Почвенные ферменты

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Общие понятие о почвенных ферментах и источниках их поступления

1.2 Ферменты в почве

1.3 Классификация ферментов и их характеристика

1.4 Факторы, оказывающие влияние на ферментативную активность почв

1.5 Ферментативная активность почв

1.6 Методологические подходы к определению ферментативной активности почв

1.6.1 Правила отбора проб почв, обработка и хранение 

1.7 Методы и методологические подходы определения ферментов

1.8 Экологические аспекты изучения ферментативной активности почв

Заключение

Почва является одним из основных элементов природной системы и вместе со всеми другими компонентами в условиях возросшей антропогенной нагрузки, в частности промышленностью, на биосферу планеты, подвергается серьезным деградационным процессам. Различные агенты, попадая в объем почвы в результате антропогенной деятельности, входят в естественные пищевые циклы, нарушая нормальное функционирование почвенных биомов, и как следствие из этого, всей почвенной системы в целом. Из всего многообразия показателей биологической активности почвы, наибольшее значение имеют почвенные ферменты. Источниками почвенных ферментов служит все так называемое «живое» вещество почв, которое в свою очередь включает:

₋  растения,

₋  микроорганизмы,

₋  животные,

₋  грибы,

₋  водоросли и т. д. 

При накоплении в объеме почвы, ферменты становятся неотъемлемым, последующим компонентом экосистемы. Почва при этом, является самой богатой системой по ферментному разнообразию и ферментативному пулу. 

Большое разнообразие ферментов в объеме почве позволяет осуществляться последовательные биохимические превращения, катаклизируя или ингибируя те или иные процессы. 

Значительную роль почвенные ферменты играют в процессах гумусообразования.

 Превращение растительных и животных остатков в гумусовые вещества является сложным биохимическим процессом с участием различных групп микроорганизмов, каждый их которых отвечает за тот или иной процесс ферментизации, а также иммобилизованных почвой внеклеточных ферментов различной сложности.

 Специалистами выявлена прямая связь между интенсивностью гумификации и ферментативной активностью почвы. При этом, следует отметить значение ферментов в тех случаях, когда в почве складываются экстремальные для жизнедеятельности микроорганизмов условия, в частности при химическом загрязнении опасными химическими или бактериологическими агентами. 

В этих случаях метаболизм в почве остается в известной мере неизменным благодаря действию иммобилизированных почвой, и поэтому устойчивых, ферментов. 

Большое разнообразие позволяет проводить различные биохимические превращения, органических субстратов. Для оценки антропогенного влияния на почву наиболее перспективными являются биохимические показатели, […] 

Почва обладает, повышенной по сравнению с другими биомами, ферментативной активностью, при этом весьма затруднительно заключить, что ферменты, высокоорганизованные белковые молекулы, могли образовывать-ся в почве вне живого организма, самостоятельно.

Ферменты, или как их еще называют энзимы, представляют собой высокоспециализированный, сложный класс веществ белковой природы, используемых живыми для проведения необычайно сложно регулируемых процессов, взаимосвязанных химических превращений, включая синтез, распад и взаимопревращения огромного множества веществ и разнообразия химических соединений. 

Многообразие живого – сложная совокупность биохимических реакций, катализируемых специфическими ферментами. 

И.П. Павлов утверждал, что ферменты являются «возбудителями всех химических превращений» у существ к которым применим термин «живое». Как известно, важнейшим свойством живого организма, в отличии от не живого, является обмен веществ, ускоряющим и направляющим аппаратом которых являются ферменты. 

 «Вся тайна животной жизни, ₋ писал Д.И. Менделеев, ₋ заключается в непрерывных химических превращениях веществ входящих в состав животных тканей».

Ферменты синтезируются в живых клетках и попадают в почву в качестве прижизненных внеклеточных выделений или внутриклеточных ферментов при распаде отмерших организмов. Почвенные ферменты представляют собой смесь ферментов, поступающих из микроорганизмов, корней высших растений, почвенной мезофауны, водорослей. Корневые системы растений в течение всей жизни выделяют в почву широкий набор внеклеточных ферментов. При отмирании корневых систем выделяются и внутриклеточные ферменты. В почве наиболее высокая ферментативная активность в прикорневой зоне (ризосфера) растений. Здесь она богата свежими корневыми выделениями, содержащими углеводы, органические кислоты, амикнокислоты и другие вещества. Эти вещества служат прекрасным субстратом для микроорганизмов, играющих ведущую роль в накоплении ферментов в почве.

Активно продуцируют ферменты бактерии, грибы, актиномицеты. Кроме микробов и растений, определенный вклад в создание ферментативной активности вносит и почвенная фауна. […]

В заключении можно привести следующие основные выводы:

1. Ферменты ₋ это важнейшие катализаторы различных химических ре-акций и превращений белковой природы, отличающиеся специфичностью и селективностью действия в отношении катализа определенных химических реакций.

2. Ферменты являются продуктами биосинтеза живых почвенных организмов: древесных и травянистых растений, мхов, лишайников, водорослей, грибов, микроорганизмов, простейших, насекомых, беспозвоночных и позвоночных животных, которые представлены в природе определенными совокупностями ₋ биоценозами.

3. Ферменты подразделяют на шесть обширных классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы.

4. Ферментативная активность почв представляет собой способность почвы проявлять каталитическое воздействие на сложные  процессы превращения экзогенных и собственных органических и минеральных соединений благодаря имеющимся в ней ферментам.

5. Пробная площадка ₋ часть исследуемой территории, характеризующаяся сходными условиями (рельефом, однородностью структуры почвы и растительного покрова, характером хозяйственного использования). Пробная площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. 

7. Биологическую активность почв определяют с помощью микробиологических и биохимических методов. К микробиологическим методам относятся аппликационные и методы определения численности микроорганизмов разных систематических и физиологических групп. К биохимическим относятся методы определения дыхания и ферментативной, активности почвы [...].