ACTIVITY OF SOIL ENZYMES ALONG THE HIGHWAY

Новоселова Е.И.¹, Турьянова Р.Р.², Волкова О.О.³, Нигматуллина Н.Р.⁴, Михайлова Е.И.⁵

¹ Доктор биологических наук, ² Кандидат биологических наук, ³ Аспирант, ⁴ Магистр, ⁵ Бакалавр, Башкирский Государственный Университет

АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ФЕРМЕНТОВ ВДОЛЬ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Аннотация

В работе приведены экспериментальные данные по исследованию влияния интенсивного автодорожного движения на активность почвенных ферментов: каталазы, пероксидазы и полифенолоксидазы. Выявлена связь активности ферментов с  удаленностью от автодороги.

Ключевые слова: автотранспорт, почвенные ферменты, каталаза, пероксидаза, полифенолоксидаза

Novoselova E.I.¹, Turyanova R.R.², Volkova O.O.³, Nigmatullina N.R.⁴, Mikhaylova E.I.⁵

¹ PhD in Biology, ²  PhD in Biology, ³  Postgraduate student, ⁴ Undergraduate, ⁵ Student, Bashkir State University

ACTIVITY OF SOIL ENZYMES ALONG THE HIGHWAY

Abstract

Experimental data on research of influence of the heavy road traffic on activity of soil enzymes are given in work: catalases, peroxidases and polyphenol oxidase. Communication of activity of enzymes with remoteness from the highway is revealed.

Keywords: motor transport, soil enzymes, catalase, peroxidase, polyphenol oxidase

Стремительный рост городов, концентрация промышленных предприятий, растущие транспортные потоки, коммунальные отходы, привели к накоплению в городских почвах поллютантов, что представляет опасность для человека и живых организмов [3]. В условиях города токсичные соединения поступают от маломощных источников загрязнения, в частности автотранспорта, оказывают на городские почвы долговременное воздействие [2]. К ним относятся продукты эмиссии двигателей, которые содержат более 200 соединений, значительная часть которых токсична.  Они оседают на различном удалении от автодороги и влияют на биологическую  активность почв: меняется структура микробного комплекса, ингибируется активность ряда почвенных ферментов [4]. Почвенные ферменты являются чувствительным индикатором ее антропогенного загрязнения [5]. В связи с этим представляет интерес их изучение в качестве биодиагностического показателя состояния загрязненных территорий.

Для исследования влияния интенсивного движения автотранспорта на активность окислительно-восстановительных ферментов  образцы чернозема обыкновенного отбирались с поверхностных слоев почвы (0-20см) вдоль автомобильной дороги трижды за вегетационный период на расстоянии  50, 100, 150 м; контрольная проба - в  400 м. Активность полифенолоксидазы и пероксидазы  определяли по методам Л. А. Карягиной, Н. А. Михайловской (1986), каталазы по методу А.Ш. Галстяна  (1965) описанным Ф.Х. Хазиевым (2005).

Исследования активности каталазы в образцах почвы на разном удалении от дороги в течение вегетационного периода показали, что интенсивность разложения перекиси водорода в них выше в сравнении со значениями контрольного варианта. Наиболее ярко эта зависимость проявлялась на удалении 100 м от дороги. На расстоянии 50 м она выше контрольных значений и находилась примерно на одном уровне (рис 1) в течение трех сроков наблюдения. К августу активность каталазы на расстоянии 100 и 150м от дороги  снижалась относительно значений в июне и июле, но повышение относительно контроля было наибольшим (3,7 раза), в июне оно составило 2,5 раза, в июле в 2,1 раза.

Рис. 1. Активность каталазы чернозема обыкновенного

В отличие от активности каталазы  наибольшая активность пероксидазы и полифенолоксидазы в этих же образцах отмечалась на удалении 50 м (рис 2)  особенно в середине сезона.  Это, возможно, связано с тем, что вдоль дороги происходило накопление соединений ароматического ряда, которые окисляются пероксидазой за счет кислорода перекиси водорода и других органических перекисей. О накоплении таких соединений в придорожной полосе свидетельствует повышение в ней численности углеводородокисляющей микрофлоры [1].

С увеличением расстояния от дороги активность пероксидазы снижалась в течение всего летнего сезона, но оставалась в основном выше активности незагрязненной почвы. К концу вегетационного периода различия в ее активности нивелировались в зависимости от удаленности.

Рис. 2. Активность пероксидазы чернозема обыкновенного источника загрязнения.

Наибольшее повышение активности в 2,3 раза относительно контроля на расстоянии 50м  было в июле, в июне и августе оно составило 1,3 раза.

В сезонной динамике активность пероксидазы и полифенолоксидазы на расстоянии 150 м возрастала.

Рис. 3. Активность полифенолоксидазы чернозема обыкновенного

 Таким образом, проведенные исследования  показали, что выбросы автомобильным транспортом, оседая вдоль дороги, в целом повышали активность изученных почвенных окислительно-восстановительных ферментов. Проявление максимальной активности каталазы на расстоянии 100 м, пероксидазы  и  полифенолоксидазы - 50 м от автодороги в течение всего периода исследований вызвано оседанием на поверхности почвы поллютантов, отличающихся по химическому составу, на различном расстоянии от дороги в зависимости от  свойств загрязнителя.

Литература

1. Горбань М.В. ,Наконечный Н.В., Вдовкин Р.С., Башкатова Ю.В. Оценка состояния почв г. Сургута, испытывающих влияние автотранспорта  // Вестник КрасГАУ. – 2014. – №9. – С. 53-58
2. Карпухин М.М., Ладонин Д.В. Влияние компонентов почвы на поглощение тяжелых металлов в условиях техногенного загрязнения // Почвоведение. – 2008. – №11. – С. 1388-1398.
3. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Онегова Т.С. Активность каталазы и дегидрогеназы в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами // Агрохимия. – – № 8. – С. 64-72.
4. Семиехина М.Е. Роль автотранспорта в загрязнении окружающей среды города Брянска // Вестник КрасГАУ. – 2010. – №10. – С. 81-87
5. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. С. 252.

References

1. Gorban' M.V. ,Nakonechnyj V., Vdovkin R.S., Bashkatova Ju.V. Ocenka sostojanija pochv g. Surguta, ispytyvajushhih vlijanie avtotransporta  // Vestnik KrasGAU. – 2014. – №9. – S. 53-58
2. Karpuhin M.M., Ladonin D.V. Vlijanie komponentov pochvy na pogloshhenie tjazhelyh metallov v uslovijah tehnogennogo zagrjaznenija // Pochvovedenie. – 2008. – №11. – S. 1388-1398.
3. Kireeva N.A., Novoselova E.I., Onegova T.S. Aktivnost' katalazy i degidrogenazy v pochvah, zagrjaznennyh neft'ju i nefteproduktami // Agrohimija. – 2002. – № 8. – S. 64-72.
4. Semiehina M.E. Rol' avtotransporta v zagrjaznenii okruzhajushhej sredy goroda Brjanska // Vestnik KrasGAU. – 2010. – №10. – S. 81-87
5. Haziev F.H. Metody pochvennoj jenzimologii. : Nauka, 2005. S. 252.