë së Mg 2+, Mn 2+, Co 2+, Zn 2+, Fe 2+ në qendrën aktive. Forca e lidhjes midis metalit dhe pjesës proteinike të enzimës mund të ndryshojë. Jonet metalike të përfshira në qendrën aktive marrin pjesë në formimin e komplekseve enzimë-substrat dhe lehtësojnë aktivizimin e substrateve.

Një tipar i rëndësishëm i proteinazave është natyra selektive e veprimit të tyre në lidhjet peptide në molekulën e proteinave. Si rezultat, një proteinë individuale, nën ndikimin e një proteinaze të caktuar, ndahet gjithmonë në një numër rreptësisht të kufizuar peptidesh.

5. Hidrolazat peptide që shkëputin aminoacidet nga peptidi, duke filluar me një aminoacid me një grup të lirë NH2, quhen aminopeptidaza ato me një grup të lirë COOH quhen karboksipeptidaza. Dipeptidazat kompletojnë hidrolizën e proteinave, duke zbërthyer dipeptidet në aminoacide.

6. Amidazat katalizojnë ndarjen hidrolitike të lidhjes ndërmjet karbonit dhe azotit: deaminimi i amineve. Ky grup enzimash përfshin ureazën, e cila kryen zbërthimin hidrolitik të uresë. enzimë oksiduese

7. Ureaza është enzimë me një përbërës (M=480 mijë). Molekula është një rruzull dhe përbëhet nga tetë nënnjësi të barabarta. Ka specifikë absolute të substratit, duke vepruar vetëm në ure.

Duhet të theksohet se për të zbuluar enzimat e lira në tokë, para së gjithash është e nevojshme të çlirohet nga organizmat e gjallë, domethënë të kryhet sterilizimi i plotë ose i pjesshëm. Faktori ideal që sterilizon tokën për nevojat e enzimologjisë duhet të vrasë qelizat e gjalla pa dëmtuar strukturën e tyre qelizore dhe në të njëjtën kohë të mos ndikojë në vetë enzimat. Është e vështirë të thuhet nëse të gjitha metodat e sterilizimit të përdorura aktualisht i plotësojnë këto kërkesa. Më shpesh, toka për nevojat e enzimologjisë sterilizohet duke shtuar toluen si antiseptik, duke e trajtuar tokën me oksid etilen ose, siç praktikohet gjithnjë e më shumë, duke vrarë mikroorganizma të llojeve të ndryshme me rrezatim jonizues. Teknikat e mëtejshme për përcaktimin e vetive katalitike të tokës nuk ndryshojnë nga metodat për përcaktimin e aktivitetit të enzimave me origjinë bimore ose shtazore. Një përqendrim i caktuar i substratit për enzimën shtohet në tokë dhe, pas inkubimit, studiohen produktet e reaksionit. Analizat e shumë tokave të kryera duke përdorur këtë metodë kanë treguar se ato përmbajnë enzima të lira me aktivitet katalitik.

1.2 Aktiviteti enzimatik i tokave

Aktiviteti enzimatik i tokave [nga lat. Fermentum - tharmi] - aftësia e tokës për të shfaqur një efekt katalitik në proceset e transformimit të përbërjeve ekzogjene dhe të veta organike dhe minerale për shkak të enzimave të pranishme në të. Kur karakterizojmë aktivitetin enzimatik të dherave nënkuptojmë treguesin e aktivitetit total. Aktiviteti enzimatik i tokave të ndryshme nuk është i njëjtë dhe lidhet me karakteristikat e tyre gjenetike dhe një kompleks faktorësh mjedisorë që ndërveprojnë. Niveli i aktivitetit enzimatik të tokave përcaktohet nga aktiviteti i enzimave të ndryshme (invertaza, proteaza, ureaza, dehidrogjenaza, katalaza, fosfataza), e shprehur me sasinë e substratit të zbërthyer për njësi të kohës për 1 g tokë.

Aktiviteti biokatalitik i tokave varet nga shkalla e pasurimit të tyre me mikroorganizma dhe nga lloji i tokës. Aktiviteti i enzimave ndryshon përgjatë horizonteve gjenetike, të cilat ndryshojnë në përmbajtjen e humusit, llojet e reaksioneve, potencialin redoks dhe tregues të tjerë të profilit.

Në tokat pyjore të virgjëra, intensiteti i reaksioneve enzimatike përcaktohet kryesisht nga horizontet e mbeturinave pyjore, dhe në tokat e punueshme - nga shtresat e punueshme. Të gjithë horizontet gjenetike biologjikisht më pak aktive të vendosura nën horizontet A ose Ap kanë aktivitet të ulët enzimë. Aktiviteti i tyre rritet pak me kultivimin e tokës. Pas zhvillimit të tokave pyjore për tokë arë, aktiviteti enzimatik i horizontit arë të formuar në krahasim me mbeturinat pyjore zvogëlohet ndjeshëm, por me kultivimin e tij rritet dhe në tokat shumë të kultivuara afrohet ose tejkalon treguesit e mbetjeve pyjore.

Aktiviteti i enzimës pasqyron gjendjen e pjellorisë së tokës dhe ndryshimet e brendshme që ndodhin gjatë përdorimit bujqësor dhe rritjen e nivelit të kulturës bujqësore. Këto ndryshime zbulohen si me përfshirjen e tokave të virgjëra dhe pyjore në kultivim, ashtu edhe me metoda të ndryshme të përdorimit të tyre.

Në të gjithë Bjellorusinë, deri në 0,9 t/ha humus humbet çdo vit në tokat e punueshme. Si pasojë e erozionit, çdo vit 0,57 t/ha humus hiqet në mënyrë të pakthyeshme nga fushat. Arsyet e dehumifikimit të tokës janë rritja e mineralizimit të lëndës organike të tokës, vonesa e proceseve të formimit të humusit të ri nga mineralizimi për shkak të furnizimit të pamjaftueshëm të plehrave organike në tokë dhe një rënie në aktivitetin enzimatik të tokës.

Transformimet biokimike të lëndës organike të tokës ndodhin si rezultat i aktivitetit mikrobiologjik nën ndikimin e enzimave. mikroorganizmi i tokës me aktivitet enzimatik

Enzimat luajnë një rol të veçantë në jetën e kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave. Enzimat e tokës janë të përfshira në zbërthimin e mbetjeve bimore, shtazore dhe mikrobike, si dhe në sintezën e humusit. Si rezultat, lëndët ushqyese transferohen nga përbërës të vështirë për t'u tretur në forma lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat. Enzimat karakterizohen nga aktiviteti i lartë, specifika strikte e veprimit dhe varësia e madhe nga kushtet e ndryshme mjedisore. Falë funksionit të tyre katalitik, ato sigurojnë shfaqjen e shpejtë të një numri të madh reaksionesh kimike në trup ose jashtë tij.

Së bashku me kriteret e tjera, aktiviteti enzimatik i tokës mund të shërbejë si një tregues i besueshëm diagnostik për përcaktimin e shkallës së kultivimit të tokës. Si rezultat i hulumtimit 4, f. 91 vendosi një marrëdhënie midis aktivitetit të proceseve mikrobiologjike dhe enzimatike dhe zbatimit të masave që rrisin pjellorinë e tokës. Kultivimi dhe plehërimi i tokës ndryshojnë ndjeshëm kushtet mjedisore për zhvillimin e mikroorganizmave.

Aktualisht, disa mijëra enzima individuale janë zbuluar në objekte biologjike, dhe disa qindra prej tyre janë izoluar dhe studiuar. Dihet se një qelizë e gjallë mund të përmbajë deri në 1000 enzima të ndryshme, secila prej të cilave përshpejton një ose një reaksion kimik tjetër.

Interesi për përdorimin e enzimave është edhe për faktin se kërkesat për rritjen e sigurisë së proceseve teknologjike janë vazhdimisht në rritje. Të pranishme në të gjitha sistemet biologjike, si produkte dhe mjete të këtyre sistemeve, enzimat sintetizohen dhe funksionojnë në kushte fiziologjike (pH, temperaturë, presion, prania e joneve inorganike), pas së cilës ato ekskretohen lehtësisht, duke u zbërthyer në aminoacide. Si produktet ashtu edhe mbetjet e shumicës së proceseve enzimatike janë jo toksike dhe lehtësisht të degradueshme. Përveç kësaj, në shumë raste, enzimat e përdorura në industri prodhohen në një mënyrë miqësore me mjedisin. Enzimat dallohen nga katalizatorët jobiologjikë jo vetëm nga siguria dhe aftësia e tyre e shtuar për t'u biodegraduar, por edhe nga specifika e tyre e veprimit, kushtet e buta të reagimit dhe efikasiteti i lartë. Efikasiteti dhe specifika e veprimit të enzimës bën të mundur marrjen e produkteve të synuara me rendiment të lartë, gjë që e bën përdorimin e enzimave në industri ekonomikisht fitimprurës. Përdorimi i enzimave ndihmon në reduktimin e konsumit të ujit dhe energjisë në proceset teknologjike, zvogëlon emetimet e CO2 në atmosferë dhe zvogëlon rrezikun e ndotjes së mjedisit nga nënproduktet e cikleve teknologjike.

Përdorimi i teknologjisë së avancuar bujqësore mund të ndryshojë në një drejtim të favorshëm proceset mikrobiologjike jo vetëm të shtresave të tokës së punueshme, por edhe të nënarrueshme.

Me pjesëmarrjen e drejtpërdrejtë të enzimave jashtëqelizore, përbërjet organike të tokës dekompozohen. Kështu, enzimat proteolitike zbërthejnë proteinat në aminoacide.

Ureaza e zbërthen urenë në CO2 dhe NH3. Kripërat e amoniakut dhe të amonit që rezultojnë shërbejnë si burim ushqimi me azot për bimët dhe mikroorganizmat.

Invertaza dhe amilaza janë të përfshira në zbërthimin e karbohidrateve. Enzimat e grupit fosfat zbërthejnë përbërjet organofosforike në tokë dhe luajnë një rol të rëndësishëm në regjimin fosfatik të këtij të fundit.

Për të karakterizuar aktivitetin e përgjithshëm enzimatik të tokës, zakonisht përdoren enzimat më të zakonshme karakteristike të shumicës dërrmuese të mikroflorës së tokës - invertaza, katalaza, proteaza dhe të tjera.

Në kushtet e republikës sonë janë kryer shumë studime 16, f. 115 për të studiuar ndryshimet në nivelin e pjellorisë dhe aktivitetit enzimatik të tokave nën ndikimin antropogjen, megjithatë, të dhënat e marra nuk japin një përgjigje gjithëpërfshirëse për natyrën e ndryshimeve për shkak të vështirësisë së krahasimit të rezultateve për shkak të ndryshimeve në kushtet eksperimentale dhe metodat e kërkimit.

Në këtë drejtim, kërkimi për një zgjidhje optimale për problemin e përmirësimit të statusit të humusit të tokës dhe aktivitetit të tij enzimatik në kushte specifike tokësore dhe klimatike, bazuar në zhvillimin e metodave të kursimit të burimeve të lërimit bazë dhe përdorimin e mjeteve mbrojtëse të tokës. rrotullimet e të korrave që ndihmojnë në ruajtjen e strukturës, parandalimin e ngjeshjes së tokës dhe përmirësimin e gjendjes së tyre cilësore dhe rivendosjen e pjellorisë së tokës me kosto minimale, shumë të rëndësishme.

1.3 Qasjet metodologjike për përcaktimin enzimatikaktiviteti i tokës

1.3.1 Izolimi eksperimentalishtthkomplotdhe hartëzimi

Vendi i provës është një pjesë e zonës së studimit, e karakterizuar nga kushte të ngjashme (relievi, uniformiteti i strukturës së tokës dhe mbulesës bimore, natyra e përdorimit ekonomik).

Vendi i testimit duhet të vendoset në një vend tipik për zonën e studimit. Në një sipërfaqe prej 100 m2. m, shtrohet një vend prove me përmasa 25 m Nëse relievi është heterogjen, vendet zgjidhen sipas elementeve të relievit.

Një plan paraprak për shtrirjen e seksioneve kryesore dhe gjysmëseksioneve është përshkruar në mënyrë të tillë që ato të karakterizojnë tokat e të gjitha formave të tokës të hasura dhe dallimet në mbulesën e tokës.

Metoda e lakut përdoret në zonat me terren kompleks dhe një rrjet të dendur gjeografik. Me këtë metodë, zona në studim ndahet në sektorë elementar të veçantë, duke marrë parasysh veçoritë e ndryshimeve në reliev ose në rrjetin hidrografik. Sektori vëzhgohet nga një qendër duke bërë rrugë në formë laku në drejtim radial.

Duke marrë parasysh veçoritë e rrjetit reliev dhe hidrografik në një zonë specifike, rrugët e vrojtimit mund të planifikohen në mënyrë të kombinuar, d.m.th. Një pjesë e sitit është vëzhguar duke përdorur metodën e kalimeve paralele të territorit, dhe një pjesë e saj duke përdorur metodën e sytheve.

Përgjatë rrugëve, vendndodhjet e seksioneve janë shënuar në mënyrë të tillë që të mbulohen të gjitha dallimet kryesore në reliev dhe vegjetacion, d.m.th. distancat midis seksioneve nuk janë të kufizuara, prandaj në disa vende, zakonisht me terren kompleks, seksionet mund të bëhen më të dendura, ndërsa në zona të tjera, relativisht homogjene, vendndodhja e seksioneve mund të jetë e rrallë.

Më tej vjen puna që lidhet me hartëzimin e tokës dhe studimin e detajuar të dherave, duke filluar me një rilevim zbulues të vendit (bllokut). Gjatë sondazhit zbulues, ata njihen me kufijtë e kantierit dhe në përgjithësi me objektin e studimit, të cilin e shëtisin nëpër hapsira, vija shikimi dhe rrugë. Në vendet më karakteristike vendosen prerje, vendndodhja e të cilave është shënuar në plan. Bazuar në rezultatet e sondazheve të zbulimit, rrugët dhe vendndodhjet për vendosjen e seksioneve të tokës rregullohen përfundimisht.

Pas studimit të zbulimit, ata fillojnë studimin aktual, gjatë të cilit është e nevojshme të keni një plan për vendosjen e seksioneve të tokës dhe një kopje të pastër të skicës së përshkrimit të taksave. Një ide e përgjithshme e dallimeve të tokës dhe shenjave fillestare të kufijve të kontureve të tokës merren bazuar në studimin e seksioneve kryesore dhe të kontrollit. Kufijtë e konturit të tokës sqarohen duke përdorur gërmimin. Në të njëjtën kohë, në ditarin fushor për çdo seksion, plotësohet një formular për përshkrimin e seksionit të tokës. Një studim në terren i shpërndarjes së tokës kryhet pas shtrimit dhe lidhjes së seksioneve për të përcaktuar klasifikimin e një toke të caktuar. Bazuar në rezultatet e një vlerësimi në terren të mbulesës së tokës dhe të gjithë elementëve të tjerë të peizazhit, një zonë e veçantë, relativisht homogjene ose e larmishme uniforme identifikohet si kontur i tokës.

Baza për identifikimin e kufijve midis kontureve të tokave të ndryshme është identifikimi i modeleve midis tokave, topografisë dhe vegjetacionit. Ndryshimet në faktorët e formimit të tokës çojnë në ndryshime në mbulesën e tokës. Me një ndryshim të qartë në reliev, formacionet bimore dhe shkëmbinjtë formues të tokës, kufijtë e dallimeve të tokës përkojnë me kufijtë në tokë. Nga ana tjetër, lehtësia e fiksimit të kufijve në hartë dhe saktësia e identifikimit të kontureve të tokës varen nga saktësia e bazës topografike. Sidoqoftë, në natyrë, më së shpeshti duhet të përballemi me kufij të paqartë dhe kalime graduale. Në këtë rast, vendosja e kufijve të kontureve të tokës kërkon vendosjen e një numri të madh gërmimesh, si dhe përvojë të pasur praktike dhe vëzhgim të mirë. Gjatë kryerjes së vetë rilevimit në terren, bazuar në planin e kopjuar nga tabela tatimore, hartohet një skicë e dherave të zonës së studimit.

Duhet mbajtur mend se nuk ka kufij të rreptë midis dallimeve të tokës në natyrë, pasi zëvendësimi i një ndryshimi të tokës me një tjetër ndodh gradualisht përmes akumulimit të disa karakteristikave dhe humbjes së të tjerave. Prandaj, rilevimi i tokës lejon vetëm, në një masë më të madhe ose më të vogël, të përcjellë skicat skematike të shpërndarjes së kontureve të tokës, dhe saktësia e identifikimit të kufijve të tyre varet nga shkalla e studimit, lloji i tokës dhe kushte të tjera. Dimensionet minimale të kontureve të tokës që i nënshtrohen identifikimit të detyrueshëm në hartën e tokës përcaktohen nga standardet teknike.

1.3.2 Veçoritë e përzgjedhjes dhe përgatitjes së mostrave të tokës për analizë

Për të përcaktuar saktë përmbajtjen e një lënde të caktuar në tokë, të gjitha analizat agrokimike duhet të kryhen me saktësi dhe saktësi të patëmetë. Megjithatë, edhe një analizë shumë e plotë do të japë rezultate jo të besueshme nëse mostrat e tokës nuk merren si duhet.

Meqenëse një mostër shumë e vogël merret për analizë dhe rezultatet e përcaktimit duhet të japin një karakterizim objektiv të sasive të mëdha të materialit, vëmendje i kushtohet eliminimit të heterogjenitetit gjatë marrjes së mostrave të tokës. Mesatarja e një kampioni dheu arrihet me përzgjedhjen hap pas hapi të mostrave fillestare, laboratorike dhe analitike.

Një kampion fillestar i përzier duhet të përbëhet nga mostra individuale (mostra fillestare) të marra brenda të njëjtit variacion dheu. Nëse zona ka një mbulesë komplekse dheu, atëherë nuk mund të merret një mostër mesatare e vetme. Duhet të ketë aq shumë sa ka varietetet e tokës.

Në varësi të konfigurimit të sitit, vendndodhja e pikave për mbledhjen e mostrave fillestare në të ndryshon. Në një zonë të ngushtë, të zgjatur, ato mund të vendosen përgjatë (në mes) të saj. Në një zonë të gjerë, afër një sheshi, është më mirë një rregullim me shah i vendeve të marrjes së mostrave. Në sipërfaqe të mëdha, mostrat e tokës merren përgjatë gjatësisë së parcelës në mes të saj, në sasi deri në 20 copë.

Përziejeni plotësisht kampionin fillestar të dheut të marrë në një copë pëlhure gomuar, mesatarisht e zvogëloni atë në vëllimin e kërkuar, më pas hidheni në një qese ose kuti të pastër. Kjo është një mostër laboratorike, pesha e saj është rreth 400 g.

Një etiketë kompensatë ose kartoni e shkruar me laps vendoset në krye të kutisë me mostrën laboratorike, duke treguar:

1. Emri i objektit.

2. Emrat e faqeve.

3. Numrat e parcelave.

4. Thellësitë e përzgjedhjes.

5. Numrat e mostrave.

6. Emrat e personit që ka mbikëqyrur punën ose ka marrë mostrën.

7. Datat e punës.

E njëjta hyrje bëhet në ditar në të njëjtën kohë.

Një kampion dheu i dorëzuar nga vendi në laborator derdhet në letër të trashë ose një fletë kompensatë të pastër dhe të gjitha gungat e ngjeshura përzihen me duart tuaja. Më pas përdorni piskatore për të zgjedhur përfshirjet e huaja, përzieni mirë tokën dhe shtypni lehtë. Pas përgatitjes së tillë të mostrës laboratorike, ajo shpërndahet sërish për ta sjellë në gjendje të thatë në ajër, më pas shtypet dhe kalohet në një sitë me vrima 2 mm.

Dhoma për tharjen e tokës duhet të jetë e thatë dhe e mbrojtur nga aksesi ndaj amoniakut, avujve të acidit dhe gazrave të tjerë.

Për të përcaktuar aktivitetin enzimatik, zakonisht merret dheu i tharë në ajër të hapur; mostrat e lagura duhet të thahen në laborator në temperaturën e dhomës. Duhet pasur kujdes që kampioni të mos përmbajë mbetje bimore të pazbërthyera. Grumbujt e tokës grimcohen dhe shoshiten përmes një sitë 1 mm. Gjatë studimit të aktivitetit enzimatik të një kampioni të freskët (të lagësht), duhet kushtuar edhe më shumë vëmendje heqjes së plotë të mbetjeve bimore. Njëkohësisht me studimin e aktivitetit, përcaktohet lagështia e tokës, rezultati i marrë rillogaritet për 1 g tokë absolutisht të thatë.

1.4 Ndikimi i faktorëve të ndryshëmmbi aktivitetin enzimatik të tokave

Një faktor i rëndësishëm nga i cili varet shpejtësia e një reaksioni enzimatik (njëlloj aktiviteti katalitik i enzimës) është temperatura, ndikimi i së cilës tregohet në figurën 1. Figura tregon se ndërsa temperatura rritet në një vlerë të caktuar, shpejtësia e reaksionit rritet. Kjo mund të shpjegohet me faktin se me rritjen e temperaturës lëvizja e molekulave përshpejtohet dhe molekulat e substancave reaguese kanë më shumë mundësi për t'u përplasur me njëra-tjetrën. Kjo rrit gjasat që të ndodhë një reagim mes tyre. Temperatura që siguron shpejtësinë më të lartë të reagimit quhet temperatura optimale.

Çdo enzimë ka temperaturën e vet optimale. Në përgjithësi, për enzimat me origjinë shtazore është midis 37 dhe 40 C, dhe për enzimat bimore - midis 40 dhe 50 C. Megjithatë, ka përjashtime: b-amilaza nga kokrrat e mbirë ka një temperaturë optimale në 60C, dhe katalaza - brenda 0-10C. Ndërsa temperatura rritet përtej optimales, shpejtësia e reaksionit enzimatik zvogëlohet, megjithëse frekuenca e përplasjeve molekulare rritet. Kjo ndodh për shkak të denatyrimit, d.m.th. humbja e gjendjes amtare të enzimës. Në temperaturat mbi 80C, shumica e enzimave humbasin plotësisht aktivitetin e tyre katalitik.

Zvogëlimi i shpejtësisë së një reaksioni enzimatik në temperatura mbi optimale varet nga denatyrimi i enzimës. Prandaj, një tregues i rëndësishëm që karakterizon marrëdhënien e një enzime me temperaturën është termolueshmëria e saj, d.m.th. shpejtësia e inaktivizimit të vetë enzimës me rritjen e temperaturës.

Figura 1 - Efekti i temperaturës në shpejtësinë e hidrolizës së niseshtës nga amilaza

Në temperatura të ulëta (0C dhe më poshtë), aktiviteti katalitik i enzimave bie pothuajse në zero, por denatyrimi nuk ndodh. Me rritjen e temperaturës, aktiviteti i tyre katalitik rikthehet sërish.

Gjithashtu, aktiviteti enzimatik i tokave ndikohet nga lagështia, përmbajtja e mikroorganizmave dhe gjendja ekologjike e tokës.

1.5 Ndryshimi në bashkësitë mikrobike në tokë

Mikroorganizmat e tokës janë shumë të shumtë dhe të ndryshëm. Midis tyre ka baktere, aktinomicet, kërpudha dhe alga mikroskopike, protozoa dhe qenie të gjalla afër këtyre grupeve.

Cikli biologjik në tokë kryhet me pjesëmarrjen e grupeve të ndryshme të mikroorganizmave. Përmbajtja e mikroorganizmave ndryshon në varësi të llojit të tokës. Në tokat e kopshtit, perimeve dhe arave ka nga një milion deri në disa miliardë mikroorganizma për 1 g tokë. Toka e secilës parcelë kopshti përmban mikroorganizmat e saj. Ata marrin pjesë me biomasën e tyre në grumbullimin e lëndës organike të tokës. Ata luajnë një rol të madh në formimin e formave të aksesueshme të ushqimit mineral për bimët. Rëndësia e mikroorganizmave në grumbullimin e substancave biologjikisht aktive në tokë, si aksinat, giberelinat, vitaminat, aminoacidet, të cilat stimulojnë rritjen dhe zhvillimin e bimëve, është jashtëzakonisht e rëndësishme. Mikroorganizmat që formojnë mukozë të një natyre polisakaride, si dhe një numër i madh fijesh kërpudhore, marrin pjesë aktive në formimin e strukturës së tokës, duke ngjitur grimcat e pluhurit të tokës në agregate, duke përmirësuar kështu regjimin ujë-ajër të tokës.

Aktiviteti biologjik i tokës, numri dhe aktiviteti i mikroorganizmave të tokës janë të lidhura ngushtë me përmbajtjen dhe përbërjen e lëndës organike. Në të njëjtën kohë, proceset më të rëndësishme në formimin e pjellorisë së tokës janë të lidhura ngushtë me aktivitetin e mikroorganizmave, si mineralizimi i mbetjeve bimore, humifikimi, dinamika e elementeve ushqyese minerale, reagimi i tretësirës së tokës, transformimi. të ndotësve të ndryshëm në tokë, shkalla e grumbullimit të pesticideve në bimë, grumbullimi i substancave toksike në tokë dhe fenomeni i lodhjes së tokës. Roli sanitar dhe higjienik i mikroorganizmave është gjithashtu i madh në transformimin dhe neutralizimin e përbërjeve të metaleve të rënda.

Një drejtim premtues për rivendosjen dhe ruajtjen e pjellorisë dhe intensifikimit biologjik të bujqësisë është përdorimi i produkteve organike të përpunimit të mbetjeve me pjesëmarrjen e vermikomposteve të krimbave të tokës që janë në simbiozë me mikroorganizmat. Në tokat natyrore, dekompozimi i mbeturinave kryhet nga krimbat e tokës, koprofagët dhe organizmat e tjerë. Por në këtë proces marrin pjesë edhe mikroorganizmat. Në zorrët e krimbave krijohen kushte më të favorshme që ata të kryejnë ndonjë funksion sesa në tokë. Krimbat e tokës, në aleancë me mikroorganizmat, shndërrojnë mbetjet e ndryshme organike në plehra biologjikë shumë efektivë me strukturë të mirë, të pasuruar me makro dhe mikroelemente, enzima dhe mikroflora aktive, duke siguruar një efekt të zgjatur (afatgjatë, gradual) te bimët.

Pra, duke siguruar zhvillimin e mikroorganizmave në tokë, rritet rendimenti dhe përmirësohet cilësia e saj. Në fund të fundit, mikroorganizmat zhvillohen, d.m.th. ndani çdo 20-30 minuta dhe, nëse ka ushqim të mjaftueshëm, formoni një biomasë të madhe. Nëse një dem me peshë 500 kg prodhon 0,5 kg - 1 kg në ditë, atëherë 500 kg mikroorganizma krijojnë biomasë në ditë dhe 500 kg bimë krijojnë 5 ton biomasë. Pse nuk vërehet kjo në tokë? Por sepse për këtë mikroorganizmat kanë nevojë për ushqim, dhe nga ana tjetër janë të kufizuar nga faktorë të ndryshëm, në veçanti pesticidet. Në një sipërfaqe prej 1 hektari, si rezultat i aktivitetit jetësor të mikrobeve të tokës, gjatë gjithë vitit çlirohen 7500 m3 dioksid karboni. Dhe dioksidi i karbonit është i nevojshëm si një burim ushqimi karboni për bimët ashtu edhe për tretjen e kripërave të acidit fosforik të vështirë për t'u arritur dhe shndërrimin e fosforit në një formë të disponueshme për ushqimin e bimëve. Ato. aty ku mikroorganizmat funksionojnë mirë, nuk ka nevojë të aplikohen plehra fosfori. Por vetë mikroorganizmat kanë nevojë për lëndë organike.

Bimët e kultivuara luajnë një rol të rëndësishëm në ekuilibrin e lëndës organike të tokës. Barërat shumëvjeçare, veçanërisht bishtajore, kontribuojnë në akumulimin e humusit në tokë. Pas vjeljes së tyre, në tokë mbetet fitomasa, e cila pasurohet me azot për shkak të fiksimit të saj nga bakteret nyje nga ajri. Të mbjellat me rreshta dhe kulturat bimore (patate, lakra, etj.) zvogëlojnë përmbajtjen e humusit në tokë, sepse lënë një sasi të vogël mbetjesh bimore në tokë dhe sistemi i përpunimit të thellë të përdorur siguron furnizim intensiv me oksigjen në shtresën e punueshme dhe si rrjedhojë siguron mineralizim të fortë të lëndës organike, d.m.th. humbjen e tij.

Kur analizohen tokat, shpesh merret parasysh numri i grupeve individuale fiziologjike të mikroorganizmave. Kjo bëhet me të ashtuquajturën metodë të titrit, në të cilën mjediset ushqyese të lëngëta selektive (zgjedhore) për grupe të caktuara mikroorganizmash infektohen me hollime të ndryshme të një suspensioni dheu. Duke vendosur, pas mbajtjes në një termostat, shkallën e hollimit që tregon praninë e grupit të dëshiruar të mikroorganizmave, më pas, me rillogaritje të thjeshtë, mund të përcaktoni numrin e përfaqësuesve të tij në tokë. Në këtë mënyrë ata zbulojnë se sa e pasur është toka me nitrifikues, denitrifikues, dekompozues celulozë dhe mikroorganizma të tjerë.

Për të karakterizuar llojin e tokës dhe gjendjen e saj, janë të rëndësishme jo vetëm numri i grupeve të ndryshme të mikroorganizmave, por edhe një analizë e gjendjes së specieve të tyre individuale në tokë. Me përjashtime të rralla, edhe grupet fiziologjike të mikroorganizmave janë shumë të gjera. Mjedisi i jashtëm mund të ndryshojë në mënyrë dramatike përbërjen e specieve të mikroorganizmave të tokës, por ka pak ose aspak ndikim në numrin e grupeve të tyre fiziologjike. Prandaj, kur analizoni tokën, është e rëndësishme të përpiqeni të përcaktoni statusin e llojeve individuale të mikroorganizmave.

Midis mikroorganizmave të tokës ka përfaqësues të njësive të ndryshme sistematike të afta për të asimiluar jo vetëm komponime organike lehtësisht të tretshme, por edhe substanca më komplekse të një natyre aromatike, të cilat përfshijnë përbërës të tillë karakteristikë të tokës si substanca humusi.

Të gjitha tokat në Tokë u formuan nga shkëmbinj shumë të ndryshëm të ekspozuar në sipërfaqe, të cilët zakonisht quhen shkëmbinj mëmë. Kryesisht shkëmbinjtë sedimentarë të lirshëm veprojnë si shkëmbinj formues dheu, pasi shkëmbinjtë magmatikë dhe metamorfikë dalin në sipërfaqe relativisht rrallë.

Themeluesi i shkencës shkencore të tokës, V.V. Dokuchaev, e konsideroi tokën si një trup të veçantë të natyrës, po aq origjinal sa një bimë, kafshë ose minerale. Ai theksoi se kushte të ndryshme prodhojnë toka të ndryshme dhe se ato ndryshojnë me kalimin e kohës. Sipas përkufizimit të V.V. Dokuchaev, toka duhet të quhet "ditë", ose horizontet sipërfaqësore të shkëmbinjve, të ndryshuar natyrshëm nga ndikimi i një numri faktorësh. Lloji i tokës varet nga: a) shkëmbi mëmë, b) klima, c) bimësia, d) topografia e vendit dhe e) mosha e procesit të formimit të tokës.

Duke zhvilluar themelet shkencore të shkencës së tokës, V.V. Dokuchaev vuri në dukje rolin e madh të organizmave të gjallë, dhe, në veçanti, mikroorganizmave, në formimin e tokës.

Periudha e krijimtarisë së V.V. Dokuchaev përkoi me kohën e zbulimeve të mëdha të L. Pasteur, të cilat treguan rëndësinë e madhe të mikroorganizmave në transformimin e substancave të ndryshme dhe në procesin infektiv. Në fund të shekullit të fundit dhe në fillim të shekullit aktual, në fushën e mikrobiologjisë u bënë një sërë zbulimesh të rëndësishme, të cilat ishin të një rëndësie themelore për shkencën e tokës dhe bujqësinë. U zbulua, veçanërisht, se toka përmban një numër të madh të mikroorganizmave të ndryshëm. Kjo dha arsye për të menduar për rolin domethënës të faktorit mikrobiologjik në formimin dhe jetën e tokës.

Një tjetër shkencëtar i shquar i tokës, P. A. Kostychev, punoi njëkohësisht me V. V. Dokuchaev 24, f. 72. Në monografinë “Tokat e rajonit të çernozemit të Rusisë, origjina, përbërja dhe vetitë e tyre” (1886), ai shkroi se gjeologjia është e një rëndësie dytësore në çështjen e çernozemit, sepse grumbullimi i lëndës organike ndodh në shtresat e sipërme. e tokës, gjeologjikisht e larmishme dhe çernozemi është çështja e gjeografisë së bimëve më të larta dhe çështja e fiziologjisë së bimëve më të ulëta që zbërthejnë lëndën organike. P. A. Kostychev kreu një seri eksperimentesh për të përcaktuar rolin e grupeve individuale të mikroorganizmave në krijimin e humusit të tokës.

Një kontribut i madh në idetë për rolin e faktorëve biologjikë në transformimin e Tokës dhe në procesin e formimit të tokës u dha nga studenti i V.V. Dokuchaev, Akademik V.I. Ai besonte se faktori kryesor në migrimin e elementeve kimike në pjesën e sipërme të kores së tokës ishin organizmat. Aktiviteti i tyre prek jo vetëm substancat organike, por edhe minerale të shtresave të tokës dhe nëntokës.

Tashmë që në fazat fillestare të shndërrimit të shkëmbinjve në tokë, roli i mikroorganizmave në proceset e gërryerjes së mineraleve shfaqet shumë qartë. Shkencëtarët e shquar V.I. Vernadsky dhe B.B. Polynov e konsideruan gërryerjen e shkëmbinjve si rezultat i aktivitetit të organizmave bimorë, kryesisht më të ulët. Deri më sot, ky këndvështrim është konfirmuar nga një sasi e madhe materialesh eksperimentale.

Në mënyrë tipike, kolonët e parë të shkëmbinjve janë likenet e krustos, të cilat formojnë pllaka të ngjashme me gjethet, nën të cilat grumbullohet një sasi e vogël dheu e imët. Likenet, si rregull, janë në simbiozë me bakteret saprofitike që nuk formojnë spore.

Në lidhje me një numër elementësh, likenet veprojnë si bateritë e tyre. Në tokën e imët nën vegjetacionin litofil, sasia e lëndës organike, fosforit, oksidit të hekurit, kalciumit dhe magnezit rritet ndjeshëm.

Organizma të tjerë bimorë që vendosen në shkëmbinjtë mëmë përfshijnë algat mikroskopike, veçanërisht algat blu-jeshile dhe diatomet. Ato përshpejtojnë gërryerjen e aluminosilikateve dhe gjithashtu zakonisht jetojnë në lidhje me bakteret që nuk formojnë spore.

Algat padyshim luajnë një rol të rëndësishëm si akumulues autotrofik të substancave organike, pa të cilët nuk mund të ndodhë aktiviteti i fuqishëm i mikroorganizmave saprofitë. Këto të fundit prodhojnë komponime të ndryshme që shkaktojnë gërryerjen e mineraleve. Shumë alga blu-jeshile janë fiksues të azotit dhe e pasurojnë shkëmbin e shkatërruar me këtë element.

Rolin kryesor në procesin e motit e luajnë dioksidi i karbonit, acidet minerale dhe organike të prodhuara nga mikroorganizma të ndryshëm. Ka indikacione se disa acide keto kanë një efekt të fortë tretës. Nuk mund të përjashtohet mundësia që komponimet e humusit të marrin pjesë në motin e ajrit.

Duhet të theksohet se shumë baktere formojnë mukozë, e cila lehtëson kontaktin e ngushtë të mikroorganizmave me shkëmbinj. Shkatërrimi i kësaj të fundit ndodh si nën ndikimin e produkteve të mbeturinave të mikroorganizmave, ashtu edhe si rezultat i formimit të përbërjeve komplekse midis substancës së mukusit dhe elementëve kimikë që përbëjnë rrjetat kristalore të mineraleve. Moti i shkëmbinjve në natyrë duhet të konsiderohet si një unitet i dy proceseve të kundërta - prishja e mineraleve parësore dhe shfaqja e mineraleve dytësore. Mineralet e reja mund të lindin nga ndërveprimi i metabolitëve mikrobikë me njëri-tjetrin.

...

Dokumente të ngjashme

Studimi i kushteve mjedisore, faktorëve zonal dhe intrazonal të formimit të tokës. Karakteristikat e strukturës së profileve të tokës, përbërja granulometrike, vetitë fiziko-kimike dhe ujore-fizike të dherave, formimi i llojeve agroekologjike të dherave.

puna e kursit, shtuar 14.09.2011


Karakteristikat e elementeve morfologjike dhe karakteristikat e tokës. Llojet e strukturës së profilit të tokës. Sistemi i simboleve për përcaktimin e horizonteve gjenetike të tokës. Ndikimi i përbërjes kimike në ngjyrën e tokës. Klasifikimi i formacioneve dhe përfshirjeve të tokës.

abstrakt, shtuar më 22.12.2013


Kushtet natyrore dhe faktorët e formimit të tokës. Lista sistematike e llojeve kryesore të tokës dhe karakteristikat e tyre morfologjike. Vetitë ujore-fizike të dherave, përbërja granulometrike, agregati dhe kimike e tyre, dendësia e madhe. Metodat e mbrojtjes së tokës.

puna e kursit, shtuar 02/07/2010


Gjendja fiziologjike e fiksuesve të azotit në llojet e tokës, vlerësimi i aftësive të tyre adaptive. Analiza e mostrave të tokës të mbledhura në rajonet e rajonit të Nizhny Novgorod. Identifikimi i shtameve të gjinisë Azotobacter sipas karakteristikave kulturore dhe fiziologjike.

tezë, shtuar 15.02.2014


Faktorët dhe proceset e formimit të tokës, struktura e mbulesës tokësore të objektit kërkimor, llojet kryesore të dherave. Karakteristikat e detajuara të kontureve të tokës, marrëdhëniet e tyre në zonën e studimit. Vlerësimi i pjellorisë së tokës dhe rëndësia e saj silvikulturore.

puna e kursit, shtuar 11/12/2010


Kolonizimi i Hyphae Ophiobolus nga eubakteret, aktinomicetet dhe kërpudhat në tokat natyrore. Aktiviteti antibiotik i disa kërpudhave veçanërisht produktive në raport me kërpudhat e tjera. Infeksioni i insekteve që banojnë në tokë, përbërja e baktereve në tokë.

abstrakt, shtuar 07/03/2011


Kushtet natyrore të formimit të tokës: klima, relievi, shkëmbinjtë tokaformues, vegjetacioni, hidrologjia dhe hidrografia. Masat për rritjen e pjellorisë së tokës, rekomandimet për përdorimin e tyre. Grupimi i agroprodhimit dhe klasifikimi i tokës.

puna e kursit, shtuar 22.06.2013


Ndikimi i shkëmbinjve, klimës, relievit, vegjetacionit në formimin e tokës. Përbërja granulometrike, vetitë fizike, regjimi ujor i tokave të punueshme. Përcaktimi i indeksit tokë-ekologjik. Masat bazë për rritjen e pjellorisë së tokës në grupet bujqësore.

puna e kursit, shtuar 25/05/2012


Vetitë e tokave të kripura, formimi i tyre. Kushtet për grumbullimin e kripës në tokë. Intensiteti i mbulesës bimore. Burimet e kripërave lehtësisht të tretshme. Shpërndarja e tokave të kripura. Shprehja e tokave të kripura në taksonomi, horizonte diagnostikuese.

abstrakt, shtuar 30.03.2014


Studimi i ndikimit të kulturave bujqësore në përbërjen dhe dinamikën e tretësirave të tokës. Shpërndarja e tokave pyjore gri, veçoritë e gjenezës, diagnostifikimi, vetitë, klasifikimi, përdorimi. Përmbajtja dhe përbërja e lëndës organike të tokës.

1

U krye një studim i aktivitetit enzimatik të tokës në agrosistemet e rajonit të Vollgës së Epërme, i formuar në eksperimente stacionare afatgjata në tokat pyjore sod-podzolike dhe gri, për të vlerësuar gjendjen e tyre ekologjike. Në tokën sodi-podzolike të ekosistemeve pyjore, niveli mesatar i aktivitetit të invertazës është 21,1 mg glukozë / 1 g tokë, dhe në tokën e sistemeve bujqësore - 8,6 mg glukozë / 1 g tokë. Përdorimi bujqësor reduktoi aktivitetin e invertazës mesatarisht 2.5 herë. Depresioni veçanërisht i fortë i invertazës vërehet në sfondet zero, ku masat agroteknike për rritjen e kulturave kryhen çdo vit, pa futjen e plehrave. Aktiviteti mesatar i ureazës në tokën e agroekosistemeve ishte 0,10 mg N-NH4/1g dheu, ishte pak më i lartë në tokën e ekosistemeve pyjore - 0,13 mg N-NH4/1g, e cila është kryesisht për shkak të karakteristikave gjenetike të sodit- tokat podzolike dhe niveli i pjellorisë së tyre. Në tokën gri pyjore, niveli i studiuar i ngarkesës agrogjene nuk ka ndikuar negativisht në aktivitetin e enzimave të tokës, por, përkundrazi, ka një tendencë për të rritur aktivitetin e tyre në tokën e punueshme, e cila shoqërohet me mobilizimin e aktiviteti i përgjithshëm i proceseve biologjike në tokë në krahasim me tokën djerrë. Intensiteti i ndikimit në mbulesën e tokës me metoda të ndryshme teknologjike u manifestua në një ulje të treguesve të aktivitetit enzimatik vetëm në tokat me drogë-podzolike. Në aspektin ekologjik, këto rezultate mund të konsiderohen si shenjë e reagimit të mbulesës së tokës ndaj ngarkesave të jashtme antropogjene.

peizazhet bujqësore

përmbys

kataza

sod-podzolic

tokat gri pyjore

aktiviteti enzimatik

1. Vitter A.F. Punimi si faktor në rregullimin e pjellorisë së tokës / A.F. Vitter, V.I. Turusov, V.M. Garmashov, S.A. Gavrilova. – M.: Infra-M, 2014. – 174 f.

2. Dzhanaev Z.G. Agrokimia dhe biologjia e tokës në jug të Rusisë / Z.G. Dzhanaev. – M.: Shtëpia Botuese e Universitetit Shtetëror të Moskës, 2008. – 528 f.

3. Zvyagintsev D.G. Biologjia e tokës / D.G. Zvyagintsev, N.A. Babeva. – M., 2005. – 520 f.

4. Zinchenko M.K. Potenciali enzimatik i agropeizazheve të tokës pyjore gri të Vladimir Opolye / M.K. Zinchenko, S.I. Zinchenko // Përparimet në shkencën moderne natyrore. – 2015. – Nr.1. – F. 1319-1323.

5. Zinchenko M.K. Reagimi i mikroflorës së tokës së tokës gri pyjore ndaj përdorimit afatgjatë të sistemeve të plehrave të niveleve të ndryshme të intensifikimit / M.K. Zinchenko, L.G. Stoyanova // Arritjet e shkencës dhe teknologjisë së kompleksit agro-industrial. – 2016. – Nr.2. – T. 30. – F.21-24.

6. Emtsev V.T. Mikrobiologjia: tekst shkollor për universitetet / V.T. Jemtsev. – M.: Bustard, 2005. – 445 f.

7. Enkina O.V. Aspektet mikrobiologjike të ruajtjes së pjellorisë së çernozemeve Kuban / O.V. Enkina, N.F. Korobsky. – Krasnodar, 1999. – 140 f.

8. Metodat e mikrobiologjisë dhe biokimisë së tokës; [ed. D.G. Zvyagintseva]. – M.: Shtëpia Botuese e Universitetit Shtetëror të Moskës, 1991. – 292 f.

9. Khaziev F.Kh. Aktiviteti enzimatik i tokave të agrocenozave dhe perspektivat për studimin e tij / F.Kh. Khaziev, A.E. Gulko // Shkenca e tokës. – 1991. – Nr 8. – F. 88-103.

10. Khaziev F.Kh. Metodat e enzimologjisë së tokës / F.Kh. Khaziev. – M.: Nauka, 2005. – 254 f.

Funksionet agroekologjike të tokave shprehen me karakteristika të caktuara parametrike sasiore dhe cilësore, ndër të cilat më të rëndësishmet janë treguesit biologjikë. Proceset e dekompozimit të mbetjeve bimore, sinteza dhe mineralizimi i humusit, shndërrimi i formave të vështira të arritshme të lëndëve ushqyese në forma të tretshme nga bimët, rrjedha e ammonifikimit, nitrifikimit dhe fiksimit të azotit të ajrit të lirë përcaktohen nga aktiviteti i mikroorganizmave të tokës. .

Proceset e metabolizmit dhe të energjisë gjatë dekompozimit dhe sintezës së përbërjeve organike, kalimi i lëndëve ushqyese të vështira për t'u tretur në forma që janë lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat, ndodhin me pjesëmarrjen e enzimave. Prandaj, aktiviteti enzimatik i tokës është treguesi më i rëndësishëm diagnostik i ndikimit të ngarkesës antropogjene në sistemet e tokës. Kjo është veçanërisht e vërtetë për agroekosistemet me ndikime vjetore bujqësore në tokë. Përcaktimi i aktivitetit të enzimave të tokës është shumë i rëndësishëm për identifikimin e shkallës së ndikimit të masave agroteknike dhe agrokimikateve në aktivitetin e proceseve biologjike, për të gjykuar shkallën e mobilizimit të elementëve kryesorë organogjenë.

Qëllimi i hulumtimit Ishte e nevojshme të vlerësohej gjendja ekologjike e tokave në agrosistemet e rajonit të Vollgës së Epërme bazuar në treguesit e aktivitetit enzimatik. Objektet e kërkimit ishin tokat me ndotje-podzolike të shkallëve të ndryshme të podzolizimit dhe tokat gri pyjore në peizazhe të virgjëra dhe të kultivuara ngjitur me to.

Materialet dhe metodat e kërkimit

Meqenëse të dhënat objektive mbi pjellorinë e tokës dhe aktivitetin e saj biologjik mund të merren në eksperimente stacionare afatgjatë, mostrat e tokës u zgjodhën për studim në variante të eksperimenteve stacionare afatgjata të vendosura në Institutin e Kërkimeve të Bujqësisë Kostroma, Akademinë Bujqësore të Ivanovo dhe Kërkimet Vladimir Instituti i Bujqësisë. Si rezultat, aktiviteti i enzimës u analizua në tokën shkrifëtore të lehtë me solucion-podzolik (Eksperimenti 1, Kostroma), tokën me lagështirë të mesme podzolike të lehtë (Eksperimenti 2, Ivanovo); pyll squfuri tokë argjilore mesatare (Eksperimenti 3, Suzdal).

Për të qenë në gjendje të identifikojmë shkallën e ndikimit të llojeve të ndryshme të ngarkesës antropogjene në tokat e agroekosistemeve, ne studiuam mostrat referuese të dheut të ekosistemeve të paprekura ngjitur me parcelat eksperimentale. Variantet e tokës së virgjër të tokave me baltë-podzolike ishin zona nën pyje pishe me një përzierje të specieve gjetherënëse. Tokat gri pyjore me djersë afatgjatë formohen nën pyje gjethegjerë me pyje të bollshme në mbulesën e tokës.

Tokat gri pyjore të Vladimir Opolye karakterizohen nga akumulimi mesatar i lëndës organike. Përmbajtja e humusit në horizontin A1 (A p) është 1,9 - 4%; horizonti i humusit është i hollë (17-37 cm). Vlera karakteristike e aciditetit të këtyre tokave është më e vogël se ajo e tokave me lagështirë-podzolike (pH = 5.2-6.0). Prandaj, tokat pyjore gri të rajonit të Vladimirit karakterizohen nga tregues agrokimikë më të favorshëm në krahasim me tokat me baltë-podzolike. Një eksperiment i palëvizshëm në terren në tokën gri pyjore u krijua në 1997 për të studiuar efektivitetin e sistemeve adaptive bujqësore të peizazhit (ALS). Në opsionet e studiuara, gjatë rrotullimit të një rrotullimi bimor me 6 fusha zbatohet: në sfond zero - pleh organik 40t/ha (në një kohë); mesatare - N 240 R 150 K 150; mineral me intensitet të lartë - N 510 P 480 K 480; organomineral me intensitet të lartë - pleh organik 80t/ha (në një kohë) + N 495 P 300 K 300.

Përmbajtja e humusit në tokën e parcelës eksperimentale të Akademisë Bujqësore të Ivanovo është 1,92%; pH xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 170-180 mg/kg dheu, K 2 O - 110-170 mg/kg dhe. Trashësia e shtresës së punueshme është 21-23 cm Eksperimenti filloi në vitin 1987. Mostrat e dheut u morën në një rrotullim kulture me katër fusha në një sfond normal (N 30 P 60 K 60) duke përdorur dy metoda të lëvrimit - lërim me myk në një thellësi prej 20-22 cm (OM) dhe lërim me prerje të sheshtë pa myk për një thellësi prej 20-22 cm (PO).

Pjelloria e tokës me solucion-podzolik të një eksperimenti afatgjatë të palëvizshëm në Institutin Kërkimor Bujqësor të Kostromës gjatë periudhës së marrjes së mostrave u karakterizua nga treguesit mesatarë të mëposhtëm: përmbajtja e humusit 1,39-1,54%; pH xl - 4,6-6,4; P 2 O 5 - 105-126 mg/kg; K 2 O - 104-156 mg/kg. Një eksperiment afatgjatë në terren i palëvizshëm për të studiuar efektin e gëlqeres në vetitë e tokës dhe rendimentet e të korrave u themelua në vitin 1978. Studimet u kryen në rotacionin e kulturave me shtatë fusha. Për këtë punim u përzgjodhën mostrat e dheut në variantet N 45 P 45 K 45 - sfond zero;

- normale dhe Ca 2,5 (N 135 P 135 K 135) - intensive. Përmirësuesi në eksperiment ishte mielli i dolomitit, i aplikuar një herë në fillim të eksperimentit në një dozë prej 25 t/ha në peshë fizike për opsionin Ca 2.5 (NPK) 3. Në opsionin Ca 0,5 + Ca 0,5 (NPK), 1 përmirësues është aplikuar në mënyrë fraksionale, herën e parë kur fillonte eksperimenti në një dozë 5 t/ha, aciditet hidrolitik 0,5; përsëri - në fund të rrotullimit të katërt në 2007 në vjeshtë, për plugim, në një dozë prej 3,2 t/ha, 0,5 e kërkesës për aciditet hidrolitik.

Në mostrat e tokës u përcaktua: aktiviteti i katalazës duke përdorur metodën gasometrike sipas Galstyan, aktiviteti i invertazës duke përdorur metodën I.N. Romeiko, S.M. Malinovskaya dhe aktiviteti i ureazës duke përdorur metodën e T.A. Shcherbakova. Aktiviteti i këtyre enzimave të tokës lidhet drejtpërdrejt me transformimin e proceseve të karbonit, azotit dhe redoksit, dhe për këtë arsye karakterizon gjendjen funksionale të mikroorganizmave të tokës. Një përcaktim gjithëpërfshirës i këtyre parametrave bën të mundur përcaktimin më të saktë të drejtimit të ndryshimeve në aktivitetin e pishinës enzimatike të varieteteve të tokës.

Studimet biokimike të aktivitetit të enzimës janë kryer në periudhën 2011-2013. në një shtresë toke 0-20 cm, pasi aktiviteti kryesor biologjik dhe biogjeniteti më i madh janë të natyrshme në shtresat e sipërme të profilit të tokës, të pasuruara maksimalisht me lëndë organike, me kushtet hidrotermale dhe ajrore më të favorshme për mikroflora.

Rezultatet e hulumtimit dhe diskutimi

Mbetjet e bimëve që hyjnë në tokë përbëhen nga 60% karbohidrate. Në tokë u gjetën mono-, di- dhe polisaharide (celuloza, hemiceluloza, niseshte etj.). Është e qartë se ndikimet agroekologjike që çojnë në ndryshime në gjendjen fiziko-kimike dhe biologjike të dherave ndikojnë në aktivitetin e enzimave të metabolizmit të karbohidrateve. Të dhënat mbi aktivitetin e invertazës së tokës janë paraqitur në tabelën 1.

Tabela 1

Aktiviteti invertaz në tokat e agroekosistemeve

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i invertazës, mg glukozë/1 g tokë për 40 orë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 P 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 P 135 K 135)
Podzolik i ndotur-mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)
		Normale N 30 R 60 K 60
		Normale N 30 R 60 K 60
		Depozitë (kontroll)
		*Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		Intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Shënim: Në tabelë jepen dozat e plehrave në tokën gri pyjore gjatë periudhës së hulumtimit.

U zbulua se në tokën me baltë-podzolike të ekosistemeve pyjore niveli mesatar i aktivitetit të invertazës është 21,1 mg glukozë / 1 g tokë, dhe në tokën e sistemeve bujqësore - 8,6 mg glukozë / 1 g tokë. Domethënë, përdorimi bujqësor i tokës së punueshme pati një ndikim të rëndësishëm në aktivitetin e invertazës, duke e ulur atë mesatarisht 2.5 herë.

Depresioni veçanërisht i fortë i invertazës vërehet në sfondet zero, ku masat agroteknike për rritjen e kulturave kryhen çdo vit, pa futjen e plehrave. Kjo mund të jetë për shkak të furnizimit të parëndësishëm të masës mortore në formën e mbetjeve të rrënjëve dhe bimëve, si dhe ndryshimeve në vetitë fiziko-kimike si rezultat i lëvrimit të tokës.

Përdorimi agroteknik i tokës pyjore gri nuk e zvogëlon ndjeshëm aktivitetin e metabolizmit të karbohidrateve në krahasim me tokën ugar. Në zonat me tokë djerrë afatgjatë, aktiviteti mesatar i invertazës është 50,0 mg glukozë për 1 g tokë në 40 orë, që është 9% më e lartë se mesatarja në tokën e punueshme. Ndryshimi në vlerat e enzimës në tokën gri pyjore të sistemeve bujqësore gjatë 2 viteve të kërkimit (2012-2013) ishte V = 7,6%, me një vlerë mesatare XS = 45,8 mg glukozë / 1 g tokë në 40 orë. Ndikimi i sistemeve të plehrave në aktivitetin e invertazës është më i theksuar në një sfond mesatar. Në këtë variant, treguesit e aktivitetit enzimë ishin dukshëm më të lartë (NSR 05 = 2.9) sesa në sfondet e tjera të intensifikimit. Prandaj, kur përdoren doza mesatare të plehrave, krijohen kushte të favorshme për shndërrimin e përbërjeve aromatike organike në përbërës humus. Kjo konfirmohet nga të dhënat për përmbajtjen e karbonit organik, pasi rezervat maksimale të humusit grumbullohen në sfondin mesatar - 3.62%.

Një nga treguesit informues të aktivitetit enzimatik të tokës është aktiviteti i ureazës. Shumë studiues e konsiderojnë aktivitetin e ureazës si një tregues të aftësisë vetë-pastruese të tokës së kontaminuar me ksenobitet të natyrës organike. Veprimi i ureazës shoqërohet me ndarjen hidrolitike të lidhjes ndërmjet azotit dhe karbonit (CO-NH) në molekulat e përbërjeve organike që përmbajnë azot. Në agroekosistemet, një rritje e shpejtë e aktivitetit të ureazës tregon gjithashtu aftësinë për të grumbulluar azot amoniaku në tokë. Prandaj, shumë studiues vërejnë një korrelacion pozitiv midis aktivitetit të ureazës dhe përmbajtjes së azotit dhe humusit në tokë.

Fakti që tokat e përshkruara me drogë-podzolike janë të pajisura dobët me substratin organik origjinal dëshmohet nga aktiviteti i ulët i kësaj enzime (Tabela 2). Në studimet tona, aktiviteti mesatar i ureazës në tokën e agroekosistemeve ishte 0.10 mgN-NH4/1g tokë, ishte pak më i lartë në tokën e ekosistemeve pyjore - 0.13 mgN-NH4/1g, që është kryesisht për shkak të karakteristikave gjenetike soddy-podzolic. tokat dhe niveli i pjellorisë së tyre.

Tabela 2

Aktiviteti i ureazës në tokat e sistemeve bujqësore

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i ureazës, mg N-NH 4 /1g tokë për 4 orë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 P 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 P 135 K 135)
Podzolik i ndotur-mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)
		Normale N 30 R 60 K 60
pyll gri Tokë shkrifët mesatare		Depozitë (kontroll)
		Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		Intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		Organomineral me intensitet të lartë N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Në nivelin e biotopeve natyrore, aktiviteti i ureazës mbeti në eksperimentin 1, ku masat agroteknike, përveç përdorimit të plehrave minerale, përfshinin gëlqerimin e tokës. Në sfondin e një rënie të përmbajtjes së joneve të hidrogjenit dhe aluminit në kompleksin thithës të tokës, vërehet stabilizimi i aktivitetit të enzimës.

Kultivimi i tokave me ndotje-podzolike pa aplikim sistematik të materialeve gëlqerore, edhe kur përdoren doza mesatare të plehrave minerale, lërimi i mykut dhe lirimi me prerje të sheshtë (Eksperimenti 2) çon në një ulje të aktivitetit të ureazës në krahasim me analogët e tyre natyrorë.

Studimet mbi tokat gri pyjore tregojnë se mesatarisht niveli i aktivitetit të ureazës së këtyre tokave është 2,5 herë më i lartë se ai i tokave me solucion-podzolike, gjë që i detyrohet gjenezës së formimit të dheut dhe nivelit të pjellorisë së tyre. Këtë e dëshmojnë të dhënat si nga biotopet natyrore të depozitimit ashtu edhe nga tokat e agroekosistemeve. Shumë studiues kanë zbuluar se aktiviteti i ureazës është drejtpërdrejt proporcional me sasinë e karbonit organik në tokë.

Në nivelin e biotopeve natyrore, treguesi i aktivitetit të ureazës u vu re në një sfond organomineral shumë intensiv - 0,34 mg N-NN 4 /1 g tokë (Eksperimenti 3). Në një sfond organomineral shumë intensiv, niveli i aktivitetit të ureazës u rrit në krahasim me agroekosistemet dhe depozitat e tjera. Kjo, para së gjithash, për faktin se gjatë periudhës së kërkimit, në këtë opsion u aplikuan 80 t/ha pleh organik, i cili pasuroi tokën me lëndë të freskëta organike, ure dhe stimuloi zhvillimin e kompleksit urobakterial. Ashtu si në tokën e një ugar afatgjatë, me përdorimin afatgjatë të plehrave organominerale, formohet lëndë organike me raportin më të gjerë të karbonit ndaj azotit (C:N). Ky lloj i lëndës organike korrespondon me aktivitetin më të lartë të ureazës. Tendenca e vërejtur tregon aftësinë e tokës së këtyre ekosistemeve për të akumuluar intensivisht azotin e amoniakut. Aktiviteti i enzimës në tokën e agroekosistemeve të tjera është dukshëm më i ulët (në NSR 05 = 0.04). Shkalla më e ulët (0,21 mgN-NN4/1g) u vu re në një sfond mineral shumë intensiv, ku u aplikuan vetëm doza të larta të plehrave minerale për 18 vjet. Mund të supozohet se kur përdoren vetëm plehra minerale, për shkak të mungesës së një substrati specifik energjetik, grupi ekologjiko-trofik i baktereve që prodhojnë ureazë reduktohet në pishinën mikrobiale të tokës.

Kur merret parasysh aktiviteti enzimatik i tokave, duhet t'i kushtoni vëmendje oksidimit të produkteve të hidrolizës së përbërjeve organike me formimin e substancave para-humike. Këto reaksione ndodhin me pjesëmarrjen e oksireduktazave, një përfaqësues i rëndësishëm i së cilës është katalaza. Aktiviteti i katalazës karakterizon proceset e biogjenezës së substancave humike. Vlerat e treguesve të aktivitetit të katalazës në tokat me drogë-podzolike tregojnë ndryshueshmëri hapësinore-kohore, por në përgjithësi ato tregojnë luhatje në intervalin 0,9-2,8 ml O 2 / 1 g tokë në minutë. (Tabela 3). Në agroekosistemet e tokës me baltë-podzolike të formuara në rajonet e Ivanovo dhe Kostroma, treguesit e aktivitetit të katalazës janë në nivelin e analogëve të tyre natyrorë (toka pyjore). Kjo do të thotë, shkalla e ngarkesës antropogjene nuk pati një ndikim të rëndësishëm në proceset e biogjenezës së substancave humike. Ato ndodhin me intensitet të njëjtë si në tokat e këtyre sistemeve bujqësore ashtu edhe në tokën e biotopeve natyrore. Kjo është një tendencë pozitive, pasi formimi i agroekosistemeve në tokat me drogë-podzolike me përbërje të lehtë granulometrike, pa përdorimin e plehrave organike, mund të shkaktojë një rritje të aktivitetit të katalazës. Një rritje në aktivitetin e enzimës karakterizon transformimin intensiv të substancave humike në tokë drejt mineralizimit të tyre për të siguruar lëndë ushqyese për kulturat e kultivuara. Aktivizimi i këtyre proceseve mund të çojë në një ulje të përmbajtjes së humusit në tokë dhe një ulje të pjellorisë së mundshme të tokës.

Tabela 3

Aktiviteti i katalazës në tokat e sistemeve bujqësore

	Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Aktiviteti i katalazës, ml O 2 /1g tokë në minutë
Sod-podzolic tokë e lehtë argjilore	Kostroma	Pylli (kontrolli)
		Sfondi zero N 45 R 45 K 45
		Normale Ca 0,5 + Ca 0,5 (N 45 P 45 K 45)
		Intensive Ca 2,5 (N 135 P 135 K 135)
Podzolik i ndotur-mesatar i lehtë i shkrifët		Pylli (kontrolli)
		Normale N 30 R 60 K 60 (OB)
		Normale N 30 R 60 K 60
pyll gri Tokë shkrifët mesatare		Depozitë (kontroll)
		Sfondi zero
		N 30-60 R 30 - 60 K 30-60
		Intensitet të lartë mineral N 120 R 120 K 120
		Organomineral me intensitet të lartë N 120 R 120 K 120; Pleh 80t/ha + N 90

Koeficienti i variacionit të vlerave të aktivitetit të katalazës në tokën pyjore gri të agroekosistemeve është V = 18.6%. Në përgjithësi, luhatjet gjenden në intervalin 1,8-2,9 ml O 2 /1 g tokë. Në nivelin aktual të ngarkesës antropogjene në tokën e punueshme, ka një tendencë për intensifikimin e proceseve redoks në krahasim me tokën ugar. Aktiviteti më i madh i këtyre proceseve vërehet gjatë përdorimit të dozave mesatare të plehrave, i cili karakterizohet nga një rritje e konsiderueshme e aktivitetit të katalazës (në NSR 05 = 0,4) në një sfond mesatar të intensifikimit. Kjo për shkak të pasurimit të mjaftueshëm të tokës me lëndë organike dhe përmirësimit të regjimit të transformimit të saj për shkak të rritjes së numrit dhe aktivitetit mobilizues të pellgut mikrobial të tokës së punueshme.

Për të vlerësuar shkallën e ndikimit agrogjenik në aktivitetin e enzimave të ndryshme dhe për të përcaktuar aktivitetin total enzimatik të secilit agroekosistem në njësi të krahasueshme, kemi përdorur metodën e O.V. Enkina. Është e mundur të gjykohet më saktë niveli i aktivitetit enzimatik të tokave bujqësore individuale duke interpretuar një material të gjerë eksperimental, nëse krahasojmë aktivitetin e tyre me kontrollin (në rastin tonë, tokën e ekosistemeve natyrore), duke marrë treguesit e aktivitetit të tyre enzimatik si. 100%. Kjo do të thotë, shkalla e ndikimit të ngarkesës antropogjene në grupe të ndryshme enzimash reflektohet nga raporti i treguesve të aktivitetit të tyre në sistemet bujqësore me analogët natyrorë (Tabela 4).

Si rezultat i hulumtimit, u konstatua se në shumicën e tokave me baltë-podzolike të rajonit niveli i aktivitetit enzimatik të peizazheve bujqësore është më i ulët se në analogët e tyre natyrorë. Potenciali enzimatik i tokës sodi-podzolike në eksperimentin 1 (Kostroma) u ul me 31% në krahasim me kontrollin, dhe në eksperimentin 3 (Ivanovo) - me 24%. Në këto eksperimente, u aplikuan doza mesatare dhe të larta të plehrave minerale në sfondet e studiuara. Përdorimi afatgjatë i plehrave minerale, veçanërisht i plehrave azotike, shpesh prish sfondin ekologjik për përhapjen e mikroorganizmave të dobishëm në tokat me pjellori të ulët potenciale. Kjo, si rregull, ndodh për shkak të acidifikimit të tretësirës së tokës, pranisë së joneve të aluminit dhe hekurit në kompleksin thithës të tokës dhe sekrecioneve rrënjësore të bimëve, të cilat shkaktojnë riprodhimin aktiv të kërpudhave mikroskopike, duke kontribuar në një rritje të toksiciteti biologjik i tokës. Ndryshimet negative shoqërohen jo vetëm nga një ristrukturim i komunitetit mikrobik, por edhe nga një ulje e aktivitetit enzimatik të tokës dhe humbja e pjellorisë potenciale dhe efektive.

Tabela 4

Niveli i aktivitetit enzimatik të tokave të sistemeve bujqësore (në % të tokës së ekosistemeve natyrore)

Vendndodhja e kampionimit	Agroekosistemet	Katalaza		Invertase	Aktiviteti mesatar i enzimës
Kostroma	Pylli (kontrolli)
	Sfondi zero
	Normale
	Intensive
	Mesatarisht nga përvoja,%
	Pylli (kontrolli)
	Normale
	Normale
	Mesatarisht nga përvoja,%
	Mineral me intensitet të lartë
	Organomineral me intensitet të lartë
	Mesatarisht nga përvoja,%

Kështu, treguesit kryesorë të aktivitetit enzimatik të tokave ndotëse-podzolike, të shoqëruar me pjellorinë e tyre efektive, janë më të lartë në ekosistemet natyrore sesa në tokat e punueshme.

Me një nivel të rritur të pjellorisë së tokës, ndikimi i faktorëve agrogjenë në potencialin enzimatik të tokës zbutet disi. Këtë e vërejmë në sistemet bujqësore të tokës gri pyjore. U zbulua se gjatë 3 viteve të hulumtimit, potenciali më i lartë enzimatik u formua në sfondin mesatar - 108%. Dozat mesatare të plehrave minerale dhe organike (40 t/ha pleh organik një herë në 6 vjet) shkaktuan një rritje të aktivitetit të katalazës dhe invertazës së tokës, gjë që karakterizon aktivizimin e proceseve të sintezës së substancave humike.

konkluzioni

U konstatua se në tokën pyjore gri, niveli i studiuar i ngarkesës agrogjene nuk ka ndikuar negativisht në aktivitetin e enzimave të tokës, por, përkundrazi, ka një tendencë për të rritur aktivitetin e tyre në tokën e punueshme, e cila shoqërohet me një intensifikimi i aktivitetit të përgjithshëm të proceseve biologjike në tokë në krahasim me tokën djerrë. Intensiteti i ndikimit në mbulesën e tokës me metoda të ndryshme teknologjike u manifestua në uljen e treguesve të aktivitetit enzimatik të tokave solucion-podzolike. Në aspektin ekologjik, këto rezultate mund të konsiderohen si shenjë e reagimit të mbulesës së tokës ndaj ngarkesave të jashtme antropogjene.

Për qëllime të përdorimit racional dhe mbrojtjes së pjellorisë së tokës, treguesit e aktivitetit enzimatik duhet të përdoren gjatë kryerjes së biomonitorimit dhe biodiagnostikimit të tokës. Kjo është veçanërisht e rëndësishme gjatë kryerjes së detyrave të prodhimit në bujqësi.

Lidhje bibliografike

Zinchenko M.K., Zinchenko S.I., Borin A.A., Kamneva O.P. AKTIVITETI ENZIMATIV I TOKËVE BUJQËSORE TË RAJONIT TË SIPERTË VOLGËS // Problemet moderne të shkencës dhe arsimit. – 2017. – Nr.3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26458 (data e hyrjes: 02/01/2020). Ne sjellim në vëmendjen tuaj revistat e botuara nga shtëpia botuese "Akademia e Shkencave të Natyrës"

Aktiviteti enzimatik i tokave [nga lat. Fermentum - tharmi] - aftësia e tokës për të shfaqur një efekt katalitik në proceset e transformimit të përbërjeve ekzogjene dhe të veta organike dhe minerale për shkak të enzimave të pranishme në të. Kur karakterizojmë aktivitetin enzimatik të dherave nënkuptojmë treguesin e aktivitetit total. Aktiviteti enzimatik i tokave të ndryshme nuk është i njëjtë dhe lidhet me karakteristikat e tyre gjenetike dhe një kompleks faktorësh mjedisorë që ndërveprojnë. Niveli i aktivitetit enzimatik të tokave përcaktohet nga aktiviteti i enzimave të ndryshme (invertaza, proteaza, ureaza, dehidrogjenaza, katalaza, fosfataza), e shprehur me sasinë e substratit të zbërthyer për njësi të kohës për 1 g tokë.

Aktiviteti biokatalitik i tokave varet nga shkalla e pasurimit të tyre me mikroorganizma dhe nga lloji i tokës. Aktiviteti i enzimave ndryshon përgjatë horizonteve gjenetike, të cilat ndryshojnë në përmbajtjen e humusit, llojet e reaksioneve, potencialin redoks dhe tregues të tjerë të profilit.

Në tokat pyjore të virgjëra, intensiteti i reaksioneve enzimatike përcaktohet kryesisht nga horizontet e mbeturinave pyjore, dhe në tokat e punueshme - nga shtresat e punueshme. Të gjithë horizontet gjenetike biologjikisht më pak aktive të vendosura nën horizontet A ose Ap kanë aktivitet të ulët enzimë. Aktiviteti i tyre rritet pak me kultivimin e tokës. Pas zhvillimit të tokave pyjore për tokë arë, aktiviteti enzimatik i horizontit arë të formuar në krahasim me mbeturinat pyjore zvogëlohet ndjeshëm, por me kultivimin e tij rritet dhe në tokat shumë të kultivuara afrohet ose tejkalon treguesit e mbetjeve pyjore.

Aktiviteti i enzimës pasqyron gjendjen e pjellorisë së tokës dhe ndryshimet e brendshme që ndodhin gjatë përdorimit bujqësor dhe rritjen e nivelit të kulturës bujqësore. Këto ndryshime zbulohen si me përfshirjen e tokave të virgjëra dhe pyjore në kultivim, ashtu edhe me metoda të ndryshme të përdorimit të tyre.

Në të gjithë Bjellorusinë, deri në 0,9 t/ha humus humbet çdo vit në tokat e punueshme. Si pasojë e erozionit, çdo vit 0,57 t/ha humus hiqet në mënyrë të pakthyeshme nga fushat. Arsyet e dehumifikimit të tokës janë rritja e mineralizimit të lëndës organike të tokës, vonesa e proceseve të formimit të humusit të ri nga mineralizimi për shkak të furnizimit të pamjaftueshëm të plehrave organike në tokë dhe një rënie në aktivitetin enzimatik të tokës.

Transformimet biokimike të lëndës organike të tokës ndodhin si rezultat i aktivitetit mikrobiologjik nën ndikimin e enzimave. mikroorganizmi i tokës me aktivitet enzimatik

Enzimat luajnë një rol të veçantë në jetën e kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave. Enzimat e tokës janë të përfshira në zbërthimin e mbetjeve bimore, shtazore dhe mikrobike, si dhe në sintezën e humusit. Si rezultat, lëndët ushqyese transferohen nga përbërës të vështirë për t'u tretur në forma lehtësisht të arritshme për bimët dhe mikroorganizmat. Enzimat karakterizohen nga aktiviteti i lartë, specifika strikte e veprimit dhe varësia e madhe nga kushtet e ndryshme mjedisore. Falë funksionit të tyre katalitik, ato sigurojnë shfaqjen e shpejtë të një numri të madh reaksionesh kimike në trup ose jashtë tij.

Së bashku me kriteret e tjera, aktiviteti enzimatik i tokës mund të shërbejë si një tregues i besueshëm diagnostik për përcaktimin e shkallës së kultivimit të tokës. Si rezultat i hulumtimit 4, f. 91 vendosi një marrëdhënie midis aktivitetit të proceseve mikrobiologjike dhe enzimatike dhe zbatimit të masave që rrisin pjellorinë e tokës. Kultivimi dhe plehërimi i tokës ndryshojnë ndjeshëm kushtet mjedisore për zhvillimin e mikroorganizmave.

Aktualisht, disa mijëra enzima individuale janë zbuluar në objekte biologjike, dhe disa qindra prej tyre janë izoluar dhe studiuar. Dihet se një qelizë e gjallë mund të përmbajë deri në 1000 enzima të ndryshme, secila prej të cilave përshpejton një ose një reaksion kimik tjetër.

Interesi për përdorimin e enzimave është edhe për faktin se kërkesat për rritjen e sigurisë së proceseve teknologjike janë vazhdimisht në rritje. Të pranishme në të gjitha sistemet biologjike, si produkte dhe mjete të këtyre sistemeve, enzimat sintetizohen dhe funksionojnë në kushte fiziologjike (pH, temperaturë, presion, prania e joneve inorganike), pas së cilës ato ekskretohen lehtësisht, duke u zbërthyer në aminoacide. Si produktet ashtu edhe mbetjet e shumicës së proceseve enzimatike janë jo toksike dhe lehtësisht të degradueshme. Përveç kësaj, në shumë raste, enzimat e përdorura në industri prodhohen në një mënyrë miqësore me mjedisin. Enzimat dallohen nga katalizatorët jobiologjikë jo vetëm nga siguria dhe aftësia e tyre e shtuar për t'u biodegraduar, por edhe nga specifika e tyre e veprimit, kushtet e buta të reagimit dhe efikasiteti i lartë. Efikasiteti dhe specifika e veprimit të enzimës bën të mundur marrjen e produkteve të synuara me rendiment të lartë, gjë që e bën përdorimin e enzimave në industri ekonomikisht fitimprurës. Përdorimi i enzimave ndihmon në reduktimin e konsumit të ujit dhe energjisë në proceset teknologjike, zvogëlon emetimet e CO2 në atmosferë dhe zvogëlon rrezikun e ndotjes së mjedisit nga nënproduktet e cikleve teknologjike.

Përdorimi i teknologjisë së avancuar bujqësore mund të ndryshojë në një drejtim të favorshëm proceset mikrobiologjike jo vetëm të shtresave të tokës së punueshme, por edhe të nënarrueshme.

Me pjesëmarrjen e drejtpërdrejtë të enzimave jashtëqelizore, përbërjet organike të tokës dekompozohen. Kështu, enzimat proteolitike zbërthejnë proteinat në aminoacide.

Ureaza e zbërthen urenë në CO2 dhe NH3. Kripërat e amoniakut dhe të amonit që rezultojnë shërbejnë si burim ushqimi me azot për bimët dhe mikroorganizmat.

Invertaza dhe amilaza janë të përfshira në zbërthimin e karbohidrateve. Enzimat e grupit fosfat zbërthejnë përbërjet organofosforike në tokë dhe luajnë një rol të rëndësishëm në regjimin fosfatik të këtij të fundit.

Për të karakterizuar aktivitetin e përgjithshëm enzimatik të tokës, zakonisht përdoren enzimat më të zakonshme karakteristike të shumicës dërrmuese të mikroflorës së tokës - invertaza, katalaza, proteaza dhe të tjera.

Në kushtet e republikës sonë janë kryer shumë studime 16, f. 115 për të studiuar ndryshimet në nivelin e pjellorisë dhe aktivitetit enzimatik të tokave nën ndikimin antropogjen, megjithatë, të dhënat e marra nuk japin një përgjigje gjithëpërfshirëse për natyrën e ndryshimeve për shkak të vështirësisë së krahasimit të rezultateve për shkak të ndryshimeve në kushtet eksperimentale dhe metodat e kërkimit.

Në këtë drejtim, kërkimi për një zgjidhje optimale për problemin e përmirësimit të statusit të humusit të tokës dhe aktivitetit të tij enzimatik në kushte specifike tokësore dhe klimatike, bazuar në zhvillimin e metodave të kursimit të burimeve të lërimit bazë dhe përdorimin e mjeteve mbrojtëse të tokës. rrotullimet e të korrave që ndihmojnë në ruajtjen e strukturës, parandalimin e ngjeshjes së tokës dhe përmirësimin e gjendjes së tyre cilësore dhe rivendosjen e pjellorisë së tokës me kosto minimale, shumë të rëndësishme.