تلعب إنزيمات التربة دورًا مهمًا في عمل التربة خاصةً في تدوير الكربون الموجود في المادة العضوية الميتة، واكتساب المغذيات من الموارد العضوية وتحلل الكائنات الحية الغريبة، وهي مرتبطة أيضًا بتكاثر المجتمعات الميكروبية في التربة، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في العديد من عمليات التربة وتقديم خدمات النظام البيئي للتربة.
الأنزيمات في التربة
يعتمد نشاط الإنزيم في التربة على العديد من العوامل مثل: الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة (تفاعل التربة، محتوى المادة العضوية في التربة، النيتروجين الكلي، الفوسفور والكبريت بالإضافة إلى تلوث المعادن الثقيلة) والظروف المناخية وأنظمة المحاصيل.
وعلاوة على ذلك، يعتمد نشاط إنزيم التربة أيضًا على وفرة المجتمعات الميكروبية وتنوعها، وإن نشاط نازعة الهيدروجين له علاقة وثيقة مع مجموعات ميكروبات التربة وتنوع بنية المجتمع الميكروبي، وكما يرتبط نشاط الفوسفاتيز واليورياز ارتباطًا وثيقًا بمجموعات ميكروبات التربة.
يشير العديد من المؤلفين إلى أن تكوين الكائنات الحية الدقيقة في التربة يمكن أن يتغير اعتمادًا على تنوع المجتمع النباتي (لا سيما وجود الأنواع السائدة) التي تنمو عليها ومدى فترة الغطاء النباتي والاختلافات في المجتمع الميكروبي، وبالتالي نشاط إنزيم التربة.
وقد تنجم أيضًا عن الاختلافات في عدد جذور النبات الصغيرة ونشاطها الأيضي، وكمية القمامة التي ينتجها نبات معين وتركيبها الكيميائي، ويمكن أن يؤدي تعايش أنواع نباتية متعددة وتنوعها إلى زيادة تعقيد المجتمعات الميكروبية في التربة وتحفيز نشاط إنزيم التربة عن طريق زيادة عدم تجانس المركبات العضوية الموجودة في التربة أثناء تحلل القمامة وتحلل التربة.
إنزيم النباتات وتأثيره على التربة
العلاقة الوثيقة بين تكوين المجتمع النباتي بما في ذلك ثراء الأنواع وتجميع المجموعة الوظيفية، تؤثر على وظائف التربة مثل الكتلة الحيوية الميكروبية للتربة والنشاط الذي أجراه العديد من الباحثين، ولذلك يبدو أن وجود النباتات له تأثير رئيسي على النشاط الأنزيمي للتربة، لأن التركيب الكيميائي لبقايا النبات.
وبالتالي حالة مغذيات التربة تؤثر على النشاط الميكروبي وبنية المجتمع الميكروبي، ولكل هذه الأسباب، تُستخدم إنزيمات التربة كمؤشر للنشاط الميكروبي في التربة، ويمكن أن تتفاعل بسرعة مع التغيرات في الظروف البيئية، بنية المجتمع الميكروبي، تنوع الغطاء النباتي.
ويمكن تحقيق فهم أكثر دقة للتغيرات الكيميائية الحيوية التي تحدث في التربة باستخدام مؤشر خصوبة التربة الكيميائي الحيوي (M w) يتضمن أنشطة نازعة الهيدروجين واليورياز والفوسفاتيز الحمضي والقلوي، وبالإضافة إلى محتوى الكربون العضوي في التربة.
وحتى الآن تم إجراء العديد من الدراسات حول نشاط إنزيمات التربة في المناطق الزراعية، والنظم الإيكولوجية للغابات، وكذلك في المناطق الملوثة بالمعادن الثقيلة، وتعدين الليغنيت المكشوف أو أكوام الفاسد بعد تعدين الفحم البني، ومع ذلك لم يتم إجراء سوى عدد قليل من الدراسات التي تتناول نشاط إنزيمات التربة على أكوام الفاسد بعد تعدين الفحم الصلب.
توفر أكوام فساد منجم الفحم مثالًا جيدًا على الموائل المنشأة حديثًا، والتي تختلف عن النظم البيئية الطبيعية الموجودة في المناظر الطبيعية المحيطة، وقد كشفت العديد من الدراسات أن هذه المواقع قد استعمرتها الكائنات الحية من خلال التعاقب التلقائي. مما قد يوفر تكوينًا جديدًا للأنواع من النباتات والحيوانات، حيث غالبًا ما يهيمن نوع واحد على التكوين الزهري، ولا يمكن إعادة مثل هذه النظم البيئية إلى الحالة التاريخية، ومع ذلك، من الممكن حدوث المزيد من التحولات الحيوية وغير الحيوية التي تحتاج إلى دراسات شاملة.
يمكن أن تتغير العلاقات بين النباتات والكائنات الحية في التربة أثناء الخلافة التي تحدث في نوع معين من مواقع ما بعد الصناعة، وفي المراحل المبكرة من التعاقب، وقد تعتمد كائنات التربة على وجود مجموعة محددة من الأنواع النباتية المسؤولة عن تكوين طبقة التربة العضوية، وتوفر هذه الأنواع من المواقع ما بعد الصناعية فرصة لدراسة العلاقات بين الأنواع النباتية السائدة، جنبًا إلى جنب مع ثراء الأنواع والتنوع والكتلة الحيوية، جنبًا إلى جنب مع معلمات الركيزة اللاأحيائية ونشاط إنزيم التربة.
أنواع الإنزيمات النباتية
- البروتياز: يقسم سلاسل البروتين الطويلة إلى سلاسل أحماض أمينية أصغر وفي النهاية إلى أحماض أمينية مفردة.
- الأميليز: تقليل السكريات إلى سكريات ثنائية: اللاكتوز، المالتوز، والسكروز.
- الليباز: يكسر الدهون الثلاثية إلى الأحماض الدهنية الفردية والجلسرين.
- السليولازات: هضم روابط كربوهيدراتية معينة موجودة في الألياف.
بالإضافة إلى الحاجة إلى ركيزة “للعمل” عليها، تتطلب الإنزيمات الحرارة ودرجة الحموضة المناسبة والرطوبة من أجل التنشيط.
ويعلم بأنه تتكاثر ميكروبات التربة على خلايا الجذور الميتة وما يسمى بالإفرازات، وهو مركب غني بالكربون، يعزز نموها وأنشطتها التي تؤدي إلى إفراز إنزيم يعالج العناصر الغذائية لامتصاص النبات، وفي حالة افتقار رقعة من التربة للأغراض الزراعية إلى النشاط الميكروبي، يتم إدخال محتويات ميكروبية مفيدة للاحتفاظ بخصوبة التربة في التربة أو في حالات أخرى إنزيمات مركبة لنباتات مثل الفوسفاتيز والكيتيناز والبروتياز.
