168637 (742043), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Фізіологічно і хімічно кислі мінеральні добрива (сульфат амонію, хлористий калій), впливаючи на реакцію ґрунтового розчину, можуть опосередковано діяти на гомеостатичний стан грунту, зокрема на активність ґрунтових ферментів. Встановлено, що у місці контакту гранули добрива і ґрунту може відбуватися дуже сильне підкислення середовища (рН близько 1). Внаслідок цього виникають «мініопіки», які, насамперед, негативно впливають на біоту ґрунтової системи. Токсичну дію щодо ферментів може проявляти також рухомий алюміній, який переходить у ґрунтовий розчин при зниженні рівня рН. Особливо активно ці процеси відбуваються у бідних на органічну речовину дерново-підзолистих ґрунтах.

В Інституті агроекології та біотехнології УААН було проведено дослідження на дерново-середньопідзолистому ґрунті і чорноземі типовому малогумусному з встановлення ефективності біотестування за показниками активності ферментів групи оксидоредуктаз щодо педо-хімічних властивостей мінеральних добрив. Використовували фізіологічне кислі азотні добрива та хімічно кислі калійні. Одержані результати показали, що підвищення кислотності ґрунту при застосуванні мінеральних добрив на дерново-середньопідзолистому ґрунті значною мірою було зумовлено вмістом рухомого алюмінію. Його кількість зростала пропорційно внесеним добривам з 2,4 мг/100 г ґрунту на контролі до 5,1 мг/100 г ґрунту у варіанті із застосуванням 240 кг/га NPK. Підвищення кислотності ґрунту призвело до зниження активності оксидоредуктаз на 9,5–25,3%. У тісній зворотній залежності від обмінної кислотності і вмісту іонів алюмінію перебувала активність ферменту – поліфенолоксидази. її кількість зменшилась з 0,440 до 0,329 мг пурпургаліну на 1 г ґрунту. Коефіцієнт кореляції, який визначав залежність між рівнем кислотності, вмістом іонів водню та іонів алюмінію, становив – 0,980–0,998. Активність пероксидази меншою мірою залежала від вмісту рухомого алюмінію: спостерігали лише середній корелятивний зв'язок г= –0,540–0,604. Це зумовлено особливостями ферментів, що досліджували – для поліфенолоксидази оптимальною є нейтральна та слаболужна реакція ґрунтового розчину і тому її активність знижується при переході до кислих умов. Оптимальні рівні рН для пероксидази, навпаки, розміщуються у кислому інтервалі, тому при зміні рівня кислотності перокси-даза має вищий рівень толерантності.

При застосуванні добрив на чорноземі типовому, який характеризується вищою буферною здатністю, також підвищувалася обмінна кислотність, але це не супроводжувалося підвищенням вмісту рухомого алюмінію. Обмінна кислотність формувалася, в основному, за рахунок іонів водню. Депресивного впливу педохімічних властивостей мінеральних добрив на активність ферментів за цих умов не спостерігали, про що свідчить підвищення рівня їхньої активності (табл. 2).

Одержані результати засвідчили, що активність ферментів групи оксидоредуктаз залежить від вмісту іонів алюмінію, які за певних концентрацій можуть проявляти токсичні властивості щодо біологічних об'єктів.

Активність ферментів може бути чутливим показником і щодо забруднення ґрунту біохімічне активними речовинами. Так, при збільшенні рівня забруднення Cd, Pb, Zn, Cu з 0,5 ГДК до 5,0 ГДК значно знижувалась активність пероксидази і поліфенолоксидази щодо фону на 15,1–64,1% і 25,8–82,7% відповідно (табл. 3). Ферменти ґрунту, за даними Е. Хоффман (1990р.), на відміну від живих організмів, є стабільнішими показниками, оскільки при відмиранні організмів адсорбуються ґрунтовими частками і тривалий час зберігають свою активність. Депресивний вплив забруднення ґрунту ВМ на рівні 1,0–5,0 ГДК спостерігали впродовж тривалого часу. Через рік після створення штучних фонів забруднення активність поліфенолоксидази становила 86,6–91,3%, пероксидази 82,3–88,5% контролю.

Апроксимація одержаних даних з використанням ступеневого рівняння залежності активності ґрунтових ферментів групи оксидоредуктаз від рівня забруднення грунту ВМ дала можливість провести порівняльну оцінку біотестування за активністю поліфенолоксидази і пероксидази. Рівень толерантності цих ґрунтових ферментів був близький і становив відповідно 1,5 і 1,7 у. о. (рис. 5).

Поряд з активністю ферментів, сприятливим щодо забруднення є такий показник стану ґрунту, як нітрифікаційна здатність, що є опосередкованим показником активності певної групи ґрунтових бактерій роду Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira і Nitrobacter. Нітрифікато-ри групи Nitrosomonas окислюють аміак до нітритів, групи Nitrobacter – нітрити до нітратів.

Таблиця 2. Активність ферментів групи оксидоредуктаз при застосуванні мінеральних добрив на дерново-середньопідзолистому ґрунті і чорноземі типовому

Таблиця 3. Реакція біологічних індикаторів на забруднення грунту ВМ

Рис. 5. Біотестування забруднення дерново-середньопідзолистого ґрунту ВМ за показниками активності ґрунтових ферментів: 1 – поліфенолоксидаза; 2 – пероксидаза (мг пурпургаліну/г грунту)

Дослідами Інституту експериментальної біології і екології (Словаччина) доведено, що завдяки високій вибагливості нітрифікаторів щодо фізико-хімічних умов середовища, можна вважати нітрифікацію об'єктивним і чутливим показником стану ґрунтової екосистеми. У дослідах Інституту агроекології та біотехнології УААН нітрифікаційна здатність при створенні штучних фонів забруднення ґрунту ВМ зменшувалася на 59,8%–96,3% порівняно з фоном при збільшенні рівня забруднення.

Депресивний вплив ВМ на бактерії-нітрифікатори був помітним і через рік після створення штучних рівнів забруднення грунту. Так, нітрифікаційна здатність грунту на контролі становила 42,4 мг/кг NO3~, при рівні забруднення 0,5 ГДК – 28,7 мг/кг, 1,0 ГДК – 20,2 мг/кг, 5,0 ГДК – 8,6 мг /кг NO3. Це свідчить про високу сприйнятливість даного виду біотестування щодо БАЕ.

Апроксимація одержаних даних з високим рівнем достовірності (R2= 0,978), використання ступеневого рівняння залежності нітрифі-каційної здатності ґрунту від рівня забруднення ВМ, дало можливість встановити ефективність даного виду біотестування: рівень толерантності становив 1,4 у. о. (рис. 6).

Рис. 6. Біотестування забруднення дерново-середньопідзолистого ґрунту ВМ за показниками нітрифікаційної здатності ґрунту (мг/кг NO,~)

Таким чином, визначення ефективності біоіндикаційних процесів щодо забруднення ґрунту БАЕ за рівнем активної толерантності (25% рівень депресії), дає змогу розташувати біоіндикаційні методи у такій нисхідній послідовності: індикація за активністю нітрифікуючих бактерій > індикація за показниками активності біохімічних процесів у ґрунті > фітоіндикація на онтогенетичному рівні > фітоіндикація за показниками біопродуктивності.

Характеристики

Список файлов реферата