Влияние известкования на ферментативную активность почв

Как известно, ферменты - это сложные белковые молекулы, облагающие высокой каталитической активностью и специфичностью действия. Ферменты образуются в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов, корневых систем растений и мезофауны (например, дождевых червей). Они участвуют в синтезе и разложении гумуса и свежего органического вещества (в т.ч тел самих микроорганизмов), в кислительно-восстановительных реакциях. Активность ферментов в некоторой мере определяет уровень плодородия почвы. Многие исследователи считают, что условия благоприятные для проявления активности почвенных ферментов во многом совпадают с оптимальными условиями для роста сельскохозяйственных культур (А.Ш. Галстян, 1974; З.И. Гапонюк, С.Г. Малахов, 1985). Отмечается также влияние реакции почвы на активность ферментов. Для понимания сути почвенных процессов наиболее значимы: уреаза - фермент, осуществляющий гидролиз органиских, азотсодержащих веществ, а из гидролаз-фермент, разлагающий безазотистые органические вещества - инвертаза; из окислительно-восстановительных ферментов - дегидрогиназа, катализирующая процессы дегидрирования и расщепления углеводов. В многолетних опытах установлено, что активность гидролаз и части оксидоредуктаз повышается известкованных почвах (табл. 56).

Активность уреазы и инвертазы достоверно коррелирует с кислотностью почвы в интервале реакции 4.2-5.8, чем ниже значение рН KCl тем меньше активность этих ферментов. Наибольшее угнетающее действие вызывает не сама кислотность, а повышенное содержание подвижного алюминия, который инактивирует эти ферменты (табл. 57).

Установлена нелинейная взаимосвязь между содержанием легкоподвижного марганца и активностью уреазы, которая аппроксимируется уравнением параболы второго порядка (рис. 16).

Как недостаток, так и избыток марганца в почвах ингибирует активность уреазы, максимальная ее активность проявляется в песчаной почве при содержании легкоподвижного марганца около 0.008-0.010; в супесчаной - 0.025-0.030; в глинистой около 0.050 мг-экв/100 г.
Ингибирование инвертазы избыточным содержанием марганца проявляется сильнее на малогумусных почвах - песчаной и супесчаной, чем на хорошогумусированной глинистой. Сам факт взаимосвязи активности многих групп микроорганизмов и почвенных ферментов с содержанием легкоподвижных марганца и железа не вызывает сомнения. Гораздо сложнее выяснить, что является причиной и что следствием: токсичность избытка марганца и железа для микроорганизмов или их избыток как результат деятельности этих микроорганизмов, поскольку они, прямо или косвенно, участвуют в процессах окисления и восстановления соединений названных элементов. Нитчатые бактерии, бактерии рода галионелла, металлогениум и др. могут окислять неорганические соединения железа почв, дренажных и грунтовых вод. Бактерии вида металлогениум симбиотикум окисляют соединения марганца в строго аэробных условиях (Е.Н. Мишустин, В.Т. Емцев, 1987). При переувлажнении почв в анаэробиозисе окисные соединения железа и марганца восстанавливаются многими гетеротрофными микроорганизмами.