Методические аспекты применения показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв

Даденко, Евгения Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Методические аспекты применения показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Методические аспекты применения показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв"

На правах рукописи

ДАДЕНКО ЕВГЕНИЯ ВАЛЕРЬЕВНА

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ В БИОДИАГНОСТИКЕ И БИОМОНИТОРИНГЕ ПОЧВ

03.00.16—экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 2004

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования Ростовского государственного университета

Научный руководитель: кандидат биологических наук,

доцент К.Ш. Казеев

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор О.С. Безуглова

доктор биологических наук, профессор Ф.Х. Хазиев

Ведущая организация: Кубанский государственный аграр-

ный университет, г. Краснодар

Защита состоится 2 декабря 2004 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета К 212.208.07 по биологическим наукам при Ростовском государственном университете по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, РГУ, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан << » усп^^а. 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

О.Ф. Пелипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В последние десятилетия степные ландшафты Юга России испытывают все возрастающее антропогенное воздействие. В условиях интенсивной антропогенной нагрузки важнейшей задачей экологических исследований является оценка состояния почвенного покрова. Биодиагностика и биомониторинг почв позволяют оценить их плодородие и выявить негативные последствия антропогенного воздействия на ранних стадиях. Многолетними исследованиями показана высокая эффективность диагностики почвенного покрова биохимическими методами, в частности, с помощью показателей ферментативной активности почв (Галстян, 1974, 1978, 1982; Хазиев 1976, 1982; 1990; Звягинцев 1978; Гончарова, 1991; Абрамян, 1992; Казеев, 1996; Личко, 1998; Колесников и др., 2000; Даденко, 2001, 2002; Даденко, Казеев, 2003, Казеев и др., 2003). Доказана ведущая роль показателей ферментативной активности при оценке влияния загрязнения различными продуктами техногенеза (нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами, пестицидами и др.) на экологическое состояние почв.

Изучению ферментативной активности (ФА) почв Юга России уделено большое внимание (Гончарова, 1992; Казеев, 1996; Личко, 1998; Колесников и др., 2000; Беляева, 2002; Курносое, 2003). В то же время недостаточное внимание уделено особенностям применения показателей активности различных ферментов для диагностики и мониторинга. При проведении экологических исследований важным является исключение возможности искажения полученных результатов и выводов в результате методических ошибок при определении активности ферментов. Актуальным является и вопрос устойчивости ФА при хранении почвенных образцов, т.к. не всегда имеется возможность провести лабораторные определения непосредственно после отбора образцов. При организации мониторинговых исследований также необходимо рациональное планирование сроков и методов отбора почвенных образцов, с учетом пространственного и временного варьирования изучаемых показателей и однородности исследуемой территории. Именно поэтому первостепенное значение имеет изучение методических аспектов применения ФА, изучение вопроса устойчивости ферментов в почвенных образцах и особенностей пространственного и временного варьирования активности почвенных ферментов.

Цель и задачи исследования. Цель исследований - изучить методические

аспекты применения ФА при

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать особенности ФА в разных почвах Юга России;

2. Исследовать профильное распределение, пространственное и временное варьирование ФА;

3. Изучить методические аспекты применения ФА в зависимости от сроков и условий хранения почвенных образцов;

4. Изучить возможности использования ФА в целях биодиагностики и биомониторинга антропогенных воздействий различной природы.

Основные положения, выносимые на защиту.

•Показатели активности различных ферментов в разной степени пригодны для диагностики деградационных процессов различного происхождения, происходящих в почве. Для оценки последствий влияния сельскохозяйственного использования на биологическую активность почв наиболее информативными являются активность дегидрогеназы и инвертазы. Для диагностики загрязнений различной природы и переувлажнения более пригодна активность каталазы.

• В сезонной динамике ФА чернозема (1998-2004 гг.) не зафиксированы однозначные закономерности. Нет четкой приуроченности ФА к определенным сезонам года. Сезонные изменения ФА пахотного горизонта менее значительны, чем дернового. Временное варьирование активности каталазы несколько выше, чем инвертазы. Для активности дегидрогеназы отмечено очень высокое сезонное варьирование.

•ФА значительно изменяется при хранении почвенных образцов. Степень этого изменения зависит от особенности фермента, а также условий и сроков хранения почвенных образцов. Характер снижения ферментативной активности нелинеен, максимум его приходится на начальные сроки хранения, затем снижение замедляется.

Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследований выступали основные типы почв Юга России. Всего проанализировано 717 почвенных образца и выполнено 4825 аналитических определения. В работе использованы сравнительно-географический, профильно-генетический, геостатистический и др. методы. Основной упор сделан на изучение ФА почв и особенностей ее применения при проведении научных исследований. Работа является междисциплинарной, на стыке экологии, охраны окружающей среды, почвоведения, биохимии.

Научная новизна. Впервые проведено подробное изучение пространст-

венного и временного варьирования ФА почв. Исследованы особенности устойчивости активности ферментов в зависимости от сроков и условий хранения образцов разных типов почв Юга России. Изучена применимость методов определения ФА при проведении экологических исследований и предложены конкретные показатели для диагностики различных процессов.

Теоретическая и практическая значимость. Материалы исследований могут быть использованы природоохранными и научными организациями при проведении экологических исследований. Полученные результаты используются при планировании и организации научных экспериментов студентов и аспирантов, а также при проведении учебных занятий в РГУ. Полученные результаты можно использовать при диагностике, индикации и мониторинге эколого-биологического состояния почв.

Личный вклад автора. Работа является итогом цикла научных исследований, выполненных лично автором на кафедре экологии и природопользования Ростовского государственного университета в период с 1999 по 2004 гг.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 15 научных конференциях и съездах, среди которых Международная научная конференция «Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия» (Ставрополь, 2001), Всероссийская конференция «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва, 2002), Международная научной конференция «Экология и биология почв» (Ростов н/Д, 2004), Международная научная конференция «Черноземы центральной России: генезис, география, эволюция» (Воронеж, 2004), IV съезд Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 158 страницах печатного текста, состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка литературы и приложения; содержит 25 таблиц, 67 рисунков и 33 приложения. Список литературы включает 175 источников, из них 15 на иностранных языках.

Автор глубоко признателен за помощь в работе научному руководителю к.б.н., доценту К.Ш. Казееву, заведующему кафедрой экологии и природопользования д.б.н., проф. В.Ф. Валькову, д.с.-х.н., проф. СИ. Колесникову, к.б.н. Т.В. Денисовой и всем сотрудникам каф. экологии и природопользования РГУ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Рассмотрено происхождение почвенных ферментов, их характеристика, механизм действия, а также роль ферментов в почве. На основе литературных данных проанализирован вопрос применения показателей ФА в целях мониторинга и диагностики почв. Показана эффективность применения ФА при оценке влияния различных антропогенных факторов на состояние почвенного покрова. Особое внимание уделено методическим аспектам применения активности почвенных ферментов в целях диагностики.

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В качестве объектов исследований были использованы основные типы почв Юга России (табл. 1).

Таблица 1

Исследуемые почвы

Почва Местоположение

Чернозем обыкновенный карбонатный (североприазовский) Учхоз ДонГАУ «Донское», Октябрьский р-н Ростовской обл.

Чернозем обыкновенный карбонатный (предкавказский) ОПХ Сорго; Зерноградский р-н Ростовской обл.;

Чернозем выщелоченный слитой ОПХ Абинское, Северский р-н Краснодарского края;

Чернозем южный Ростовский заповедник, Орловский р-н Ростовской обл.

Каштановая там же

Солонец луговый там же

Солончак луговый там же

Серая лесостепная ОПХ Абинское, Северский р-н Краснодарского края

Бурая лесная там же

Луговая субальпийская Кавказский государственный биосферный заповедник

Луговая альпийская там же

Рендзина выщелоченная плато Лагонаки, Республика Адыгея

Основной упор сделан на изучение черноземов обыкновенных карбонатных южно-европейской фации - почв, составляющих значительные площади самых производительных сельскохозяйственных угодий. В качестве эталона сравнения для этих важнейших для сельскохозяйственного производства почв выбран целинный участок ООПТ «Персиановская степь» Октябрьского района, Ростовской области. Только через исследование целинных участков с естест-

венной растительностью могут быть получены отправные данные для проведения экологических исследований, связанных с изучением и оценкой влияния антропогенной нагрузки на почвы.

3 . МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в биологии, экологии и почвоведении методов (Галстян, 1974, 1978; Хазиев, 1990; Казеев и др., 2003).

О ФА почвы судили по активности каталазы, инвертазы, дегидрогеназы. По рекомендации А.Ш. Галстяна (1978) активность инвертазы и дегидрогеназы изучали при естественной рН почвы. Активность каталазы и дегидрогеназы определяли по Галстяну (1978), инвертазы - по Галстяну в модификации Хазиева (1990). Содержание общего гумуса определяли по методу И.В. Тюрина в модификации Никитина (1972).

Для изучения влияния сроков и условий хранения почвенных образцов на активность ферментов определение ФА проводили в следующих вариантах: 1) в воздушно-сухих образцах, хранимых при комнатной и 2) низкой положительной (холодильник; +4°С) температурах; 3) влажных образцах, хранимых в условиях низкой положительной и 4) отрицательной (морозильная камера; -5°С) температур. Все данные ФА почв приведены для воздушно-сухих образцов. При определении активности ферментов в образцах почв с естественной влажностью определяли влажность почвы для пересчета на массу воздушно-сухой почвы.

В целях изучения закономерностей пространственного распределения свойств чернозема обыкновенного отбор образцов производили на территории ООПТ «Персиановская степь» двумя способами:

• отбор образцов дернового горизонта с шагом 1 м на протяжении 50 м;

• отбор образцов с шагом 50 м.

Статистическая обработка данных выполнена с использованием статистического пакета Statistica 6.0. Проведены вариационно-статистический, дисперсионный и корреляционный анализы, анализ пространственной структуры и др. Дисперсионный анализ использовали для оценки достоверности изменений ФА почвы при: антропогенном воздействии; сезонной динамике, а также достоверности влияния температурной обработки, высушивания и различных сроков и условий хранения. Корреляционный анализ использовали для изучения тесноты и формы связи между показателями биологической активности почвы.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 4.1. Ферментативная активность почв Юга России

Представлена ФА изучаемых почв, ее уровень и профильное рас пред еле-

МЛ02/Г/МИН

а Пмай ■ июль ■ октябрь

НМАд

Чернозем Чернозем южный Чернозем Каштановая почва Солонец Солончак североприаэовский предкавказский

мг глюкоэы/г/ 24 часа

50 40 30 -I 20 10 0

Чернозем Чернозем южный Чернозем Каштановая почва Солонец Солончак североприазовский предкавказский

ШгОШи

Им,

50 мгТТФ;10г124 часа

10 •

["!■ гЯ Г*

Чернозем Чернозем южный Чернозем Каштановая почва Солонец североприазовский предкавказский

Солончак

Рис. 1. Динамика ферментативной активности в поверхностных горизонтах почв Юга России, 2003 г. а - каталаза; б - инвертаза; в - дегидрогеназа

Изучение активности каталазы поверхностных горизонтов основных типов почв Юга России показало, что наибольшей активностью обладают черноземы обыкновенные и каштановые почвы (рис. 1). Максимальная активность инвер-тазы зафиксирована в черноземе обыкновенном Октябрьского района (по ста-

ние

рой классификации - североприазовский), где она более чем в два раза выше активности в черноземе обыкновенном Зерноградского района (предкавказ-ский). Следующим по активности инвертазы является солонец. Различия в ин-вертазной активности связаны с различиями в содержании гумуса. Между этими показателями для разных почв Юга России существует достоверная положительная корреляция Наибольшее содержание гумуса отмечено для целинного чернозема обыкновенного (североприазовского) (7,3%) и лугового солонца (5,8%).

В 2003 г. выявлена тенденция приближения ФА засоленных почв к активности зональных незаселенных степных почв (каштановая, чернозем). Особенно это касается активности дегидрогеназы, которая в солончаке и солонце в отдельные сроки даже превышает таковую в черноземе «Персиановской степи» (рис. 1). Такое повышение биологической активности этих почв связано с нетипичными условиями увлажнения в 2003 г. Большое количество осадков способствовало промыванию почвенных горизонтов от солей и нивелированию их токсического действия на микрофлору и ингибирующего на ФА.

Активность инвертазы и дегидрогеназы снижается вниз по почвенному профилю, с максимумом в верхних горизонтах, что соответствует снижению содержания гумуса и численности микрофлоры. Активность каталазы постепенно снижается вниз по профилю, с минимумом в средней его части на глубине 60-80 см. Глубже активность каталазы вновь повышается, достигая наибольших значений в горизонтах максимального скопления карбонатов на глубине около 100 см. Такой характер распределения активности фермента вниз по профилю, не связан с содержанием органического вещества в почвенных горизонтах.

4.2. Изменение ферментативной активности почв при сельскохозяйственном использовании

Среди отдельных факторов антропогенного изменения почв наиболее существенным является длительное использование под пашню. При проведении многолетних исследований установлено, что активность каталазы на целине чернозема практически не отличается от таковой на пашне (рис. 2) и можно говорить о том, что сельскохозяйственное использование черноземов обыкновенных не приводит к значительному снижению активности этого фермента.

Сельскохозяйственное использование почв оказывает более существенное влияние на активность инвертазы (рис. 3) и дегидрогеназы и приводит к значи-

тельному ее снижению соответственно на 26-68% и 42-75%. Это объясняется тем, что активность этих ферментов в большей степени связана с содержанием гумуса, которое снижается при распашке на 46-57%. Инвертаза и дегидрогеназа проявили себя как более чувствительные ферменты, поэтому более приемлемы для диагностики уровня плодородия почв и последствий сельскохозяйственного использования.

4.3. Динамика ферментативной активности почв

Активность всех биологических процессов в почве имеет ярко выраженную динамику. При проведении многолетних исследований, при выборе сроков отбора образцов, необходимо учитывать динамичность ФА. Проведенные исследования сезонной динамики ФА чернозема ООПТ «Персиановская степь» в 1999-2004 гг. выявили факт отсутствия связи активности каталазы с гумусом. В этой почве для инвертазы установлена тесная прямая зависимость с содержанием гумуса

Отмечено сопряженное изменение активности каталазы и инвертазы в пахотном и дерновом горизонтах чернозема при разных сроках отбора образцов (рис. 2, 3). Сезонные изменения ФА пахотного горизонта менее значительны, чем дернового. Динамика активности каталазы несколько выше такового ин-вертазы. Это объясняется тем, что активность инвертазы зависит от содержания гумуса, являющегося стабильным и мало варьирующим показателем (коэффициент вариации для целинного и пахотного участка равен соответственно 9 и 2%). Согласно шкалам В.И. Савича (1971) варьирование дегидрогеназы характеризуется как очень высокое (СУ=60%) и связанно с варьированием численности микрофлоры (СУ=64-79%).

Рис. 2. Сезонная динамика активности каталазы чернозема обыкновенного ООПТ «Персиановская степь», 1998-2004 гг.

иг глюкозы/г/ 24 -«-Ад

70 часа —Апах

60 ■ 50 ■ 40 ■ 30 ■ 20 10 •

0 -1-1-1-1-Г-1--1-1-1-1-1-I-1-1-1-1

99 июн.99 ноя.99 мар.01 дек. 01 июн.ОЗ сен.03 мар.04 январь

Рис. 3. Динамика активности инвертазы чернозема обыкновенного ООПТ «Пер-сиановская степь», 1999-2004 гг.

Многолетние исследования выявили неоднозначный ход годовой динамики ФА. Не выявлено четкой приуроченности пиков активности к определенным сезонам, как это было ранее показано в работах А.Ш. Галстяна (1974) и Л.Ю. Гончаровой (1992). В разные годы наблюдений значения ФА ближе друг к другу в весенние и осенние месяцы, максимальные различия отмечены летом.

Следовательно, сезонную динамику нужно учитывать при мониторинге почв, поэтому многолетние исследования необходимо проводить в одно и то же время. Дня черноземов Ростовской области таковыми является май-июнь или сентябрь — периоды наименьшего варьирования ФА.

В 2003 году была изучена динамика ФА в различных почвах Юга России. Из изученных сроков, наибольшая активность каталазы в исследуемых почвах (кроме солончака) приходится на июль (рис. 1). В октябре отмечены наименьшие значения ее активности. В мае активность инвертазы почв Юга России (кроме чернозема южного) больше, чем в июле. Как видно по значениям активности каталазы (рис. 1), летом окислительные процессы в почве проходят интенсивнее, чем весной и осенью. Активность инвертазы часто выше весной и осенью, что свидетельствует об усилении в эти периоды гидролитических процессов. Это подтверждают литературные данные о повышении интенсивности гидролитических процессов с увеличением влажности (Галстян, 1974; Казеев и др., 2004).

4.4. Пространственное варьирование ферментативной активности

почв

При организации исследований важным является рациональное планирование мест отбора почвенных образцов. Для этого необходимо изучение зако-

номерностей пространственного распределения свойств объекта исследования.

Пространственное варьирование каталазной активности и содержания гумуса, при шаге определения 1 метр, можно охарактеризовать как незначительное (Савич, 1971). По полученным данным были построены полувариограммы (рис. 4).

1,2 V Л . Л ^ Л — ♦ - гумус —*— каталаза

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Л ^Д^ Г' УуЛ/ Л \ Л А 1 г~*Ъ Г ^ \ •д/ * и

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Рис. 4. Полувариограмма активности каталазы и содержания гумуса чернозема обыкновенного ООПТ «Персиановская степь» горизонт Ад (0-10 см), с шагом определения 1м; - значения полудисперсии

Полученные полувариограммы могут быть описаны как модели с нулевым радиусом корреляции или 100% «эффектом самородка» и территория может быть признана однородной по содержанию гумуса и активности каталазы при выбранном шаге измерений. С увеличением шага определения никакой пространственной структуры также не выявлено.

По шкалам В.И. Савича (1971), при шаге определения 50 м варьирование активности каталазы может быть охарактеризовано как небольшое (0У=10%), содержания гумуса - как среднее (ОУ=23%), инвертазы - как высокое (CV=37%) и дегидрогеназы - как очень высокое (0У=108%).

Значения активности дегидрогеназы, инвертазы и каталазы в образцах почвы, отобранных по трансекте через 50 м характеризуются почти идентичными полувариограммами, что позволяет сделать вывод о сходстве их пространственного распределения и его обусловленности одними и теми же факторами дифференциации почвенного покрова (рис. 5, 6). Причем этим фактором не является содержание органического вещества, т.к. полувариограмма варьирования содержания гумуса не совпадает с полувариограммами варьирования активности ферментов.

у -и нее рта за —*— дегидрогеназа

200

150

100

50 -----

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

Рис 5 Полувариаграммы активности инвертазы и дегидрогеназы в горизонте Ад (0-10 см) чернозема обыкновенного ООПТ «Персиановская степь», с шагом определения 50 м

Рис 6 Полувариограммы активности каталазы и содержания гумуса в горизонте Ад (0-10 см) чернозема обыкновенного ООПТ «Персиановская степь», с шагом определения 50 м

Сравнительный анализ пространственного варьирования и сезонной динамики активности каталазы и содержания гумуса показал более значительные изменения активности каталазы во времени, чем в пространстве (рис. 7).

Рис 7 Вариационно-статистические показатели пространственного (шаг определения 1м) и временного варьирования (1999-2004 гг) активности каталазы и содержания гумуса чернозема обыкновенного ООПТ «Персиановская степь» (целина)

Содержание гумуса варьирует во времени и в пространстве приблизительно в одинаковой степени (рис. 7). Меньшее изменение содержания гумуса во времени, чем активности каталазы свидетельствует о большей консервативности первого показателя.

4.5. Устойчивость ферментативной активности к воздействию темпе-

ратур

Ферменты обладают различной термостабильностью. Изучение воздействия предварительной температурной обработки на активность почвенных ферментов позволяет раскрыть их специфические особенности. Изучение ФА различных почв Юга России показало большую термоустойчивость каталазы, по сравнению с инвертазой и дегидрогеназой. Изменения температуры оказали более серьезное влияние на активность каталазы целинного участка по сравнению с пахотным. Эта закономерность сохраняется для всех генетических горизонтов.

4.6. Некоторые методические аспекты определения ферментативной

активности почв

При проведении исследований ферментативной активности необходимо строго придерживаться условий проведения анализа. Отклонение от методических рекомендаций может привести к искажению результатов и несоответствию выводов действительности, особенно при мониторинге и изучении сезонной динамики.

Довольно часто определение каталазной активности проводится без контроля концентрации перекиси водорода. Установлено, что малейшие изменения количества исходной перекиси приводят к значительным изменениям активности каталазы. Снижение или повышение концентрации перекиси на 0,5% и 1% приводит соответственно к снижению или повышению эмиссии кислорода на 13% и 30%. Изменение температурных условий также существенно влияет на активность этого фермента. Определение ферментативной активности необходимо проводить при рекомендуемых температурах (для каталазы 20°С).

Во многих методиках рекомендуется определять активность фермента при оптимальном для него рН. При биодиагностике почв активность инвертазы определяют без добавления буфера, при естественной реакции среды почвы (Гал-стян, 1978; Казеев и др., 2003). Согласно нашим данным, в случае применения буфера активность инвертазы на 15 % выше.

4.7. Влияние высушивания образцов на ферментативную активность

почв

Обычная практика определения ФА требует высушивания образцов. Высушивание почвенных образцов приводит к изменению активности ферментов. При высушивании образцов основных типов почв Юга России активность ка-талазы увеличивается. Активность инвертазы в этих же образцах либо увеличивалась, либо уменьшалась (в большинстве случаев). Для дегидрогеназы, при высушивании почвенных образцов, отмечено снижение активности. Профильное распределение активности каталазы во влажных образцах имеет схожий характер с таковым в воздушно-сухих образцах.

Снижение ФА при высушивании почв, вероятно, обусловлено изменением структуры белковой молекулы фермента, что приводит к частичной инактивации. Кроме того, при анализе почвы в состоянии естественной влажности усложняется очистка почвенных образцов от корней, что значительно искажает результаты определения активности ферментов. Особенно это касается инвер-тазы и дегидрогеназы, субстратом для которых в почве являются как специфические органические соединения, так и неспецифические.

4.8. Влияние различных условий хранения почвенных образцов на ферментативную активность почв

Согласно литературным данным (Галстян, 1974, 1982; Звягинцев и др., 1976), при хранении почвенных образцов ФА относительно устойчива на протяжении ряда лет, в течение которых постепенно снижается. Поэтому довольно часто изучение активности почвенных ферментов проводится в образцах, хранимых некоторое время. При этом сроки и условия их хранения могут быть весьма различными. Нами установлен факт значительного снижения ферментативной активности при хранении образцов. Характер снижения нелинеен, максимум его приходится на начальные сроки хранения, затем снижение замедляется.

При многолетнем хранении образцов установлен факт сильного снижения ФА активности. При 7-летнем хранении воздушно-сухих образцов почв предгорий Кавказа произошло снижение каталазной активности на 45-85%, активность инвертазы снизилась на 10-80%. Особенно сильная инактивация ферментов отмечена в верхних органогенных горизонтах. При многолетнем хранении каталаза инактивируется больше чем инвертаза. За 50 лет хранения образцов

черноземов обыкновенных карбонатных Ростовской области активность ката-лазы практически полностью инактивировалась.

В 2001-2003 гг. нами был проведен ряд экспериментов для выявления особенностей изменения ФА при хранении образцов различных почв Юга России. Установлен сходный характер изменений ФА при хранении образцов различных горизонтов (Рис. 8).

В результате исследований установлено, что активность каталазы при хранении снижается во всех исследуемых образцах (рис. 8, 9). В различных почвах изменения носят сходный характер и в процентном отношении происходят приблизительно на одном уровне. Уже через 2 недели хранения активность фермента выходит на практически одинаковый уровень 80-85% от первоначальной активности. Через три месяца снижение активности в образцах составило 54-64%, и в дальнейшем значительных изменений не происходило.

Для большинства исследованных почв на начальных сроках хранения (1-2 недели) отмечен скачек активности инвертазы, и затем ее снижение (рис. 10).

Активность дегидрогеназы оказалась самым динамичным показателем. В течение первых двух месяцев хранения активность ее то падала, то резко возрастала (рис. 11). Начиная с третьего месяца, значительных изменений активности дегидрогеназы не происходит, активность достоверно не меняется или снижается незначительно.

После выявления факта значительного снижения ФА при хранении воздушно-сухих образцов почв встал вопрос о возможности хранения образцов в других условиях, как это принято в биологии. Были проведены исследования, с целью установления оптимальных условий для хранения почвенных образцов.

Исследование влияния условий хранения на активность ферментов различных почв показало, что изменение ФА при хранении образцов различных почв, различных горизонтов в различных условиях носит сходный характер (рис. 8).

В большинстве случаев (82%) различия изменения активности каталазы при хранении образцов в различных условиях достоверны. Для инвертазы различия достоверны примерно в 60% определений. Снижение активности инвер-тазы в первые недели хранения значительнее, чем снижение активности ката-лазы. После длительного хранения почвенных образцов в различных условиях активности ферментов выравниваются.

Рис. 8. Изменение активности каталазы в горизонтах чернозема при хранении

почвенных образцов в различных условиях: а - дерновый горизонт; б - пахотный горизонт; в - почвообразующая порода

Рис. 9. Изменение активности каталазы при хранении образцов верхних горизонтов различных почв Юга России в воздушно-сухом состоянии.

Рис. 10. Изменение активности инвертазы при хранении образцов верхних горизонтов различных почв Юга России в воздушно-сухом состоянии

Рис. 11. Изменение активности дегидрогеназы при хранении образцов верхних горизонтов различных почв Юга России в воздушно-сухом состоянии

Активность каталазы в большинстве почвенных образцов, хранимых в холодильнике и морозильной камере снижается, затем, уже к двум месяцам хранения ее активность выравнивается, достигает примерно одного уровня - 4050% от первоначальной, и, в дальнейшем, значительно не меняется.

Для активности инвертазы, в образцах, хранимых в холодильнике и морозильной камере, также как и в воздушно-сухом состоянии, отмечен пик активности на второй неделе хранения.

Изменение активности дегидрогеназы при хранении отличается от таковых у каталазы и инвертазы. В образцах, хранимых в условиях отрицательной температуры и низкой положительной температуры, наблюдается резкое понижение активности (60-70%) в первые одну-две недели хранения. Начиная со второй недели и далее отмечено незначительное повышение активности дегид-рогеназы.

Изменения активности каталазы почв Юга России минимальны в естественно-влажных образцах, хранимых в условиях низких положительных температур. И только в североприазовском черноземе менее всего инактивируется каталазная активность в образцах, хранимых в воздушно-сухом состоянии. Минимум изменений активности инвертазы солонца, солончака, каштановой почвы и рендзины приходится на воздушно-сухие почвенные образцы. Для всех черноземов он отмечен в естественно-влажных почвенных образцах, хранимых в холодильнике.

Так как не установлено одного единого оптимального способа хранения почвенных образцов, и минимум изменений ФА приходится либо на воздушо-сухие образцы, либо на естественно-влажные образцы, хранимые в условиях низких положительных температур, мы рассмотрели эти условия с точки зрения сохранения различий в активности ферментов между различными почвами Юга России.

Установлено, что различия ферментативной активности в почвах Юга России сохраняются на первоначальных сроках хранения, независимо от способа хранения образцов.

Таким образом, несмотря на то, что для некоторых ферментов и почв лучше всего ФА сохраняется в естественно-влажных образцах, хранимых в холодильнике, все-таки более предпочтительным, для проведения массовых исследований, является традиционных способ консервации почвенных образцов в воздушно-сухом состояние при комнатной температуре. Во-первых, соотношение между различными почвами сохраняются независимо от способа хранения. Во-вторых, при проведении комплексных исследований биологических свойств почв, затруднительно хранение одних и тех же образцов в различных условиях.

4.9. Оценка применимости показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв

Ранее (Казеев, 2004) проведена оценка разных показателей биологической активности почв для целей диагностики и мониторинга. Она показала высокую эффективность ФА. Нами проведена сравнительная оценка показателей ФА и содержания гумуса в целях дальнейшего совершенствования их применения в диагностике и мониторинге почв (табл. 2). Приведенная оценка дает общее представление о биохимических методах биодиагностики с учетом чувствительности (% изменения от контроля), точности (ошибка определения и коэф-

фициент вариации) показателя, сложности анализа (количество операций, время, реактивы, посуда и др.). Оценка проведена на основании собственных и литературных данных по разработанной нами методике.

Таблица 2

Оценка показателей ферментативной активности и содержания гумуса в

целях диагностики состояния почв

Показатель Вид антропогенного воздействия Чувствительность" Сложность анализа" ^Точность определения" Средний балл по воздействию Средний балл по методу

« г ч Е и Сельскохозяйственное использование 3 10 10 7,6 9,2

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами1 9 10 9 9,7

Загрязнение тяжелыми металлами2 8 10 8 8,6

СВЧ-излучение3 9 10 10 9,7

Ионизирующее излучение3 9 10 10 9,7

Гидроморфизм4 10 10 9 9,7

инвертаза Сельскохозяйственное использование 10 6 9 ад 6,8

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами 3 6 6 5,0

Загрязнение тяжелыми металлами 8 6 6 6,7

СВЧ-излучение 9 6 6 7,0

Ионизирующее излучение 9 6 7 7,3

Гидроморфизм 8 6 6 6,7

дегид-рогеназа Сельскохозяйственное использование 10 7 9 8,6 7,6

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами 2 7 8 5,7

Ионизирующее излучение 10 7 9 8,6

Гидроморфизм 8 7 7 7,3

гумус Сельскохозяйственное использование 10 8 10 9,3 6,9

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами 2 8 7 5,7

Загрязнение тяжелыми металлами 2 8 10 6,7

Ионизирующее излучение 1 8 10 6,3

Гидроморфизм 5 8 6 6,3

'- Татосян М.Л. с соавт (2003), Казеев К.Ш. с соавт., (2004); Шерстнев А.К., Петрова

Е.С. (2004);

- Колесников СИ. с соавт. (2000,2001);

3 - Денисова Т.В. (2003,2004);

4 - Безуглова О.С. (2001); Тищенко СА (2003)Казеев К.Ш. с соавт (2004); Стрелкова В.И., Казеев К.Ш., 2004;

* Прямая зависимость балла оценки от величины показателя. ** Обратная зависимость балла оценки от величины показателя.

Наивысший балл среди изучаемых показателей (9,2 из 10 возможных) получила активность каталазы. Такая высокая оценка связана со значительной чувствительностью и информативностью данного показателя, доступностью и

высокой точностью метода определения. Помимо этого, каталаза является ма-ловарьирующим и простым в применении показателем.

Активность инвертазы в среднем набрала лишь 6,8 балла (табл. 2). Инвер-таза является достаточно чувствительным ферментом, и активность ее значительно изменяется под влиянием большинства негативных антропогенных факторов (кроме загрязнения нефтью и нефтепродуктами). Однако применение этого показателя затруднено из-за его значительного варьирования и трудоемкости метода определения.

Показатель активности дегидрогеназы чувствителен, относительно слабо варьирует и приемлем для диагностики воздействия на почву сельскохозяйственного использования, гамма-излучения, а также переувлажнения (табл. 2).

Средний балл для активности дегидрогеназы 7,6. Причиной снижения балла является меньшая доступность этого метода. Метод определения дегид-рогеназы достаточно сложен, требует существенных затрат на реактивы.

Показатель содержания гумуса варьирует незначительно, прост в применении, его использование не требует сложного оборудования и реактивов. Его применение очень эффективно при оценке последствий сельскохозяйственного использования (9,3 балла). Однако для оперативной диагностики он малопригоден в силу своей большой консервативности (суммарный балл - 6,9).

Показатели ФА в разной степени пригодны для диагностики деградацион-ных процессов различного происхождения. Применение ФА наиболее эффективно при диагностике сельскохозяйственного использования, воздействия СВЧ и ионизирующего излучений. Для оценки последствий влияния сельскохозяйственного использования на биологическую активность почв наиболее информативными являются активность дегидрогеназы и инвертазы. Для диагностики загрязнений различной природы и переувлажнения более пригодна активность каталазы.

ВЫВОДЫ

1. Показатели ФА целесообразно широко использовать в целях биологической диагностики и мониторинга почв. Показатели ФА в разной степени пригодны для диагностики деградационных процессов различного происхождения. Применение ФА наиболее эффективно при диагностике сельскохозяйственного использования, воздействия СВЧ и ионизирующего излучений. Для оценки последствий влияния сельскохозяйственного использования на биологическую активность почв наиболее информативными являются активность дегидрогена-

зы и инвертазы. В целях диагностики загрязнений различной природы и переувлажнения более пригодна активность каталазы.

2. Не выявлено однозначной приуроченности пиков ФА к определенным сезонам года. В разные годы значения ФА ближе друг к другу в весенние и осенние месяцы, в то время как максимальные различия отмечены летом. При мониторинге почв исследования необходимо проводить в одно и то же время. Для черноземов Ростовской области таковыми являются май-июнь или сентябрь - периоды наименьшего варьирования ферментативной активности.

3. Временное варьирование активности каталазы значительнее, чем пространственное. Содержание гумуса варьирует во времени и в пространстве приблизительно в одинаковой степени. Меньшее изменение содержания гумуса во времени, чем активности каталазы свидетельствует о большей консервативности первого показателя.

4. Пространственное варьирование каталазной активности и содержания гумуса, с шагом определения 1 м, можно охарактеризовать как незначительное. При шаге определения 50 м варьирование каталазы может быть охарактеризовано как небольшое, гумуса - как среднее, инвертазы - как высокое и дегидро-геназы - как очень высокое.

5. Для активности дегидрогеназы, инвертазы и каталазы в образцах почвы, отобранных по трансекте через 50 м, характерно сходство их пространственного распределения и его обусловленность одними и теми же факторами дифференциации почвенного покрова. При этом связи с содержанием гумуса не обнаружено.

6. При высушивании почвенных образцов активность каталазы увеличивается. Активность инвертазы либо увеличивалась, либо уменьшалась (в большинстве случаев). Для дегидрогеназы, при высушивании почвенных образцов, отмечено снижение активности.

7. ФА почв значительно изменяется при хранении образцов. Характер снижения ферментативной активности нелинеен, максимум его приходится на начальные сроки хранения, затем снижение замедляется.

8. При хранении образцов основных типов почв Юга России и их различных горизонтов в различных условиях, изменения ФА носят сходный характер. Для активности каталазы эти изменения в процентном отношении происходят примерно на одном уровне. Закономерности изменения активности каталазы при хранении почвенных образцов не зависят от типа почвы.

9. Степень изменения активности зависит от вида фермента, а также условий хранения почвенных образцов. Минимум изменений ФА приходится на воздушо-сухие образцы, хранимые при комнатной температуре, и на естественно-влажные образцы, хранимые в условиях низких положительных температур.

10. При проведении массовых исследований, изучение ФА почв рекомендуется проводить в воздушно-сухих образцах, хранимых не более двух недель при комнатной температуре.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Даденко Е.В. Применение ферментативной активности при биодиагностике антропогенного воздействия // Тез. докл. молодежной научной конференции "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". п. Персиановский, 2001. С. 24-25.

2.Даденко Е.В. Применение ферментативной активности в качестве диагностического показателя состояния почв / Экология и биология почв юга России. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2001. С. 8-13.

Ъ.Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Методические аспекты применения ферментативной активности биодиагностике антропогенного воздействия // Материалы международной научной конференции "Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия". Ставрополь, 2001. С. 63-65.

4.Даденко Е.В. Влияние сроков и условий хранения на ферментативную активность почв. // Тез. докл. международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2002". Москва, 2002. С. 35.

5.Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Изменение ферментативной активности при освоении целинных чернозёмов. // Тез. докл. Всероссийской конференции "Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям". Москва, 2002. С. 243.

6.Даденко Е.В. Активность почвенных ферментов при хранении образцов. // "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". Тез. докл. молодёжной научной конференции, п. Персиановский, 2002. С. 2324.

7.Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Геостатистический анализ ферментативной активности чернозема «Персиановской степи» // Экология и биология почв юга России. Вып. II. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2003. С. 8-13.

8.Даденко Е.В. Активность каталазы при диагностике почвенного покрова. // Тез. докл. международной конференции студентов и аспирантов по фун-

даментальным наукам "Ломоносов-2003". Москва, 2003. С. 23-24.

9.Даденко Е.В. Некоторые аспекты применения ферментативной активности в диагностике и мониторинге почв. // "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". Тез. докл. молодёжной научной конференции, п. Персиановский, 2003. С. 18 - 19.

10. Даденко Е.В. Активность ферментов в черноземе эталонного участка «Персиановская степь». Труды аспирантов и соискателей Ростовского государственного университета. Т. IX. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета. 2003. С. 94-96.

11. Даденко Е.В, Казеев К.Ш. Использование активности ферментов в биомониторинге состояния почв. Материалы Всероссийской конференции "Экология. Почва. Город". Краснодар, 2003. С. 228-230.

12. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Изменение ферментативной активности чернозема при хранении образцов. // Экология и биология почв. Материалы Международной научной конференции. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2004 г. с. 8994.

13. Даденко Е.В. Методические аспекты применения ферментативной активности в диагностике и мониторинге почв. // Биология почв Юга России. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2004. С. 65-71.

14. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Устойчивость активности почвенных ферментов при хранении // Материалы международной научной конференции "Черноземы центральной России: генезис, география, эволюция". Воронеж: Воронежский государственный университет, 2004. С. 338-342.

15. Даденко Е.В. Сезонная динамика ферментативной активности чернозема обыкновенного карбонатного. // Тез. докл. международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2004". Москва, 2004. С. 43-44.

16. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Влияние различных сроков и способов хранения почвенных образцов на ферментативную активность чернозема // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Приложение. 2004. № 6. С. 61-65.

17. Даденко Е.В. Некоторые аспекты исследования ферментативной активности почв // Материалы IV Съезда Докучаевского общества почвоведов: В 2-х кн. Новосибирск: Наука-Центр, 2004. Кн. 1. С. 612.

18. Даденко Е.В. Влияние сельскохозяйственного использования на ферментативную активность чернозема обыкновенного // Сборник трудов научно-практической конференции "Лиманчик. Экологические проблемы. Взгляд в будущее". Ростов н/Д: Изд-во ООО «ЦВВР», 2004. С. 56-57

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс». Формат 60x84/16. Объем 1,0 уч.-изд.-л. Заказ № 319 Тираж 120 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 47-34-88

№22 87 0

230

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Даденко, Евгения Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Ферментативная активность почв.

1.2. Ферментативная активность почв - как диагностический показатель.

1.3. Некоторые методические аспекты определения ферментативной активности.

1.4. Пространственное варьирование почвенных свойств.

2. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Черноземы.

2.2. Почвы сухих степей.

2.3. Почвы предгорий и гор.

2.4. Высокогорные почвы.

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Методы определения ферментативной активности и гумусного состояния почвы.

3.2. Методика изучения влияния сроков и условий хранения почвенных образцов на активность ферментов.

3.3. Методы изучения пространственного варьирования показателей биологической активности почв.

3.4. Статистическая обработка результатов.

3.5. Методика оценки применимости показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1: Ферментативная активность почв Юга России.

4.2. Изменение ферментативной активности при сельскохозяйственном использовании.

4.3. Динамика ферментативной активности почв.

4.4 Пространственное варьирование ферментативной активности почв.

4.5. Устойчивость ферментативной активности к воздействию температур.

4.6. Некоторые методические аспекты определения ферментативной активности почв.

4.7. Влияние высушивания образцов на ферментативную активность почв.

4.8. Влияние различных условий хранения почвенных образцов на ферментативную активность почв.

4.9. Оценка применимости показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Методические аспекты применения показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв"

Актуальность темы К актуальным проблемам взаимодействия природы и общества относится охрана биосферы и почв. Почва является неотъемлемой частью любого наземного биогеоценоза и биосферы в целом. При этом она выполняет ряд экологических функций, в том числе глобальных биосферных, „ обеспечивающих стабильность биосферы и саму возможность существования жизни на Земле. Кроме того, почва является одним из важнейших незаменимых природных ресурсов— главным средством сельскохозяйственного производства. В, последние десятилетия степные ландшафты Юга России испытывают все возрастающее антропогенное воздействие. В условиях интенсивной антропогенной нагрузки важнейшей задачей экологических исследований является; оценка состояния почвенного покрова.

Биодиагностика ш биомониторинг почв; приобретают все большее значение, как для проведения научных исследований, так и для выполнения практических производственных мероприятий. Они позволяют оценить биологическую активность и плодородие почв, и выявить негативные последствия антропогенного воздействия.

Изучение биологической активности почв позволяет определить характер и степень ее изменения при антропогенном воздействии на почвенный покров. Это позволит предотвратить возможные негативные процессы при нерациональном сельскохозяйственном использовании почв и снижение их плодородия. Многолетними исследованиями показана высокая эффективность диагностики биохимическими методами, в частности, с помощью показателей ферментативной активности почв (Галстян, 1974,1978, 1982; Хазиев 1976, 1982; Звягинцев 1978; Гончарова, 1991; Абрамян, 1992; Казеев, 1996; Колесников; 1998; Лич-ко, 1998; Даденко, 2001, 2002; Даденко, Казеев, 2003- Казеев и др., 2003; Vestberg, 2001; Badiane, 2001). Применению ферментативной активности (ФА) в качестве диагностического показателя способствует низкая ошибка опытов, простота определения; высокая чувствительность к внешним воздействиям. Доказана ведущая роль показателей ФА при оценке влияния загрязнения различными продуктами техногенеза (нефтью и нефтепродуктами; тяжелыми металлами, пестицидами и др.) на экологическое состояние почв (Колесников и др., 2000,2001; Татосян, 2003; Казеев и др., 2004; Денисова, 2004).

Изучению различных аспектов ФА почв Юга России уделено * большое внимание (Гончарова, 1992; Казеев, 1996; Личко, 1998; Колесников и др., 2000; Беляева, 2002; Курносов, 2003). В тоже время недостаточное внимание уделено особенностям применения активности различных ферментов для диагностики и мониторинга. При проведении экологических исследований важным является? исключение возможности: искажения полученных результатов и выводов в результате отклонения в активности ферментов. При; этом? важным является соблюдение условий проведения анализов. Актуальным является и вопрос устойчивости ФА при хранении почвенных образцов т.к. не всегда имеется возможность провести лабораторные определения непосредственно после отбора образцов. При организации мониторинговых исследований также необходимо рациональное планирование сроков и методов отбора почвенных образцов, с учетом пространственного варьирования и временной динамики изучаемых показателей и однородности исследуемой i территории. Именно поэтому первостепенное значение имеет изучение методических аспектов; применения ФА, изучение вопроса устойчивости ферментов в почвенных образцах и особенности t пространственного варьирования и временной динамики активности почвенных ферментов. <|>

Цель и задачи исследования

Основная цель работы - изучение методических аспектов применения ферментативной активности при биодиагностике и мониторинге почв.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

• Исследовать особенности ФА в разных почвах Юга России;

• Исследовать профильное распределение, пространственное и временное варьирование ФА;

• Изучить методические аспекты применения ФА в зависимости от сроков и условий хранения почвенных образцов;

• Изучить возможности использования ФА в > целях биодиагностики и биомониторинга антропогенных воздействий различной природы.

Основные защищаемые положения

•Показатели? активности различных ферментов в разной; степени пригодны для диагностики деградационных процессов г различного происхождения, происходящих в почве. Для оценки? последствий влияния сельскохозяйственного использования на биологическую активность почв наиболее информативными; являются активность дегидрогеназы и инвертазы. Для диагностики? загрязнений различной4 природы и переувлажнения более пригодна активность каталазы.

•В сезонной динамике ФА чернозема (1998-2004 гг.) не зафиксированы однозначные закономерности. Нет четкой> приуроченности ФА к определенным сезонам; года. Сезонные:изменения ФА пахотного горизонта менее значительны; чем дернового. Временное варьирование активности каталазы несколько выше, чем инвертазы. Для активности дегидрогеназы отмечено очень высокое сезонное варьирование.

•ФА значительно изменяется при; хранении почвенных образцов. Степень этого изменения зависит от1 особенности; фермента, а также условий и сроков1 хранения почвенных образцов. Характер снижения ферментативной активности нелинеен, максимум его приходится на начальные сроки хранения; затем снижение замедляется.

Методы и объекты исследований. В основу методологии исследования и оценки эколого-биологического * состояния- почв на основе биологической активности почв был положен системный; подход к изучению объектов или явлений природы, внедренный в естествознание В.В. Докучаевым. В работе использованы сравнительно-географический и профильно-генетический методы. Изучены: некоторые показатели- биологической активности почв и их пространственная и временная вариабельность Основной упор сделан на изучение ферментативной активности и особенностей ее применения при проведении научных исследований. Работа является междисциплинарной, на стыке многих наук — экологии, охраны окружающей среды, почвоведения, биохимии;

Лабораторно-аналитические исследования биологических свойств почв выполнены с использованием общепринятых в почвоведении и биологии методов (Галстян, 1978; Хазиев, 1990; Практикум., i989; Казеев и др. 1997, 2003) в лаборатории кафедры экологии и природопользования РГУ.

В качестве объектов исследований были использованы практически все * основные типы почв Юга России. Но основной упор был сделан на исследование черноземов обыкновенных южно-европейской фации - почв, на которых расположены самые производительные сельскохозяйственные угодья. В качестве эталона сравнения для этих важнейших для сельскохозяйственного производства почв были выбраны целинные почвы ООПТ» «Персиановская степь» Октябрьского района, Ростовской области: Только через исследование целинных участков с естественной растительностью могут быть получены отправные данные для проведения экологических исследований, связанных с изучением и оценкой влияния антропогенной нагрузки на черноземные почвы.

Работа является; итогом цикла научных исследований; выполненных лично автором или при его непосредственном участии на кафедре экологии и природопользования Ростовского государственного университета в период с 1999 по 2004 гг. Настоящее исследование поддержано Федерально-целевой программой «Интеграция» - проект № Б0103.

Научная новизна. Впервые проведено; подробное изучение пространственного и временного варьирования ФА и исследованы особенности устойчивости активности ферментов * в зависимости от сроков и условий хранения. почвенных образцов: Впервые рассмотрены особенности изменения ФА при хранении образцов различных почв Юга России. Изучена применимость методов определения ФА при проведении экологических исследований и предложены конкретные показатели для диагностики различных процессов. Собран обширный материал по изучению эталонного участка ООГТГ «Персианов-ская степь»

Теоретическая и практическая значимость Материалы исследований могут быть использованы природоохранными и научными организациями при проведении экологических исследований. Полученные результаты используются при планировании и организации научных экспериментов аспирантов и студентов, а также при проведении лекционных и практических занятий по экологии и охране окружающей среды в РГУ. Исследования такого рода проведены впервые и полученные результаты можно использовать в качестве отправных данных при биодиагностике и биомониторинге биологического состояния черноземов Юга России и их загрязнения различными продуктами техногенеза.

Автор глубоко признателен за помощь в работе научному руководителю к.б.н., доценту К.Ш. Казееву, д.б.н., проф. В.Ф. Валькову, д.с.-х.н., проф. С.И. Колесникову, Т.В. Денисовой и всем сотрудникам каф. экологии и природопользования РГУ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Г.1; Ферментативная активность почв

В процессе формирования и развития почвы как естественно-исторического органического тела природы важная роль принадлежит биологическому фактору. Все биохимические процессы, связанные с превращением -веществ и энергии; в почве осуществляются с помощью биокатализаторов — ферментов (Купревич, 1951; Галстян, 1974). Ферменты играют важнейшую роль в обмене веществ, они обуславливают скорость и направленность биохимических процессов в клетке.

Сущность действия катализатора заключается в снижении энергии активации, необходимой для химической; реакции, направляя ее обходным путем через промежуточные реакции. Эти реакции требуют гораздо меньшей энергии, чем реакции, идущие без катализатора, благодаря чему повышается и скорость основной реакции. Под действием фермента ослабляются внутримолекулярные связи в субстрате вследствие некоторой деформации его молекулы, проходящей при образовании промежуточного комплекса фермент-субстрата (Шугалей; Кесслер, 1986).

Все ферменты являются белками > и состоят из остатков аминокислот, соединенных пептидными связями в виде цепей (Ленинджер, 1985). Ферменты бывают простыми или сложными белками, в состав которых наряду с белковым компонентом (апоферментом) входит небелковая часть - кофермент. Известно несколько тысяч различных ферментов, из которых многие выделены из живых клеток и: получены в индивидуальном состоянии. Первый кристаллический фермент (уреаза) выделен американским биохимиком Д. Самнером в 1926 г.

Ферменты, в отличие от неорганических катализаторов, обладают избирательностью действия. Специфичность действия ферментов заключается! в том; что каждый фермент действует лишь на одно определенное вещество, или на определенный' тип химической связи в молекуле. По своей природе, все ферменты — высокомолекулярные органические вещества. На специфичность ферментных белков влияет порядок чередования в них аминокислот. Некоторые ферменты кроме белка

Некоторые ферменты кроме белка содержат более простые соединения. В их состав входят железо, медь, цинк, марганец, ванадий, хром, витамины и др. органические соединения (Клесов, Березин, 1980; Шугалей, Кесслер, 1986; Казеев и др. 2003).

В основу единой классификации ферментов положена специфичность к типу реакции, и в настоящее время, согласно решению Комиссии по ферментам Международного биохимического союза, ферменты подразделяются на 6 классов:

1) оксидоредуктазы, катализирующие процессы биологического окисления;

2) гидролазы, катализирующие расщепление и присоединение воды;

3) трансферазы, переносящие группы атомов;

4) лиазы, отщепляющие (присоединяющие) различные группы атомов без участия воды;.

5) изомеразы, изменяющие структуру соединения.

6) лигазы, катализирующие присоединение друг к другу двух молекул.

Исследованию ферментативной активности (ФА) почв посвящено множество работ В.Ф. Купревича (1951, 1966, 1974), Я.В. Пейве (1961), Т.А. Щербаковой (1976), А.Ш. Галстяна (1974, 1978, 1982), Ф.Х. Хазиева (1972, 1976, 1982, 1990), JLF. Долговой (1975), Д.Г. Звягинцева с соавторами (1976), В.Е. Голимбета (1982), С. А. Абрамяна (1981,1992) и др. Эти работы посвящены вопросам активности почвенных ферментов в различных почвах, профильного распределения, взаимосвязей ФА с различными почвенными свойствами, влияния антропогенного воздействия на ферменты и многим другим.

В результате исследований доказано, что ФА — это элементарная почвенная характеристика (Купревич, Щербакова, 1966; Галстян, 1974; Хазиев, 1976; Burns, 1977). ФА почвы складывается в результате совокупности процессов поступления, иммобилизации и действия ферментов в почве. Источником почвенных ферментов служит все живое вещество почв: растения, микроорганизмы, животные, грибы, водоросли и т.д. Накапливаясь в почве, ферменты становятся неотъемлемым реактивным компонентом экосистемы. Почва является самой богатой системой по ферментному разнообразию и ферментативному пулу (Купревич, 1974).

Роль ферментов заключается в том, что они значительно ускоряют биохимические реакции и делают их возможными при обычной нормальной температуре. Их разнообразие и< богатство делают возможным существование последовательных биохимических превращений, поступающих в почву органических остатков (Хазиев,- 1972; Хазиев, Гулько, 1991). ФА затрагивает наиболее важные повторяющиеся превращения в биохимических циклах углерода, азота, фосфора; серы и других соединений. Функциональная роль ферментов как катализаторов в почвенных процессах огромна. В почве функционируют системы ферментов, последовательно осуществляющие биохимические реакции, выполняющие материальные и энергетические обмены, в основе которых лежат синтетические и деструктивные функции. Под действием ферментов органические вещества почвы распадаются до различных промежуточных и конечных продуктов минерализации. При этом образуются доступные растениям и микроорганизмам питательные вещества; а также освобождается энергия (Казеев, 1996).

Синтез и разложение органических веществ, мобилизация элементов питания растений происходит в результате сложнейших реакций, обусловленных присутствием в почве большого разнообразия < ферментов, действие которых служит одним из показателей биологической активности и плодородия почв (Купревич, 1974; Галстян, 1974; Хазиев, 1976).

В обмене веществ и энергии в почве важное место принадлежит окислительно-восстановительным ферментам. Так, например, в основе синтеза гумусовых компонентов почвы лежат окислительно-восстановительные процессы. Активность окислительно-восстановительных ферментов находится в корреляционной зависимости с основными физико-химическими свойствами, микробиологическими процессами в почве, нитрификацией, сульфофиксаци-ей. Из оксидоредуктаз наиболее широко распространены в почве дегидрогеназы, фенолоксидазы, каталазы, пероксидазы.

Гидролазы представлены весьма обширными группами ферментов. Наибольшее значение в почвенной» биодинамике имеют те ферменты, которые расщепляют сложноэфирные, глюкозидные, пептидные и некоторые другие связи в органических соединениях. Участвуя в реакциях гидролитического распада высокомолекулярных органических соединений, они; играют важную ? роль в обогащении почвы подвижными и доступными растениям и микроорганизмам- питательными веществами. Из гидролаз наиболее широко распространены инвертаза; уреаза; протеаза и др (Клесов, Березин, 1980).

Значительную роль почвенные ферменты играют в процессах гумусооб-разования (Пейве, 1961;: Галстян, 1974). Превращение растительных и животных остатков в гумусовые вещества является; сложным биохимическим процессом с участием различных групп микроорганизмов, а также иммобилизованных почвой внеклеточных ферментов. Д.С. Орлов и O.Hi Бирюкова (1978) нашли t прямую связь между интенсивностью гумификации и ферментативной активностью. Ф.Х. Хазиев (1982) также связывает активность ферментов с содержанием органического вещества в почве.

Особо следует отметить значение ферментов в тех случаях, когда в почве: складываются экстремальные для: жизнедеятельности» микроорганизмов условия; в частности * при: загрязнении тяжелыми ? металлами.- В J этих случаях метаболизм в почве остается • в известной мере неизменным благодаря действию имобилизированных почвой (и потому устойчивых) ферментов (Казеев и др. 2003).

Активность ферментов максимальна в верхних: наиболее биогенных почвенных горизонтах и вниз по почвенному профилю падает, что связано с уменьшением; запасов г органического» вещества; меньшим количеством животных, микроорганизмов, корней < растений в нижних горизонтах (Галстян; 1974; Григорян, Галстян, 1979; Хазиев,* 1982; Голимбет, 1982; Гельцер, 1986; Гончарова и др., 1990; Казеев, 1996; Вальков и др., 1999; Казеев и др., 2003). Однако иногда наблюдаются инверсии активности * ферментов, например, по данным А.Ш. Галстяна (1974) в верхних горизонтах солончаков активности каталазы ниже, чем в средних горизонтах (20-60 см). То же самое отмечено для погребенных горизонтов почвы, где ФА выше, чем в вышележащих горизонтах.

В последние годы в почвоведении получило распространение понятие почвенной матрицы. Согласно Зубковой, Карпачевскому (2001), почвенная матрица - поверхность твердых почвенных частиц, около которой определенным образом формируются слои адсорбированных частиц (органические, минеральные вещества, микроорганизмы, газы, ионы, молекулы). Она включает в себя три матрицы: минеральную, органическую и органоминеральную. Важнейшее свойство активных центров почвенной матрицы - проявление каталитической активности в почвенных процессах. Почвенная каталитическая система состоит из двух групп катализаторов: ферменты, как в составе живых организмов, так и внеклеточные, имобилизованные почвой, и абиотические катализаторы (органические соединения, органоминеральные компоненты и структуры, минералы).

В условиях техногенного пресса, в составе загрязняющих веществ в почвы поступают минеральные и органические катализаторы и ингибиторы, которые могут изменить направленность многих почвенных процессов и, следовательно, значительно менять ФА почв. Тяжелые металлы могут вызвать быстрое разложение органического вещества, как катализаторы (Зубко-ва, Карпачевский, 2001).

Имобилизованные ферменты - основные биологические катализаторы, устойчивые в условиях почвенной среды. Почвенные минералы могут служить катализаторами, и ингибиторами реакций. В частности, сера может служить ингибитором полимеризации и прерывать этот процесс (Зубкова, Карпачевский, 2001). Несмотря на низкую каталитическую способность, почвенные минералы играют большую роль в катализе благодаря высокому содержанию (90-95%). Почвенные биологи неоднократно отмечали наличие каталитической активности в стерилизованной почве (Звягинцев, Алиев 1975; Алиев и др. 1976; Абрамян 1980, 1990; Тульская 1980, Зубкова, Карпаневский, 2001 шдр.). Причем максимальная; абиотическая? активность проявляется I при определении активности каталазы, уреазы, инвертазы. Почва состоит из множества потенциальных катализаторов ? абиотической природы. Ими» могут быть, органические соединения, глинистые минералы; и др. В; верхних горизонтах каталитическая активность, обусловлена ферментами; в; нижней — абиотическими катализаторами; В карбонатных горизонтах многие авторы (Куртяков, 1931; Шарова, 1953; Галстян, 1974; Воробьева, Горчарук, 1978; Звягинцев, 1979) отмечали повышение активности ферментов в исходной и стерилизованной почве.

Формирование и; функционирование ФА почвы — сложный;и многофак-торныйiпроцесс.,Ранее было показано, что этот сложный процесс представляет собой единство экологически обусловленных процессов» поступления, стабилизации и проявления активности ферментов в почве. В модели ферментативной активности эти три формирующие ее звена определены соответственно как блоки ? продуцирования, иммобилизации- и действия ферментов. Функционирование этих блоков; и их элементов; взаимосвязано и обусловлено колебаниями; экологических параметров. В? почвах естественных экосистем, где экологические параметры находятся; в состоянии динамического равновесия, динамика ФА почвы обусловлена главным образом естественными сезонными; колебаниями гидротермического режима, микробиологической активности почвы, развитием растений; Очевидно, что в таких условиях она; относительно; стабильна; Сельскохозяйственное использование почв;приводит к изменению направленности почвенных;процессов под влиянием^ агроэкологических факторов. Совокупность, этих изменений; можно охарактеризовать как изменения химического компонентного состава почвы, ее физических свойств, а также фито - и микробоценозов агроэкосистемы -основных параметров формирования и функционирования ферментного потенциала почвы (Хазиев, Гулько, 1991).

Источниками почвенных ферментов; являются? растения, микроорганизмы и фауна почвы. Таким образом, почвенные ферменты представляют собой смесь ферментов, поступающих из разных источников. Количество поступающих ферментов зависит от биомассы и метаболической активности био-ты(Галстян; 1974; Купревйч, Щербакова; 1966).

В естественных условиях ежегодное поступление значительного количества биомассы, ее разложение, а также продуцирование живыми организмами-растениями, микрофлорой и фауной ферментов обновляет и пополняет их запасы в почвах. При выделении из живых организмов в почву, а также в результате автолиза клеток часть ферментов; подвергается протеолизу при участии микроорганизмов и иммобилизованных в почве ферментов или подвергается необратимой денатурации, а другая остается в активном состоянии благодаря иммобилизации ферментов в почве. Стабилизация (иммобилизация) ферментов в почве происходит в результате адсорбции или хемосорбции на различных носителях, основными: из которых являются глинистые минералы, целлюлозами другие полисахариды и гумусовые вещества. Но основными носителями ферментов в почве являются гумусовые кислоты (Хазиев, 1982; Абрамян, 1990; Kiss, 1986). Иммобилизация происходит путем образования разнообразных связей между молекулами белка и поверхностью адсорбента (электростатическое и гидрофобное притяжение, водородные, ионные и ковалентные связи). Характер иммобилизации, и степень стабилизации определяются молекулярной структурой фермента, характером конформаци-онных изменений? белковой молекулы при выделении в почву, свойствами; адсорбирующей поверхности почвы, основными из которых являются: минералогический,, гранулометрический ш химический; состав; удельная поверхность, емкость и катионный состав комплекса, характер по л идисперсности и состав функциональных групп гумусовых кислот. Значительное влияние на процесс иммобилизации ферментов в почве оказывают влажность и температура среды (Хазиев, Рулько, 1991; Личко, 1998).

Одним из важных вопросов почвенной энзимологии является вопрос об устойчивости ферментов почв. Установлено, что внеклеточные ферменты обладают определенной устойчивостью, обусловленной их иммобилизацией почвенными: коллоидами. Уровень , иммобилизации ферментов зависит от химического состава, физических и физико-химических свойств почв и условий почвообразования. Выявлено; что для каждого типа почв существует определенный предел фиксации ферментов, поэтому их уровень в естественных условиях остается почти постоянным (Галстян, 1982). Иммобилизованные ферменты сохраняют свою активность и < придают почве высокую каталитическую способность. Одновременно иммобилизация ферментов коллоидами i и создание новых структурных образований ^предотвращает их диффузию из почвы. Следовательно,, относительно устойчивый^уровень активности ферментов различных типов почв позволяет использовать ее в • качестве диагностического показателя.

ФА, как функциональная многофакторная почвенная биологическая»характеристика, зависит от экологических факторов* и свойств почвы (Хазиев, 1976). На активность ферментов в почве влияют различные факторы, одни; из которых ингибируют, другие активизируют их действие. Физические свойства почвы прямо или опосредованно влияют на ферментативную активность. Почвы тяжелого гранулометрического состава в пределах одного типа обладают более высокой ферментативной активностью, чем почвы легкого гранулометрического состава (Пейве, 1961, Купревич 1974, Галстян, 1974, Хазиев, 1982 и др.). Это связано с иммобилизацией внеклеточных ферментов в илистых и пылеватых почвенных фракциях. При этом, фиксация ферментов- механическими частицами бывает различной: инвертаза больше всего закрепляется в предилистой фракции,. дегидрогеназы *—в илистой; а уреаза — в средне-пылеватой. Распределение активности ферментов по механическим фракциям находится; в ; коррелятивной связи с органическим веществом и общим количеством адсорбированных микроорганизмов. Фиксация ферментов илистой;и пылеватой фракциями обусловлена также минералогическим:составом; где преобладают монтмориллонит, гидрослюда и: каолинит (Галстян 1974). О приуроченности почвенных ферментов к гумусовым веществам свидетельствуют данные Shcherbakova Т.A., Galushko N. А. (1971), С. А. Абрамяна (1992).

Активность ферментов в почве зависит от ее физико-химических свойств: рН, засоленности, карбонатности, окультуренности, внесения удобрений, известкования. Активность различных ферментов под влиянием указанных факторов изменяется в разной степени. Физические свойства почвы: сложение, оструктуренность, плотность и др., определяя характер водно-воздушно-термических режимов, в значительной степени контролируют ее биологическую активность. Действие этого параметра на ферментативную активность почв проявляется прежде всего через звено поступления ферментов в почву и их иммобилизацию (Ралстян 1974).

Для каждого фермента существует оптимальное значение рН среды, при котором он проявляет максимальную активность. Большинство ферментов имеет максимальную активность в зоне нейтральной рН среды. В резко кислой или резко щелочной среде хорошо работают лишь некоторые ферменты. Переход к большей или меньшей (по сравнению с оптимальной) концентрацию водородных ионов сопровождается более или менее равномерным падением активности фермента (Казеев и др., 2003).

Максимальная каталитическая активность отдельных ферментов наблюдается в относительно небольшом интервале рН, который является для них оптимальным. Поскольку в природе встречаются почвы с широким диапазоном реакции среды (рН 3,5 — 11,0), то их уровень активности весьма разнообразен. Уровень активности ферментов ненасыщенных основаниями почв регулируется не только степенью кислотности, но и ее природой. Между обменным: водородом и активностью изученных ферментов; коррелятивная связь положительная или отрицательная (Абрамян, 1992).

Активность гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов зависит от содержания органического вещества. В почвах с высоким содержанием гумуса обнаружена высокая активность инвертазы, фосфатазы и амидазы (Абрамян; 1992).

Климатические условия являются наиболее важными из факторов, регулирующих почвенные процессы. Интенсивность биохимических процессов в почве в значительной степени зависит от температуры и влажности. Гидротермический режим определяет тонус жизнедеятельности почвенных организмов, растений, активность биохимических процессов почвы. С увеличением запаса продуктивной влаги и понижением температуры наблюдается сопряженное возрастание активности гидролитических ферментов - инвертазы, фосфатазы, уреазы, АТФазы, а из оксидоредуктаз - дегидрогенизы. Высокая влажность и низкие температуры способствуют накоплению значительной биомассы, гумуса и органических соединений азота, фосфора, серы в почве, которые регулируют уровень активности соответствующих гидролитических ферментов азотного, фосфорного и серного обмена (Хазиев,1982; Абрамян, 1992). По данным Абрамяна (1992) большинство ферментов, за исключением каталазы, находятся в положительной связи с запасом продуктивной влаги и

0ТРИ1№£да#Ш ШШ^деРазличных ферментов неодинаков. В общем для ферментов животного происхождения он лежит между 40 и 50°С, а растительного - между 50 и 60°С. Однако есть ферменты с более высоким температурным оптимумом, например, у папаина (фермент растительного происхождения, ускоряющий гидролиз белка) оптимум находится при 80°С. В то же время при высоких температурах происходит энергичное окисление каталазы и ее инактивация (Казеев и др., 2004).

В поверхностных горизонтах почв минимальная активность каталазы и инвертазы установлена для длительного переувлажнения и обводнения (Лыков, 1976). Активность уреазы повышена в глеевых почвах, как максимально обогащенных органикой.

Экологические факторы могут лимитировать ферментативную активность как в результате их избытка (кислая и щелочная реакция почвы, высокое содержание ионов алюминия и натрия, избыток солей, переувлажнение и т.д.), так и недостатка (недостаточное содержание доступных элементов питания, низкое содержание гумуса, плохие условия увлажнения* и аэрации; почвы, слабое поступление в почву органических остатков и т.д.). Компенсация лимитирующих факторов достигается антропогенной нормализацией их путем проведения соответствующих агротехнических, агрохимических, агромелиоративных мероприятий (Хазиев, Гулько, 1991).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Даденко, Евгения Валерьевна

ВЫВОДЫ

1. Показатели ФА целесообразно широко использовать в целях биологической диагностики; и мониторинга почв. Показатели ФА в разной степени пригодны для диагностики деградационных процессов различного происхождения. Применение ФА наиболее эффективно при диагностике сельскохозяйственного использования, воздействия СВЧ и ионизирующего излучений. Для оценки последствий влияния сельскохозяйственного использования на биологическую активность почв наиболее информативными являются активность дегидрогеназы и инвертазы. В целях диагностики загрязнений различной природы и переувлажнения более пригодна активность каталазы.

2: Не выявлено однозначной приуроченностишиков ФА к определенным сезонам года. В разные годы значения ФА ближе друг к другу в весенние и осенние месяцы, в то время как максимальные различия отмечены летом. При мониторинге почв исследования необходимо проводить в одно и то же время. Для черноземов Ростовской области таковыми являются май-июнь или сентябрь - периоды наименьшего варьирования ферментативной активности.

4. Пространственное варьирование каталазной активности и содержания гумуса, с шагом определения 1 м, можно охарактеризовать как незначительное. При шаге определения 50 м варьирование каталазы может быть охарактеризовано как небольшое, гумуса - как среднее, инвертазы — как высокое и • дегидрогеназы — как очень высокое.

8. При хранении образцов основных типов почв Юга России и их различных горизонтов в различных условиях, изменения ФА носят сходный характер. Для активности каталазы эти изменения в процентном отношении происходят примерно на одном уровне. Закономерности изменения активности ферментов при хранении почвенных образцов не зависят от типа почвы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Даденко, Евгения Валерьевна, Ростов-на-Дону

1. Абрамян С А. Изменение ферментативной активности почвы под влиянием естественных и антропогенных факторов // Почвоведение. 1992. № 7. С. 70-82.

2. Абрамян С.А. Природа регуляции ферментативных процессов в почве: Автореф. Дис. Докт. биол. наук. М., 1990. 36 с.

3. Абрамян С.А. Ферментативная активность почв в зависимости от рН среды и состава обменных катионов. Автореф. Дисс. Кандидата биол. НаукМ., 1980.

4. Абрамян С.А., Галстян А.Ш. Кислотно-основная регуляция действия ферментов почв// Почвоведение. 1981. №5. С. 39-45.

5. Акимцев В.В. Почвы Прикаспийской низменности Кавказа. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1957. 167 с.

6. Алещенко М.Г. Минералогический и химический состав илистой фракции предкавказских карбонатных черноземов // Вестник МГУ, 1973. № 1. С. 17-25.

7. Алиев Р.А. Особенности ферментативной активности почвы. Автореф. канд. дисс., Москва МГУ, 1975

8. Алиев Р.А., Гузеев B.C., Звягинцев Д.Г. Влияние адсорбентов на оптимум рН каталазы. Вестник МГУ, сер. Биология, почвоведение. 1976, №2. С. 6770

9. Алиев Р.А., Звягинцев Д.Г. Влияние предварительной температурной обработки на ферментативную активность почв // Научн. докл. высш. шк., биол. науки, 1975, №3.

10. Ю.Алиев С.А., Гаджиев Д.А. Влияние загрязнения нефтяным органическим веществом на активность биологических процессов почв // Изв. АН АзССР Сер. биол. наук. 1977. № 2. С. 46-19.

11. Антропогенная эволюция черноземов / Под ред. А.П. Щербакова и И.И. Васенева. Воронеж, 2000. 415 с.

12. Балаш А.П. Приазовские степи правого берега Дона. Ростов-на-Дону, 1961. С. 3-173.

13. Батова В.М. Климат. Природные условия и естественные ресурсы. Ростов н/Д: Изд-во Рост.ун-та, 1986. С. 79-117.

14. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. Ростов/Дону, Изд-во СКНЦВШ, 2001.228 с.

15. Безуглова О.С. Гумусное состояние черноземно-степных и каштановых почв южной России // Дисс. Доктора биол. наук. Ростов н/Д, 1994. 322 с.

16. Бей-Биенко Н.В. О влиянии минеральных азотных удобрений на активность ферментов в почве// Почвоведение, 1970. №2. С. 87-93.

17. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под. Ред. Р.Шуберта. М.: Мир. 1988.

18. Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. Период биологической активности почв и его связь с групповым составом гумуса // Биологические науки. 1978. № 6. С. 119.

19. Благовещенский Ю.Н., Самсонова В.П., Дмитриев Е.А. Непараметрические методы в почвенных исследованиях. М.: Наука, 1987. 94 с.

20. Важенин И.Г. Применение метода вариационной статистики в почвенно-агрохимических исследованиях // Почвоведение. 1963. №2. С. 43-57.

21. Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. Ростов н/Д: Изд-во Ростовского университета, 1977. 159 с.

22. Вальков В.Ф. Системно-биологический подход при изучении почв // Научная мысль Кавказа. 1995. №4. С. 6-10.

23. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Методология исследования биологической активности почв на примере Северного Кавказа // Научная мысль Кавказа. 1999. № 1. С. 32-37.

24. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Оригинальность черноземов Предкавказья // Научная мысль Кавказа. 2002 а. № 4. С. 45-53.

25. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Почвы Юга России: классификация и диагностика. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002 б. 168 с.

26. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т., Котляров И.С., Соляник Г.М. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 1996 б. 192 с.

27. Вухрер Э.Г., Шамшиева К.Т. Активность некоторых ферментов в почвах Центрального Тянь-Шаня//Почвоведение. 1968. №3. С. 94-100.

28. Гаврилюк Ф.Я; Мощность и запасы гумуса в почвах — показатель плодородия черноземов и каштановых почв Нижнего Дона и Северного Кавказа // Биологические науки. 1972. №11. С. 123-125.

29. Гаврилюк Ф.Я. Черноземы Западного Предкавказья. Харьков: Изд-во Харьковского университета; 1955. 148 с.

30. Галстян А.Ш. Диагностика эродированных почв по активности ферментов/ Проблемы и методы биологической диагностики почв. М;: Наука, 1976. С. 317-328.

31. Галстян А.Ш. Егиазарян JI.T. О возможности выявления пестроты плодородия почв методом ферментативных реакций. Тезисы докл. 4-го Всесоюз. делегат, съезда почвоведов. Кн. 2, ч. I, Алма-Ата, 1970, С. 247248.

32. Галстян А.Ш. Об устойчивости ферментов почв // Почвоведение. 1982. №4. С. 108-110.

33. Галстян А.Ш. Унификация методов исследования активности ферментов почв//Почвоведение, 1978. №2 с.

34. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван. Айастан. 1974. 275с.

35. Гельцер Ю.Г. Биологическая диагностика почв. М.: Изд-во МГУ. 1986. 82 с.

36. Голимбет В.Е. О методике изучения ферментативной активности почв// Почвоведение, 1982. №1. С. 127-130.

37. Гончарова Л.Ю. Ферментативная активность основных типов почв Ростовской области в связи с их сельскохозяйственным использованием. Автореф. . канд. сельскохоз. Наук, Краснодар, 1991, 22 с.

38. Гончарова Л.Ю. Безуглова О.С., Вальков В.Ф. Сезонная динамика Содержания гумуса и ферментативной активности чернозёма обыкновенного карбонатного // Почвоведение. 1990. №10. С.699-704:.

39. Готра О.Н., Мешалкина Ю.Л. Распределение гумуса в пределах одного поля на примере пахотного слоя дерново-подзолистой почвы // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2003. № 4. С. 3-8.

40. Громыко Е.П. Микроорганизмы черноземов СССР // Черноземы СССР. Т. 1. М.: Колос, 1974. 560 с.

41. Даденко Е.В. Применение ферментативной активности при биодиагностике антропогенного воздействия. // "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". Тез. докл. молодёжной научной конференции, п. Персиановский, 2001. С.

42. Даденко Е.В. Применение ферментативной активности в качестве диагностического показателя состояния почв / Экология и биология почв юга России. Ростов н/Д, Изд-во ЦВВР, 20016. С. 8-13.

43. Даденко Е.В. Активность почвенных ферментов при хранении образцов. // "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". Тез. докл. молодёжной научной конференции, п. Персиановский, 20026. С. 23-24.

44. Даденко: Е.В., Казеев К.Ш. Геостатистический анализ ферментативной активности чернозема «Персиановской степи» / Экология и биология почв: юга России. Выт Hi Ростов.н/Д; Изд-во ЦВВР, 2003а. G. 8-13.

45. Даденко Е.В: Активность каталазы при диагностике почвенного покрова. // "Ломоносов-2003". Тез. докл. международной конференции студентов и; аспирантов по фундаментальным наукам, Москва, 2003а. С.

46. Даденко Е.В. Некоторые аспекты применения ферментативной активности в диагностике и мониторинге почв. // "Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве". Тез. докл. молодёжной научной конференции, п. Персиановский, 20036. С. 18 19.

47. Даденко Е.В. Активность ферментов в* черноземе эталонного участка; «Персиановская степь». Труды аспирантов и соискателей Ростовского государственного университета. Т. IX. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета. 2003в. G. 94-96.

48. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Использование: активности ферментов в биомониторинге состояния почв. Материалы Всероссийской конференции "Экология. Почва; Город". Краснодар, 20036. С.228-230.'

49. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Изменение ферментативной активности чернозема при хранении образцов. // Экология и; биология почв. Материалы Международной научной конференции, Ростов н/Д; Изд-во ЦВВР, 2004а: С. 89-94.

50. Даденко Е.В. Методические аспекты применения ферментативной активности в диагностике и мониторинге почв. / Биология почв Юга России. Ростов н/Д, Изд-во ЦВВР, 2004а. С. 65-71.

51. Даденко Е.В. Сезонная динамика: ферментативной активности чернозема обыкновенного карбонатного. // "Ломоносов-2004". Тез. докл. международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам, Москва, 20046. С. 43-44.

52. Даденко Е.В:, Казеев К.Ш. Влияние различных сроков и способов хранения почвенных образцов на ферментативную активность чернозема // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Приложение. 2004в. № 6. С. 61-65.

53. Даденко Е.В. Некоторые аспекты исследования ферментативной активности почв / Почвы — национальное достояние России: Материалы IV Докучаевского общества; почвоведов: В 2-х кн. Новосибирск: Наука-Центр, 2004в. Кн. 1.С. 612:

54. Девятова Т.А., Крамарева Т.Н. Ферментативная активность как диагностический показатель экологического состояния почв // Материалы Международной научной конференции. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2004. С. 95-99.

55. Денисова Т.В. Влияние переменного магнитного поля промышленной частоты дозой 1500 мкТл на биологическую активность чернозема // Экология и биология почв Юга России. Вып. II. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2003. С. 81-84.

56. Денисова Т.В. Влияние электромагнитного загрязнения на биологические свойства чернозема обыкновенного. Диссертация канд. Биол. Наук. Ростов-на-Дону, 2004, 149 с.

57. Державин Л.М., Фрид И.С., Янишевский Ф.В. О мониторинге плодородия земель сельскохозяйственного назначения // Агрохимия, 1999, № 12, с. 1930.68;Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М., 1972. 292 с.

58. Дмитриев Е.А. Элементы организации почвы и структура почвенного покрова // Почвоведение. . 1993. №7. С. 23-30.

59. Дмитриев Е.А., Благовещенский Ю.Н., Самсонова В.П., Жевелева Е.М. Пространственное варьирование содержания гумуса в дерново-подзолистой почве // Биологические науки. 1983. №6. С. 92-97.

60. Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Бактериальное разнообразие почв: оценка методов, возможностей, перспектив // Микробиология, 2001, т. 70, №2, с. 149-167.

61. Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю., Звягинцев Д.Г. О показателях структуры бактериальных сообществ // Микробиология. 1997. Т. 66, № 3. С. 408-414.73 .Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1984.416 с.

62. Докучаев В.В. Русский чернозем. М.: Наука, 1949.

63. Долгова Л.Г. Биохимическая активность почв при загрязнении //

64. Почвоведение. 1975. № 4. С. 113-118. 76.3аварзин Г.А. Микробная биогеография // Журнал общей биологии. 1994. Т. 55, № 1.С. 5-1277.3ахаров И.А., Кривискии А.С. Радиационная генетика микроорганизмов.

65. М., Атомиздат, 1972. 292 с. 78.Захаров С.А. Почвоведение на Кавказе за время Советской власти //

66. Иванникова JI.A., Мироненко Е.В. Теория регионализованных переменных при исследовании пространственной вариабельности показателей агрохимических свойств почвы //Почвоведение. 1988, №5, С. 113-121.

67. Изменение ферментативной активности почвы под влиянием естественных и антропогенных факторов // Почвоведение. 1992. №7. С. 70-80.

68. Казеев К.Ш. Изменение биологической активности почв предгорий Западного Кавказа при антропогенном воздействии. Диссертация канд. Биол. Наук. Краснодар, 1996, 133 с.

69. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биологическая диагностика почв. Биохимические методы // Методические рекомендации для научно-исследовательской работы студентов. Ростов-на-Дону, 1997.

70. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биохимические показатели в системе мониторинга почв Краснодарского края // Экологические проблемы Кубани. № 12. Краснодар. 2001а. С. 94-99.

71. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Значение эталонных участков при исследовании процессов деградации почв / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия. Материалы 1 международной конференции. Ставрополь, 20016, с. 94-95

72. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Некоторые особенности растительного и почвенного покрова Кавказского биосферного заповедника // Биосфера и человек. Материалы международной научно-практической конференции. Майкоп: Изд-во АГУ, 2001 в. С. 46-47.

73. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Проблемы и перспективы исследования биологии и экологии почв / Экология и биология почв юга России. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2001г. С. 4-7.

74. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Издво ЦВВР, 2004. 350 с.

75. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биология почв Юга России Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2003. 204 с.

76. Юб.Криволуцкий Д.А. Биоиндикация система экологической тревоги //

77. Биоиндикация и мониторинг. Загорск. 1991. С. 228-229. Ю7.Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М. Наука, 1994. 270 с.

78. Ю8.Кузин A.M. Радиационная биохимия. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 336 с.

79. Ю9.Кузьмина Е.Д. Оценка дефлированности и противодефляционной устойчивости темно-каштановых почв заподной части Кулундинсокй степи: Дисс. канд. биол. наук. Целиноград. 1980. 148 с.

80. ПО.Кузякова И.Ф., Романенков В.А., Кузяков Я.В. Применение метода геостатистики при обработке результатов почвенных и агрохимических исследований // Почвоведение. 2001. №11. С. 1365-1376.

81. П.Купревич В.Ф. Биологическая активность почв и методы её определения. Докл. АН СССР. 1951. т.79. №5.

82. И2.Купревич В.Ф. Почвенная энзимология // Научные труды. Т.4. Минск: Наука и техника. 1974. 404с.

83. НЗ .Купревич В.Ф., Щербакова Т.А. Почвенная энзимология. Минск. Наука и Техника. 1966. 275 с.

84. Куртяков Н.Н: К характеристике каталитической силы почвы // Почвоведение. 1931. № 3. С. 34-48.

85. Ленинжер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т. 1. М.: Мир, 1985. 367 с.

86. Нб.Личко В.И. Ферментативная активность как индикатор экологическогосостояния почв. Авторефканд. биол. наук, Воронеж, 1998; 18 с.

87. Лыков М.Г. Биологическая активность неоглеенных и оглеенных дерново-подзолистых почв / Биологическая диагностика почв. М.: Наука, 1976. С. 143-144.

88. Марфенина О.Е. Микологический мониторинг почв: возможности и перспективы // Почвоведение, 1994, №1; С. 75-80.

89. Методы почвенной микробиологии и биохимии // Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ. 1991. 304с.

90. Мешалкина Ю.А., Самсонова В.П. Международный симпозиум «Новые достижения в геостатистике» // Почвоведение. 1999. №9. С. 1176-1177.

91. Миноранский В.А. Животный мир почв / Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Отв. Ред. В.Ф. Вальков. Ростов н/Д, Изд-во СКНЦ ВШ. 1996. С. 20-25.

92. Миноранский В.А. Животный мир Ростовской области (состав, значение, сохранение биоразнообразия). Ростов-на-Дону: Изд-во ЦВВР, 2002, 360 с.

93. Миноранский В.А., Демина О.Н. Особо охраняемые природные территории Ростовской области. Ростов-на-Дону: Изд-во ЦВВР, 2002. 372 с.

94. Михеева И.В. Вероятностно-статистические модели свойств почв (на примере каштановых почв Кулундинской степи). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 200 с.

95. Михеева И.В. Изменение пространственной вариабельности свойств почвы при антропогенном воздействии // Почвоведение, 1997, №1, С. 102109.

96. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука. 1984. 161 с.

97. Пейве Я.В. Биохимия почв. М. 1962. 422с.

98. Почвы Башкортостана. Том 1: Эколого-генетическая и агропроизводственная характеристика / Под ред. Ф.Х. Хазиева. Уфа: Гилем, 1995. 384 с.

99. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева: М.: Изд-во МГУ, 1989.304 с.

100. Разумов В.В. Сравнительный анализ варьирования почвенных показателей субальпийских разноуровневых геосистем // Почвоведение. 1986. №6. С. 19-28.

101. Редькин Н.Е. Черноземы Краснодарского края и их плодородие. Краснодар, 1969. 61 с.

102. Рыбалкина А.В. Микрофлора почв Европейской части СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1957.

103. Савич В.И. Варьирование свойств почв во времени и пространстве // Докл. ТСХА. 1971. Вып. 162. С. 111-115.

104. Самсонова В.П., Мешалкина Ю.Л., Дмитриев Е.А. Структуры пространственной вариабельности агрохимических свойств пахотной дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 1999. №11. С. 1359-1366.

105. Татосян М;Л:, Бодня С.Н., Колесников С.И. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность черноземов // Экология и биология почв Юга России. Вып. II: Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2003. С. 60-63.

106. Тищенко С.А. Экологические особенности гумусообразования в черноземах Ростовской области? при локальном переувлажнении / Экология и биология почв юга России. Вып. 2. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2003. С. 76-80.

107. Тульская Е.М. Локализация и специфические действия каталазы в почвах. Автореф. Дисс. Кандидата биол. Наук. М., МГУ, 1980.145 .Тульская Е.М.*, Звягинцев Д.Г. Влияние протеолитических ферментов на катал азу в почвах // Почвоведение. 1981. №10. С. 46-53.

108. Тульская Е.М:, Звягинцев Д.Г. Иммобилизация каталазы почвами // 198 Г. №12. С. 91-96.

109. Фридланд B.Mi Структура почвенного покрова М.: Мысль. 1972. 422 с.

110. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. Mi: Наука. 1990. 189 с.

111. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты. М.: Знание. 1972.

112. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука. 1982. 203 с.

113. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. М., "Наука", 1976.

114. Хазиев Ф.Х., Гулько А.Е. Ферментативная активность почв агроценозов и перспективы её изучения // Почвоведение. 1991. №8. С. 88-98.

115. Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева Н.А. Влияние нефтепродуктов на биологическую активность почв // Биол. науки. 1988а. № 10. С. 93-99.

116. Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева Н.А., Кузяхметов F.F. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы // Агрохимия. 19886. № 2. С. 56-61.

117. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 3. М.: Большая Российская энцикл., 1992. 639 с.

118. Шарова А.С. О биологической активности почв Латвийской, Литовской и Эстонской ССР. Изв. АН Латв. ССР. 1953. № 1. С. 107-142.

119. Шерстнев А.К., Петрова Е.С.- Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность чернозема обыкновенного карбонатного // Материалы Международной научной конференции. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2004. С. 325-328.

120. Шугалей B.C., Кесслер P.M. Ферментология. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1986. 93с.

121. Щербакова Т.А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества (в естественных и искусственных фитоценозах). Минск, 1983. 222 с.

122. Яковлев А.С. Биологическая диагностика и мониторинг состояния почв // Почвоведение. 2000. №1. С. 70-79.

123. Badiane N.N.Y., Chotte J.L., Pate Е. Use of soil enzyme activities to monitor soil quality in natural and improved fallows in semiarid tropical regions // Applied Soil Ecology. 2001. Vol. 18. №3. P. 229-238.

124. Beccet. P., Webster R. Soil variability: a Review // Soil and fert. 1971. Vol. 34, №1. P. 1-15.

125. Burns R.G. Soil enzymology. Sci. Progr., 1977, v.64, №254.

126. Burrough P.A. Soil variability: a Late 20th Century View // Soil and fert. 1993. Vol. 56, №5. P. 529-562:

127. Kiss S., Dragen-Bularda M., Paska D. Activity and stability of anzyme molecules following their contact with clay mineral surfaces // Studie Univ. Babes Boliai. Biol/ XXXI. V. 2. 1986. P. 61-68.

128. Konig J:, Hasenbaunter J., Coppenrath E. Einiege neue Eigenschaffon des Ackerbodene // Landw. Vers. Sts. 1906. B. 63. №5-6. P. 471-478.

129. Kuperman R.G., Carreiro M.M. Soil heavy metal concentrations, microbial biomass and enzyme activities in a contaminated grassland ecosystem // Soil Biology & Biochemistry. 1997. Vol. 29. N 2. P. 152-164.

130. Pancholy S.K., Rice E.L. Effect of storage conditions on activity of urease, invertase, amylase and degidrogenase in soil // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1972. Vol. 36, №3. P. 536.

131. Ross D.J:, Effect of air-dry, refregiratid and frozen storage on activities of enzymes hydrolising sucrose and starch in soils. // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1965. Vol. 16, №1. P. 86.

132. Vestberg M., Sirvio H., Maarit Niemi R:, Vepsalainen M., Kukkonen S. Application of soil enzyme activity test kit in a field experiment // Soil Biology & Biochemistiy. 2001. Vol: 33. N 12-13. P. 1665-1672.

133. Webster R. Cuanalo de. la O. Soil transect correlograms of North Oxfordshire and their 1п1ефге1аиоп//J. of Soil Sci. 1975. № 2. P. 176-194.

134. Webster R. Quantitative Spatial Analysis of Soil in the Field // Advances in Soil Science. N.Y. Springer-Verlag, 1985. V. 3. P. 1-70.

135. Yost R.S:, Vehara G., Fox R.L. Geostatistical analysis of soil chemical properties of Large Land Areas // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1982. № 46. P. 10281032.

136. Показатель Гори- Вариант опыта Среднее ± Стандартное Коэффици- % отзонт ошибка среднего, М±ш отклонение, s ент вариации, CV, % сухих

137. Ад воздушно-сухие 9,0 ± 0,04 0,06 0,6 100

138. Активность 60 °С 7,6±0,08*** 0,12 0,4 84каталазы, мл 100°С 5,1±0,07*** 0,1 0,4 5702/г/мии 180 °С 2,0±0,04*** 0,06 0,3 22250 °С 0,6±0,04*** 0,06 1,2 7

139. Апах воздушно-сухие 8,6 ±0,04 0,06 0,7 10060 °С 7,9±0,07*** 0,1 0,3 92100 °С 5,4±0,04*** 0,06 0,1 63180 °С 2,5±0,00*** 0,00 0 28250 °С 0,5±0,00*** 0,00 0 6

140. С воздушно-сухие 6,6±0,07 0,1 1,5 10060 °С 5,0±0,04*** 0,06 0,1 76100 °С 4,5±0,00*** 0,00 0 68180 °С 4,4±0,08*** 0,12 0,6 67250 °С 2,3±0,00*** 0,00 0 35

141. Активность Ад воздушно-сухие 29,4±0,74 1,04 4 100инвертазы, 60 °С 17,4±0,74*** 2,16 12 59мг глюкозы/ 100 °С 9,6±0,74*** 2,16 23 331 г/24 часа 180 °С 10,8±0,00*** 0,00 0 37250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

142. А пах воздушно-сухие 24,6± 1,47 2,08 8 10060 °С 9,6±0,74*** 2,16 23 39100 °С 1,2±0,37*** 0,54 45 5180 °С 8,7±0,37*** 0,54 6 35250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

143. С воздушно-сухие 8,4 ±0.74 1,04 12 10060 °С 1,5±0,37*** 0,54 36 18100 °С 0,9±0,00*** 0,00 0 11180 °С 10,4±0,84 2,84 27 124250 °С 0,6±0,37*** 0,54 90 7

144. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001

145. Показатель Вариант опыта Среднее ± ошибка среднего, М ± m Стандартное отклонение, s Коэффициент вариации, CV, % % от сухих

146. Активность каталазы, мл Ог/г/мин воздушно-сухие 4,0 ±0,07 0,1 2,5 10060 °С 2,0±0,04*** 0,06 0,3 50100°С 0,4±0,04*** 0,06 1,8 10180 °С 0,2±0,04*** 0,06 2,9 5250 °С 0,2±0,00*** 0,00 0 5

147. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; ***, р<0,001

148. Показатель Вариант опыта Среднее ± Стандартное Коэффициент % отошибка отклонение, вариации, сухихсреднего, М± ш s CV, %

149. Активность воздушно-сухие 13,5±0,18 0,25 0,9 100каталазы, мл 60 °С 10,4±0,11*** 0,15 1,5 77

150. СЬ/г/мин 100 °С 5,5±0,07*** 0,1 1,8 41180 °С 2,2±0,11*** 0,15 7,1 16250 °С 2,5±0,00*** 0,00 0,0 19

151. Активность воздушно-сухие 12,0±0.37 0.52 5 100инвертазы, мг 60 °С 22,5±1,69** 2,38 11 150глюкозы/ 1г/24 100 °С 13,2±0,74 1,04 8 88часа 180 °С 7,2±1,10** 1,56 22 48250 °С 0,2±0,07*** 0,1 55 1

152. Активность воздушно-сухие 26.3±0.71 0,52 4 100дегидрогеназы, 60 °С 22.8±0.36** 0,51 2 87мг ТТФ/10 г/24 100 °С 17.5±0.94** 1,34 8 67часа 180 °С 1.9±0.18*** 0.25 13 7250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

153. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; ***, р<0,001

154. Показатель Вариант опыта Среднее ± Стандартное Коэффициент % отошибка отклонение, вариации, сухихсреднего, М ± m s CV, %

155. Активность воздушно-сухие • 8,6±0,07 0,10 0,2 100каталазы, мл 60 °С 8,1±0,08** 0,12 1,4 94

156. СЬ/г/мин 100 °С 3,7±0,16*** 0,23 6,2 43180 °С 1,1±0,04*** 0,06 5,1 13250 °С 1,0±0,04*** 0,06 6,0 11

157. Активность воздушно-сухие 3,0±0.37 0.52 18 100инвертазы, мг 60 °С 14,1±0,37*** 0,52 4 134глюкозы/1 г/24 100 °С 9,3±0,37*** 0,52 6 88часа 180 °С 9,3±0,37*** 0,52 6 89250 °С 0,3±0,05*** 0,08 27 3

158. Активность воздушно-сухие 20,7±0,36 0,51 2,4 100дегидрогеназы, 60 °С 12,3±2,34* 3,31 27 59мг ТТФ/10 г/24 100 °С 11,7±0,36*** 0,51 5 54часа 180 °С 3,2±0,18*** 0,25 8 16250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

159. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; ***, р<0,001

160. Показатель Вариант опыта Среднее ± ошибка среднего, М ± m Стандартное отклонение, s Коэффициент вариации, CV, % %от сухих

161. Активность каталазы, мл Ог/г/мин воздушно-сухие 16,1 ±0,07 0,10 0,1 10060 °С 15,9±0,08 0,12 0,7 99100 °С 8,4±0,12*** 0,17 2,1 52180 °С 4,0±0,07*** 0,10 2,5 25250 °С 2,5±0,04*** 0,06 2,3 16

162. Активность инвертазы, мг глюкозы/ 1г/24 часа воздушно-сухие 11,1 ±0,97 1,38 12 10060 °С 10.5±1.33 1,88 18 95100 °С 12.0±1.33 1,88 16 108180 °С 9.3±0.37* 0.52 6 84250 °С 0,3±0,05** 0,08 24 2

163. Активность дегидрогеназы, мг ТТФ/10 г/24 часа воздушно-сухие 8,2±0,82 1,16 14,1 10060 °С 6,6±1,17 1,66 25 80100 °С 11,1±0.36* 0.51 5 135180 °С 2,5±0,00** 0,00 0 31250 °С 0,1 ±0,02*** 0,03 24 2

164. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0 р<0,001

165. Показатель Вариант опыта Среднее ± ошибка среднего, М ± m Стандартное отклонение, s Коэффициент вариации, CV, % %от сухих

166. Активность каталазы, мл Ог/г/мин воздушно-сухие 14.3±0,07 0,10 0,1 10060 °С 13,2±0,04*** 0,06 0,4 93100 °С 7,3±0,04*** 0,06 0,8 51180 °С 3,4±0,12*** 0,17 5,1 24250 °С 2,7±0,07*** 0,10 3,7 19

167. Активность инвертазы, мг глюкозы/ 1г/24 часа воздушно-сухие 6,0±0,97 1,38 23 10060 °С** 12,9±0,97 1,38 11 143100 °С** 13,1±0,45 0,64 5 145180 °С 7,8±0,74 1,04 13 87250 °С 0,2±0,04 0,05 25 2

168. Активность дегидрогеназы, мг ТТФ/10 г/24 часа воздушно-сухие 9.8±0.78 1,1 11,2 10060 °С 14,6±2,50 3,54 24 149100 °С 7,0±0,18* 0,25 4 71180°С 1,8±0,18*** 0,25 14 18250 °С 0,1±0,01*** 0,02 13 1

169. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; ***, р<0,001

170. Показатель Вариант опыта Среднее ± ошибка среднего, М ± m Стандартное отклонение, s Коэффициен т вариации, CV, % % от сухих

171. Активность каталазы, мл Ог/г/мин воздушно-сухие 17,2±0,11 0,15 0,3 10060 °С 17,3±0,11 0,15 0,9 101100 °С 9,8±0,23*** 0,32 3,3 57180 °С 4,2±0,07*** 0,10 2,4 24250 °С 2,5±0,00*** 0,00 0,0 15

172. Активность инвертазы, мг глюкозы/ 1г/24 часа воздушно-сухие 7,5±0,37 0,52 7,0 10060 °С 8.1±1,10 1,56 19 90100°С 8,7±0,37* 0,52 6 97180 °С 0,0±0,00 0,00 0 0250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

173. Активность дегидрогеназы, мг ТТФ/10 г/24 часа воздушно-сухие 4.5±0.47 0.67 14,7 10060 °С 23,6±3,17** 4,49 19 520100 °С 5,3±0,71 1,01 19 116180 °С 2,2±0,18** 0,25 11 49250 °С 0,0±0,00 0,00 0 0

174. Достоверные отличия по отношению к воздушно-сухим образцам: * р<0,05; ** р<0,01; ***, р<0,001

Информация о работе

Даденко, Евгения Валерьевна
кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Методические аспекты применения показателей ферментативной активности в биодиагностике и биомониторинге почв - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы