Оценка биологической активности почвы

Плодородие почв формируется под воздействием сложного комплекса природных и антропогенных факторов, среди которых важнейшая роль принадлежит биохимической активности микроорганизмов.

Биологическая активность почвы - важнейший показатель уровня плодородия почвы и условий роста и развития растений. Наиболее универсальный показатель деятельности почвенных организмов - продуцирование ими углекислого газа. Чем интенсивнее выделение углекислого газа из почвы, тем активнее происходят в ней биологические процессы, тем лучше условия для возделывания культур и выше их потенциальная урожайность (Муха, 2004).

С биологической активностью связаны процессы синтеза и распада гумуса, минерализация пожнивно-корневых остатков возделываемых культур и вносимых в почву органических удобрений. Микроорганизмы также осуществляют перевод труднодоступных для растений элементов питания в доступную форму, трансформируют вносимые в почву минеральные, в первую очередь азотные удобрения (Минеев, 1990).

От активности и направленности биохимических процессов, протекающих в почве, зависит скорость трансформации различных соединений, накопление доступных для растений элементов питания и, в конечном счете, плодородие почвы. Огромную роль в трансформации веществ почвы оказывает ее многочисленное микронаселение, включающее в себя бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и вирусы. Между ними существуют тесные многообразные связи, как симбиотические (взаимополезные), так и антагонистические (Мишустин, Емцев, 1987).

Русскими учеными, основоположниками агрономической науки - Докучаевым (1949), Вильямсом (1950), и другими было доказано, что микрофлоре принадлежит исключительно важная роль в почвенных процессах разложения органического вещества. Превращая органические и минеральные соединения почвы в доступные для высших растений формы, фиксируя атмосферный азот, синтезируя и выделяя в почву биологически активные вещества, микроорганизмы оказывают влияние на питание, рост, развитие, урожай и химический состав сельскохозяйственных культур.

Показатели биологической активности почвы необходимы для характеристики ее как биологической системы и оценки степени ее изменения под влиянием антропогенного воздействия, в особенности повреждения токсикантами и техногенными перегрузками. Вследствие биохимических превращений в почве происходят важнейшие процессы детоксикации ксенобиотиков, ее самоочищения. Решающую роль в этих процессах играют ассоциации почвенных микроорганизмов, функционирующих как единое целое благодаря взаимосвязанным метаболическим реакциям. Стерилизующий эффект различных загрязнений приводит к выпадению чувствительных видов, распаду микробных ценозов, снижению биохимической активности почвы и деградации экосистем.

При контроле за состоянием почв и определении степени их деградации обязательно должны учитываться биологические критерии. Почвообитающие организмы и вызываемые ими процессы являются довольно чуткими индикаторами современных изменений режима и свойств почв.

Известно много показателей, характеризующих различные аспекты биологического состояния почв. При изучении биологических реакций число регистрируемых откликов может быть практически бесконечным, поэтому выбор приемлемых показателей представляет собой весьма непростую задачу, которая при всей ее актуальности должного решения еще не получила. Можно говорить о нем лишь в первом приближении.

Совершенно очевидно, что сущность основных почвенно-биологических процессов в почве заключается в превращении органических веществ. Для оценки их интенсивности многие авторы используют ферментативную активность почвы.

На основе обобщения соответствующих данных предложена система оценки биологической активности почвы (Звягинцев, 1991 и др.), включающая наряду с оценкой дыхания почвы по выделению углекислоты показатели ферментативной активности почвы в цикле углерода (дегидрогеназа, целлюлоза), азота (уреаза, нитрат-нитритредуктаза), фосфора (фосфатаза) и общую каталитическую активность почвы (табл.7.1).

Таблица 7.1 Шкала сравнительной оценки биологической активности почвы

Представленная в таблице шкала сравнительной оценки биологической активности почвы имеет ориентировочный характер, нуждается в уточнении и проверке на основе единых методов определения ферментативной активности почв в различных условиях. Наряду с оценкой химического состояния почв эта шкала служит составной частью предлагаемой (Гапонюк, Малахов, 1985) комплексной системы показателей мониторинга состояния почв в условиях антропогенных загрязнений.

Другими авторами (Бабьева, Зенова, 1989) в качестве интегрального показателя биологической активности почвы рассматривается суммарная активность биомассы почвенных микроорганизмов, определяемая респирометрическим методом. Метод основан на измерении скорости дыхания популяции почвенных микроорганизмов после обогащения почвы глюкозой.

Для оценки биологической активности почвы используют и такие показатели как азотфиксирующая и нитрификационная способность и др.