Диссертация (1154503), страница 18
Текст из файла (страница 18)
В связи с чем активность почвенного протеолитического комплексатакже как целлюлозолитического является важным диагностическим признакомуровня загрязнения почвы тяжелыми металлами и радионуклидами.Входеработыпротеолитическуюактивностьпочвыопределялиаппликационным методом фотобумажной автографии, предложенным Е.Н.Мишустиным,И.С.Востровой,А.Н.Петровойиоснованномнамикробиологическом расщеплении желатины эмульсионного слоя рентгеновской107пленки (приложение Г).
Эксперимент осуществлялся в течении вегетационногопериода.Протеолитическую активность в эксперименте рассчитывали по площадиразрушенногопротеазамиэмульсионногослоярентгеновскойпленкизавегетационный сезон выраженному в процентах к первоначальной площади.Результаты исследования протеолитической активности в вегетационномопыте № 1 по изучению влияния гуминовых препаратов на состояние серой леснойпочвы, искусственно загрязненной тяжелыми металлами, приведены в таблице 15.Таблица 15 – Протеолитическая активность серой лесной почвы, искусственнозагрязненной тяжелыми металлами в вегетационном опыте № 1Вариант опытаСтепень разрушенияОтклонение отжелатины эмульсионногоконтроля, %слоя рентгеновскойпленки, %Контроль: С/л почва, загрязненная98,0±0,7–88,0±0,6 10,283,7±1,4 14,692,2±1,8 5,992,7±1,9 5,498,2±2,1+ 0,2ТМС/л почва, загрязненная ТМ +0,01% р-р «Гумат калия»С/л почва, загрязненная ТМ +0,02% р-р «Гумат калия»С/л почва, загрязненная ТМ +0,01% р-р «Эдал-КС»С/л почва, загрязненная ТМ +0,02% р-р «Эдал-КС»С/л почва, загрязненная ТМ +0,01% р-р «Питер-Пит»108Окончание таблицы 15С/л почва, загрязненная ТМ +99,1±0,3+ 1,178,5±1,2 19,975,7±1,5 22,80,02% р-р «Питер-Пит»С/л почва, загрязненная ТМ +0,01% р-р «Ультрагумат»С/л почва, загрязненная ТМ +0,02% р-р «Ультрагумат»Выявлено, что внесение всех анализируемых гуминовых препаратов,приводит к снижению активности протеолитического комплекса серой леснойпочвы искусственно загрязненной тяжелыми металлами, исключение представляетлишь препарат «Питер-Пит», который не оказывает существенного влияния наинтенсивность протеолиза.
В максимальной степени подавляет протеолитическиепроцессы в почве препарат «Ультрагумат», внесение которого в дозах 0,01 % и 0,02% растворов, приводит к снижению активности протеаз на 19,9 % и 22,8 %,соответственно.Анализ литературных источников показал, что в ряде работ приводятсяпредположения, касающиеся причин наблюдаемого нами явления. Так, на данныймомент в научной литературе имеются многочисленные данные об ингибирующемдействии самих гумусовых кислот на протеолитические ферменты почвы (ПоповА.И., 2004; Кыдралиева К.А. и др., 2015; Рiccolo А., 1996; Ghabbour E. A., DaviesG., 2001). В работах Ш.Ж. Жоробековой и К.А. Кыдралиевой (2015), указываетсятот факт, что образующиеся при взаимодействии гумусовых кислот с тяжелымиметаллами комплексы, в значительной степени способствуют усилению процессаподавленияактивностипротеаз,причинойчегоявляетсяобразованиеразнолигандных комплексов, где ион металла выступает в роли «скрепки» междумакромолекулами гуминовых кислот и белковой глобулы.Сложность и малоизученность химических взаимодействий в системе«фермент – гумусовые кислоты – тяжелые металлы» обуславливает необходимостьпроведения дальнейших исследований данных процессов.109В вегетационном опыте № 2 по изучению влияния гуминовых препаратов насостояние серой лесной почвы, содержащей изотоп цезия-137, также методомфотобумажной автографии определяли протеолитическую активность почвы,полученные при этом результаты представлены в таблице 16.Таблица 16 – Протеолитическая активность серой лесной почвы, содержащейизотоп цезия-137 в вегетационном опыте № 2Вариант опытаСтепень разрушенияОтклонениежелатиныот контроля,эмульсионного слоя%рентгеновской пленки,%Контроль: Цезий-содержащая С/л почва68,8±1,0–Цезий-содержащая С/л почва + 0,01%85,5±1,1+ 16,788,3±0,9+ 19,586,7±0,6+ 17,990,7±1,3+ 21,983,0 ±0,9+ 14,289,8±1,3+ 21,071,0±0,7+ 2,288,2±0,5+ 19,4р-р «Гумат калия»Цезий-содержащая С/л почва + 0,02%р-р «Гумат калия»Цезий-содержащая С/л почва + 0,01%р-р «Эдал-КС»Цезий-содержащая С/л почва + 0,02%р-р «Эдал-КС»Цезий-содержащая С/л почва + 0,01%р-р «Питер-Пит»Цезий-содержащая С/л почва + 0,02%р-р «Питер-Пит»Цезий-содержащая С/л почва + 0,01%р-р «Ультрагумат»Цезий-содержащая С/л почва + 0,02%р-р «Ультрагумат»110Экспериментальные данные позволили установить, что внесение всеханализируемыхгуминовыхпрепаратовспособствуетувеличениюпротеолитической активности серой лесной почвы, содержащей цезий-137.
Вотношении всех исследуемых препаратов прослеживается тенденция повышенияих эффективности с увеличением дозы.Отмечено, что в наибольшей степени интенсификации процесса протеолизаспособствует внесение препаратов «Эдал-КС» и «Питер-Пит» в дозе 0,02 %растворов, под влиянием которых наблюдается повышение активности протеаз посравнению с контролем на 21,9 % и 21 % соответственно.Повышение активности протеолитического комплекса под воздействиемгуминовых препаратов в вегетационном опыте № 2, в отличие от вегетационногоопыта № 1, позволяет сделать предположение об ингибирующем действии напротеазы именно комплексов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами.
Однако,как уже было указано, ввиду недостаточности в научной литературе данныхкасающихся процессов взаимодействия в системе «фермент – гумусовые кислоты– тяжелые металлы» данное предположение требует экспериментальной проверкии проведения дальнейших исследований.Таким образом, можно заключить, что внесение гуминовых препаратов всерую лесную почву, загрязненную тяжелыми металлами приводит к снижению еепротеолитической активности.
Применение же гуминовых препаратов на серойлесной почве, содержащей изотоп цезия-137, напротив, интенсифицируетпроцессы протеолиза. Максимальное положительное влияние на активностьпротеаз, при этом, оказывают препараты «Эдал-КС» и «Питер-Пит».В процессах почвенной аммонификации важное место занимает деструкциямочевины, которая в больших количествах поступает в почву в составерастительных и животных остатков, вносится с навозом и азотными удобрениями,а также образуется непосредственно в почве в качестве промежуточного продуктаприбиодеградацииазотсодержащихорганическихвеществ–белков иаминокислот. Гидролиз мочевины в почве катализирует фермент группы амидаз –уреаза, конечными продуктами данного процесса являются аммиак и углекислый111газ, указанная реакция протекает в соответствии с уравнением, приведенным нарисунке 25.Рисунок 25 – Ферментативный гидролиз мочевины(Хазиев Х.Ф., 2005)Геохимическая роль уреазы заключается в участии в глобальном круговоротеазота, а наиболее важная экосистемная в превращении трудно доступного дляживыхорганизмовазотамочевинывлегкоусвояемуюрастениямиимикроорганизмами его аммиачную форму.Уреазавырабатываетсяразнообразнымибактериями,восновномуробактериями ‒ группой микроорганизмов, включающей представителей родовUrobacillus, Urococcus и Urosarcina.Уреаза является одной из наиболее чуствительных к загрязнению тяжелымиметаллами и радионуклидами ферментов.В ходе работы уреазную активность почвы определяли экспресс- методом,предложенным Т.В.
Аристовской и М.В. Чугуновой (приложение Д). Экспериментосуществлялся в лабораторных условиях в течении трех суток, съемка опытаосуществлялась ежесуточно. Учет количества, образующего в процессе гидролизамочевины, аммиака в опыте осуществляли с использованием индикаторныхполосок тест-системы для экспресс-контроля воздушной среды на содержаниепаров аммиака.Уреазную активность в эксперименте оценивали по продвижению фронтаокраски на индикаторных полосках тест-системы для экспресс-контролявоздушной среды на содержание паров аммиака.В этой связи с целью отражения зависимости между детоксикационнымисвойствами гуминовых препаратов по отношению к тяжелым металлам и112технологиями их получения, при проведении данных исследований было взято поодному препарату для представления каждой из анализируемых в работетехнологийРезультаты исследования уреазной активности серой лесной почвы,искусственно загрязненной тяжелыми металлами, приведены в таблице 17.Таблица 17 – Уреазная активность серой лесной почвы, искусственнозагрязненной тяжелыми металлами в вегетационном опыте № 1Вариант опытаПродвижение фронта окраскиОтклонение отна индикаторных полоскахконтроляпаров аммиака, мм(за 3-е суток1сутки2 сутки3 суткиэксперимента),%Контроль:С/лпочва, 5,0±0,321,3±1,230,3±0,2–8,3±1,320,0±0,3 33,912,7±0,321,0±0,1 30,710,3±1,217,0±0,9 43,912,0±1,020,7±0,7 31,735,0±0,135,0±0,1+ 16,517,7±0,631,7±0,6+ 4,6загрязненная ТМ (катионы)С/л почва, загрязненная ТМ + 1,3±0,70,01% р-р «Гумат калия»С/л почва, загрязненная ТМ + 3,0±0,10,02% р-р «Гумат калия»С/л почва, загрязненная ТМ + 2,7±0,60,01% р-р «Питер-Пит»С/л почва, загрязненная ТМ + 2,3±0,70,02% р-р «Питер-Пит»С/л почва, загрязненная ТМ + 7,7±0,70,01% р-р «Ультрагумат»С/л почва, загрязненная ТМ + 4,0±1,10,02% р-р «Ультрагумат»113Согласно полученным данным, на большинстве вариантов опыта с внесениемгуминовых препаратов наблюдается снижение уреазной активности серой леснойпочвы, загрязненной тяжелыми металлами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
