Диссертация (1151754), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Первые всходы появились на третьи сутки вемкостях,обработанныхрастворамифермента.Массовыевсходыоформились в этих емкостях на 4–5 сутки. Всхожесть 100 %. В контроле, необработанном растворами фермента, первые единичные всходы растенийпоявились только на 5–6 сутки. Всхожесть 87 %.Полученные нами данные согласуются с данными Института пищевойхимии и технологии по испытанию ферментных препаратов и институтабиоорганической химии и нефтехимии Национальной академии наук Украины.При исследовании почвенной микрофлоры под газонной травой, обработаннойферментом «HC-Zyme», было обнаружено 300 млн клеток сапрофитныхбактерий на 1 г почвы при 4 млн 700 тыс.
клеток в контроле. Здесь же былоотмечено, что в зоне корней травы в основном размножились бактерии имикроскопические грибы. Из бактерий преобладали не спорообразующиеформы. В ризосфере встречались также бактерии-нитрофикаторы, дрожжи,водоросли и другие организмы (Проведение эксперимента с применением106ферментов класса оксигеназ при обработке твердых бытовых отходов: Научнотехнический отчет.
Киев: Днепровская ассоциация, 2002).Культивировали кострец безостый при температуре 16–20 °С напротяжении 30 дней. В процессе испытания наблюдалось состояниепочвенного субстрата в опытных и контрольных сосудах, проводилисьбиометрические исследования растений, отмечалась окраска листьев,физическое состояние растений, определялось накопление сухого вещества.На протяжении всего периода наблюдений почва в опытных сосудахоставалась структурной, рыхлой, влажной. В то же время почва вконтрольных сосудах очень быстро подсыхала, покрывалась коричневатойкоркой и трещинами, то есть утрачивала свои первоначальные воднофизические свойства. Растения в опытных сосудах равномерно расположеныпоповерхности,одинаковогороста,окраскалистьевзеленая,поддерживалось тургесцентное состояние, количество биомассы растенийбольше, чем в контроле, на 25 %.
В контрольных сосудах растения неодинаковые по высоте (от 1 до 6 см), некоторые неестественно вытянутые,цвет листьев бледно-зеленый. Интенсивность фотосинтеза определяетсяпродуцированиеморганическоговеществаиидентифицируетсяпонакоплению сухого вещества в зеленых частях растений (табл. 4.16).Как видно из табл. 4.16, внесение фермента в испытуемых вариантахопыта способствовало не только интенсивности процессов всхожести семянкостреца безостого и ростовым эффектам, но и выразилось в стимуляциифизиологических процессов, в частности накоплении сухого вещества, чтоявляется свидетельством усиления интенсивности фотосинтеза.Принимая во внимание характерные особенности ферментов классаоксигеназ как мощных биокатализаторов, можно сделать вывод, чтоферменты улучшают аэрацию почвы, обеспечивают интенсивное развитиепочвенной микрофлоры, способствующей оптимизации пищевого режимапочвы и, как следствие, улучшают рост и развитие растений.107Таблица 4.16Влияние фермента «НС-Zуme» на всхожесть и рост растенийкостреца безостого в лизиметрическом опытеРостовые эффекты и накопление сухоговеществаПервыевсходы,сут.Массовыевсходы,сут.Фермент 2,5 мг/лФермент 5 мг/лФермент 7,5 мг/лКонтроль (без фермента)3335-65448Количестворастенийв сосудах,шт.Высотарастенийна 14-есут., смЖизненность,баллыНакоплениесухоговещества, %Вариант опытаВсхожесть,%Всхожесть семян90,095,297,487,021262917141618122,42,52,62,216,918,219,015,2Примечание: данные усреднены из 3 повторностей.4.2.1.
Влияние ферментов на экологическое состояние почвыв лабораторно-лизиметрическом опытеВ содержании водорастворимых солей в водной вытяжке почвы влизиметрических сосудах после обработки раствором фермента отмечаетсяснижение сульфат-ионов, что значительно увеличивает ферментативнуюактивностьпочвы.Корреляциямеждуповышениемферментативнойактивности почвы и снижением содержания сульфат-иона составляет: 0,849по ферменту каталаза, 0,998 инвертазы и 0,871 уреазы (рис. 4.16– 4.18).Инвертазная активность,мкг/100г почвы60504030y = 7,783x + 16,655R² = 0,99892010022,43контроль13,9217,498,64сульфат - ионы, мг на 100 г. почвыФермент 5Фермент 2,5Фермент 7,5вариант опытаРис. 4.16. Влияние сульфат-ионов на активность инвертазы при обработке почвырастворами фермента в лабораторно-лизиметрическом опыте108Каталазная активность, O2на1г почвы3,53,43,33,23,132,92,82,7y = 0,133x + 2,89R² = 0,849822,4313,9217,498,64сульфат - ионы, мг на 100 г.
почвыконтрольФермент 7,5Фермент 5Фермент 2,5вариант опытаУреазная активность, мкг NH3 на1 г почвыРис. 4.17. Влияние сульфат-ионов на активность каталазы при обработке почвырастворами фермента в лабораторно-лизиметрическом опыте0,040,0350,030,0250,020,0150,010,0050y = 0,0085x + 0,0017R² = 0,871122,4313,9217,498,64сульфат - ионы, мг на 100 г.
почвыФермент 7,5Фермент 5контрольФермент 2,5вариант опытаРис. 4.18. Влияние сульфат-ионов на активность уреазы при обработке почвырастворами фермента в лабораторно-лизиметрическом опытеМаксимальное снижение концентрациии сульфат-ионов наблюдается в3-м варианте при обработке почвы раствором фермента с концентрацией7,5 мг/л, где отмечается проявление наибольшей ферментативной активностипочвы по сранению с контрольной. Коэффициент корреляции находится взначимых пределах.При анализе экспериментальных данных процесса ферментативнойбиостимуляциипочвывсосудахбылиполученыфункции,109аппроксимирующие снижение содержания солей с момента внесенияферментативного комплекса в концентрации 7,5 мг/л. Коэффициенткорреляции равен 0,982 (рис. 4.19).
Снижение содержания солей сульфатионов, хлорид-ионов, ионов кальция, магния, суммы ионов калия и натрия, атакже снижение общей щелочности наиболее интенсивно происходит втечение 10 дней после внесения раствора фермента.концентрация ионов солеймг на 100 г почвы302520y = 25,839x-0,963R² = 0,9822151050сутки2101620Рис. 4.19. Изменение содержания водорастворимых ионов солей (Cl- ; SO24; Ca2+; Mg2+;K++ Na+;OH-) в лабораторном опыте под влиянием ферментативного комплекса вконцентрации 7,5 мг/л с момента его внесенияИзменение содержания водорастворимых ионов солей и в частности ихснижение объясняетсяферментативнымкрупнейшеговзаимосвязью между почвеннойкомплексом.специалиставСогласнообластимицеллой иисследовательскимминералогиипочвтрудампрофессораГорбунова Н.И. почвенные коллоидные частицы (мицеллы) определяютсвязность, водопроницаемость, поглотительную способность, буферность идругие свойства почвы.
Влияние, оказываемое на почвенные мицеллы,приводит к изменению свойств почвы и ее характеристик в целом.При обработке почвы раствором фермента с концентрацией 2,5 мг/л ферментудерживается около почвенной мицеллы и поглощает избыток ионов солей изпочвенной среды, переводя их в труднорастворимые комплексные соединения, врезультате чего в водной вытяжке фиксируется снижение содержания ионов солей.110При обработке почвы раствором фермента с концентрацией 5 мг/л онразрывает почвенную мицеллу (в результате разности потенциалов междуними, связанной с увеличением концентрации фермента) и из диффузногослоя почвенной мицеллы освобождаются водорастворимые ионы солей,поступающие в почвенную среду, в результате чего в водной вытяжкеотмечается увеличение содержания ионов солей. Этот процесс подобенпроцессу пептизации почвенной мицеллы.При обработке почвы раствором фермента с концентрацией 7,5 мг/лферментативный комплекс полностью обволакивает почвенную мицеллу,происходит процесс коагуляции почвенной мицеллы (слипание почвенныхмицелл между собой и образование комковатой структуры почвы).Поглощается избыток ионов солей из почвенной среды, в результате чего вводной вытяжке наблюдается снижение содержания ионов солей.При уменьшении содержание ионов солей в почвенной средеактивизируетсядеятельностьпочвенныхмикроорганизмов,очемсвидетельствует увеличение ферментативной активности почвы.
В силувысокой скорости обменных процессов у микроорганизмов даже за малыйпериод действия ферментативного комплекса (1 месяц) из-за низкой егоиммобилизации (фиксации) в почвенной структуре они успевают создатьпредпосылки для поглощения ионов солей даже после прекращения действияферментативного комплекса, в результате чего происходит рекультивацияпочвы.По содержанию ТМ в контрольных пробах и пробах, обрабатываемыхраствором фермента в сосудах с наибольшей вносимой концентрацией (7,5мг/л), отмечается их перераспределение и снижение содержания свинца вваловой форме на 16,66 % и на 14,70 % в подвижной форме по отношению кконтролю; кадмия в подвижной форме на 43,48 % по отношению к контролю(рис. 4.20, 4.21).111концентрация ионовметаллов , мг/кг250,00200,00Сd150,00Pb100,00Cu50,000,00ZnконтрольФермент7,5Вариант опытаПДКr=0.986концентрация ионовметаллов, мг/кгРис.
4.20. Изменение содержания ТМ в валовой форме при обработке почвы растворомфермента в концентрации 7,5 мг/л в сосудах, мг/кг25,0020,00Сd15,00Pb10,00Cu5,000,00ZnконтрольФермент7,5ПДКr=0.967Вариант опытаРис. 4.21. Изменение содержания ТМ в подвижной форме при обработке почвы растворамфермента в в концентрации 7,5 мг/л сосудах, мг/кгПри исследовании влияния ТМ на ферментативную активность почвыпри обработке почвы растворами фермента в сосудах выявлено следующее:- снижение концентрации кадмия стимулирует активность ферментаинвертаза.Даннаязависимостьописываетсялинейнойфункциейскоэффициентом корреляции R = 0,998. Наибольшая активность ферментаинвертазы отмечается при снижении концентрации кадмия, где почваобрабатывалась ферментативным комплексом в наибольшей концентрации7,5 мг/л (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
