Известны различные биологические методы индикации загрязнения почвенного покрова и диагностики происходящих в нем при этом изменений, среди которых метод, основанный на определении ферментативной активности почвы, считается наиболее перспективным. Активность ферментов является сравнительно более устойчивым и чувствительным показателем биогенности почв, чем, например, интенсивность микробиологических процессов, продуцирование С02 из почвы (ее дыхание), количество и состав микрофлоры и зоофауны (Григорян, Галстян, 1979; Колесников и др., 2000). Однако для более эффективного использования этого биохимического показателя при индикации загрязненности почв тяжелыми металлами и диагностике функционального состояния микроорганизмов в этих условиях, а также корректной интерпретации результатов определения активности энзимов важно теоретически обосновать положение о том, что ферментативная активность является отражением загрязнения почвы металлами.[ ...]
Основная цель работы - разработка концептуальной модели ферментативной активности почвы, загрязненной тяжелыми металлами, что делает возможным представлять в логической последовательности эмпирические материалы, имеющиеся по данной проблеме.[ ...]
Отправным моментом данной модели является загрязнение почвы тяжелыми металлами, т. е. привнос тем или иным путем металлов в почву и их накопление в концентрациях, превышающих фоновые содержания. Почвенный покров можно считать загрязненным при содержании тяжелых металлов выше фонового в 3-5 раз для малобуферных и в 5-10, иногда в 20 раз - для высокобуферных почв (Садовникова, Зырин, 1985).[ ...]
В загрязненной почве взаимодействие тяжелых металлов и микроорганизмов как продуцентов ферментов проявляется в виде двух основных процессов - токсического действия металлов на микроорганизмы и поглощения и связывания металлов микробными клетками. Известно, что токсическое действие тяжелых металлов проявляется в ингибировании и блокировании отдельных процессов метаболизма у микроорганизмов (Кобзев, 1980). При действии металлов изменяется не только численность почвенной микрофлоры, но и ее состав. Большие дозы металлов, попадающих в почву, могут вызывать гибель определенной части микрофлоры. В то же время микроорганизмы способны изменять подвижность, а следовательно, токсичность тяжелых металлов за счет их поглощения и связывания. Сорбция и закрепление тяжелых металлов микроорганизмами приводят к их накоплению в биомассе клеток в почве.[ ...]
В целом описанные процессы находят свое отражение в изменении ферментативной активности почвы, т. е. в ее стимулировании или ингибировании в зависимости от конкретной ситуации, как результат взаимодействия тяжелых металлов и микроорганизмов.[ ...]
Ранее проведенный анализ результатов модельных исследований позволил прийти к ряду важных выводов (Галиулин, 1989). Так, высокие и сверхвысокие концентрации металлов ингибируют ферментативную активность почвы, низкие оказывают несущественное влияние, а в некоторых случаях даже стимулируют ее. В первом случае это связано с присутствием в почве большого количества подвижных, а следовательно, биологически активных и токсичных форм тяжелых металлов. Согласно исследованиям Н. В. Раськовой и др. (1983), механизм снижения ферментативной активности почвы под действием тяжелых металлов заключается в прямом ингибировании каталитической активности ферментов или задержке синтеза ферментов микроорганизмами при подавлении их роста. Тяжелые металлы могут проявлять избирательное действие на ферменты, т. е. при одной и той же концентрации они ингибируют активность одних ферментов и не изменяют активность других ферментов или снижают активность различных энзимов в неодинаковой степени. Характер действия тяжелых металлов на ферментативную активность почвы в значительной мере зависит от вида металла, валентности его иона, формы вносимых соединений металлов и их растворимости. Характер действия тяжелых металлов на ферментативную активность определяется также типом почвы, ее гумусированностью, гранулометрическим составом, т. е. токсичность одного и того же металла на разных почвах проявляется в неодинаковой степени.[ ...]
Вернуться к оглавлению