Для более полного освещения вопроса воздействия гуминовых удобрений на активность микробиологической деятельности было предпринято изучение активности ферментативных процессов, протекающих непосредственно в почве. Общеизвестно участие микроорганизмов в превращении веществ в почве, осуществляемое ферментативными каталитическими реакциями, лежащими в основе обмена веществ почвенной микрофлоры, как и всякого живого организма.
Внесение в почву удобрений резко меняет характерное для данных условий сочетание поглощенных катионов и, естественно, изменяет ферментативную деятельность микроорганизмов, представляющую собой проявление взаимодействия организма с внешней средой.
При исследовании ферментативной активности почв была учтена способность растений выделять через корневую систему некоторые вещества. Поэтому исследуемые образцы почвы тщательно освобождались от корешков и других органических остатков.
В специально подготовленной почве определялись ферменты, катализирующие расщепление веществ, содержащих крахмал, сахара, жиры и белковые соединения.
Действием протеолитических ферментов учитывалась суммарно способность почвенной микрофлоры осуществлять гидролиз белковых соединений и дальнейшее расщепление продуктов их распада до образования аминокислот и аминогрупп. Количество аминного азота определялось формольным методом по Зеренсену.
Активность распада углеводов в почве определялась по активности действия ферментов углеводного обмена — амилазы и сахаразы. Активность амилазы определялась по количеству образующейся мальтозы. Активность сахаразы по количеству редуцирующих сахаров. Активность липазы в исследуемых образцах почвы определялась количеством жирных кислот, образовавшихся при гидролитическом действии ферментов.
Учет активности каталазы был введен в определение биологической активности почвы, как фермента, связанного с актом дыхания многих микроорганизмов. Действие каталазы учтено по методу Эйлера и Иозефсона.
В качестве препаратов исследуемых ферментов использовалась почва в количестве 5 т с контрольных и удобренных делянок. Контролем в опыте служила стерильная почва. Во всех случаях исследования ферментативной активности почвы была принята экспозиция в 72 часа при температуре в 30° С. За единицу измерения активности фермента принята ферментативная активность 5 т почвы. Результаты исследования биологической активности светло-серой лесной почвы приведены в таблице 7.
Влияние удобрений на ферментативную активность почвы (Экспозиция 72 часа при 30° С)
(Посев пшеницы)
| Варианты опыта | Активность ферментов | Протеолитических (по количеству аминного азота), мг | Липазы (по количеству гидролизованного жира), % | Каталазы (по количеству разложенной Н2О2), мг | |
|---|---|---|---|---|---|
| Амилазы (в мг мальтозы) | Сахаразы (в мг редуцирующих сахаров) | ||||
| 12 июня | |||||
| Без удобрений | 75,6 | 4,3 | 50,0 | 2,6 | 0,7 |
| Углегуминовые удобрения 0,5 т/га | 95,8 | 7,6 | 100,0 | 2,3 | 0,5 |
| Углегуминовые удобрения 1 т/га | 115,9 | 10,3 | 160,0 | 2,1 | 0,5 |
| 25-процентная аммиачная вода 240 л/га | 136,2 | 12,8 | 150,0 | 1,6 | 0,4 |
| 11 августа | |||||
| Без удобрений | 14,3 | 1,7 | 12,5 | 1,6 | 1,1 |
| Углегуминовые удобрения 0,5 т/га | 22,0 | 1,8 | 35,0 | 1,8 | 1,4 |
| Углегуминовые удобрения 1 т/га | 29,6 | 1,6 | 48,0 | 2,0 | 2,6 |
| 25-процентная аммиачная вода 240 л/га | 34,6 | 2,2 | 74,0 | 3,1 | 2,4 |
При сравнении воздействия исследуемых удобрений на ферментативную активность светло-серой лесной почвы видно, что условия действия ферментов по разноудобренному фону складываются по-разному.
По результатам исследований активности отдельных ферментов почвы представляется возможным установить, что ферментативная активность почвы подвержена таким же резким периодическим колебаниям, как рост и развитие отдельных физиологических групп микроорганизмов.
Наибольшая активность ферментов углеводного обмена микроорганизмов отмечается в образцах почвы, удобренной аммиачной водой.
Из испытанных доз гуминовых удобрений преимущества по усилению активности действия амилазы и сахаразы определяются за большей дозой. Такая закономерность в проявлении гидролитического действия этих ферментов при значительном спаде их периодической активности по всем вариантам опыта отмечается и во второй срок исследований.
Аналогичная картина вырисовывается при определении влияния исследуемых удобрений на способность почвы расщеплять белковые соединения. Большей протеолитической активностью, как показывают конечные результаты действия протеолитических ферментов, обладает почва, удобренная аммиачной водой.
В почве, удобренной большей дозой гуматами, активность протеолитических ферментов в ранние сроки исследований была также довольно высокой.
Сравнение степени интенсивности ферментативных процессов гидролиза веществ, содержащих углеводы и белковые соединения, приводит к выводу, что исследуемые удобрения значительно усиливают ферментативную активность серых лесных почв.
Каталитическое действие ферментов, гидролизующих жиры, так же, как и действие каталазы в первый срок исследования, было мало активным по всем видам исследуемых удобрений. Позже активность липазы и каталазы по удобренному фону возрастает. Как видно, изменение почвенных условий под воздействием исследуемых удобрений оказывает большое влияние на биологическую активность почвы, являющейся достоверным показателем интенсивности микробиологического фактора превращений в почве ряда соединений и образованием, в конечном счете, веществ корневого питания растений.