Биологическая активность почвы

При проведении биомониторинга и биодиагностики почв ведущими являются показатели биологической активности. Под биологической активностью следует понимать напряженность (интенсивность) всех биологических процессов в почве. Ее следует отличать от биогенности почвы — заселенности почвы различными организмами. Биологическая активность и биогенность почвы часто не совпадают друг с другом.

Биологическая активность почвы обусловлена суммарным содержанием в почве определенного запаса ферментов, как выделенных в процессе жизнедеятельности растений и микроорганизмов, так и аккумулированных почвой после разрушения отмерших клеток. Биологическая активность почв 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 жизнедеятельности почвенных организмов.

Из-за того что важные и всеобщие процессы, осуществляемые в почве всеми организмами или большинством из них (например, термогенез), практически невозможно исследовать, определяют интенсивность более частных процессов, таких как выделение С0₂, накопление аминокислот и др.

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

Биологическая активность почв (и соответственно методов ее определения) подразделяется на потенциальную и актуальную. Потенциальная биологическая активность измеряется в искусственных условиях, оптимальных для протекания конкретного биологического процесса. Актуальная (действительная, естественная, полевая) биологическая активность характеризует реальную активность почвы в естественных (полевых) условиях. Измерить ее можно только непосредственно в поле.

Методы определения потенциальной биологической активности почв могут служить хорошими диагностическими показателями потенциального плодородия почв, степени удобренное™, окультуренности, эродированное™, а также загрязненности какими-либо химическими веществами. Однако при характеристике интенсивности биологических процессов, протекающих в естественных условиях, следует пользоваться методами для определения актуальной биологической активности, так как в реальной обстановке лимитирующие факторы (pH среды, температура, влажность и т. д.) могут резко ограничивать интенсивность процесса и несмотря на большие потенциальные возможности процесс может идти очень медленно.

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.

С биологической активностью почвы тесно взаимосвязаны ее физические и химические свойства, такие как гумусовое состояние, структура, щелочно-кислотные условия, окислительно-восстановительный потенциал и др. Следует отметить, что физические и химические свойства характеризуют относительно консервативные накопившиеся признаки и свойства почв, биология почв располагает показателями, которые характеризуют динамические свойства, являющиеся индикаторами современного режима жизни почв.

Для выявления негативных последствий антропогенного воздействия используют мониторинг почвенного покрова. Деградационные явления прежде всего затрагивают биологические объекты, снижая биологическую активность и, в конечном счете, плодородие. Поэтому использование методов биологической диагностики позволяет определить негативные последствия антропогенного воздействия на ранних стадиях. Особенно это касается диагностики разных загрязнений.

Биологические индикаторы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими. Во-первых, это высокая чувствительность и отзывчивость на внешние воздействия; во-вторых, они позволяют проследить за негативными процессами на ранних стадиях процесса; в третьих, только по ним можно судить о воздействиях, не подвергающих существенному изменению вещественный состав почв (радиоактивное и биоцидное загрязнение). К существенным недостаткам можно отнести большую пространственную и временную вариабельность.

В настоящее время разработан большой набор биологических показателей, определяющих способность почвы обеспечивать растения факторами жизни, т. е. потенциальное плодородие почв, и коррелирующих с урожайностью.