2.8.8. Оценка биологической активности почвы

Биологические свойства почвы оцениваются по биогенности и биологической активности. Число регистрируемых показателей биологических реакций весьма велико, а их чувствительность к природным и антропогенным факторам очень высока, что позволяет использовать их в качестве индикаторов техногенного загрязнения почвы.

Биогенность почвы определяется путем прямого подсчета численности микроорганизмов, микроводорослей, микро- и мезофауны. Различные физиологические и таксономические группы бактерий, грибов и актиномицетов учитываются путем посева почвенных образцов на элективные питательные среды. Для определения биомассы микроорганизмов в почве широко используют фумигационный, физиологический (субстрат-индуцированный) и регидратационный методы.

Оценка биологической активности проводится по интегральным показателям, среди которых наибольшее распространение получили методы определения «дыхания почвы» по интенсивности выделения СО₂, нитрификационной способности, азотфиксирующей и целлюлозоразлагающей активности.

Для характеристики биохимических процессов трансформации органического вещества определяют активность ферментов в почве. Они включают, главным образом, оксидоредуктазы (дегидрогеназа, полифенолоксидаза, пероксидаза, каталаза, нитратредуктаза) и гидролазы (инвертаза, амилаза, целлюлаза, уреаза, протеаза, фосфатаза).

В экологическом плане почвенная биота является составной частью наземных экосистем и потому к ней применимы экологические подходы оценки состояния биологической составляющей, среди которых ключевое место занимают характеристика таксономического и функционального разнообразия микроорганизмов, микро- и мезофауны. Чем выше разнообразие, тем выше устойчивость системы. Важно иметь представление о качественном составе микроорганизмов, что позволяет оценить фитосанитарное состояние почвы и выявить причины такого феномена как почвоутомление. Однако использование этих показателей для мониторинга почвы ограничивается слабой разработкой экспресс-методов идентификации вида микроорганизмов.

К сожалению, до настоящего времени не существует устоявшейся общепринятой унифицированной системы оценки биологических свойств почвы, на основе которой можно было бы составить некую шкалу, подобно той, которая существует для оценки физических и химических свойств почвы. Хотя необходимость создания такой системы признается большинством специалистов. Имеются попытки систематизировать накопившийся в этом плане материал, примером чему является ориентировочная шкала сравнительной оценки активности ферментов в почве, приведенная в таблице 2.50. Следует, однако, отметить, что в отличие от физических свойств, которые для соответствующего типа почвы имеют постоянную величину на значительном отрезке времени, биологические показатели являются крайне вариабельными и существенно изменяются в течение вегетационного периода в зависимости от поступления в почву энергетического материала, количества и качества питательных веществ, температуры, водно-воздушного режима, растительного покрова, удобрений, химических мелиорантов, пестицидов и т.д. Поэтому следует обратить особое внимание на время и методы отбора почвенных образцов, способов их хранения и подготовки к анализу. Для общей агроэкологической оценки предпочтительнее отбирать образцы почвы весной до начала агротехнических мероприятий, когда почва находится в состоянии так называемой «физической спелости», а биологическая система в положении гомеостаза, который характерен для данного типа почвы и соответствующей системы земледелия. Решающее значение в поддержании гомеостаза почвы имеют элементарные почвенно-биологические процессы (ЭПБП), отражающие различные этапы превращения органического вещества и преобразования минерального скелета почвы. Исходя из представлений об элементарных почвенных биологических процессах и учитывая развитие современной методической базы, а также накопленного за многие годы экспериментального материала, в настоящее время для оценки биологических свойств почвы следует отдать предпочтение интегральным показателям, включающим биомассу органотрофных микроорганизмов, микроводорослей, микро и мезофауны, «дыхание» почвы», нитрификационнную способность, целлюлозоразлагающую и азотфиксирующую активность. Учитывая множество модификаций определения этих показателей, необходима жесткая унификация методов их анализа.

2.50. Шкала для оценки степени обогащенности почв ферментами по Д.Г.Звягинцеву

Показатель	Очень бедная	Бедная	Средняя	Богатая	Очень богатая
Каталаза, О2, см3/г /1 мин Дегидрогеназа, мг ТФФ на 10 г./24 час. Инвертаза, мг глюкозы на 1 г./24 час. Уреаза, мг NH3 на 10 г / 24 час. Фосфатаза, мг Р2О5, на 10 г/час	< 1 < 1 < 5 < 3 < 0,5	1 – 3 1 – 3 5 -15 3 -10 0,5-1,5	3 – 10 3 – 10 15 – 50 10 – 30 1,5- 5	10 – 30 10 – 30 50 -150 30 -100 5 - 15	> 30 > 30 >150 >100 > 15

К числу нетрадиционных методов анализа результатов почвенных микробиологических процессов следует отнести метод математических графов, который отражает схему потоков деструкции и синтеза веществ и связь величин этих потоков с численностью основных трофических и таксономических групп микроорганизмов: аммонификаторов, амилолитических, педотрофов, нитрификаторов, денитрификаторов, азотфиксаторов, целлюлозолитических микроорганизмов, микромицетов и актиномицетов. Используя этот метод, можно оценить направленность процессов разложения-синтеза органического вещества в почве.