Встановлено кількісні показники активності каталази в подгорізон-тах лісової підстилки і верхньому горизонті грунту національного парку «Смоленське Поозерье» на різних елементах рельєфу.

Анотація наукової статті з біотехнологій в медицині, автор наукової роботи - Щербаков І. В.


CATALASE ACTIVITY IN SUBHORIZONS LITTER AND UPPER SOIL HORIZON

Quantitative indicators of the activity of catalase in subhorizons litter and upper soil horizon of the national park "Smolensk Poozerye" on various elements of relief.


Область наук:
  • Біотехнології в медицині
  • Рік видавництва: 2011
    Журнал: Аграрний вісник Уралу

    Текст наукової роботи на тему «Активність каталази в Подгорізонт лісової підстилки і верхньому горизонті грунту»

    ?Лісне господарство *?**"

    Таблиця 7

    Лиственничники, що сформувалися після проведення рубок переформування

    "І% Давність рубки, років Склад Вік, років Густота, шт. / Га Середні Відносне кові повнота Запас, м3 / га

    висота, м діаметр, см

    1 18 5,2 ЛЦ 37 1990 11,4 12,2 0,9 150

    3,9 З 570 9,6 10,5

    0,9 Б 150 11,7 11,5

    2 17 9,7 ЛЦ 31 1513 9,8 11,3 0,9 134

    0,1 З 50 6,8 8,0

    0,2 Б 50 10,5 10,0

    3 14 9,6 ЛЦ 26 1700 10,5 12,0 0,8 128

    0,4 Б 119 11,4 10,9

    4 14 9,7 ЛЦ 26 1711 10,6 12,0 0,8 125

    0,3 Б 100 11,5 11,7

    5 13 6,0 ЛЦ 31 1375 9,0 10,1 0,7 99

    1,4 З 325 8,3 10,0

    2,6 Б 350 11,0 13,0

    6 12 9,8 ЛЦ 26 1825 10,3 11,6 0,8 119

    0,2 Б 225 11,2 11,5

    7 12 9,8 ЛЦ 37 1475 11,8 12,5 0,7 135

    0,2 З 125 7,7 6,7

    пагонів посилення освітленості, викликане видаленням полога берези, спосіб -ствует інтенсивному семеношения найбільш великих екземплярів підросту модрини. Остання обставина сприяє інтенсивному засідан-лення подростом модрини ділянок, де підріст до рубки був відсутній. Першочерговими ділянками, де фор-світ підріст наступної генерації, є місця спалювання порубкових залишків (кострища) і ділянки мінералізованою поверхні.

    Поросль берези, з'являється після проведення рубок переформування, не робить істотного впливу на що формується модриновий деревостани, оскільки підріст берези істотно відстає по висоті від підросту модрини. В результаті після проведення рубок переформування формуються лиственничники з незначною домішкою берези в складі древо-Стоєв (табл. 7).

    висновки.

    1. Рубки переформування похідних березових насаджень в лиственничники при наявності під пологом підросту модрини попередньої генерації в кількості від 1530 до 3270 шт. / Га є ефективним лісівництва-ним заходом, що дозволяє сформувати високопродуктивні лиственничники без штучного лісовідновлення.

    2. Підріст модрини швидко адаптується до нових екологічних умов, обумовленим видаленням полога берези. Вже на 2-3 рік після рубки середня довжина хвої збільшується на 230,

    маса 1000 хвоїнок - на 126,9 і охвоен-ність пагонів - на 157,3%.

    3. Інтегральним показником реакції підросту модрини на улучше ня умов зростання, викликаний-ве видаленням материнського деревостану, є приріст центрального пагона. Останній через 2-6 років після рубки

    перевищує аналогічний показник на контролі в 1,8-2,3 рази.

    4. При збереженні підросту попередньої генерації в процесі рубки вже через 3 роки після її проведення ділянка може бути переведений в покриту лісом площу, а через 12-18 років після прове-день рубок переформування на місці похідних Березняках формуються лиственничники з відносною повно-

    література

    1. Колесников Б. П. Нарис рослинності Челябінської області в зв'язку з її географіческТЛм'р ^ а ^ тоАірованіем? У / ФФгор ^ ілеейая рослинність Ильменского державного заповідника ім. В. І. Леніна. Свердловськ, 1961. С. 105-129.

    2. Коновалов Н. А. Шляхи застосування лісової селекції при проведенні рубок догляду в умовах Уралу // Тр. Урал. лесотехн. ін-ту. Свердловськ, 1973. Вип. XXVII. С. 509.

    3. Луганський Н. А. Наукове обгрунтування способів відновлення і формування молодняків на вирубках соснових лісів Уралу: автореф. дис. ... докт. сільгосп. наук. Алма-Ата, 1974. 56 с.

    4. Фільрозе Е. М. Оцінка сучасних тенденцій лесообразовательного процесу. Красноярськ, 1991. С. 164-166.

    5. Цвєтков В. Ф. Питання антропогенної динаміки типів соснових лісів Європейського Півночі в географічному аспекті // Екологогеографіческіе проблеми збереження та відтворення лісів. Архангельськ, 1991. С. 24-27.

    активність каталази в Подгорізонт лісової підстилки І верхньому горизонті ГРУНТУ

    і. в. Щербаков, аспірант

    Уральський ГЛТУ

    620100, г. Екатеринбург, Сибірський тракт, д. 37

    Ключові слова: рельєф, грунт, активність каталази, лісова підстилка. Keywords: relief, soil, catalasa activity, forest litter.

    Постійно посилюється антропогенний пресинг на лісові екосистеми викликає необхідність вивчення ступеня впливу з метою прийняття адекватних заходів щодо запобігання їх деградації. Згідно з літературними даними [1-3], найбільш інформативною інтегральною характеристикою биологиче-ської активності грунту, а отже,

    родючості останньої, є актив-ність ґрунтових ферментів. За дан -вим Л. Г Бабусиної і ін. [1], активність ферментів каталази є найбільш універсальним біоіндикаторами відбутися -янія ґрунтових екосистем, оскільки відображає специфічний відповідь (підвищення значень показників, або, навпаки, їх зниження) грунтової біоти на

    неспецифічне (техногенне, або іншої природи) забруднення.

    Нами активність ферменту каталази вивчалася в лісовій підстилці і верхньому горизонті грунту національного парку «Смоленське Поозерье».

    Відбір зразків підстилки та грунту проводився методом конверта по транс-екте, прокладеної з півночі на південний захід.

    Лісне господарство

    Активність ферменту каталази визначалася газометріческіх методом, заснованим на вимірі швидкості розкладання перекису водню при її взаємодії з грунтом, за обсягом виділився кисню.

    Визначення показників рН проводили за допомогою рН метра загальноприйнятим методом. Отримані дані перераховували на масу абсолютно сухого ґрунту. Оцінку лісорослинних властивостей досліджуваних ґрунтів проводили по сумарної активності ферменту каталази в ґрунтових профілях досліджуваних пробних майданчиків та коефіцієнту каталази грунту (ККП) в них запропонованим уральськими вченими [2] способом.

    Згідно з отриманими даними (табл. 1), швидкість розкладання перекису водню під дією ґрунтового ферменту каталази була різна в різних зразках підстилки та грунту, найбільшою вона була в зразках підстилки, особливо протягом перших 30 секунд, потім трохи знижувалася, і в наступні відрізки часу динаміка процесу виділення кисню у всіх зразках була більш рівномірною.

    Результати досліджень (табл. 2) свідчать про широкий діапазон змін біологічної активності грунту, що вимагає ретельного аналізу отриманих даних.

    Так, згідно з результатами дослідження, найвища активність ферменту (85,7 см3 О2 / 1 г абс. Сух. Ґрунту за 2 хв.) Виявлена ​​в Подгорізонт 02 на ділянці, розташованій на кромці болота. Найменша активність (10 см3 О2 / 1 г абс. Сух. Ґрунту за 2 хв.) Виявлена ​​в горизонті А1 на пробної майданчику, розташованому на північному пологому схилі пагорба. Тут же виявлені найменші показники активності каталази для Подгорізонт 01 і 02, отже, і найнижча сумарна активність ферменту по всьому грунтовому профілю. В цілому, отримані дані не суперечать виявленим раніше багатьма авторами закономірностям зміни ферментативної активності: з поглибленням вниз за профілем грунтового розрізу активність каталази знижується [4].

    Середні показники на пробних площах значно відрізняються від літературних даних про ККП і сумарної активності каталази грунтового про-филя, вони рівні 18% і 142,5 см3 О2 / 3 г абс. сухий. грунту за 2 хв. відповідно (проти 20,6% і 94,7 см3 О2 / 3 м абс. сух. ґрунту за 2 хв.).

    З огляду на неоднорідність рельєфу досліджуваної території, її поріжу ність пагорбами, наслідком чого є неоднаковий вплив абіотичних і біотичних факторів на грунтову біоту (освітленість ділянок, повітряні потоки, умови вологості, температура грунту, характер рослинності), ми згрупували отримані дані за характером рельєфу і відповідних умов (табл. 3). При аналізі отриманих даних простежується чітке вплив рельєфу місцевості на сумарну активність каталази грунтового

    Таблиця 1

    Активність каталази в свежеотобранних зразках ґрунту та підстилки в НП «Смоленське

    Поозерье », см3 О2

    № ПП, місце- Період Генетичний горизонт

    становище вимірювання, з 01 02 А1

    1 2 3 4 5

    34, болото 30 9,5 6,8 6,0

    60 120 15,5 26,0 12,0 20,0 10,5 18,0

    106, 30 13,0 13,0 4,5

    вершина 60 21,0 19,0 7,0

    пагорба 120 36,0 30,0 13,0

    58, 30 13,0 7,5 5,5

    східний 60 19,5 13,0 9,0

    схил 120 35,0 19,3 14,5

    130, 30 8,0 9,0 5,5

    60 15,0 15,5 9,5

    п Лато 120 25,0 24,5 15,5

    82, 30 17,0 14,0 6,0

    вершина 60 27,0 23,5 10,0

    пагорба 120 38,0 50,0 16,0

    142, болото 30 8,0 13,0 5,0

    60 120 17,5 22,0 25.0 36.0 7.0 13.0

    50, 30 14,0 13,0 13,0

    60 19,0 20,0 19,0

    п Лато 120 23,5 29,0 29,0

    92, 30 8,0 10,0 6,5

    південний 60 14,0 18,0 11,5

    схил 120 23,0 27,0 19,0

    103, 30 6,0 8,5 6,0

    західний 60 10,5 16,0 10,0

    схил 120 17,5 21,5 16,0

    76, улоговина 30 8,5 7,5 8,0

    60 120 14,5 24,0 12,0 19,0 14.0 23.0

    102, 30 5,5 4,5 3,5

    північний 60 9,5 9,0 6,0

    пологий схил 120 15,5 14,0 9,5

    54, 30 9,0 10,0 4,5

    вершина 60 15,5 17,0 7,0

    пагорба 120 25,0 29,0 12,0

    70, 30 11,0 10,0 9.5

    60 17,0 18,5 14,0

    плато 120 24,2 27,0 22,5

    Таблиця 2

    Активність каталази в Подгорізонт лісової підстилки і верхньому горизонті грунту і ККП грунтів НП «Смоленське Поозерье» в середині вегетативного періоду 2008 р см3 О2 / 1 г абс.

    сухий. грунту за 2 хв.

    № ПП, місце розташування Генетичний горизонт Сума ККП,%

    01 02 А1

    34, болото 62,5 56,1 45,9 162,5 27,5

    106, вершина пагорба 78,5 57,0 15,3 150,8 10,1

    58, східний схил 51,5 47,0 19,0 114,8 17,0

    130, плато 51,7 62,5 28,2 142,4 19,9

    82, вершина пагорба 52,3 97,5 17,5 167,3 10,0

    142, болото 46,8 85,7 34,2 166,7 20,4

    50, плато 64,8 70,6 34,3 169,7 20,2

    92, південний схил 42,3 67,5 21,8 131,6 16,5

    103, західний схил 40,3 54,5 20,4 115,0 17,7

    78, улоговина 68,5 47,5 46,0 162,0 28,3

    102, північний пологий схил 26,0 22,0 10,5 58,5 17,0

    54, вершина пагорба 66,0 58,0 14,6 138,6 11,5

    70, плато 54,8 69,8 31,1 155,7 20,1

    Лісне господарство

    профілю: вона найбільш висока в понижених місцях, дещо знижена в порівнянні з ними на вершинах пагорбів і на рівнинних ділянках і більш ніж на 37% - на схилах пагорбів. Очевидно, що і інші параметри ґрунтів: показники рН, вологість, а також перекис руйнує активність абиотического компонента грунту, що свідчить про присутність в грунтах металів зі змінною валентністю, - також обумовлені процесами, пов'язаними з рельєфом. Представлені дані неоднозначно вказують на залежність показника вологості в грунтовому профілі від положення ділянки: з пониженням рельєфу вологість збільшується. При цьому також збільшується значення показника ККП, що свідчить про підвищення активності каталази в горизонті А1. Разом з тим слід виділити ділянки 50, 70 і 130 як контрольні, оскільки дослідження в зонах антропогенного впливу, як правило, проводяться на територіях, що мають рівну поверхню. Середні показники активності каталази і ККП на цих пробних площах у найбільшою мірою відповідають уявленням про нормальне функціонування ґрунтової біоти, т. К. Високого рівня сумарної активності ферменту в грунтовому профілі відповідає показник ККП, рівний 20,1%, що при такому поєднанні параметрів грунтової екосистеми , згідно з літературними джерелами, свідчить про високий рівень грунтоутворювального процесу як в лісових підстилках, так і в грунтах. Саме на рівнинній поверхні землі показники рН грунту в найбільшою мірою наближені до нейтральної реакції середовища при оптимальних значеннях показників вологості. присутність

    Таблиця 3

    Середні значення сумарної активності каталази і ККП в залежності від місця розташування

    № ПП т 2 п У про в 2 н в а до 3 18 і й В о п Про ї - До в їх і Середня вологість ділянок,% Х ± т * Середній показник рН Х ± т Н2О2 руйнує активність абіотіч. компоненти Рельєф / местопо- -ложении

    34,142,78 166,4 ± 4,98 25,4 ± 7,98 61,7 ± 6,45 6,0 ± 0,49 2,02 ± 0,521 Болото, низина

    50, 130,70 155,7 ± 17,28 20,1 ± 0,1 59,0 ± 6,49 6,5 ± 0,50 2,2 ± 0,33 Рівна поверх- ню

    58,92,103,102 104,8 ± 33,89 17,1 ± 0,63 55,3 ± 6,14 6,1 ± 0,44 2,6 ± 0,79 Схили пагорбів

    106,82,54 152,2 ± 26,44 11,0 ± 1,54 50,0 ± 0,25 6,0 ± 0,24 1,9 ± 0,43 Вершини пагорбів

    ^ Показник середньої вологості розраховувався за значеннями в Подгорізонт 02, що має найбільшу стабільність параметрів екосистеми

    металів у грунтових зразках досліджуваної території, судячи з перекис розкладницької активності абіотичних компонентів, помірно. Найбільша руйнівна перекис водню активність АБІО-тічекого компонента грунту виявлено на схилах пагорбів, що вказує на меншу стабільність цих ґрунтових екосистем. Останнє підтверджується також щодо зниженими показате -лямі сумарною каталазной активності ґрунтових профілів (на 39% в порівнянні з рівною поверхнею), їх найбільшими відхиленнями від середнього арифметичного значення. Непрямим доказом впливу освітленості ділянки на активність каталази в грунтовому профілі служить значно знижене в порівнянні з іншими показниками значення активності ферменту на північному схилі пагорба і, навпаки, високе значення цього показника на південному схилі.

    угруповання отриманих

    експериментальних даних за елементами рельєфу показала, що значення активності каталази досягають максимуму в улоговинах. Найбільша руйнівна перекис водню активність абиотического компонента грунту зафіксована на схилах пагорбів, що вказує на меншу стабільність цих ґрунтових екосистем.

    висновки.

    Лісові підстилки та грунту НП «Смоленське Поозерье» мають високу біологічну активність.

    Активність каталази знижується в міру поглиблення вниз за профілем грунтового розрізу.

    На активність каталази істотно впливає рельєф місцевості. Максимальна активність зафіксована в улоговинах.

    Показники активності каталази можуть бути використані при встановленні рівня забруднення (порушеності) грунтів.

    література

    1. Бабушкіна Л. Г., Коваленко Л. А., Неверова О. П., Судаков В. Г. Біологічна активність компонентів агробіогеоценозов як показник адаптації екосистем до антропогенного забруднення. Єкатеринбург: Урал. держ. лесотехн. ун-т, 2008. 292 с.

    2. Коваленко Л. А., Бабушкіна Л. Г. Біологічна активність грунтів як показник рівня адаптації ґрунтових екосистем до техногенного впливу. Єкатеринбург: УрГСХА, 2003. 264 с.

    3. Шебалова Н. М., Бабушкіна Л. Г. Лісові грунту соснових насаджень, які ростуть в зонах техногенного забруднення. Биоиндикация забруднення. Єкатеринбург: Урал. держ. лесотехн. акад., 1999. 194 с.

    4. Шебалова Н. М. Вплив фторосодержащих промислових викидів на структуру микробоценозов лісових грунтів // Ліси Уралу і господарство в них. Єкатеринбург: Урал. держ. лесотехн. акад., 1993. С. 214-219.


    Ключові слова: РЕЛЬЄФ / ГРУНТ / АКТИВНІСТЬ КАТАЛАЗИ / лісової підстилки / RELIEF / SOIL / CATALASA ACTIVITY / FOREST LITTER

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити