9738_Metodichka_virusologiya

Сучасні мікробні препарати для оптимізації живлення рослин

Основні бактеріальні добрива на основі азотфіксаорів:

1.Нітрагін (на основі бульбочкових бактерій родуRhizobium);

2.Ризоторфін (на основі бульбочкових бактерій родуRhizobium);

3.Ризобофіт (на основі бульбочкових бактерій родуRhizobium);

4.Ризоагрин — екологічно безпечний препарат асоціативних азотфіксаторів, призначений для обробки насіння озимої пшениці та рису.

5.Азотобактерин (на основі родуAzotobacter chroococcum);

6.Азотобактер (на основі родуAzotobacter chroococcum);

7.Діазобактерин; 8. Флавобактерин.

Нітрагін, Ризоторфін, Ризобофіт — це чиста культура бульбочкових бактерій, яку вирощують на спеціальних середовищах. Титр клітин Rhizobium — 8—10 млрд, строк зберігання препаратів — 6 місяців. Для різних бобових культур готують біопрепарат окремо. Азотобактерин, Азотобактер – чиста культура Azotobacter chroococcum. Готують сухий та агаровий препарат. Шар слизу клітин з агарового препарату перед застосуванням змивають водою. Строк зберігання — 3 місяці.

Основні біологічні добрива на основі фосфор мобілізуючих мікроорганізмів:

1.Фосфоробактерин (на основічистої культури роду Bacillus megatherium) ;

2.Поліміксобактерин (на основі роду Bacillus polymyxa) — це чиста культура Bacillus polymyxa. Титр фосформобілізуючих бактерій 8—9 млрд. Строк зберігання 6 місяців.;

3.Фосфоентерин - ФМБ -32-3 (на основі родуEnterobacter nimipressuralis 32—3).

Препарат АМБ (автохтонна мікрофлора групи Б) — готують для активізації

біологічних процесів малородючих кислих ґрунтів. До складу входять чисті культури: амоніфікаторів, нітрифікаторів, азотфіксаторів, целюлозо розкладаючих, фосформобілізаторів. Титр 8—10 млрд клітин. Субстратом є низинний торф. В господарстві до 1 т подрібненого торфу додають 1 ц вапна, 10—15 кг фосфорного борошна, 1 кг маточної культури АМБ перелопачують зволожують до 60% повної вологоємності, знову перелопачують витримують 3—4 тижні при t 20оС і вносять як гній в ґрунт (250—500 кг/га).

Важливе значення має зручність транспортування і використання препарату,є різні форми мікробних препаратів: рідка, гельна, суха, гранульована, імобілізована на носіях.

Рідка форма — це культура мікроорганізмів, які виросли на рідкому поживному середовищі. Це найбільш проста у виробництві форма, яка містить живу культуру мікроорганізмів. Ця форма препарату має короткий термін зберігання, потребує спеціальної тари для перевезення.

Суха форма передбачає висушування культури після культивування. Найкраще мікроорганізми зберігаються за умов ліофільного висушування із замороженого стану. Така форма гарантує довготривале зберігання, але вона потребує енергоємного устаткування, що підвищуєцінукінцевого продукту.

Гранульована форма є гетерофазною, препарат, крім культури мікроорганізмів, має наповнювачі — глинисті мінерали. Електростатична взаємодія мікроорганізмів із глинистими мінералами підвищує фізіологічнуактивність бактерій і їх стійкість до несприятливих факторів навколишнього середовища.

Гельна форма є гетерофазною, містить мікроорганізми, гелі — мінеральний (сілікагель) і полісахаридний (меляса і мікробний полісахарид), а також незначну кількість (близько 1%) пилоподібного лігніну.

Наповнювач (субстрат) твердих бактеріальних добрив: торф; перліт (мінерали);

вермикуліт (мінерали).

Хід роботи. Ознайомлення студентів із зразками субстрату бактеріальних добрив та брошурами по їх застосуванню.

Контрольні питання

1.Що являють собою бактеріальні добрива? Чи замінюють вони мінеральнідобрива?

2.Охарактеризуйте основи застосування бактеріологічних добрив.

3.Умови ефективностізастосування бактеріальних добрив.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 13 Тема: Біологічні препарати для захисту рослин

Мета: Вивчити, які на даний час існують біопрепарати захисної дії та їх переваги у порівнянні з хімічними парапетами.

Матеріали та обладнання: 1) пакети із субстратом біопрепаратів, 2) брошури біопрепаратів захисної дії, 3) чашки Петрі, 4) пінцет, 5) культура бактерій, 6) індикаторні диски антибіотиків, 7) скляні шпателі, 6) спиртівка.

План

1.Переваги біологічних препаратів для захисту рослин.

2.Історія застосування біопрепаратів для захисту рослин.

3.Біологічні препарати для захисту рослин.

4.Антибіотики.

5.Фітонциди.

І. Переваги біологічних препаратів для захисту рослин.

Переваги біологічних препаратів для захисту рослин у порівнянні з хімічними:

1.Вузька специфічність;

2.Нешкідливість для людини та тварини (не діють на хромосоми клітин);

3.Не дають віддалених наслідків;

4.Не забруднюють оточуюче середовище;

5.Пригнічують патогенні мікроорганізми і не шкодять розвитку ризосферної мікрофлори.

Антагоністичний вплив на патогенні мікроорганізми може здійснюватись декількома шляхами:

-продукуванням речовин антибіотичної природи;

-продукуванням літичних ферментів, які руйнують клітинну стінку;

-конкуренцією за джерело живлення;

-різницею у швидкості росту і конкуренцією за певні екологічні ніші.

Ефективність застосування біопрепаратів захисної дії залежить від::

-від кліматичних умов;

-стану шкідників;

-період внесення;

-дози внесення.

ІІ. ІСТОРІЯ ЗАСТОСУВАННЯ БІОПРЕПАРАТІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ РОСЛИН.

У1863 р. Л. Пастер установив мікробну природу інфекційних захворювань комах. І.І. Мечников виявив у личинок хлібного жука кузьки (Аnіsорlіа аustrіаса) захворювання, що зумовлюється зеленою мускардиною (Меtаrrhіzіum аnіsорlіае) і грибом (Еnіоmорhthоrа

аnіsорlіае).

Ґрунтуючись на результатах вивчення цього питання, I.I. Мечников у 1879 р. у своїй доповіді «Про застосування грибних хвороб для знищення шкідливих комах» висунув ідею біологічного методу боротьби з комахами-шкідниками. Проте успішне втілення цієї ідеї в практику розпочалось лише в другій половині XX ст.

Унашій країні і за кордоном особливу увагу привернули дослідження на бактеріях з роду Васіllus thurіngіеnsis, що уражають багатьох шкідників сільськогосподарських і лісових культур. Характерною особливістю цих ентомопаразитів є наявність у їхніх клітинах

утворень, дуже токсичних для комах. Коли пожива, яка містить ці своєрідні мікробні токсини, потрапляє в кишечник гусені, то спричинює параліч, і гусінь гине.

Помітних успіхів у розробці та застосуванні мікробних препаратів для боротьби зі шкідливими комахами досягли російські вчені Є.В. Талалаєв, Н.П. Ісакова та інші. Є.В. Талалаєв виділив із хворої гусені сибірського шовкопряда бактерію Васіllus dеndrоlіmus, яка належить до групи Васіllus thurіngіеnsis. Препарат дендробацилін, який містить цю бактерію, використовується не тільки проти сибірського шовкопряда, а й проти бавовникової совки та інших шкідливих комах. Другий мікробний препарат, виготовлений на цих же бактеріях, виявився ефективним у боротьбі проти великої групи листоїдних комах-шкідників овочевих і плодових культур.

Збудниками інфекційних захворювань шкідливих комах можуть бути також гриби і віруси. Наприклад, мускардиновий гриб Веаuvеrіа bаssіаnа використовують для виготовлення препарату бо ве рину, що застосовується проти гусені соснового і шовковичного шовкопрядів, яблуневої плодожерки тощо. В Україні створено сім препаратів вірусної природи: віріон ЕКС проти гусениць капустяної совки, віріон ГЯП — проти яблуневої плодожерки та ін.

В різних країнах світу на основі патогенних мікроорганізмів випускаються понад 50 препаратів для боротьби з 200 видами шкідливих комах. Найкраще налагоджено виробництво таких бактеріальних препаратів: ентобактерин, дендробацилін,

ліпідоцид, а з грибкових препаратів — актинін, боверин та ін.

На даний час на основі ендофітної бактерії Bacillus subtilis створені високоефективні препарати фітоспорин, субтилін. Вони застосовуються для обробки насіння сільськогосподарських культур замість їх протравлювання хімічними пестицидами. Клітини і спори бактерій, які є основою препарату, швидко проникають в тканини проростків і захищають рослини від патогенів, контамінуючих внутрішні органи. Препарат має фунгіцидні і бактерицидні властивості. Застосування фітоспорину сприяє підвищенню врожайностісільськогосподарськихкультур на 20%.

Новим препаратом, запропонованим українськими фахівцями для боротьби з мікоінфекціями, зокрема кореневими патогенами, є хетомік, створений на основі грибаантагоніста Chaetomium cochlioides. Встановлено, що антагоністична дія цього гриба реалізується завдяки тому, щоуприродних умовахвін маєбільшушвидкість росту іперемагає фітопатогенні гриби у конкуренції за поживні субстрати і життєвий простір. Препарат застосовують під зернові культури, картоплю. В господарствах закритого ґрунту вноситься разом зорганічноюречовиною(гній, солома).

Виділені ентомопатогенні мікроорганізми високоефективні проти тих чи інших груп комах, включаючи особливо небезпечні види шкідників. На основі Bacillus thuringiensis були створенічисленні біопрепарати. Це бітоксибацилін, ентобактерин, дендробіцилін, гомелін,

лепідоцид, турингін та БІП (Росія); дипел, параспорин, боград, біотрол та турицид (США); біоспор 2802 (Німеччина); бактоспеїн (Франція); бактукал (Югославія); бактуцид та екзобак (Італія); туринжин (Румунія); бацилан (Польща). Ці препарати ефективні проти колорадського жука, капустяної совки, білянок, американського білого метелика, вони єнадійноюзаміною хімічних інсектицидів.

Сільське господарство відчуває гостру потребу у високоефективних антипаразитарних препаратах. В Україні був виділений штам Streptomyces avermitilis — вітчизняний продуцент авермектинового комплексу, що має інсектицидну, акарицидну та нематоцидну дією. Авермектини виявляють здатність блокувати нервовий синапс у комах і нематод, внаслідок чого вони втрачають можливість рухатись і згодом гинуть. Поряд із нейротоксичною дією авермектинипригнічуютьтакожсинтезхітину. Препарат нетоксичний для теплокровних тварин, корисних комах. Швидко розкладається у ґрунті і не накопичує токсичних проміжних продуктів. Наосновіавермектинів фірма Merk (США) випускаєрядпрепаратів — абамектин, івермектин. ВРосії НПО "Фармбіомед"випускає фітоверм тааверсект-2.

Для боротьби з гризунами ефективним є препарат бактероденцид, створений на основі бактерій Ісаченко, який не поступається хімічним зооцидам і дозволяє регулювати кількість шкідливих гризунів. Багаторічна практика використання бактеріального методу проти мишоподібних гризунів показала його високу ефективність при екологічній і санітарній безпеці.

ІІІ. Біологічні препарати для захисту рослин.

Сучасні біологічні препарати для боротьби зізбудниками хвороб і шкідниками рослин

В основі біологічних препаратів лежать різні штами:

-грибів

-бактерій

-вірусів

-Ентобактерин;

-Дендробацилін (Васіllus dеndrоlіmus) (сибірського шовкопряда, бавовникової совки);

-Бітоксібацилін (від личинок гусениць);

-Бактероденцид (на основі Solmonella);

-Бактокомарін (від гризунів);

-Ліпідоцид

-Триходермін (Trichoderma) явищ антагонізму;

-AГАТ-25 (Pseudomonas) явищ антагонізму.

3. Вірусні ентомопатогенні препарати: Діють на ядро клітини.

-ВІРІН ЕНШ (проти непарного шовкопряду);

-ВІРІН ЕКС (совка капустяна);

-ВІРІН АБМ (картопляна совка);

-ВІРІОН ГЯП (яблунева плодожерка)

ІV. АНТИБІОТИКИ.

Пригнічення одними видами мікроорганізмів своїми продуктами життєдіяльності інших видів має назву антагонізм, а мікроорганізми називають антагоністами. У багатьох випадках мікроби-антагоністи припиняють ріст інших, продукуючи антибіотики.

Антибіотики (грец. anti — проти, bios — життя) — це вторинні метаболіти, біологічно активні речовини з антимікробною дією, які мають різну хімічну будову та високу ступінь фізіологічної активності, їх біосинтез не зв’язаний з ростом мікроорганізмів і вони не є життєво необхідними. Антибіотики — це речовини, вибірково токсичні для інших мікроорганізмів. Кожний антибіотик має характерний для нього вибірковість "спектр" дії (впливає на один вид або групу мікроорганізмів). Одні антибіотики зумовлюють бактеріостатичну або фунгістатичну дію (затримка розмноження, пригнічення життєдіяльності), інші, виявляючи бактерицидний і фунгіцидний вплив, спричинюють загибель певних видів бактерій і грибів.

За силою дії на мікробні клітини-антибіотики діляться на такі групи:

1.Статичної дії (призупиняють ріст мікроорганізмів);

2.Цидної дії (вбивають мікробні клітини);

3.Літичної дії (вбивають і розчиняють клітини мікроорганізмів).

Пеніциліни пригнічують синтез пептидоглікану, який є компонентом клітинної стінки. Рогленові антибіотики зв’язуються зі стеринами цитоплазматичної мембрани, що приводить до порушення її функцій, втрати необхідних метаболітів з клітини. Аміноглікозиди (наприклад, стрептоміцин, тетрацикліни, хлорамфенінол специфічно пригнічують синтез білку на 70 S -рибосомі.

Вплив антибіотиків змінюється залежно від їх дозування (наводяться вони в одиницях діючої речовини - ОД = 1млн відповідає = 1 г), тривалості використання, сумарної дози, схеми застосування, дії інших факторів тощо.

Продуцентами антибіотиків є гриби, бактерії та актиноміцети. Найбільш відомі плісняві гриби Репісіlliит chrysogonum, P. notatum, бактерії родів Pseudomonas, Mycobacterium, Bacillus, актиноміцети Actionmyces streplomycini, A. griseus, A. aureufaciens та ін.

О. Флемінг, який у 1929 р. відкрив у культурі гриба Реnісіllum nоtаtum антибіотичну речовину — п е н і ц и л і н . Проте ще наприкінці XIX ст. Л. Пастер та І.І. Мечников відмічали, що деякі мікроби можуть бути дійовими для боротьби з патогенними та іншими бактеріями, а у 1872 р. російські дослідники О.Г. Полотебнов і В.А. Манасеїн вперше використали лікувальні властивості зеленої цвілі (Реnісіllum).

У 1943 р. З. Ваксман виділив з актиноміцетів високоактивний антибіотик с т р е п т о м і ц и н , який виявився дуже цінним для лікування туберкульозу. Російські вчені Г.Ф. Гаузе, З.В. Єрмольєва, М.О. Красильников та інші відкрили антибіотики

(граміцидин С, альбоміцин, бацитрацин, екмолін).

Продуцентами антибіотиків є бактерії: (граміцидин, бацитрацин, едеїн,

тиротрицин, субтилін та інші), актиноміцети (стрептоміцин, тетрацикліни, мономіцин, левоміцетин, ністатин тощо), гриби (пеніцилін, цефалоспорини,

грізеофульвін, мікроцид, фумагілін та інші). Продуцентом останнього є плісневий гриб Аsреrgillus fumigаtus. Інший представник роду Аsреrgillus - А. flаvus - синтезує аспергілову і оксіаспергіловукислоти, які володіють широким спектром антимікробної дії. За даними В.В. Смірнової та співавторів (2000), бацили (В. subtіlis і В.роlуmуха) є продуцентами пептидних антибіотиків - мерсацидину, кристеніну, гавасерину, поліміксину та ін. Виявлено також,

що А. flаvus є продуцентом афлотоксинів. До антибіотиків тваринного походження належать: лізоцим, еритрин, інтерферони тощо. Серед антибіотиків рослинного походження найпоширенішими є аліцин, аренарин, берберин, іманін, рафанін.

Дуже важливою особливістю антибіотиків є те, що вони можуть бути токсичними відносно чутливих до них мікробів і водночас малотоксичними для організму людини і тварин.

У наш час велику кількість антибіотиків одержано в хімічно чистому виді, їх використовують в медицині, ветеринарії, рослинництві (для захисту рослин від хвороб і шкідників). В Україні заборонено застосування медичних антибіотиків у сільському господарстві в зв’язку із загрозою появи стійких патогенних (хвороботворних) для людини і тварин мікроорганізмів.

Для виявлення антагоністичної активності мікроорганізмів використовують метод штрихів, агарових блоків, паперових дисків та ін.

Метод індикаторних (паперових) дисків застосовують для визначення антимікробної дії антибіотика (рис. 43).

Хід роботи Для цього на агаризоване поживне середовище у чашці Петрі, яке засіяно тест-мікробом, накладають паперові диски, які містять певні антибіотики.

Чим чутливіші мікроорганізми до антибіотика, тим ширша навколо диска зона відсутності росту мікроорганізму (стерильна зона).

Рис. 43. Визначення чутливості бактерій до різних антибіотиків. Кружечки фільтрованого паперу просочені певними антибіотиків. Зони пригнічення бактерій та їхній діаметр характеризують ступінь чутливості культури

V. ФІТОНЦИДИ.

Фітонциди — це біологічно активні речовини з антимікробною дією, які виробляються (продукуються) рослинами. Б.П. Токін вперше у 1928 р. звернув увагу на антимікробні властивості фітонцидів.

Утворення фітонцидів властиве для всього рослинного світу. Нижчі та вищі рослини в звичайних природних умовах (у лісах, на луках, на полях, у водоймах) продукують фітонциди у зовнішнє середовище — ґрунт, атмосферу, воду. Велика кількість фітонцидів

виділяється в атмосферу листяними і особливо хвойними деревами ( кілька кг за добу з 1 га лісу).

За хімічним складом фітонциди — це ефірні масла, смоли, альдегіди, алкалоїди (анабазин, нікотин, хінін та ін.), кетони, хінони, феноли, дубильні речовини, глікозиди та інші леткі і нелеткі сполуки.

Фітонциди мають антимікробну, антивірусну та протипухлинну активність, є одним з факторів природного імунітету рослин і відіграють велику роль у взаємовідносинах організмів в біоценозах. Фітонциди відіграють важливу роль у житті біогеоценозів, у регулюванні складу мікрофлори повітря та ризосфери в умовах різних рослинних угрупувань.

Фітонцидна активність дуже варіює на різних стадіях росту рослин та умов їх розвитку. Вона залежить від часу збирання рослин, ґрунту, вологи, температури, строку зберігання та інших факторів.

Високу фітонцидну активність мають харчові рослини (часник, цибуля, редька, гірчиця та ін.) та лікарські трави (звіробій, чистотіл, шавлія, подорожник, цмин тощо). Основою фітотерапії (народної медицини) є рослини з високою фітонцидною активністю, їх квіти, плоди, коріння, листя, кора та інші органи.

Фітонциди застосовуються в медицині, харчовій промисловості, дієтотерапії, парфюмерії, врегулюванні зовнішнього середовища (реагування тест-рослин на забруднення).

У теперішній час з рослин у хімічно чистому вигляді виділені такі фітонциди: іманін та новоіманін — із звіробою звичайного виявилися високо активними проти бактерій і вірусів рослин; рафін — з редьки чорної; хелідонін і гемохелідонін — з чистотіла; томатін і лікопен — з томатів; юглон — з горіха; аліцин, добутий із часнику; берберин — який одержують з багатьох видів рослин з родини жовтецевих виявляє бактерицидну дію на стрептококи, стафілококи, дифтерійну паличку, гонококи і сальмонели; госіпол — виділений з бавовнику — антибіотичний препарат застосовується для лікування оперізуючого лишаю, псоріазу та інших вірусних захворювань, лютенарин — виділений з кореневищ глечиків жовтих; ксантин — із коноплі посівної; сальвін — із шавлії лікарської; хінін — з кори хінного дерева іхлорофіліпт — з листків евкаліпту.

Фітоалексіни — це речовини, які утворюються в тканинних рослин у відповідь на попадання інфекції і є різновидністю фітонцидів.

Великий внесок стосовно вивчення і впровадження в практику фітонцидних препаратів зробили вчені Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України.

Контрольні питання

1.Що являють собою біопрепарати захисної дії? Чи замінюють вони пестициди?

2.Охарактеризуйте основи застосування біопрепаратів захисної дії.

3.Умови ефективностізастосування біопрепаратів захисної дії.

4.Що таке антибіотики, антагонізм ?

5.Як діють антибіотики на мікроорганізми ?

6.Назвіть мікроорганізми-продуценти антибіотиків.

7.Що таке фітонциди?

8.Які рослини мають фітонцидну активність?

9.Як застосовуються фітонциди?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 14

Тема: Біологічна активність ґрунту

Мета: Вивчити які на даний час існують біопрепарати захисної дії та їх переваги у порівнянні з хімічними парапетами.

Матеріали та обладнання: 1) ґрунт, 2) скляні пляшечки, 3) бюкси, 4) розчин соляної кислоти, 5) спиртовий розчин, 6) фенолфталеїн, 7) розчин NaOH, 8) пробірки, 9)піпетки, 10) чашки Петрі, 11) шпателем, 12) стерильного піску, 13) насіння редису (Рарhanus sativum L.) красний с білим кінчиком.

План

1.Загальна біологічна активність ґрунту.

4.Ферментативна активність ґрунту.

5.Целюлозоруйнівна активність ґрунту.

6.Фітотоксичність ґрунту.

Одним з перспективних напрямків сучасних досліджень у галузі екології, ґрунтової мікробіології та збереженні біорізноманіття є вивчення стану мікрофлори ґрунту та основних біологічних процесів. Особливо це стосується ґрунтів сільськогосподарського виробництва, які зазнають різноманітного антропогенного впливу і де відбуваються значні порушення у функціонуванні біотичної складової та розбалансування всіх процесів.

І. ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ ҐРУНТУ БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ ҐРУНТУ — це сукупність біологічних і біохімічних

процесів у ґрунті, які пов’язані з життєдіяльністю її фауни, мікрофлори і коренів рослин. Про інтенсивність біологічних процесів ґрунту можна судити по інтенсивності

«дихання» ґрунту, оскільки виділення вуглекислоти залежить, головним чином, від життєдіяльності живих мікроорганізмів, які населяють ґрунт, серед яких значну роль відіграє мікрофлора ґрунту. Хоча виділення СО2 ґрунтом відбувається також в результаті життєдіяльності коренів рослин і ґрунтової фауни, а також, в результаті хімічних процесів, тим не менше, інтенсивність газообміну перш за все визначається кількістю мікроорганізмів у ґрунті і деструкцією мінеральних і органічних речовин.

Біологічна активність ґрунту вважається одним з важливіших показників агрономічного стану та рівня ефективності родючості ґрунту.

Загально прийняті методи її визначення різноманітні і включають такі характеристики життєдіяльності ґрунтової мікрофлори, як дихання - сумарна інтенсивність виділення вуглекислоти, швидкість розкладання клітковини, енергія азотфіксації, ферментативна активність ґрунту.

“Дихання” ґрунту – сукупність процесів, здебільшого мікробіологічних, які спричинюють утворення діоксиду вуглецю. Інтенсивність дихання ґрунту визначають за виділенням вуглекислого газу.

Хід роботи. Наважку ґрунту 400г (в розрахунку на абсолютно суху масу) поміщають в скляний посуд з щільною кришкою. На поверхні ґрунту ставлять скляний бюкс с 10мл 0,1н р-ну NaOH. Склянку щільно закривають кришкою і інкубують 24 год при t 27оС. Після інкубації розчин лугу титрують 0,1н розчином соляної кислоти, попередньо добавив 1-2 краплі 0,1%-ного спиртового розчину фенолфталеїну.

Кількість СО2, утвореного в результаті дихання ґрунту и поглинутого розчином NaOH, розраховую за формулою:

СО2=(V1-V2)*2.2/m*T (мг/г в добу)

де V1- кількість 0,1н розчину NaOH, мл; V2 - кількість 0,1н розчину HCl, витраченого на титрування, мл; m- маса ґрунту, г; T -= час інкубації в добу.

Азотфіксуюча активність ґрунту — показник інтенсивності процесу фіксації азоту, виражений масою молекулярного азоту, засвоєного за одиницю часу мікроорганізмами в одиниці маси або одиниці площі ґрунту.

Нітрифікаційна здатність ґрунту — це здатність ґрунту нагромаджувати нітратний азот за рахунок мобілізації азоту при сприятливих умовах.

ІІ. ФЕРМЕНТАТИВНА АКТИВНІСТЬ ҐРУНТУ

Ферментативна активність ґрунту – сукупність процесів, які каталізуються іммобілізованими на ґрунтових частках та стабілізованими в ґрунтовому розчині і внутріклітинними ферментами ґрунтової біоти. Це один з показників потенціальної біологічної активності ґрунту, який характеризує потенційну здатність системи зберігати гомеостаз.

Під ферментативною активністю, за Хазієвим (1979), ми розуміємо здатність ґрунту до біохімічного перетворення екзогенних і власних органічних і мінеральних сполук за допомогою свого ферментного комплексу, який являє собою суму вільних імобілізованих і вільних незв’язаних ферментів, внутріклітинних ферментів розкладених органічних решток, а також внутріклітинних ферментів живих, неінгібованих клітин мікроорганізмів.

Продуценти ферментів – вся ґрунтова мікрофлора, мікро- і мезофауна, вищі рослини. Ферментативні реакції проходять в процесі життєдіяльності живих організмів і росту рослин, тобто, в непорушених (непошкоджених) клітинах, однак значна кількість ферментів виділяється і в оточуюче середовище. При цьому частина ферментів закріплюється на ґрунтових частинках (імобілізується), частина — залишається в незакріпленому стані, частина ферментів руйнується. За сучасними уявленнями вся маса ферментного фонду у зв’язаному стані з гумусовими речовинами і мінеральними колоїдами ґрунту, тобто, знаходиться в імобілізованому стані. Таким чином, ферментний комплекс ґрунту неоднорідний, в його склад входять різні групи (форми) ферментів, кількісне співвідношення яких знаходиться в рухомій рівновазі.

Ферменти — специфічні білки, що володіють активною каталітичною дією і відіграють важливу роль в життєдіяльності організмів та обумовлюють рівень та направленість біохімічних процесів трансформації речовин у ґрунті.

Ферменти, що каталізують різні реакції біологічного окислення та відновлення і пов’язані в ґрунті з процесами дихання та синтезу гумусу.

Враховуючи специфічність дії ферментів при оцінці біологічної активності і родючості необхідним було одночасне визначення ферментів різних класів — гідролаз і оксидоредуктаз.

Найбільш специфічними ферментами ґрунту вважають гідролітичні ферменти, зокрема. Протеаза — каталізує гідроліз білкових речовин, що надходять в ґрунт, до олігопептидних фрагментів і амінокислот. Ці амінокислоти приймають участь в утворенні гумінових речовин ґрунту, а також засвоюються безпосередньо мікроорганізмами і рослинами. Визначення активності протеази дозволяє виявити степінь інтенсивності

мінералізації сполук, що містять органічний азот.

Підвищення протеолітичної активності пояснюється тим, що ферменти відіграють головну роль у перетворенні органічних форм азоту, які надходять з рослинними рештками.

Крім того, протеолітична активність ґрунту визначає швидкість усього ланцюга перетворення органічних форм азоту до мінеральних і достатньо корелює з урожаєм та вмістом загального азоту і азоту, що легко гідролізується. Протеалітична активність у ґрунті підвищувалась при внесенні органічних добрив. Визначення активності протеази яка каталізує початковий етап мобілізації азот органічних сполук, дозволяє виявити ступінь інтенсивності мінералізації білкових сполук, які вносяться в ґрунт в складі органічних добрив.

Високі дози мінеральних добрив, які вносяться в поєднанні з гноєм, і особливо окремо, здійснюють інгібуючий вплив на активність протеази.

Інвертаза — приймає участь у перетворенні безазотистих сполук.