Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова (г.Архангельск)

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2005 год, Том 2, выпуск 4), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

     Почва представляет собой многофазную, гетерогенную, полидисперсную, открытую систему, которая способна к самоорганизации, саморегуляции, поддержанию гомеостаза. Химические процессы в ней происходят с участием твёрдых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Большинство химических реакций в почве катализируется ферментами. Под действием ферментов органические вещества почвы и остатки биомассы распадаются до различных промежуточных и конечных продуктов минерализации, которые являются доступными питательными веществами для микроорганизмов и растений. Почвенные ферменты также осуществляют различные превращения неорганических соединений, составляющих косную часть почвы. Благодаря этим процессам происходит введение в глобальный круговорот новых порций вещества. Функциональная роль ферментов заключается в том, что они, во-первых, обеспечивают взаимосвязи компонентов экосистемы, во-вторых, являются неотъемлемым фактором биогеохимических циклов.
Ферментативный состав почв очень разнообразен. В почве накапливается определённый комплекс ферментов, характеризующийся гармоничным качественным и количественным составом. Благодаря этому обеспечивается логический порядок протекания катализируемых реакций, которые формируют тот или иной тип почв. В почву ферменты поступают из разрушающихся остатков умерших организмов, а также выделяются микроорганизмами и корнями растений.
Ферментный комплекс по своему состоянию в почве гетерогенен. Преимущественно он образован иммобилизованными ферментами, т.е. связанными с почвенными компонентами. Незначительное количество ферментов находится в свободном виде в почвенном растворе. Связывание ферментов происходит глинистыми, гумусовыми веществами и органо-минеральными комплексами. Кроме того, из почвы выделены комплексы ферментов с углеводами и нуклеиновыми кислотами. Регулярно поступающие в почву ферменты адсорбируются на поверхности коллоидных частиц с образованием ионных, водородных, координационных и других относительно мобильных связей.
В почве встречаются представители всех шести классов ферментов, но наибольшее значение среди них имеют ферменты, разрушающие биологические макромолекулы. Это, прежде всего, гидролазы, расщепляющие гликозидные связи в углеводах, сложноэфирные связи в липидах, пептидные связи в белках. Получающиеся промежуточные продукты подвергаются воздействию всех групп ферментов, оксидоредуктез, гидролаз, трансфераз и др., которые участвуют не только в реакциях разрушения молекул, но и в реакциях синтеза как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных веществ. Такой комплекс химических процессов обусловливает в целом плодородие почв.
Для наиболее изученных ферментов в почве разработаны методы их исследования. Почвенно-энзиматические методы позволяют определять не количественное содержание ферментов в почве, а активность ферментов, находящихся преимущественно в иммобилизованном состоянии на поверхности почвенных коллоидов и частично в почвенном растворе. На основе изучения активности комплекса почвенных ферментов делаются выводы о ферментативной активности почв как одного из показателей биологической активности и, в целом, состояния почв, лежащего в основе ранней диагностики в системе почвенного мониторинга.   
Данная работа поддержана грантом РФФИ и администрации Архангельской области № 05-04-97531

Литература
1.    Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Моргун Л.В. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга. – М.: Изд-во МГУ, 1991. – 82 с.
2.    Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. – М.: Изд-во МГУ, 1991. – 302 с.
3.    Орлов Д.С., Васильевская В.Д. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 272 с.
4.    Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. – М.: Наука, 1982. – 190 с.
5.    Щербакова Т.А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества. – Минск: Наука и техника, 1983. – 222 с.