Научная статья на тему 'Роль ферментативной активности почв в осуществлении ею трофической функции в условиях нефтяного загрязнения'

Роль ферментативной активности почв в осуществлении ею трофической функции в условиях нефтяного загрязнения Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
395
94
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЧВЕННЫЕ ФЕРМЕНТЫ / ТРОФИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧВ / НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ / СЕРАЯ ЛЕСНАЯ / ТЕМНО-СЕРАЯ ЛЕСНАЯ ПОЧВА / ЧЕРНОЗЕМ ВЫЩЕЛОЧЕННЫЙ / АГРОФИЗИЧЕСКИЕ / АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ / SOIL ENZYMES / TROPHIC FUNCTION OF SOIL / OIL POLLUTION / LEACHED CHERNOZEM / AGRO-CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS / GRAY FOREST SOILS / DARK GRAY FOREST SOILS

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Новоселова Е. И., Киреева Н. А., Гарипова М. И.

Показана роль почвенных ферментов в выполнении различными типами почв трофической функции в условиях нефтяного загрязнения. Изучена активность группы ферментов участвующих в азотном, фосфорном, углеводном обмене.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Новоселова Е. И., Киреева Н. А., Гарипова М. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ROLE OF ENZYMATIC ACTIVITY OF SOILS IN THE DISCHARGE OF THE TROPHIC FUNCTION IN OIL POLLUTION

Soil enzymes play an important role in the basic elements cycle. Soil oil pollution changes enzyme systems forming soil nitrogen regime function: activate urease and inhibit gidroksilaminreduktase, protease, asparaginase, glutaminase, nitrate and nitritereductase action. The consequence of this is a soil nitrogen metabolism disruption and reduction of soil nitrogen available to plants. Oil contamination inhibits the activity of enzymes involved in carbohydrate metabolism: invertase, amylase, cellulase, xylanase. There is a clear dependence of the activity of carbohydrases on the degree of soil with oil contamination. Over time, due to the soil hydrocarbons transformation, their effect on enzymatic activity changes. Delivery of oil in the soil leads to inactivation of fosfohydrolases (phosphatase, phytase, DNase, RNase, ATPase), and lower levels of mobile phosphates that impairs movement of phosphorus in the food chain.

Текст научной работы на тему «Роль ферментативной активности почв в осуществлении ею трофической функции в условиях нефтяного загрязнения»

УДК 631.427:665.6

РОЛЬ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ В ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ЕЮ ТРОФИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ В УСЛОВИЯХ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

© Е. И. Новоселова*, [И. А. Киреева[, М. И. Гарипова

Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, Заки Валиди, 32.

E-mail: [email protected]

Показана роль почвенных ферментов в выполнении различными типами почв трофической функции в условиях нефтяного загрязнения. Изучена активность группы ферментов участвующих в азотном, фосфорном, углеводном обмене.

Ключевые слова: почвенные ферменты, трофическая функция почв, нефтяное загрязнение, серая лесная, темно-серая лесная почва, чернозем выщелоченный, агрофизические, агрохимические свойства почв.

Почва является составной частью любого наземного биогеоценоза, биосферы и выполняет эко-системные (биогеоценотические) и глобальные (биосферные) экологические функции (Никитин, 2005). В выполнении почвой одной из экологических функций - трофической - важную роль играют ферменты, которые, являясь «продуктом» функционирования почвенной экосистемы, участвуют в ее осуществлении за счет способности гид-ролизовать органические соединения, остатки высших растений и микроорганизмов, переводить их в доступное для питания растений и микроорганизмов состояние (Хазиев, 1990).

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами нарушает стабильное функционирование экосистемы: меняются физико-химические свойства почвы, активность основных ферментов, участвующих в важных биологических процессах (Киреева и др., 2003), нарушается соотношение основных биогенных элементов в почве, что тем самым создает серьезную экологическую проблему (Аржанников, Громова, 2001).

Поэтому представляет несомненный интерес изучение роли ферментативной активности в обогащении почвы доступными основными биогенными элементами питания в условиях нефтяного загрязнения.

Объекты и методы исследования

Исследования проводились на серой лесной почве, загрязненной сырой нефтью в результате разрыва магистрального трубопровода (доза загрязнения составила 9.6% на 100 г почвы), на серой лесной и темно-серой лесной почве, черноземе выщелоченном загрязненных тюменской товарной обессоленной обезвоженной нефтью в дозах 8, 16 и 25 л/м2. В лабораторных условиях изучалось влияние продуктов разложения нефти (гексадециловый спирт, пальмитиновая, бензойная, салициловая кислота) и нефтяных углеводородов (н-парафиновые и циклопарафиновые, ароматические) на активность почвенных ферментов.

Активность ферментов, участвующих в углеводном, азотном, фосфорном обменах определяли по методикам, описанным Ф. Х. Хазиевым (1990). Агрохимические и агрофизические показатели по общепринятым в почвоведении методам.

Статистическая обработка данных осуществлялась с применением пакета прикладных про-

грамм У.4.5. В таблицах приведены сред-

нестатистические данные.

Результаты и обсуждение

Загрязнение почв нефтью меняет агрохимические и агрофизические свойства почв. По нашим данным сырая нефть пропитывает почвенный профиль на глубину до 110 см. Тяжелый механический состав серой лесной почвы определяет ее концентрацию в основном в органогенном (Апах.) и иллювиальном (В1, В2) горизонтах, которые являются ее сорбционными барьерами (Солнцева, Никифорова, 1988).

Обволакивая почвенные частицы, нефть создает зоны анаэробиозиса, препятствуя миграции питательных элементов и нормальному распределению влаги в почве, следствием чего является изменение агрофизических свойств: увеличивается количество водопрочных агрегатов в слое 0-20 см: на 5.6-11.3% в темно-серой лесной и на 8.2-13.4% в серой лесной почве, повышается количество структурных отдельностей размером >10 мм в слое 0-20 см темно-серой лесной почвы на 8.0-15.2%, уменьшается содержание аграномически ценных структурных отдельностей.

В загрязненной нефтью почве повышается содержание общего углерода и его изменение по профилю отражает общее распределение загрязнителя (табл. 1). Нефть снижает содержание поглощенных катионов, подщелачивает почву. Обволакивание почвенных частиц нефтяной пленкой препятствует миграции подвижных соединений азота. Отмечается отсутствие нитратного азота при загрязнении серой лесной почвы сырой нефтью, который не обнаруживается и через три года (табл. 1), а содержание азота аммония, подвижного фосфора возрастает.

Ферменты азотного обмена активно участвуют в процессах круговорота азота в природе. Так, с ростом дозы товарной нефти активность протеаз снижается пропорционально концентрации ксенобиотика (табл. 2), параллельно отмечается уменьшение содержания аммиачного и нитратного азота. В течение продолжительного времени (7-8 лет) активность протеазы остается ниже контрольного значения. В серой лесной почве, загрязненной сырой нефтью и товарной (обессоленной, обезвоженной) гидролиз мочевины, осуществляемый уреазой, усиливается.

* автор, ответственный за переписку

Таблица 1

Влияние загрязнения сырой нефтью на агрохимические свойства серой лесной тяжелосуглинистой почвы (Апах.)

С общ, % рНводн Са2++Mg2+, мг-экв. на 100г почвы N-NH4, мг /кг почвы N-N03, мг/кг почвы Подв. Р2О5 мг/100г почвы

3.68 5.5 34.77 0.81 8.65 1.92

8.30 5.8 6.98 1.96 - 2.40

3.32 5.8 29.79 0.79 8.44 1.75

5.41 7.7 8.57 1.28 - 2.29

Вариант опыта

Незагрязненная Загрязненная нефтью (свежее загрязнение) Незагрязненная (через три года)

Загрязненная нефтью (через три года)

Таблица 2

Активность гидролаз азотного обмена серой лесной почвы в слое Ашх через месяц после загрязнения товарной нефтью

Ферменты

Концентрация нефти, л/м

0

8

16

25

Протеаза, мг тирозина Уреаза, мг NH3 Аспарагиназа, мг NH3 Глутаминаза, мг NH3 Нитритредуктаза, м^02 Нитратредуктаза, мг N03 Гидроксиламинредуктаза, мг NH2 OH

Высокие значения активности уреазы не всегда благоприятны, так как приводят к значительным потерям азота мочевины. Активность уреазы, а, следовательно, поступление аммиачной формы азота в почву ингибирует фракция ароматических углеводородов, которые входят также в состав фракции легкий газойль коксования, что, очевидно, связано с наличием в ней соединений фенольной и хиноидной природы (Gonzales, et al., 1982).

Товарная нефть значительно угнетает активность аспарагиназы, глутаминазы в серой лесной почве (табл. 2) вследствие уменьшения содержание аминокислот, так как в составе связанных и свободных аминокислот азоторганического комплекса почв аспарагин и аспарагиновая кислота составляют доминирующую часть (Адерихин, Щербаков, 1974). Между двумя этими величинами обнаружена тесная корреляционная связь (г =0.90-0.92, р > 0.95).

Нитратредуктаза, нитритредуктаза и гидро-ксиламинредуктаза в анаэробных условиях участвуют в процессах восстановления окисленных форм азота до аммиака. Активность нитратредукта-зы и нитритредуктазы под действием нефти в почве снижается, а активность гидроксиламинредуктазы повышается (табл. 2). Выявлена тесная связь между активностью этих ферментов (г = 0.99 для нитрат- и г = 0.92 для нитритредуктазы, р < 0.05) и нитрификационной активностью почвы. Низкая нитрификационная активность нефтезагрязненной почвы и низкое содержание нитратов (Хазиев и др., 19886) свидетельствует о незначительном содержании специфического субстрата для образования и

0.33±0.03 0.39±0.07 0.05±0.01 0.58±0.03 0.87±0.04 1.25±0.06 1.85±0.06

0.24±0.05 0.48±0.03 0.04±0.02 0.41±0.05 0.76±0.03 1.01±0.03 2.16±0.05

0.12±0.04 0.68±0.07 0.03±0.01 0.24±0.08 0.36±0.07 0.65±0.03 2.59±0.04

0.05±0.02 1.24±0.06 0.02±0.01 0.10±0.04 0.12±0.03 0.28±0.04 3.18±0.03

функционирования этих ферментов в почве. Повышение гидроксиламинредуктазной активности, вероятно, связано с тем, что восстановление нитратов в загрязненных почвах идет по пути ассимиляционной (неспецифической) денитрификации.

Карбогидразы участвуют в круговороте углерода и расщепляют углеводы различной природы и происхождения. В почвах, подвергшихся загрязнению сырой нефтью, ингибируется активность инвер-тазы, что обусловлено снижением численности и активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов (г = 0.5 в первый год после загрязнения; на второй - 0.79; на третий - 0.76 р < 0.05), соответственно уменьшением содержания в почве дисахаридов -субстрата инвертазы; структурных фракций 0.25 мм, в которых сосредоточена максимальная активность инвертазы (в первый год коэффициент корреляции составил 0.46; на второй год г = 0.60 при р < 0.05).

Характер влияния нефтяного загрязнения определяется свойствами загрязняемой почвы, главным образом, ее естественной буферностью. Активность инвертазы в темно - серой лесной почве, загрязненной товарной нефтью, была на уровне контроля или выше на протяжении трех лет наблюдений, а в серой лесной почве ниже контрольного уровня в течение трех лет и степень ингибирования пропорциональна концентрации загрязнителя. С течением времени нивелируются различия в активности гидролитических ферментов между вариантами с различными дозами загрязнения. Через 10 лет активность инвер-тазы в загрязненной серой лесной почве выше, чем в контроле и она увеличивается пропорционально степени загрязнения. Стимуляторами ее активности

могут являться продукты метаболизма нефти или остаточные компоненты растений.

Нефтяные углеводороды могут оказывать как ингибирующее, так и стимулирующее действие на инвертазу. Н-парафиновые и циклопарафиновые углеводороды повышают, ароматические фракции ингибируют ее активность (рис. 1).

Наличие полициклических ароматических углеводородов в легкой фракции нефти (ЛГК) делает ее токсичной для инвертазы даже в минимальной дозе - 0.5%. Данный эффект сохраняется и через три месяца инкубации.

Целлюлазная активность почв имеет глобальное значение в круговороте углерода в природе. Снижение активности фермента целлюлазы, амилазы (несмотря на то, что в загрязненных почвах устанавливаются оптимальные величины рН для действия амилаз), ксиланазы при загрязнении серой лесной почвы нефтью наблюдается как в полевых (табл. 3), так и в лабораторных опытах. Причем ингибирующее действие нефти на активность ферментов прямо пропорционально ее дозе, внесенной в почву (табл. 3). С увеличением дозы нефти активность ксиланазы значительно снижается, что связано в первую очередь с уменьшением поступления в почву ксиланов с растительным опадом. В темно - серой лесной почве наблюдается аналогичная закономерность.

Снижение целлюлазной активности при загрязнении коррелирует (г = 0.78, р > 0.95) с численностью в них целлюлозоразрушающих микроорганизмов (Киреева, 1994), являющихся специфическими продуцентами целлюлаз. Загрязнение серой лесной почвы снижает активность амилазы в полевых и лабораторных опытах. Установлена тесная корреляционная зависимость амилазной активности от численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов в загрязненной серой и темно - серой лесной почве (г = 0.85; р > 0.95).

Н-парафины и циклопарафины стимулируют активность целлюлазы, амилазы, ксиланазы прямо пропорционально их концентрации (0.5-2%) в течение всего лабораторного опыта. Ароматические фракции ингибируют активность этих ферментов, причем с увеличением их концентрации возрастает редуцирующее действие (рис. 1).

Одними из конечных продуктов метаболизма нефти в почве являются кислородные соединения спирты, кислоты, альдегиды и др. (Пиковский, 1993). В наибольшей степени инактивирующей способностью на активность ферментов углеводного обмена обладает салициловая кислота (табл. 4). При длительном загрязнении может происходить инактивация ферментного комплекса продуктами окисления или сополимеризация нефтяных углеводородов на носителе - гуминовых веществах.

Инвертаза, мг глюкозы

Амилаза, мг мальтозы

30 2010-

ш,

12 3 4 углеводороды

0.8 0.60.40.20

12 3 4 углеводороды

Целлюлаза, мг глюкозы

Ксиланаза, мг ксилозы

0.8 0.60.40.2-

0

12 3 4 углеводороды

0.4

0.2-

12 3 4 углеводороды

0

0

Рис. 1. Влияние нефтяных углеводородов (2%) на активность инвертазы, целлюлазы, амилазы, ксиланазы в серой лесной почве через 3 мес.: 1 - контроль; 2 - н-парафины; 3 - циклопарафины; 4 - ароматические углеводороды.

Таблица 3

Влияние нефтяного загрязнения на целлюлазную активность серой лесной почвы (Апах, 0-20 см)

Концентрация нефти, л/м2 Целлюлаза, мг глюкозы

3 сут 1 мес. 6 мес. 12 мес.

0 0.53±0.08 0.52±0.05 0.53±0.02 0.52±0.03

8 0.48±0.06 0.41±0.04 0.38±0.05 0.30±0.03

16 0.37±0.07 0.23±0.06 0.21±0.05 0.12 ±0.06

25 0.26±0.05 0.12±0.07 0.10±0.07 0.07±0.06

Таблица 4

Влияние некоторых продуктов окисления углеводородов (2%) на активность гидролаз круговорота углерода

в серой лесной почве

Вариант Инвертаза, мг глюкозы Амилаза, мг мальтозы Целлюлаза, мг глюкозы Ксиланаза, мг ксилозы

Гексадециловый спирт 16.6 ±0.9

Пальмитиновая кислота 12.4 ±1.0

Бензойная кислота 8.3±1.1

Салициловая кислота 1.4±0.07

0.38 ±0.02 0.24± 0.02 0.18±0.03 0.12±0.02

0.41 ±0.05 0.28 ±0.05 0.10 ±0.03 0.06 ±0.03

0.31± 0.03 0.22 ±0.05 0.12 ±0.03 0.08±0.03

Загрязнение обессоленной обезвоженной нефтью серой лесной почвы ведет к снижению активности фосфатазы с ростом дозы загрязнителя на протяжении всего периода наблюдений (табл. 5). Чем выше активность фосфатазы, тем больше в почве подвижного фосфора (г = 0.83 при р < 0.05). Высокие значения фосфатазы через 10 лет в варианте опыта с дозой нефти 8 л/м, вероятно, связано как с почти полной биодеградацией нефти, так, возможно, и со стимулирующим эффектом продуктов ее разложения. Однако более высокие концентрации остаются токсичными и через 10 лет после внесения. Н-парафиновые и циклопарафиновые углеводороды стимулируют активность фосфатазы на протяжении всего срока наблюдения. Ароматические фракции ингибируют. Рост концентрации ароматических углеводородов и длительности срока их воздействия усиливают ингибирующий эффект.

Гидролиз фитина - одной из основных форм почвенных фосфатов - в почве осуществляется фи-тазами, уровень которых в нефтезагрязненной се-

рой лесной почве значительно снижается (табл. 6) при низких дозах нефти на 16.7-22.2%, при средних - на 50.0-55.6% и при высоких - на 83.3-100% по сравнению с незагрязненной почвой. Это ухудшает фосфатный режим почвы. Очевидно, ингиби-рующее действие нефти на фитазную активность связано с токсичностью компонентов нефти.

Нефтяное загрязнение снижает ДНКазную и РНКазную активность серой лесной почвы (табл. 8). Вероятно, это связано с чувствительностью нук-леаз к микроэлементам, которые поступают в почву с нефтью и могут быть ингибиторами этих ферментов (Юсупова и др, 1973).

Активность АТФазы в серой лесной почве низкая и редуцируется пропорционально росту дозы загрязнителя (табл. 8) вследствие токсичности нефти для растений и животных, и соответственно уменьшения поступление АТФ в почву и индукции АТФаз почвой. Снижение активности фос-фогидролаз ведет к уменьшению содержания подвижного фосфора в нефтезагрязненной почве (табл. 5).

Таблица 5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Влияние нефтяного загрязнения на рН, содержание подвижного фосфора, фосфатазную активность

серой лесной почвы (Апах, 0-20 см)

Доза нефти, л/м2 рНводн Подвижный фосфор, мг Р2О5/100 г почвы Фосфатаза, мг фенолфталеина

1 1 2 1 2 3 4

0 6.2 4.0 3.5 4.23 3.15 5.29 6.4

8 6.0 2.9 1.8 2.12 2.02 1.56 9.0

16 5.9 0.8 0.6 1.76 1.26 1.34 4.0

25 5.8 0.02 0.12 0.18 0.27 0.95 3.4

НСР 0.95 0.5 0.5 1.1 1.0 0.7 0.5

Примечание: 1 - через 1 мес., 2 - через 6 мес., 3 - через 12 мес., 4 - через 10 лет.

Таблица 6

Влияние нефтяного загрязнения на активность фосфогидролаз в серой лесной почве |Доза нефти, л/м2!Фитаза, мг Р2О5 |РНКаза, мг РНК |ДНКаза, мг ДНК |АТФаза, мг Р | 123 12312 3 123 0 0.24 0.22 0.18 0.78 0.79 0.82 0.40 0.39 0.41 0.09 0.10 0.09

8 0.20 0.18 0.14 0.51 0.44 0.40 0.20 0.18 0.12 0.05 0.04 0.04

16 0.12 0.10 0.08 0.25 0.22 0.18 0.05 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02

25 0.04 0.01 следы 0.11 0.08 0.04 0.01 0.01 следы 0.01 0.01 следы

НСР0.95 0.04 0.06 0.06 0.11 0.12 0.10 0.09 0.10 0.09 0.04 0.05 0.05

Заключение

Почвенные ферменты играют важную роль в круговороте основных биогенных элементов. Почва аккумулирует и трансформирует токсиканты поступающие в биогеоценоз, которые ведут к изменению ее химических и физических, биохимических свойств. Направленность этих изменений зависит от типа почвы, подвергнувшейся загрязнению и особенностей нефти. Поступление нефти в почву увеличивает содержание органического углерода, расширяет соотношение С : К, уменьшает выход поглощенных оснований, содержание нитратного азота подвижного фосфора, происходит увеличение аммиачной формы азота. Реакция почвенной среды подщелачивается.

Загрязнение почв нефтью меняет функционирование ферментных систем, формирующих азотный режим почвы: активизируется действие уреазы и гидроксиламинредуктазы, ингибируется действие протеазы, аспарагиназы, глутаминазы, нитрат- и нитритредуктазы. Следствием этого является нарушение азотного обмена в почве и уменьшение поступления в почву легкоусваемых для растений форм азота.

Нефтяное загрязнение ингибирует активность ферментов, участвующих в углеводном обмене: инвертазы, амилазы, целлюлазы, ксиланазы, следствием чего является замедление процессов распада растительных остатков, изменение трансформации органических соединений. Снижается интенсивность ферментативного превращения углеводов, что приводит в свою очередь к торможению передвижения поступающего в почву органического материала и накопленной в нем энергии, а также аккумуляции его в почве в форме гумуса. Прослеживается четкая зависимость активности карбогидраз от степени загрязнения почвы нефтью. Характер этих изменений зависит от состава нефти, ее химических и физиче-

ских свойств, от естественной буферности почв. Со временем вследствие трансформации углеводородов в почве меняется их характер воздействия на ферментативную активность.

Поступление нефти в серую лесную почву ведет к инактивации фосфогидролаз, уменьшению содержания подвижных фосфатов, что ухудшает передвижение фосфора в пищевых цепях, фосфорное питание растений и обеспеченность их доступными формами соединений фосфора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Адерихин П. Г., Щербаков А. П. Азот в почвах Центрально-черноземной полосы. Воронеж, 1974. 169 с.

2. Аржанников В. П., Громова О. В. Агромелиорация - эффективный метод восстановления биопотенциала нефте-загрязненных земель в условиях Севера // Тез. V между-нар. конф. «Освоение Севера и проблемы природовосста-новления». 5-8 июня 2001г. Сыктывкар, 2001. С. 8-9.

3. Киреева Н. А. Микробиологические процессы в нефтезаг-рязненных почвах. Уфа: Изд-во БашГУ. 1994. 171 с.

4. Киреева Н. А., Бакаева М. Д., Тарасенко Е. М., Галимзя-нова Н. Ф., Новоселова Е. И. Снижение фитотоксичности нефтезагрязненной серой лесной почвы при биорекультивации // Агрохимия. 2003. №2. С. 50-55.

5. Никитин Е. Д. Почва как биокостная полифункциональная система, разнообразие и взаимосвязь почвенных экофунк-ций. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС, 1999. С. 74-82.

6. Никитин Е. Д. Экология почв и учение о почвенных эко-функциях // Почвоведение. 2005. №9. С. 1044-1053.

7. Солнцева Н. П., Никифорова Е. М. Региональный геохимический анализ загрязнения почв нефтью (на примере Пермского Прикамья) // Восстановление нефтезагрязнен-ных почвенных экосистем. М., Наука, 1988. С. 122-140.

8. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 1990. 189 с.

9. Юсупова Д. В., Сайманова Р. А., Лещинская И. Б., Беляева М. И., Соколова Р. Б. Нуклеодеполимеразы некоторых видов бактерий // Ферменты микроорганизмов. М.: Наука, 1973. С. 163-170.

10. Gonzales C. S., Perez M. M., Fuente Marcos M. A. Actividad ureasica у poblaciones microbians: effecto del folueno // An edafol. у agrobiol. 1982. V. 41. №11-12. P. 2345-2355.

Поступила в редакцию 23.09.2013 г.

ROLE OF ENZYMATIC ACTIVITY OF SOILS IN THE DISCHARGE OF THE TROPHIC FUNCTION IN OIL POLLUTION

© E. I. Novoselova, |N- A. Kireyeva, M. I. Garipova

Bashkir State University 32 Zaki Validi st., 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

Phone: +7 (347) 229 96 71.

E-mail: [email protected]

Soil enzymes play an important role in the basic elements cycle. Soil oil pollution changes enzyme systems forming soil nitrogen regime function: activate urease and inhibit gidroksilaminreduktase, protease, asparaginase, glutaminase, nitrate and nitritereductase action. The consequence of this is a soil nitrogen metabolism disruption and reduction of soil nitrogen available to plants. Oil contamination inhibits the activity of enzymes involved in carbohydrate metabolism: invertase, amylase, cellulase, xylanase. There is a clear dependence of the activity of carbohydrases on the degree of soil with oil contamination. Over time, due to the soil hydrocarbons transformation, their effect on enzymatic activity changes. Delivery of oil in the soil leads to inactivation of fosfohydrolases (phosphatase, phytase, DNase, RNase, ATPase), and lower levels of mobile phosphates that impairs movement of phosphorus in the food chain.

Keywords: soil enzymes, trophic function of soil, oil pollution, gray forest soils, dark gray forest soils, leached chernozem, agro-chemical properties of soils.

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at [email protected] if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Aderikhin P. G, Shcherbakov A. P. Azot v pochvakh Tsentral'no-chernozemnoi polosy [Nitrogen in Soils of the Central Black Earth Zone]. Voronezh, 1974.

2. Arzhannikov V. P., Gromova O. V. Tez. V mezhdunar. konf. «Osvoenie Severa i problemy prirodovosstanovleniya». 5-8 iyunya 2001 g. Syktyvkar, 2001. Pp. 8-9.

3. Kireeva N. A. Mikrobiologicheskie protsessy v neftezagryaznennykh pochvakh [Microbiological Processes in Oil-Contaminated Soils]. Ufa: Izd-vo BashGU. 1994.

4. Kireeva N. A., Bakaeva M. D., Tarasenko E. M., Galimzyanova N. F., Novoselova E. I. Agrokhimiya. 2003. No. 2. Pp. 50-55.

5. Nikitin E. D. Pochva kak biokostnaya polifunktsio-nal'naya sistema, raznoobrazie i vzaimosvyaz' pochvennykh ekofunktsii. Strukturno-funktsional'naya rol' pochvy v biosphere [Soil as Bio-Inert Multifunctional System, Diversity and Interrelation of Soil Eco Functions. Structural and Functional Role of Soil in the Biosphere]. Moscow: GEOS, 1999. Pp. 74-82.

6. Nikitin E. D. Pochvovedenie. 2005. No. 9. Pp. 1044-1053.

7. Solntseva N. P., Nikiforova E. M. Vosstanovlenie neftezagryaznennykh pochvennykh ekosistem. M., Nauka, 1988. Pp. 122-140.

8. Khaziev F. Kh. Metody pochvennoi enzimologii [Methods of Soil Enzymology]. Moscow: Nauka, 1990.

9. Yusupova D. V., Saimanova R. A., Leshchinskaya I. B., Belyaeva M. I., Sokolova R. B. Fermenty mikroorganizmov. Moscow: Nauka, 1973. Pp. 163-170.

10. Gonzales C. S., Perez M. M., Fuente Marcos M. A. An edafol. u agrobiol. 1982. Vol. 41. No. 11-12. Pp. 2345-2355.

Received 23.09.2013.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.