Биогенность и биологическая активность почвы

Эти показатели характеризуют совокупную деятельность разнообразных популяций микрофлоры, микро- и мезофауны, которые отличаются по своему таксономическому положению и экологическим функциям. Они играют ключевую роль в процессах почвообразования, круговорота веществ и самоочищении 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 2.46. 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.