CC BY
276
УДК 630*114.5(571.56) М.В. Щелчкова, Л.К. Стручкова, И.А. Федоров
комплексное влияние тяжелых металлов на ферментативную активность и эффективное плодородие мерзлотной лугово-черноземной почвы
В мелкоделяночном опыте на мерзлотной лугово-черноземной почве показано, что комплекс тяжелых металлов: медь, свинец, цинк и кадмий в дозах 1 и 5 ПДК - понижает активность почвенных ферментов и урожайность зеленой массы ячменя сорта «Тамми». Наиболее чувствительны к загрязнению окислительно-восстановительный фермент дегидрогеназа и гидролитические ферменты фосфатаза и уреаза. Активность этих ферментов может быть использована для диагностики эффективного плодородия мерзлотной лугово-черноземной почвы и степени загрязнения ее тяжелыми металлами.
Ключевые слова: мерзлотные лугово-черноземные почвы, тяжелые металлы, ферментативная активность почв, оксидоредук-тазы, гидролазы, биометрические параметры растений, эффективное плодородие, урожайность, диагностические показатели.
Одной из актуальных экологических проблем современности является загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами [1]. В условиях Якутии усиление рассеивания тяжелых металлов вызвано не только развитием добывающей промышленности, но и урбанизацией территории. Исследования почв наиболее плотно населенной местности Туймаада показывают, что в них максимальные концентрации Ве, V, Т^ Сг, Mg, Со, №, Си, Мо, Cd, РЬ, 2п достигают и превышают уровень ПДК [2,
3]. Пахотные почвы могут загрязняться тяжелыми металлами, поступающими в составе фосфорных удобрений: последние содержат до 220 мг РЬ и до 1400 мг 2п на кг
[4]. Это обстоятельство особенно важно для мерзлотных почв Якутии, слабо обеспеченных подвижным фосфором и нуждающихся при освоении под пашню в регулярном внесении фосфорных удобрений.
Накапливаясь в почвах, тяжелые металлы снижают их биологический потенциал: они подавляют активность почвенных ферментов, изменяют численность и состав микрофлоры, приводят к развитию фитопатогенных микроорганизмов, угнетают рост растений [5, 6, 7]. В результате почвы могут постепенно утратить свои уникальные свойства: плодородие, способность эффективно осуществлять биологический круговорот, поддерживать гомеостаз. Характер и степень воздействия тяжелых металлов на почву определяются комплексом факторов: буферной способностью (устойчивостью) данной почвы к тяжелым металлам, природой металла и спецификой его взаимодействия с биологическими агентами (почвенными микроорганизмами, ферментами, растениями). Следовательно, каждому типу почвы, развивающемуся в
ЩЕЛЧКОВА Марина Владимировна - к.б.н., доцент.
E-mail: [email protected] СТРУЧКОВА Луиза Константиновна - аспирант.
E-mail: [email protected]
ФЕДОРОВ Иннокентий Аполлонович - к. с/х н., ст. научный сотрудник.
E-mail: [email protected]
конкретной экологической обстановке и обладающему характерным для него уровнем биологической активности и буферности, соответствует присущий только ему «ответ» на загрязнение тяжелыми металлами.
Целью нашей работы было изучение комплексного воздействия тяжелых металлов: меди, свинца, цинка и кадмия на ферментативную активность мерзлотной лугово-черноземной почвы и урожайность зеленой массы ячменя сорта «Тамми». Данные почвы широко распространены на второй надпойменной террасе реки Лена в окрестностях г. Якутска. Они обладают высоким потенциальным плодородием и используются для выращивания овощных и зерновых культур [8].
Исследования проводили в 2008 г. на территории Ботанического сада ИБПК СО РАН в условиях мелкоделя-ночного опыта. Почва - мерзлотная лугово-черноземная малогумусная [9]. Площадь делянок 1 кв. м, ширина за-щиток 15 см, мощность пахотного слоя 20 см. Тяжелые металлы вносили в пахотный слой в дозах 1 ПДК и 5 ПДК в форме легкорастворимых солей (С^04 х 5Н20, 2^04 х 7Н20, РЬ^03)2, CdSO4) на фоне полного минерального удобрения из расчета 60 т/га действующего вещества (табл. 1). Повторность делянок в одном варианте опыта четырехкратная, расположение вариантов на делянках рендомизированное. Тест-культура - районированный сорт ячменя «Тамми», который возделывали на богаре.
Таблица 1
Схема опыта
Вариант опыта Количество вносимых металлов, мг/кг мг/лг
Си Pb Zn Cd
N60 P60 K60 (фон) 0 0 0 0
Фон + 1 ПДК 55 30 100 5
Фон + 5 ПДК 275 150 500 10
В почве определяли активность гидролитических ферментов инвертазы, фосфатазы, уреазы, протеазы и окислительно-восстановительных ферментов дегидрогеназы и каталазы принятыми в почвенной энзимологии методами [10]. Выбор ферментов был обусловлен их важной ролью в трансформации органических веществ и формировании питательного режима почв. Наряду с ферментативной активностью в почве изучали содержание нитратного азота дисульфофеноловым методом и аммонийного азота с помощью реактива Несслера [11]. Изучение биохимических показателей и пищевого режима производили в динамике в разные фазы развития растений (6 июля - кущение, 23 июля - колошение, 9 августа - молочная спелость). Для анализа использовали свежие почвы. Отбор почвы с каждой делянки производили методом конверта, составляли смешанный образец, просеивали его через сито с диаметром отверстий 2 мм и хранили в холодильнике при +5°С не более 7 суток. Параллельно определяли полевую влажность почв для дальнейшего пересчета биохимических параметров на сухой вес почвы. Биометрические параметры растений и учет урожайности зеленой массы ячменя проводили в фазе молочной спелости в соответствии с методическими указаниями по изучению мировой коллекции ячменя и овса [12]. Полученные результаты подвергали статистической обработке [13].
Исследования показали, что тяжелые металлы в целом подавляли биохимическую активность мерзлотной лугово-черноземной почвы, однако их ингибирующее действие проявлялось в разной степени по отношению к отдельным ферментативным реакциям.
Динамика инвертазы, расщепляющей в почве ин-вертные сахара, представлена на рис. 1. В течение вегетационного периода в вариантах опыта с тяжелыми металлами отмечалось как повышение (на 3-42%), так и понижение (на 7-16%) активности этого фермента по сравнению с фоном (табл. 2). За весь период наблюдения статистически достоверное снижение активности на 16% было зафиксировано только один раз - 9 августа в варианте опыта фон+5ПДК.
Активность уреазы снижалась более существенно, чем активность инвертазы, в течение всего вегетационного периода (рис. 1). Уреаза гидролизует мочевину до аммиака и обеспечивает почву минеральным азотом. Тяжелые металлы в дозе 1 ПДК понижали уреазную актив-
ность на 16-23%, а в дозе 5 ПДК - на 52-87%. Во всех случаях разница в активности между фоном и опытными вариантами была достоверна (табл. 2).
Активность фосфатазы была еще более чувствительна к загрязнению. Интенсивность гидролиза фо-софорорганических соединений в мерзлотной луговочерноземной почве существенно снижалась во всех вариантах опыта, загрязненных тяжелыми металлами, и к концу вегетации была подавлена более чем на 90% (рис. 1, табл. 2).
I
фон
фон+1ПДК I фон+5ПДК
^ 0,6
Ї 0,5
І 0,4
^ 0,3 гс
г 0,2
а
> 0,1
I фон фон+1ПДК I фон+5ПДК
I фон
I фон+1ПДК
I фон+5ПДК
6 июня 23 июня 9 июля
Рис. 1. Динамика активности гидролитических ферментов в мерзлотной лугово-черноземной почве, загрязненной тяжелыми металлами
Таблица 2
Изменение активности ферментов в мерзлотной лугово-черноземной почве под влиянием возрастающих доз тяжелых металлов (в % по сравнению с фоном) в разные сроки вегетационного периода 2008 г.
Вариант опыта Инвертаза Уреаза Фосфатаза Дегидрогеназа Каталаза
6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08
Фон +1 ПДК +42* -10 +3 -17* -21* -23* -15* -41* -92* -55* -77* -56* +28* +267* -32*
Фон +5 ПДК +11 -7 -16* -87* -52* -75* -60* -62* * - -97* -97* -100* -50* +301* -57*
Примечание. * - ИзмененИе активности достоверно при Р=0,05
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
6 июня
23 июня
9 июля
0,9
0,8
4 0,7
0
6 июня
23 июня
9 июля
3,5
3
т 2,5
2
1,5
а 1
0,5
0
Среди ферментов азотного обмена важная роль в почве принадлежит протеазе. Она катализирует начальные этапы расщепления белковых веществ до пептидов и аминокислот. В своих исследованиях мы изучали проте-азную активность аппликационным методом, погружая в почвы пластины, покрытые желатином. Результаты эксперимента показаны на рис. 2.
Из рис. 2 видно, что разрушение желатинового слоя на пластинках, погруженных в загрязненную тяжелыми металлами почву, происходит слабее. Расчеты показали, что в контрольном варианте на пластинках расщеплялось 74% желатина. Медь, свинец, цинк и кадмий в дозах 1 ПДК и 5 ПДК подавляли процессы протеолиза соответственно в 1,3 и 1,4 раза - на пластинках расщеплялось 57,53% и 52,01% желатина.
Рис. 2. Влияние разных доз тяжелых металлов на интенсивность разложения желатинового слоя на стеклянных пластинках
в мерзлотной лугово-черноземной почве
I фон фон+1ПДК I фон+5ПДК
0,8 0,7 £ 0,6 у о
= 0,5
0 0,4 ^ 0,3
(С
1 0,2
ко
£ 0,1 0
ш
-* 1 к.
I фон фон+1ПДК I фон+5ПДК
3,5
3
2,5
2
1,5
0,5
23 июня
9 июля
6 июня
23 июня
9 июля
Тяжелые металлы влияли не только на активность гидролитических ферментов в мерзлотной луговочерноземной почве, но и на активность окислительновосстановительных ферментов дегидрогеназы и каталазы. Для дегидрогеназы было характерно очень резкое снижение активности под воздействием поллю-тантов причем, оно нарастало в течение вегетационного периода. (рис. 3). В варианте опыта Фон+1 ПДК активность этого фермента снижалась по сравнению с контролем на 55-77%, а в варианте опыта Фон+5 ПДК падение активности составило 96-100% (табл. 2). Все различия в дегидрогеназной активности по вариантам опыта были статистически достоверны.
Строгой закономерности воздействия тяжелых металлов на активность каталазы в наших экспериментах выявлено не было. В отдельные сроки вегетационного периода в вариантах опыта Фон+1 ПДК и Фон+5 ПДК отмечали как существенное повышение, так и значительное понижение активности каталазы (рис. 3, табл. 2). Так, в фазе колошения (23 июня) тяжелые металлы активировали каталазу на 267-300%, а в фазе молочной спелости (9 июля) активность каталазы ингибировалась на 32-57%.
В целом, степень чувствительности разных ферментов к загрязнению мерзлотной лугово-черноземной почвы Си, 2п, РЬ, и Cd неодинакова и убывает в следующем
Рис. 3. Динамика активности окислительновосстановительных ферментов в мерзлотной луговочерноземной почве, загрязненной тяжелыми металлами
Таблица 3
Корреляционная связь активности ферментов с уровнем загрязнения мерзлотной лугово-черноземной почвы
тяжелыми металлами
Пара- метр Инвертаза Уреаза фосфатаза Дегидрогеназа Каталаза
6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08 6.07 23.07 9.08
Доза загряз- нения -0,08 -0,29 -0,94* -1,0* * О 0, - -0,99* -1,0* -0,87* -0,67 -0,92* -0,79* * 2 0, - -0,05 +0,73* -0,92*
Примечание. * - коэффициенты корреляции достоверны при Р=0,05
ряду: дегидрогеназа > фосфатаза > уреаза > протеаза > инвертаза > каталаза. Среди изученных нами оксидоре-дуктаз наиболее чувствительной к тяжелым металлам является дегидрогеназа, а среди гидролаз - фосфатаза и уреаза.
Таким образом, мы показали, что комплекс тяжелых металлов Си, 2п, РЬ, и Cd подавляет в мерзлотной лугово-черноземной почве активность гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов, и таким образом снижает интенсивность процессов разложения, минерализации и трансформации органического вещества в почве. Эти данные хорошо согласуются с литературными источниками [5, 14, 15, 16, 17, 18]. Воздействие тяжелых металлов на ферментативную активность почв носит прямой и опосредованный характер. В первом случае прямое взаимодействие металла с молекулой каталитического белка изменяет его конформацию, что приводит к снижению ферментативной активности. Опосредованное воздействие заключается в том, что тяжелые металлы снижают численность почвенных микроорганизмов - основных продуцентов ферментов, и это так же приводит к понижению уровня ферментативной активности почв. Микроорганизмы могут адаптироваться к низким и средним дозам тяжелых металлов. В этом случае их численность может возрастать даже на фоне загрязнения, и это может привести к повышению ферментативной активности почв [19].
В литературе обсуждается возможность использования показателей ферментативной активности в диагностике загрязнения почв тяжелыми металлами [5, 16,
20, 21]. Мы проанализировали корреляционную связь между активностью гидролитических и окислительновосстановительных ферментов и степенью загрязнения мерзлотной лугово-черноземной почвы тяжелыми металлами. Результаты показали, что в большинстве случаев между этими параметрами существует тесная отрицательная корреляционная связь (табл. 3). Наиболее высокие и достоверные коэффициенты корреляции были выявлены для дегидрогеназной, фосфатазной и уреаз-ной активностей. Это позволяет рассматривать дегидрогеназу, фосфатазу и уреазу как диагностические показатели загрязнения мерзлотной лугово-черноземной
почвы комплексом тяжелых металлов: медью, цинком, свинцом и кадмием.
Эти результаты хорошо согласуются с данными других авторов. В работе Д.Г. Звягинцева с соавторами
[5] отмечалась высокая чувствительность дегидроге-назной и уреазной активности к загрязнению дерновоподзолистой почвы свинцом. Высокие индикаторные свойства уреазы были выявлены при изучении загрязнения мерзлотных почв Южной Якутии комплексом тяжелых металлов [22]. Р.В. Галиулин и Р.Р. Галиулина [19] рекомендуют дегидрогеназную активность в качестве одного из ключевых биохимических индикаторов загрязнения почв тяжелыми металлами. Они подчеркивают экспрессность, приемлемую чувствительность, простоту, точность и доступность метода определения дегидрогеназной активности.
Тяжелые металлы не только понижали биохимическую активность мерзлотной лугово-черноземной почвы, но и негативно сказывались на условиях роста и развития растений и урожайности зеленой массы ячменя. Уже в начале вегетационного периода в варианте опыта Фон+5 ПДК мы наблюдали задержку всходов на 5-7 дней и снижение всхожести на 25% по сравнению с фоном. В течение вегетационного периода визуально отмечались изменения во внешнем виде растений, которые были количественно учтены в фазе молочной спелости. Данные табл. 4 свидетельствуют, что возрастающие дозы тяжелых металлов уменьшали густоту стеблестоя, высоту растений, длину листьев. При разрежении стеблестоя в результате компенсаторного механизма количество листьев на растениях, как правило, увеличивается. В нашем эксперименте наблюдалась аналогичная картина: на контрольных делянках количество листьев на растениях ячменя в среднем составляло 3,6, а в варианте опыта Фон+5 ПДК их количество возросло до 4,1. Сравнение доверительных интервалов показало, что изменения изученных нами биометрических параметров (за исключением ширины листа) были статистически достоверны (табл. 4).
Снижение густоты стеблестоя, высоты растений и длины листьев приводит к тому, что в опытных вариантах существенно уменьшается площадь ассимиляционной
Таблица 4
Влияние тяжелых металлов на биометрические параметры ячменя сорта «Тамми»
Вариант опыта Густота стеблестоя Высота растений, мм Число листьев на растении Максимальная длина листа, мм Максимальная ширина листа, мм Площадь листьев на делянке, см2
Фон Ш Р N ) V 60 60 60' М 125 М 650,2 М 3,6 М 215,6 М 14,6 М 6916,2
М±Ш 118,6- 131,4 М±Ш 627,9- 72,2 М±Ш 3,4- 3,8 М±1т 207,6 -223,6 М±Ш 14,2 -15,1 М±Ш 6341,5- 7490,9
Фон+ 1ПДК М 130 М 573,1* М 3,7 М 194,9* М 14,6 М 6074,5*
М±Ш 12 5,7134,4 М±Ш 568,5- 577,8* М±Ш 3,6 -3,9 М±1т 180,2 -209,7* М±Ш 14,3 -14,9 М±Ш 5575,3- 6573,7*
Фон+ 5ПДК М 95* М 548,7* М 4,1* М 190,1* М 13,7 М 4540,9*
М±Ш 8 6,6103,4* М±Ш 468,0- 629,5* М±Ш 4,0 -4,2* М±1т 177,8 -202,4* М±Ш 11,9 -15,5 М±Ш 3859,1- 5222,7*
Примечание. * - изменение параметра относительно контрольного варианта достоверно при Р=0,05
поверхности растений. Площадь листьев на загрязненных почвах снизилась от 6916,2 см2 (контрольный вариант) до 6074,5 см2 (Фон+1ПДК) и 4540,9 см2 (Фон+5ПДК) на один кв. м. В целом, по вариантам опыта площадь ассимиляционной поверхности растений уменьшилась соответственно в 1,13 и в 1,5 раза (табл. 4).
Литературные данные свидетельствуют, что угнетение растений и подавление их роста определяется негативным влиянием тяжелых металлов на активность обмена веществ и интенсивность роста тканей растений [23]. Повышенные концентрации тяжелых металлов в различных органах и тканях растений могут приводить к изменению их химического состава и снижению урожайности.
В нашем опыте под влиянием комплекса тяжелых металлов (РЬ, Cd, 2п, Си) снижалась урожайность зеленой массы ячменя (табл. 5). В контрольном варианте урожай-
ность сырой массы ячменя составляла 89,49 ц/га, а сухой массы - 15,80 ц/га. При внесении в почвы тяжелых металлов в дозе 1 ПДК наблюдалось снижение урожайности сырой массы ячменя на 13,22 ц/га и сухой массы
- на 1,54 ц/га. При увеличении дозы металлов до 5 ПДК урожайность сырой массы ячменя снижалась на 32,36 ц/ га и урожайность сухой массы уменьшалась на 6,3 ц/га (табл. 5). Эти данные достоверны при уровне вероятности Р=0,05.
Между урожайностью ячменя и активностью почвенных ферментов существует тесная положительная корреляционная связь (табл. 6). Это свидетельствует о том, что в условиях мелкоделяночного опыта активность почвенных ферментов отражает эффективное плодородие мерзлотной лугово-черноземной почвы, загрязненной тяжелыми металлами.
Таблица 5
Влияние комплекса тяжелых металлов на урожайность зеленой массы ячменя сорта «Тамми»
Вариант опыта Сырая масса, ц/га Снижение урожайности сырой массы, ц/га Сухая масса, ц/га Снижение урожайности сухой массы, ц/га
М ^^тІР-П 05) М ^ЦтІРЧІ 05)
Фон (ЧоР60Кбо) 89,49 87,23 - 91,75 - 15,80 14,85 - 16,75 -
Фон + 1ПДК 76,27 75,25 - 77,29 -13,22 14,26 12,91- 15,61 -1,54
Фон + 5ПДК 57,13 56,84 - 57,42 -32,36 9,50 5,48 - 13,52 -6,3
Таблица 6
Корреляционная связь ферментативной активности мерзлотной лугово-черноземной почвы, загрязненной
тяжелыми металлами, с урожайностью ячменя
Параметр Инвер-таза Фосфа-таза Уреаза Проте-аза Дегидро-геназа Катала-за
Урожайность сырой массы 0,66 1,00* 0,94* 0,98* 0,97* 0,84*
Урожайность сухой массы 0,12 0,87* 0,97* 0,71 0,93* 0,39
Примечание. * - коэффициенты корреляции достоверны при Р=0,05
Проведенные нами исследования позволяют сделать следующие выводы:
1) комплексное воздействие тяжелых металлов (Си, 2п. РЬ, Cd) в дозах 1 и 5ПДК приводит к снижению активности окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов в мерзлотной лугово-черноземной почве;
2) по чувствительности к загрязнению исследованные ферменты образуют убывающий ряд: дегидрогеназа > фосфатаза > уреаза > протеаза > инвертаза > каталаза;
3) комплекс тяжелых металлов в дозах 1 и 5ПДК ухудшает биометрические параметры растений, площадь фотосинтезирующей поверхности и снижает урожайность зеленой массы ячменя соответственно на 13,22 и 32,36 ц/га;
4) дегидрогеназа, фосфатаза и уреаза связаны тесной положительной корреляционной связью (г=0,84 - 1,00) с урожайностью ячменя и тесной отрицательной корреляционной связью (г=-0,79 - -1,00) с содержанием тяжелых металлов и могут быть использованы в качестве дополнительных диагностических показателей эффективного плодородия мерзлотной лугово-черноземной почвы и степени загрязнения ее тяжелыми металлами.
Л и т е р а т у р а
1. Добровольский В. В. Тяжелые металлы: загрязнение окружающей среды и глобальная геохимия // Тяжелые металлы в окружающей среде. - М.: Изд-во МГУ, 1980. - С. 3-11.
2. Макаров В. Н. Свинец в биосфере Якутии. - Якутск: Изд-во ин-та мерзлотоведения СО РАН, 2002. - 113 с.
3. Якутск. Картографический атлас. - Якутск: Сахагипро-зем, 2007. - 113 с.
4. Водяницкий Ю. Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах. - М.: Типография Россельхозакадемии, 2008. - 164 с.
5. Звягинцев Д.Г., Кураков А.В., Умаров М.М., Филипп З. Микробиологические и биохимические показатели загрязнения свинцом дерново-подзолистой почвы // Почвовед. - 1997.
- № 9. - С. 1124-1131.
6. Марфенина О.Е. Изменение структуры комплекса микроскопических грибов при загрязнении почв тяжелыми металлами // Вестник МГУ - Сер. Почвоведение. - 1985. - № 2. - 46-50 с.
7. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема // Агрохимия. - 1997. - № 6. - С. 50-54.
8. Еловская Л.Г, Коноровский А.К., Савинов Д.Д Мерзлотные засоленные почвы Центральной Якутии. - М.: Наука, 1966. - 274 с.
9. Еловская Л.Г. Почвы Чочур-Муранской опытнобиологической станции // Науч. сообщ. АН СССР, Сиб. отд-ие, Якут, филиал. - 1961. - Выпуск 5. - Биология. - С. 3-11.
10. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. - М.: Наука, 2005. - 252 с.
11. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: МГУ, 1970. - 487 с.
12. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. - Л.: ВИР им. Н.И. Вавилова, 1981. - 31 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Колос, 1979. - 416 с.
14. Раськова Н.В., Зырин Н.Г., Платонов Г.Н. Особенности изменения ферментативной активности почв под влиянием кадмия и свинца // Вест. МГУ - Сер. Почвовед. - 1983. -№ 2. - С. 52-56.
15. Косинова Л.Ю. Изменение структуры микробоценозов и ферментативной активности некоторых почв под влиянием свинца и кадмия // Микробоценозы почв при антропогенном воздействии. - Новосибирск: Наука С.О., 1985. - С. 29-47.
16. Наплекова Н.Н., Булавко Г.И. Влияние свинца на ферментативную активность выщелоченного чернозема и дерновоподзолистой почвы // Изв. СО АН СССР Сер. биол. н. - 1985.
- № 6/1. - С. 97-100.
17. Черных Н.А. Влияние тяжёлых металлов на ферментативную активность почв // Химизация сельского хозяйства. -1991. - № 1. - С. 40-42.
18. Щелчкова М.В. Воздействие разных доз тяжелых металлов на ферментативную активность мерзлотного чернозема // Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. - Тула: Изд-во ТГУ, 2006. - С. 68-71.
19. Галлиулин Р. В., Галиулина Р. А. Концептуальная модель ферментативной индикации загрязнения почвы тяжелыми металлами // Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. - Тула: Изд-во ТГУ, 2006. -С. 100-104.
20. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного // Экология. - 2000. - № 3.
- С. 193-201.
21. Галиулин Р.В. Индикация загрязнения почв тяжелыми металлами путем определения активности почвенных ферментов // Агрохимия. - 1989. - № 11. - С. 133-142.
22. Щелчкова М.В. Влияние выбросов Нерюнгринской ГРЭС на окружающую среду // Наука и образование. - 1998. -№ 1. - С. 120-124.
23. Гладков Е.А. Влияние комплексного взаимодействия тяжелых металлов на растения мегаполисов // Экология. - 2007.
- № 1. - С. 71-74.
M.V. Shchelchkova, L.K. Struchkova, I.A. Fedorov
Heavy metals complex influence on enzymatic activity and effective fertility of the cryosolic meadow-chernozem soil
A small plot experiment was held in cryosolic meadow-chemozem soil. It was shown that a combination of heavy metals, such as: copper, lead, zinc and cadmium in doses of 1 and 5 MPC (maximum permissible concentrations) reduces the activity of soil enzymes and the yield of green mass of barley variety “Tammy.” Redox enzyme dehydrogenase and hydrolytic enzymes phosphatase and urease are the most sensitive to pollution. The activity of these enzymes can be used for diagnostics of the frozen meadow-chernozem soil effective fertility and the degree of its contamination by heavy metals.
Key words: cryosolic meadow-chernozem soil, heavy metals, soil enzymatic activity, oxidoreductases, hydrolases, biometric parameters of plants, soil effective fertility, yield, diagnostic indicators.
-----------------------------
