Mikrobní procesy a katalytická mohutnost půdy

V práci byla provedena řada pokusů, kterými jsme prokázali souvislost katalytické mohutnosti půdy s mikrobními procesy. Zároveň jsme prostudovali některé závislosti mezi hodnotami katalytické mohutnosti a běznými procesy v půdě, jakými je produkce kysličníku uhličitého nebo proces nitrifikace.

Studium katalytické mohutnosti nás přivedlo k zajímavému poznatku, ze faktory, které osamoceně působí na proces nitrifikace nepříznivě, ztrácí při souč asném působení ve značné míře tento nepříznivý vliv.

Был поставлен ряд опы тов с целью определен ия сущности каталитической спос обности почвенного покрова п ашен. Опыты должны был и показать, в чем состоит взаимос вязь между продукцией каталазы и микробиологически ми процессами.

В результате инкубац ии почвы при 60% абсолют ной влагоёмкости и при те мпературе 25 °С каталитическая спос обность почвы повыша ется. Она повышается еще больш е в случае инкубации при тех же условиях, но с прибавлением глюко зы. Повышение каталитич еской способности почвы в общем прямо пр опорционально колич еству добавляемой к ней глю козы. Коэффициент повышен ия у разных видов почв бывает разный. Если к почве, ин кубируемой с глюкозой, прибавить 0,1 % NaNO₃, максимум каталититической сп особности достигает ся быстрее, но её степень (высота) не меняется. Пр и инкубации почвы с раз личными количествам и глюкозы при 60% абсолютн ой влагоёмкости вели чина католической способ ности бывает пропорциональна про дукции СО₂. Если колич ество воды при инкубации некото рых почв с глюкозой превышает 60%, каталитическая спос обность возрастает. Некоторы е виды почв достигают максимума каталитической спос обности при 80% абсолютной влагоёмк ости, другие же даже при поч ти 100%. Однако эта зависи мость проявляется только в тех случаях, если слой почвы при ин кубации не превышает 2–3 см. Анаэробиоз вызывает снижение каталитиче ской способности почвы.

Все эти наблюдения по казывают, что каталит ическая способность почвы в з начительной степени зависит от де ятельности микроорг анизмов почвы и от энзима ката лазы, продукта жизнедеятельности м икробов. Так как проду кция каталазы связана с ок ислительными процес сами в почве, она должна, — ес ли считать каталазу г лавным фактором каталитиче ской способности почвы, — с оответствовать инте нсивности окислительных проце ссов. С целью проверки этого предп оложения мы исследов али в почве с глюкозой зависимост ь нитрификации от степени каталитич еской активности при наличии в почве различных коли честв воды. Оказалось, что в р езультате повышения каталитической акти вности повышается и степень нитрификац ии. Поэтому мы считаем доказанным, что каталитическая с пособность верхних слоев почвы в значительной степен и обусловливается кат алазой, как продуктом деятельности микроб ов.

При этом само по себе д оказательство влиян ия каталазы на каталитическую сп особность почвы еще не так сущес твенно, как то, что при инкубации с 1% глюкозы некоторые п очвы начинают производит ь нитраты раньше, если они насыщены водой до 100% вл агоёмкости, чем при меньшем содер жании воды: ведь прису тствие глюкозы само по себе, к ак и повышение содеражания воды до 100% абсолютной влагоёмк ости, — в значительной степен и подавляют процесс нитрификаци и.

A series of experiments was carried out with the aim of testing the basis of the catalytic power of soil in arable land. The purpose of these experiments was to demonstrate the relationship between the production of catalase and microorganic processes.

Incubation of soil at 60% absolute water capacity and at a temperature of 25°C resulted in an increase in the catalytic power of the soil. The catalytic power of soil is increased still further if the soil is incubated under the above conditions with the addition of glucose. The increase in catalytic power is, on the whole, proportionate to the amount of glucose that has been added. The coefficient of the increase varies in various soils. If 0.1% NaNo₃ is added to a soil incubated with glucose, maximum catalytic power is quickly reached. The degree of catalytic power is not, however, changed. If soil is incubated with varying amounts of glucose at 60% absolute water capacity, the degree of catalytic power is proportionate to the production carbon dioxide. If the amount of water in some soils incubated with glucose is raised above 60%, catalytic power increases. Some soils reach maximum catalytic power at 80% absolute water capacity, others between 80% and 100%. This relationship only holds good, however, as long as the soil is not incubated to a depth exceeding 2–3 cms. Aerobiosis results in a decrease in the catalytic power of soil. All these findings indicate that the catalytic power of soil depends to a large extent on the micro-organic activity of the soil, and that in this the catalase enzyme, which is produced in vital micro-organic processes, plays a leading part. In view of the fact that the production of catalase is connected with oxidation processes in the soil, it must—if we regard catalase as the main factor in catalytic power—correspond to the intensity of the oxidation processes. We therefore studied the relationship of nitrification in soil incubated with glucose to the degree of catalytic power, in the presence of varying amounts of water in the soil. It was observed that an increase in catalytic power results in increased nitrification. In our view this demonstrates that the catalytic power of the upper layers of the soil is caused to a large extent by micro-organic catalase.

Theactual demonstration of the influence of catalase on the catalytic power of soil is not in itself so important a finding as the fact that certain soils, when incubated with 1 % glucose, begin to produce nitrates sooner if saturated to 100% water capacity than if saturated to a lesser degree. At the same time it is also known that glucose by itself considerably inhibits the process of nitrification, as does also an increase in the content of water to 100% capacity.

Authors and Affiliations

1. biologická fakulta, oddělení půdní mikrobiologie, Karlova universita, Praha

   Jaromír Seifert

Reprints and permissions