Влияние разных способов стерилизации на биологическую активность почв

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  автономное образовательное

учреждение высшего  профессионального образования

«Южный федеральный  университет»

Факультет биологических  наук

Кафедра экологии и природопользования

Одабашьян Мэри Юрьевна

Влияние разных способов стерилизации на биологическую активность почв

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

по специальности 020803 – Биоэкология

Научный руководитель – 

д.г.н., профессор  Казеев Камиль Шагидуллович

Рецензент –

к.б.н., старший преподаватель кафедры безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды ДГТУ Жаркова Мария Геннадьевна

Ростов-на-Дону - 2013

Реферат

Дипломная работа выполнена  на 60 с., содержит 9 рисунков, 4 таблицы. В ней использовано 80 источников литературы.

Ключевые слова: черноземные почвы, каштановые почвы, почвенные микроорганизмы, антибиотики, термическая стерилизация, химическая стерилизация, биологическая активность почв, ферментативная активность почв.

Целью настоящего исследования являлось изучение влияния разных способов стерилизации на численность почвенных микроорганизмов, ферментативную активность, рост и развитие растений разных типов почв.В качестве объектов исследования были выбраны - чернозем обыкновенный южно-европейской фации (Ботанический сад Южного федерального университета) и каштановая почва (г. Элиста).В качестве диагностических показателей были выбраны, ферментативная и микробиологическая активность почв.

В результате проведенных  исследований было установлено, что действие температурных факторов оказывает более существенное ингибирование биологической активности, чем действие химических факторов (фумигация хлороформом и антибиотиками). Выращивание в стерилизованных образцах почвы пшеницы, полностью восстанавливает численность отдельных групп микроорганизмов, но изменяется их качественный состав. Общая численность микроорганизмов не восстанавливается до контрольных значений только в вариантах стерилизованных температурой. Ферменты оказались более устойчивы к действию всех используемых способов стерилизации, нежели почвенные микроорганизмы. Из ферментов класса гидролаз наиболее устойчивой оказалась каталаза, чем дегидрогеназа. Восстановление ферментативной активности, при участии растений, носит неоднозначный характер, что обусловлено свойствами самих ферментов и свойствами исследуемых почв. На рост и развитие растений стерилизация практически не оказывает влияния. Основные параметры растений на стерилизованных почвах и контрольных образцах существенно не различаются.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6

1.1. Микроорганизмы  почв. Особенности качественного  состава микроорганизмов разных  типов почв 6

1.2. Ферментативная  активность почв и ее взаимосвязь  с другими почвенными показателями 15

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 22

2.1.Черноземные  почвы 22

2.2.Каштановые  почвы 28

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 38

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 40

4.1.Влияние  физических и химических факторов  стерилизации на численность  почвенных микроорганизмов 40

4.2.Влияние  физических и химических факторов  стерилизации на ферментативную  активность почв 45

4.3.Влияние  стерилизации на рост и развитие  растений 47

ВЫВОДЫ 51

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53

ЛИТЕРАТУРА 54

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время одной  из наиболее острых проблем является снижение плодородия почв агроценозов. Среди комплекса причин этого  явления одно из первых мест принадлежит  изменению качественного и количественного  состава почвенной микробиоты и  периоду восстановления почвы, после  действия различных факторов.

Возрастающее антропогенное  воздействие требует новых эффективных  методов диагностики. Биологическая  диагностика почв позволяет определить характер и степень антропогенного воздействия на почвенный покров на ранних стадиях развития процессов. Это позволяет оценить возможные  негативные процессы при антропогенном  воздействии почв и предотвратить  снижение их плодородия.

Биологическая активность почв – одна из самых главных характеристик  при проведении биомониторинга и  биодиагностики. Биологическая активность почв обусловлена интенсивностью протекающих  в ней биологических процессов  и состоит из ферментативного  пула почвы и продуктов жизнедеятельности  микроорганизмов и растений (Козлов, 1996; Орлов, 1991).

На изменение биологической активности оказывают действие различные факторы. Одни из самых важных – это высокие температуры, токсические химические вещества и радиация, которые ингибируют активность ферментов и почвенных микроорганизмов.

В настоящее время во многих исследованиях (Денисова,2005; Колесников и др., 2011; Колесников, Казеев, 1999) показан  ингибирующий эффект стрессовых факторов на численность почвенных микроорганизмов  и ферментативную активность почв. Однако полностью подавить биологическую  активность почв не удается.

Актуальность  исследования заключается в анализе действия физических и химических факторов, воздействующих на почву, чувствительности отдельных микроорганизмов и роли растений при восстановлении биологической активности почв, возможности использования стерилизации почв.

Представленная работа является частью цикла научных исследований по изучению влияния различных факторов на эколого-биологические показатели почв юга России.

Целью настоящего исследования являлось изучение влияния разных способов стерилизации на численность почвенных микроорганизмов и ферментативную активность разных типов почв.

В качестве диагностических  показателей были выбраны ферментативная и микробиологическая активность почв.

В связи с этим в задачи исследования входило:

1. исследовать влияние разных способов стерилизации на численность и разнообразие почвенных микроорганизмов;
2. изучить влияние разных способов стерилизации на ферментативную активность разных типов почв;
3. проанализировать влияние разных способов стерилизации на рост и развитие растений.

Для выполнения поставленных задач проведен анализ полученных на кафедре экологии и природопользования Южного федерального университета результатов исследований Акименко Ю.В и Салмановой К.А. Личный вклад автора состоял в интерпретации полученных данных и выявления закономерностей влияния разных способов стерилизации на биологические свойства почв.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Микроорганизмы  почв. Особенности качественного состава микроорганизмов разных типов почв

Микроорганизмы  обнаруживаются в окружающей природной  среде практически повсеместно. Даже в экстремальных условиях высотных слоев тропосферы, на многокилометровых  глубинах океанов, в ледниках земных полюсов и высокогорий, песках пустынь  и кипящих термальных источниках микроорганизмы насчитываются в  значительных количествах. Однако больше всего их обитает в верхнем  слое почвы, в одном грамме которой  может находиться до нескольких миллиардов микробов (Бабьева, Зенова, 1989; Умаров, 1998).

Микроорганизмы  являются неотъемлемой частью почвы. Если бы почва лишилась этих существ, она  утратила бы основное свое свойство - плодородие, превратилось бы в мертвое, неплодородное  геологическое тело.

Почвы населены многочисленными представителями  микрофлоры -бактериями, актиномицетами, дрожжами, грибами, водорослями, простейшими (протозоа), насекомыми, червями и  пр. Кроме них в почве обитают  различные ультрамикроскопические существа — фаги, бактериофаги и  актинофаги (Казеев, Колесников, 1998).

Наиболее  многочисленны бактерии. Большинство  видов бактерий — космополиты, их распространение не определяется географическим фактором и зависит от экологических  условий мест обитания. Например, сходные  виды бактерий обитают на различных  континентах и широтах. Поэтому  не принято говорить о географических закономерностях распространения  тех или иных микроорганизмов, правильнее сказать, что ареалы обитания одинаковых видов микробов определяются сходностью сочетаний абиотических и биотических  факторов природной среды. Несмотря на то, что почвенные микроорганизмы имеют колоссальные ареалы распространения, в определенных почвах создаются  наиболее благоприятные условия  для их развития и жизнедеятельности. Поэтому состав и содержание микроорганизмов  в различных типах почв существенно  отличается. Имеется немало примеров, свидетельствующих о приуроченности определенных видов микроорганизмов  к зональным типам почв. В каждой конкретной почве складываются своеобразные микробные ценозы, имеющие определенную структуру. В отечественной литературе приводятся данные по географическому  расселению микроорганизмов разных групп в основных почвах СНГ (Мишустин, 1956; Звягинцев с соавт., 1996). Показано, что в почвах разных природно-климатических  зон содержатся разные типы сообществ  микроорганизмов. Каждой природной  зоне свойственны не только определенные группировки высших растений, но и  столь же определенные сочетания  микробной деятельности и деятельности высших растений. Е.Н. Мишустин (1956) установил, что содержание бактерий, особенно спороносных форм, с севера на юг бывшего СССР увеличивается. Содержание грибов возрастает в зональных типах  почв с юга на север, а содержание актиномицетов меняется в противоположном  направлении.

В современной  экологической терминологии принято  подразделять микроорганизмы на r-стратегов, быстро развивающихся за счет легко доступных соединений, содержащихся в высоких концентрациях в среде, и k-стратегов, способных к медленному росту за счет питательных субстратов, имеющихся в незначительных концентрациях, уже неспособных обеспечить рост г-стратегов.

Точных  сведений о численности микроорганизмов  в почве нет. Микробиология не располагает такими методами, при  помощи которых можно было бы выявить  все население почвы. Существующие методы дают только относительные представления  о плотности микробного населения (Казеев и др., 2003).

В лабораторной практике применяются два принципиально  различных способа количественного  подсчета микробов в почве: а) учет при  помощи посева почвы на искусственные  питательные среды - плотные и  жидкие и б) прямой подсчет клеток (Казеев и др., 2003).

Приводимые  в литературе сведения о численности  бактерий, актиномицетов и грибов в почвах в большинстве случаев  получены при посевах на агаризованные  среды. Согласно этим данным число бактерий в одном грамме колеблется в пределах от нескольких десятков и сотен тысяч  до многих миллионов, в зависимости  от состава почвы и питательности  среды (Starkey, 1929, 1931, 1955; Graya.Thornton, 1928; Clark, 1940; Timonin, 1940-1941; Waksman, 1952; Jensen, 1934-1936; Мишустин, 1956 и др.).

Диаметр бактериальной клетки в среднем  составляет 1 мкм, варьируя в пределах от 0,1 до 10 мкм. Обнаруживаются во всех средах обитания вплоть до самых экстремальных (соленные и термальные источники  и т.д.) (Бабьева, Зенова, 1983).

Большинство бактерий относится к классу истинных бактерий (Eubacteriaea). Это, как правило, безъядерные одноклеточные организмы. Размножаются простым делением. Некоторые обладают подвижностью. Клетка истинных бактерий имеет неэластичную оболочку и имеют различную форму - круглую (кокки), палочковидную, изогнутую. К палочковидным бактериям относятся бактерии рода Bacillus- подвижные и неподвижные бактерии, обладающие способностью образовывать споры внутри клеток при неблагоприятных условиях среды. Из неспороносных палочковидных бактерий в почве чаще всего встречаются представители родов Pseudomonasи Bacterium. К изогнутым палочковидным бактериям относятся вибрионы (p.Vibrio), (p.Spirillum), (p. Spirochaetta) (Аристовская, 1980).

Второй  класс - миксобактерии(Myxobacteriae). Здесь обнаруживаются представители как с кокковидными, так и палочковидными клетками. Однако оболочка у них эластична, поэтому клетки при движении изгибаются и форма их меняется.

Рассматривая, некоторые общие свойства бактерий, прежде всего отмечают их способность  довольно быстро размножаться. Это  свойство особенно четко выражено у  представителей класса истинных бактерий. Указанное свойство приводит к преобладанию бактериального населения в составе  микрофлоры почвы.

В большом  количестве в почвах обнаруживаются особая собирательная группа бактерий - актиномицеты (Звягенцев, Бабьева, Зенова, Полянская, 1996). Актиномицеты имеют  нитевидные разветвленные клетки (мицелий), размножаются делением клеток, почкованием, а также спорами. Актиномицеты устойчивы  к высушиванию, дефициту источников питания в среде обитания и  обладают высокой эффективностью расселения спор (Звягинцев и др., 1996; Звягинцев  и др., 1999).

На  питательных средах актиномицеты образуют два типа мицелия -субстратный и  воздушный. Первый образуется на среде. Воздушный появляется позднее и  придает колонии пушистый или  бархатистый вид. Колонии актиномицетов  плотные, врастают в среду и снимаются  с нее целой колонией. Характерным  признаком является яркая окраска  многих актиномицетов. В почве встречаются  представители родов Micromonospora, Mycobacterium, Actinomyces, Mycoccocus(Вальков и др., 2002).

Грибы представляют собой чрезвычайно  обширную группу растительного царства. Почвенные грибы имеют вегетативное тело в виде мицелия. Делятся на две  большие группы - низших и высших. У низших мицелий несептирован, т.е. не имеет поперечных перегородок. У  высших грибов мицелий септирован и  состоит из многих клеток. Размножаются как бесполым, так и половым  путем. Грибы образуют споры в  спорангиях, конидиях, асках, базидиях. Споры грибов слабоустойчивы к неблагоприятным  условиям среды. Многие почвенные грибы  относятся к сапротофам и усваивают  различные органические вещества. Большинство  грибов усваивают сахара, меньше - крахмал, жиры, клетчатку, лигнин, воск, парафин  и т.д. (Бабьева, Зенова, 1989).

В почве  М.Х. Оразовой (1996) в ходе микробной  сукцессии обнаружено 42 вида микромицетов (при однократном анализе удалось  выделить всего 17 видов). В первую очередь  это представители родов Penicillium, Fuzarium, Mucor, Trichoderma. В начале сукцессии доминируют P. nigricans, P. simplicissimum, F. solani. В ходе сукцессии возрастает численность быстрорастущих видов. Т. coningii, Т. harsianum. В ризосфере гороха и ячменя выделено 32 вида грибов. В ризосфере и ризоплане по сравнению с почвой снижается видовое разнообразие грибов, особенно рода Penicillium, и возрастает доля грибов рода Fuzarium.

Почвенные водоросли также являются специфичным  и неотъемлемым компонентом почв. Они являются пионерами при заселении  горных пород, различных обнажений, отвалов горных пород и т.д. где  образуют самостоятельные сообщества водорослей, или альгоценозы.

Всего в почвах России по данным Э.А. Штины (1996) найдено 1195 видов водорослей (включая  сине-зеленые водоросли-цианобактерии), в том числе более одного раза - 730 видов. По отделам они распределены так: зеленых 528 (310), сине-зеленых 295 (191), желто-зеленых 172 (130), диатомовых 183 (95), других отделов 18 (3). Флора почвенных  водорослей специфична и отличается от водной флоры. При сельскохозяйственном освоении и загрязнении почв состав водорослей изменяется и становится более однообразным в разных по генезису почвах (Зенова, Штина, 1990).

Различные территории Земли отличаются друг от друга 
климатическими условиями, химическим составом подстилающих пород и 
другимифакторами,обуславливающиминаправлениепочвообразовательного процесса и характер миграции химических элементов. Вследствие этого химический состав естественных сред обитания организмов географически неоднороден.

В почвах разных природно-климатических зон  содержатся разныетипысообществ микроорганизмов. Особое значение для почвообразования,круговорота минеральных и органических веществ в экосистемах имеютбактерии, актиномицеты и микромицеты.Несмотряна то, чтомикроорганизмы по сравнению с высшими растениями являютсякосмополитами, все же отмечается вполне отчетливая зависимостьструктуры микробоценозов от почвенно-экологических условий (Громыко,1974; Бабьева, Зенова, 1989; Добровольская и др., 1996; Звягинцев и др.,1999). В каждой конкретной почве складываются своеобразные микробныеценозы, имеющие определенную структуру. Микробная биомасса в разныхпочвах колеблется от единиц до нескольких десятков т/га, причем на долюгрибов приходится от 89 до 99% биомассы, а доля прокариот (бактерии,актиномицеты) составляет 1-12%. Девяносто процентов видов растениймикотрофны, т.е. имеют на корнях микоризу. Более 160 видов растенийимеют на корнях актиноризу (Калакуцкий, Шарая, 1990; Звягинцев и др.,1996). Симбиоз связан с диазотрофными актиномицетами рода Frankia.

Почвенным типам должны быть свойственны специфические  группировки как высших растений, так и микроорганизмов. Накопленный  к настоящему времени материал волне  подтверждает правильность данного  предположения (Вальков и др., 2002).

Приступая к характеристике сапрофитногомикронаселения разных почв, обращаем особое внимание на группу аэробных и факультативно  анаэробных организмов, играющую основную роль в почвенных процессах. Численность  этого населения довольно сильно меняется в течение года. Это является следствием динамики влажности и  температуры почвы, состояния растительного  покрова и т. д. (Звягинцев и  др., 1999; Семионова, Лысак, Горленко, Звягинцев, 2002).

Особенно  динамично в почве число неспороносных  бактерий, которые при дефиците влаги  быстро вымирают. Менее колеблется в почве число бацилл, образующих при неблагоприятных условиях устойчивые к внешнем воздействиям споры. Однако их численность, точно также как  и актиномицетов (особенно^Jотносительная), в почвах южной зоны обычно возрастает к осени. Это связывается с обогащением почвы к концу лета более устойчивыми против воздействия микробов формами органических соединений.

Общая обсемененность почвы учитываемыми микроорганизмами имеет тенденцию  возрастать по мере движения с севера на юг. Это подтверждают данные, полученные при прямом методе учета, и говорит  о большем охвате жизнью («биогенности») органического вещества почв южной  зоны. Отмеченный показатель, тем не менее, весьма динамичен и сильно меняется в течение года. Поэтому  он недостаточно надежно обрисовывает специфику почвенного типа. То же самое  можно сказать и об общем числе  бактериального населения почвы.

Более определенную картину показывает содержание спороносных бактерий. Если в северных почвах их численность не превышает  нескольких десятков тысяч на 1 г  почвы, то по мере движения на юг оно  постепенновозрастает и достигает  чисел миллионного порядка на ту же навеску почвы. Процентное содержание бацилл также резко возрастает в  почвах южной зоны. Аналогичная закономерность проявляется и с актиномицетным населением почвы.

Грибное население в разных почвах меняется в количественном отношении не так  резко. Тем не менее можно отметить, что в южных почвах относительное  число грибов уменьшается.

При вычислении числа микробов, приходящихся на единицу  органического вещества, определяем его биогенность. Этот показатель заметно  возрастает при постепенном движении к югу.

В ризосфере  растений и на разлагающихся органических остатках в основном размножаются неспороносные  бактерии. В зоне корня отдельных  растений, наряду с широко распространенными  видами бактерий, обнаруживаются специфические  их формы, свойственные ограниченному  числу представителей растительного  царства (Мишустин, 1956; Красильников, 1958; Оразова, 1996; Назарько, Белюченко, 2000).

Исходя  из отмеченного, следует ожидать, что  видовой состав разных почв, и даже почв одного типа, но занятых разной растительностью, должен иметь известные  отличия. Однако из-за трудности диагностики  неспороносных форм бактерий это  положение пока подтверждено лишь на ограниченном числе видов (азотобактер, клубеньковые бактерии и т. д.). Вообще же во всех почвах богато представлены неспороносные бактерии из родов  Pseudomonas, Bacteriumи Mycobacterium. Не исключена возможность того, что отдельные виды этих микроорганизмов приурочены к определенной растительности.

К настоящему времени более основательно изучен видовой состав бациллярного населения  разных почв, т. е. группировки бактерий, более тесно связанной с превращениями  переработанных органических соединений, которые могут быть рассматриваемы как вещества, присущие самой почве. Из бацилл в почве наиболее часто  встречаются следующие виды: Вас. agglomeratus, Вас. asterosporus, Вас. cereus, Вас. mycoides, Вас. idosus, Вас. virgulus, Вас. megatherium, Вас. mesentericus, Вас. subtilis.

Почвы разных типов резко отличаются между  собой не только по богатству бациллярного населения. Каждый почвенный тип  может быть охарактеризован доминированием в нем определенных видов спороносных  бактерий. Так, в почвах тундры явно преобладают Вас. agglomeratusи Вас. asterosporus(Добровольская, Лысак, Звягинцев, 1996). В целинных подзолах к отмеченным видам присоединяются Вас. cereusи в небольшом числе другие спорообразующие бактерии.

Для дерново-подзолистых  почв характерно присутствие Вас. cereusи Вас. mycoides. В более южных почвах данные микроорганизмы исчезают как преобладающие виды, но в большом числе появляются Вас. idosusи Вас. megatherium. Для бурых почв и сероземов характерно наличие группировки Вас. mesentericusи Вас. subtilis. Здесь, конечно, могут быть найдены в тех или иных количествах и другие виды бацилл.

В целом  имеющийся материал говорит о  большой специфичности бациллярного населения отдельных зонально расположенных  почв и их культурных вариантов.Так  в контрастных по влажности биогеоценозах - болотах и пустынях -бактериальные  сообщества резко различны (Добровольская, Лысак, Звягенцев, 1996). В переувлажненных  почвах торфяников доминируют грамотрицательные  бактерии, выделенные в самостоятельный  класс -Proteobacteriae. Это типично водные бактерии с простым жизненным циклом. В почвах пустынь доминируют бактерии актиномицетной линии.

В солонцовом и подсолонцовомгоризонтах солонцов разнообразие бактерий обеднено и выделены лишь галотолерантные виды родов  Bacillus, Streptomyces(Семионова, Лысак, Горленко, Звягенцев, 2002) и микрококки (Добровольская, Лысак, Звягенцев, 1996).

Что касается видового состава актиномицетов  разных почв, то пока фактические данные по этому вопросу более чем  скромны и не позволяют сделать  каких-либо основательных обобщений. Тем не менее некоторые материалы  показывают, что тип почвы определенно сказывается наактиномицетном населении. Так, Ш.А. Чулаков, изучавший влияние вертикальной зональности на состав микробного населения почвы, выяснил ряд интересных закономерностей. Он показал, что в почвах более южного ряда увеличивается число видов и разновидностей актиномицетов. В горно-луговых почвах, например, как доминантные могли быть установлены лишь 5 видов актиномицетов, в горно-лесных их число возросло до 11, в черноземах -до 18, в каштановых - до 22 и в сероземах - до 30.

Некоторые актиномицеты встречаются в массовом количестве лишь в почвах определенной зоны, другие же имеют широкий ареал  распространения.

О тесной связи между типом почвы и  видовым составом актиномицетов  говорят наблюдения (Добровольская, Лысак, Звягенцев, 1996). Так, например, в  зоне черноземных почв образование  солонцов приводит к массовому появлению  актиномицетов, дающих краснопигментированные колонии.

В почве  встречается довольно значительное число видов низших грибов. Специфический  же комплекс видов микромицетов, по которому можно характеризовать  тип почвы, содержит порядка 15-20 видов (Мирчик, 1976; Звягенцев и др., 1999; Кураков, 2001). Как доминантные роды могут  быть названы Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Trichoderma, Chaetomium,, Dematium, Alternariaи т. д.

По  указаниям Л.И. Курсанова, вполне подтверждаемым наблюдениями, в южных почвах имеется  большее видовое разнообразие грибов, чем в северных.

В большинстве  почв как северной, так и южной  зон в наибольшем числе встречаются  микроскопические грибы рода Penicillium. По мере движения на юг их относительное содержание среди низших грибов почвы заметно снижается. В почвенном покрове одной и той же зоны окультуривание почв приводит к ухудшению размножения грибов рода Penicillium.

В одной  и той же зоне, но в разных почвах, состав грибов также резко различается. Это осложняет проявление зональности, о которой только что говорилось.

Грибы рода Aspergillusв южных почвах вытесняют представителей рода Penicillium. Это положение экспериментально не подтверждается. Однако следует признать достоверный факт заметного увеличения числа зародышей грибов рода Aspergillusв южных почвах (особенно в каштановых и сероземных).

Грибы рода Fusariumопределенно тяготеют к травянистой растительности и заметно усиливаются в грибномценозе южных почв. Северные, особенно лесные почвы весьма бедны представителями данного рода.

Приведенные факты позволяют сделать вывод, что грибное и актиномицетное население почвы не менее чутко  отражает состояние почвы, чем бактерии.

Выдающийся  микробиолог В.Л. Омелянский (1924) в  свое время выдвигал положение о  том, что во многих случаях микроорганизмы могут точнее определить состояние  объекта, чем химические исследования. Все изложенное позволяет развить  эту мысль и утверждать, что  микробиологические показатели уже  сейчас с успехом могут быть использованы при определении типа и состояния  почвы.

1.2. Ферментативная активность почв и ее взаимосвязь с другими почвенными показателями

К.А. Козлов (1966) и Д.С. Орлов  с соавторами (1991) предложили, что  под биологической активностью  почвы следует подразумевать  интенсивность в ней биологических  процессов. Биологическая активность почвы обусловлена  суммарным  содержанием  в почве определенного  запаса ферментов, а также характеризует  размеры и направление процессов  превращения веществ и энергии  в экосистемах суши, интенсивность  переработки органических веществ  и разрушения минералов.

В качестве показателей биологической  активности почв используются: численность  и биомасса разных групп  почвенной  биоты, их продуктивность, ферментативная активность почв, активность основных процессов, связанных с круговоротом элементов, некоторые энергетические данные, количество и скорость накопления некоторых продуктов почвенных  организмов.

Однако проявление биологической  активности зависит от целого ряда свойств как самой почвы (содержание гумуса, реакция среды, физические свойства, наличие питательных веществ  и др.), так и внешних условий (зональное положение, гидротермические условия, характер растительных ассоциаций). Так, Хазиевым и Хабировым (1983) было  показано, что комплекс почв южных  зон (черноземы, каштановые почвы) более  термостабилен по сравнению с  дерново-подзолистыми и серыми лесными  почвами.

Показатели биологической  активности почв определяют, используя  различные методы: микробиологические, биохимические, физиологические и химические.

Важной особенностью показателей  биологической активности почв является  их значительное пространственное и  временное варьирование, что требует  при их определении большого числа  повторных наблюдений и тщательной вариационно-статистической обработки (Звягинцев, 1978).

В энзимологической активности почвы большое участие принимают  обширный набор ферментов. В этом смысле почва напоминает живую растительную ткань, которая способна к более  или менее интенсивному обмену веществ. Почвенные ферменты должны оказывать влияние, как  на живые существа, так и на мертвые части почвы. Исходя из этого, почву можно характеризовать как биологическое тело (Купревич,1974).

Ферменты, в отличие от неорганических катализаторов, обладают избирательностью действия. Специфичность  действия ферментов выражается в  том, что каждый фермент действует  лишь на определенное вещество, или  же на определенный тип химической связи в молекуле. По своей химической природе все ферменты являются высокомолекулярными  белковыми веществами и, учитывая это, трудно допустить, что ферменты могут  образовываться в почве. Ферменты, несомненно, синтезируются в живых клетках  и попадают в почву в качестве прижизненных внеклеточных выделений  или внутри клеточных ферментов  при распаде отмерших организмов. В настоящее время установлено, что почвенные ферменты представляют собой смесь одноименных и  различных ферментов разного  происхождения, поступивших из микроорганизмов, корней высших растений, почвенной  мезафауны, водорослей и, возможно, простейших (Хазиев, 1972;Купревич, 1974).