Ферментативная активность почвы при использовании средств защиты растений с гуминовым препаратом

Ферментативная активность почвы является информативным показателем биологических процессов в почве и представляет собой совокупность биохимических процессов, катализируемых внеклеточными почвенными ферментами, иммобилизованными на почвенных частицах и стабилизованными в почвенном растворе. Для каждого типа почв характерен свой относительно устойчивый уровень ферментативной активности [1].

Почвенные ферменты – это природные биокатализаторы, представляющие собой высокомолекулярные белковые вещества – продукты метаболизма почвенного биоценоза. Они образуются в процессе жизнедеятельности высших растений, почвенной мезо- и микрофауны, а также поступают в почву после их отмирания [1, 2].

В настоящее время антропогенное воздействие на почвы сельскохозяйственных угодий стало мощным почвообразующим фактором, оказывающим влияние в первую очередь на ее биотические компоненты. В почвы агроценозов поступает множество различных химических ингредиентов – минеральные удобрения, химические средства защиты растений, стимуляторы роста и другие средства химизации. Боль- шинство из них физиологически и химически более активны, чем естественные компоненты почвы, поэтому в небольших концентрациях они могут изменять уровень ферментативной активности почвы от сильного активирования до полного ингибирования [3, 4].

Цель работы – установить влияние средств защиты растений и гуминового препарата на ферментативную активность чернозема обыкновенного под посевами нута.

Объекты и методы исследования. Исследования проводились в Ростовской области на опытных полях ФГБНУ ФРАНЦ. Почва – чернозем обыкновенный карбонатный под посевами нута, предшественник – озимая пшеница. Почвы имеют следующие агрохимические характеристики: содержание гумуса в пахотном слое составляет 3,7-4,2%, аммонийного азота – 12,5-19,9 мг/кг, нитратного азота – 3,213,6 мг/кг, подвижного фосфора (по Мачи-гину) – 9,7-22,1 мг/кг, обменного калия – 310-360 мг/кг, рН – 6,8-7,2.

Схема опыта включала 8 вариантов (табл. 1), заложенных в трех повторностях. Схема закладки – рандомизированная.

Таблица 1. Схема полевого опыта

№	Вариант	Удобрения	Препараты (доза внесения)
1	Контроль	Без удобрений	Кинфос, КЭ (0,4 л/га)
2	Гуминовый препарат	Без удобрений	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ВIO-Дон (0,3 л/га)
3	Химическая система защиты	Без удобрений	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
4	Химическая система защиты + гуминовый препарат	Без удобрений	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ВIO-Дон (0,3 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
5	Контроль	Средний фон	Кинфос, КЭ (0,4 л/га)
6	Гуминовый препарат	Средний фон	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ВIO-Дон (0,3 л/га)
7	Химическая система защиты	Средний фон	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)
8	Химическая система защиты + гуминовый препарат	Средний фон	Кинфос, КЭ (0,4 л/га) ВIO-Дон (0,3 л/га) ТМТД, ВСК (7 л/т) АльтоСупер, КЭ (0,5 л/га)

Ферментативную активность определяли в сухих образцах почвы, каталазы – газоволюметрическим методом, инвертазы – методом Галстяна [4].

В качестве гуминового препарата использовали BIO-Дон – жидкий гуминовый препарат с содержанием гуминовых веществ 4 г/л.

Результаты исследования. Уровень ферментативной активности зависит от агрохимических и физико-химических свойств почвы, ее химического и гранулометрического состава, влажности, температуры и других свойств. В почвах агроценозов она также зависит от возделываемой культуры, системы обработки почвы, внесения агрохимикатов и других факторов [2, 3].

Каталаза, относящаяся к классу оксидоредуктаз, и инвертаза, относящиеся к классу гидролаз, являются наиболее изученными в почве ферментами. Пул этих ферментов часто используется в качестве показателей плодородия почв и степени нарушения агроэкосистем под влиянием антропогенных факторов.

Каталаза разрушает токсичную для растений перекись водорода, которая образуется в результате биохимических реакций окисления органических соединений и в процессе метаболизма аэробных организмов [1, 3]. Сезонная активность каталазы, характерная для степных и сухостепных почв, имеет летний минимум при повышенной активности весной и осенью.

Инвертаза катализирует реакции гидролитического расщепления сахарозы и ее производных по гликозидным связям до мономеров, обогащая почвы доступными для растений и микроорганизмов элементами питания [4].

Средства защиты в виду своей высокой токсичности по отношению к растениям опосредованно влияют и на биологическую активность почв. Влияние гуминовых веществ на активность ферментов неоднозначно. По литературным данным установлено как ингибирующее влияние гуминовых кислот на инвертазу и каталазу, так и стимулирующее действие гуматов на активность этих ферментов [5, 6]. Такие противоречивые данные свидетельствуют о сложности процессов, происходящих в почве при внесении гуминовых удобрений и обработке гуминовыми препаратами вегетирующих растений.

В результате проведенных нами исследований установлено, что по уровню активности каталазы черноземы обыкновенные являются высоко обогащенными, а по активности инвертазы – средне обогащенными по шкале Д.Г. Звягинцева [7]. Как в вариантах без удобрений, так и на среднем фоне удобрений уровень активности каталазы снижается после обработки химическими средствами защиты растений (табл. 2).

Таблица 2. Активность каталазы и инвертазы в черноземе обыкновенном при совмест- ном применении средств защиты растений и гуминовых препаратов.

Вариант Каталаза, см3/1 г/1 мин Инвертаза, мг глюкозы/1 г / 24 ч апрель июнь апрель июнь Без удобрений 1. К 11,7±1,19 9,9±0,44 36,0±1,70 34,2±1,12 2. К+Г 10,9±1,11 10,9±1,57 36,2±1,61 37,6±0,71 3. Х 11,5±1,97 10,3±1,04 36,1±1,08 32,5±0,74 4. Х+Г 11,6±1,61 11,1±1,01 36,2±1,17 37,9±0,96 Средний фон (250 кг аммофоски) 5. К 12,1±0,64 9,8±0,35 36,0±1,14 34,6±1,06 6. К+Г 11,5±1,75 11,0±0,45 35,8±2,19 37,6±0,67 7. Х 11,7±0,44 10,1±0,99 36,1±2,57 30,0±0,32 8. Х+Г 11,3±1,26 10,5±1,47 35,7±0,70 36,9±1,39 тазная активность наблюдалась на вариан-

Внесение гуминового препарата не- сколько снижает негативное влияние средств защиты растений на активность каталазы, но не восстанавливает ее полностью. Более выраженное влияние оказывает гуминовый препарат на активность инвертазы в черноземе обыкновенном. Как видно из таблицы 2, самая высокая инвер- тах с внесением гуминового препарата.

Таким образом, обработка нута средствами химической защиты растений отрицательно сказывается на ферментативной активности чернозема обыкновенного. Внесение гуминового препарата BIO-Дон позволило снизить негативное воздействие химических препаратов на почву.