CC BY
14
ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ С ГУМИНОВЫМ ПРЕПАРАТОМ
О.И. Наими, канд. биол. наук, старший научный сотрудник Федеральный Ростовский аграрный научный центр (Россия, п. Рассвет)
Б01: 10.24411/2500-1000-2019-11743
Аннотация. Изучали ферментативную активность чернозема обыкновенного при совместном использовании средств защиты растений с гуминовым препаратом. По шкале Д.Г. Звягинцева черноземы обыкновенные являются высоко обогащенными по уровню активности каталазы и средне обогащенными по уровню активности инвертазы. Показано, что обработка нута химическими средствами защиты оказывает негативное влияние на ферментативную активность почвы, а внесение гуминового препарата способствовало снятию отрицательного воздействия.
Ключевые слова: ферментативная активность, инвертаза, каталаза, средства защиты растений, гуминовый препарат, чернозем обыкновенный.
Ферментативная активность почвы является информативным показателем биологических процессов в почве и представляет собой совокупность биохимических процессов, катализируемых внеклеточными почвенными ферментами, иммобилизованными на почвенных частицах и стабилизованными в почвенном растворе. Для каждого типа почв характерен свой относительно устойчивый уровень ферментативной активности [1].
Почвенные ферменты - это природные биокатализаторы, представляющие собой высокомолекулярные белковые вещества -продукты метаболизма почвенного биоценоза. Они образуются в процессе жизнедеятельности высших растений, почвенной мезо- и микрофауны, а также поступают в почву после их отмирания [1, 2].
В настоящее время антропогенное воздействие на почвы сельскохозяйственных угодий стало мощным почвообразующим фактором, оказывающим влияние в первую очередь на ее биотические компоненты. В почвы агроценозов поступает множество различных химических ингредиентов - минеральные удобрения, химические средства защиты растений, стимуляторы роста и другие средства химизации. Боль-
шинство из них физиологически и химически более активны, чем естественные компоненты почвы, поэтому в небольших концентрациях они могут изменять уровень ферментативной активности почвы от сильного активирования до полного инги-бирования [3, 4].
Цель работы - установить влияние средств защиты растений и гуминового препарата на ферментативную активность чернозема обыкновенного под посевами нута.
Объекты и методы исследования. Исследования проводились в Ростовской области на опытных полях ФГБНУ ФРАНЦ. Почва - чернозем обыкновенный карбонатный под посевами нута, предшественник - озимая пшеница. Почвы имеют следующие агрохимические характеристики: содержание гумуса в пахотном слое составляет 3,7-4,2%, аммонийного азота -12,5-19,9 мг/кг, нитратного азота - 3,213,6 мг/кг, подвижного фосфора (по Мачи-гину) - 9,7-22,1 мг/кг, обменного калия -310-360 мг/кг, рН - 6,8-7,2.
Схема опыта включала 8 вариантов (табл. 1), заложенных в трех повторностях. Схема закладки - рандомизированная.
Таблица 1. Схема полевого опыта
№ Вариант Удобрения Препараты (доза внесения)
1 Контроль Без удобрений Кинфос, КЭ (0,4 л/га)
2 Гуминовый препарат Без удобрений Кинфос, КЭ (0,4 л/га) В10-Дон (0,3 л/га)
3 Химическая система защиты Без удобрений Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
4 Химическая система защиты + гуминовый препарат Без удобрений Кинфос, КЭ (0,4 л/га) В10-Дон (0,3 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
5 Контроль Средний фон Кинфос, КЭ (0,4 л/га)
6 Гуминовый препарат Средний фон Кинфос, КЭ (0,4 л/га) В10-Дон (0,3 л/га)
7 Химическая система защиты Средний фон Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
8 Химическая система защиты + гуминовый препарат Средний фон Кинфос, КЭ (0,4 л/га) В10-Дон (0,3 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
Ферментативную активность определяли в сухих образцах почвы, каталазы - га-зоволюметрическим методом, инвертазы -методом Галстяна [4].
В качестве гуминового препарата использовали В10-Дон - жидкий гуминовый препарат с содержанием гуминовых веществ 4 г/л.
Результаты исследования. Уровень ферментативной активности зависит от агрохимических и физико-химических свойств почвы, ее химического и гранулометрического состава, влажности, температуры и других свойств. В почвах агро-ценозов она также зависит от возделываемой культуры, системы обработки почвы, внесения агрохимикатов и других факторов [2, 3].
Каталаза, относящаяся к классу оксидо-редуктаз, и инвертаза, относящиеся к классу гидролаз, являются наиболее изученными в почве ферментами. Пул этих ферментов часто используется в качестве показателей плодородия почв и степени нарушения агроэкосистем под влиянием антропогенных факторов.
Каталаза разрушает токсичную для растений перекись водорода, которая образуется в результате биохимических реакций окисления органических соединений и в процессе метаболизма аэробных организмов [1, 3]. Сезонная активность каталазы, характерная для степных и сухостепных
почв, имеет летний минимум при повышенной активности весной и осенью.
Инвертаза катализирует реакции гидролитического расщепления сахарозы и ее производных по гликозидным связям до мономеров, обогащая почвы доступными для растений и микроорганизмов элементами питания [4].
Средства защиты в виду своей высокой токсичности по отношению к растениям опосредованно влияют и на биологическую активность почв. Влияние гумино-вых веществ на активность ферментов неоднозначно. По литературным данным установлено как ингибирующее влияние гу-миновых кислот на инвертазу и каталазу, так и стимулирующее действие гуматов на активность этих ферментов [5, 6]. Такие противоречивые данные свидетельствуют о сложности процессов, происходящих в почве при внесении гуминовых удобрений и обработке гуминовыми препаратами ве-гетирующих растений.
В результате проведенных нами исследований установлено, что по уровню активности каталазы черноземы обыкновенные являются высоко обогащенными, а по активности инвертазы - средне обогащенными по шкале Д.Г. Звягинцева [7]. Как в вариантах без удобрений, так и на среднем фоне удобрений уровень активности ката-лазы снижается после обработки химическими средствами защиты растений (табл. 2).
Таблица 2. Активность каталазы и инвертазы в черноземе обыкновенном при совместном применении средств защиты растений и гуминовых препаратов._
Вариант Каталаза, см /1 г/1 мин Инвертаза, мг глюкозы/1 г / 24 ч
апрель июнь апрель июнь
Без удобрений
1. К 11,7±1,19 9,9±0,44 36,0±1,70 34,2±1,12
2. К+Г 10,9±1,11 10,9±1,57 36,2±1,61 37,6±0,71
3. Х 11,5±1,97 10,3±1,04 36,1±1,08 32,5±0,74
4. Х+Г 11,6±1,61 11,1±1,01 36,2±1,17 37,9±0,96
Средний фон (250 кг аммофоски)
5. К 12,1±0,64 9,8±0,35 36,0±1,14 34,6±1,06
6. К+Г 11,5±1,75 11,0±0,45 35,8±2,19 37,6±0,67
7. Х 11,7±0,44 10,1±0,99 36,1±2,57 30,0±0,32
8. Х+Г 11,3±1,26 10,5±1,47 35,7±0,70 36,9±1,39
Внесение гуминового препарата не- тазная активность наблюдалась на вариан-сколько снижает негативное влияние тах с внесением гуминового препарата. средств защиты растений на активность Таким образом, обработка нута средст-
каталазы, но не восстанавливает ее полно- вами химической защиты растений отри-стью. Более выраженное влияние оказыва- цательно сказывается на ферментативной ет гуминовый препарат на активность ин- активности чернозема обыкновенного. вертазы в черноземе обыкновенном. Как Внесение гуминового препарата BIO-Дон видно из таблицы 2, самая высокая инвер- позволило снизить негативное воздействие
химических препаратов на почву.
Библиографический список
1. Звягинцев Д.Г. Иммобилизованные ферменты в почвах // Микробные метаболиты. -М.: Изд-во МГУ, 1979. - С. 31-46.
2. Наими О.И., Куцерубова О.Ю. Влияние антропогенных факторов на ферментативную активность чернозема обыкновенного // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. - 2015. - № 2 (58). - С. 58-62.
3. Наими О.И. Активность каталазы в черноземе обыкновенном и влияние на нее антропогенных факторов // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. -2018. - № 11-1. - С. 12-15.
4. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. - М.: Наука, 1976. - 180 с.
5. Наумова Г.В., Макарова Н.Л., Жмакова Н.А., Овчинникова Т.Ф. Влияние гуминовых препаратов на ферментативную активность почвы при выращивании отдельных культур // Экологический вестник Северного Кавказа. - 2019. - Т. 15. № 2. - С. 19-23.
6. Дубинина М.Н., Лыхман В.А. Динамика каталазной активности чернозема обыкновенного под влиянием удобрений и биологически активных веществ при возделывании озимой пшеницы // Вестник Донского государственного аграрного университета. - 2019. -№ 1-1 (31). - С. 27-33.
7. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. - 1978. - № 6. - С. 48-54.
ENZYMATIC ACTIVITY OF SOIL WHEN USING PLANT PROTECTION PRODUCTS
WITH A HUMIC PREPARATION
O.I. Naimi, Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Federal Rostov Agrarian Scientific Center (Russia, Rassvet)
Abstract. We studied the enzymatic activity of ordinary chernozem when joint use of plant protection products with a humic preparation. On the scale of D.G. Zvyagintsev ordinary chernozems are highly enriched in level of catalase activity and medium enriched in level of invertase activity. It was shown that the treatment of chickpeas with chemical protective agents has a negative effect on the enzymatic activity of the soil, and the introduction of a humic preparation contributed to the removal of the negative effect.
Keywords: enzymatic activity, invertase, catalase, plant protection products, humic preparation, ordinary chernozem.
