Денисова Татьяна Викторовна

Вид материалаАвтореферат
5.2. Изменение ферментативной активности и гумусного состояния чернозема обыкновенного
Содержание гумуса
Таким образом
глава 6. Влияние сверхвысокочастотного (СВЧ)-излучения на биологические свойства почв
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

5.2. Изменение ферментативной активности и гумусного состояния чернозема обыкновенного


Ферментативная активность. Гамма-излучение вызвало увеличение активности каталазы на 10-18% (p<0,01) в ранние сроки после облучения (через 3-е суток). Изменение каталазной активности мало зависело от дозы облучения, а в бóльшей степени зависело от срока инкубирования после воздействия γ-излучения (рис. 11а). Через 90 суток активность каталазы во всех вариантах находилась на уровне контроля. Через 180 суток активность каталазы возвращается к значениям, отмеченным при облучении (Денисова, Казеев, 2006).



а) активность каталазы, мл О2




б) активность дегидрогеназы, мг ТФФ/10 г/24 часа




в) активность инвертазы, мг глюкозы/1 г/24 часа

Рис. 11. Изменение активности ферментов чернозема под влиянием

γ-гамма излучения и через 3-180 суток после воздействия


Активность дегидрогеназы через 3 и 30 суток инкубирования во всех вариантах опыта ниже контроля (рис. 11б). В вариантах с дозами 1 и 5 КГр активность фермента ниже контроля на 6-27% (p<0,05) в зависимости от дозы, в вариантах с дозами 10 и 20 КГр – на 17-52% (p<0,05). Через 90 суток инкубации наблюдалось резкое увеличение дегидрогеназной активности в вариантах с дозами 1 и 5 КГр – активность фермента выше контроля на 65 и 63% (p<0,001) соответственно. В этих же вариантах опыта нами обнаружено, что численность спорообразующих бактерий на 197 (p<0,001) и 87% (p<0,05) выше контроля.

Считается (Casida, 1978), что повышение дегидрогеназной активности обозначает начало восстановительных процессов, повышение жизнедеятельности почвенной микрофлоры и интенсивности процессов биоразложения. Через 180 суток инкубирования активность дегидрогеназы в варианте с самой низкой из исследованных нами доз 1 КГр выше контроля на 78% (p<0,001), в варианте с дозой 5 КГр – выше контроля на 23% (p<0,001), в вариантах с дозами 10 и 20 КГр достоверно не отличается от контрольных значений.

Значение активности инвертазы в модельных экспериментах по восстановлению облученной почвы, как правило, несколько ниже контроля. При этом, в большинстве случаев отличия не достоверны (рис. 11в). При исследовании влияния ИИ на различные ферменты (растворы ферментов и гомогенаты тканей), получены данные (Кузин, 1962), свидетельствующие о вторичном характере изменений активности фермента. Показана устойчивость ферментов сразу после облучения и постепенное снижение активности, часто прогрессирующее во времени. Возможно, в случае с инвертазой почвы происходит нечто подобное, о чем свидетельствуют полученные нами данные о снижении ее активности через 180 суток в варианте с дозой 20 КГр.

Содержание гумуса. Содержание гумуса в подавляющем большинстве вариантов достоверно не отличалось от контроля.

Достоверные отличия обнаружены при инкубации 90 суток в варианте с дозой 20 КГр – содержание выше на 14% (p<0,001). Но это, скорее, не говорит о том, что произошло увеличение содержание органического вещества, а связано с тем, что микроорганизмы, разлагающие органическое вещество, здесь практически отсутствуют. Через 90 суток в варианте опыта с данной дозой численность основных групп микроорганизмов – бактерий и грибов – ниже контроля на 84% и 96% (p<0,001) соответственно.

Таким образом, в модельных экспериментах по восстановлению облученного чернозема в течение 3-180 суток установлено следующее. Восстановление как микробиологических показателей, так показателей ферментативной активности носит нелинейный характер, т.е. нельзя сказать, что с увеличением времени инкубации происходит все бóльшее восстановление биологических свойств чернозема. Наиболее ярко это проявляется для микрофлоры по сравнению с активностью ферментов. По скорости восстановления микробиологические показатели чернозема обыкновенного образовали следующие ряды: ранние сроки инкубации (3 и 30 суток): бактерии-аммонификаторы > спорообразующие бактерии > бактерии рода Azotobacter > микромицеты; поздние сроки инкубации (90 и 180 суток): спорообразующие бактерии > бактерии рода Azotobacter > бактерии-аммонификаторы ≥ микромицеты. Отмечена особенность влияния дозы 10 КГр – у всех исследованных групп микроорганизмов и для всех сроков инкубации численность микроорганизмов остается практически на одном уровне. По скорости восстановления показатели ферментативной активности образовали ряды: ранние сроки инкубации (3 и 30 суток): каталаза > инвертаза > дегидрогеназа; поздние сроки инкубации (90 и 180 суток): дегидрогеназа > каталаза > инвертаза. С течением времени можно констатировать тенденцию восстановления биологических свойств чернозема обыкновенного после воздействия гамма-излучения. Скорость восстановления биологических свойств зависит от дозы облучения: чем меньше доза, тем быстрее восстанавливаются биологические свойства чернозема обыкновенного. Однако, при высоких уровнях воздействия γ-излучения, отдельные параметры биологических свойств не восстанавливаются и спустя 180 суток.

глава 6. Влияние сверхвысокочастотного (СВЧ)-излучения на биологические свойства почв

В механизме действия СВЧ-излучения выделяют тепловые и «нетепловые» (специфическое) эффекты. Механизм теплового воздействия состоит в том, что поглощенная средой энергия вызывает изменение пространственной ориентации дипольных молекул воды, прежде всего, усиление их колебаний. Они передают часть энергии окружающим молекулам, также приходящим в движение, в результате чего энергия СВЧ переходит в тепловую, благодаря чему и происходит нагревание объекта. Чем больше воды в облучаемом объекте – тем больше эффект. Физическая природа «нетепловых эффектов» понятна в гораздо меньшей степени. (Себрант, Троянский, 1969; Кудряшов и др., 2008; Porcelli et al., 1997; Peinnequin et al., 2000 и др.).