kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-1(13)-48kaz44-617Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ВЛИЯНИЕ ЦИНКА НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА ДЕГИДРОГЕНАЗЫ В СЕРОЗЕМЕTHE EFFECT OF ZINC ON THE ACTIVITY OF THE ENZYME DEHYDROGENASE IN SIEROZEMhttps://orcid.org/0000-0001-9342-7502ЮлдашбекД. Х.YuldashbekD. H.

Давлат Хасанулы Юлдашбек – магистр химии, старший научный сотрудник НИИ «Экология»

161200, Республика Казахстан, Туркестан, проспект Саттарханова, 29/3 

Davlat Hasanuly Yuldashbek – Master of Chemistry, Senior Researcher of the Research Institute «Ecology»

 016200, Republic of Kazakhstan, Turkestan, 29/3 Sattarkhanov Avenue 

davlat.yuldashbek@ayu.edu.kzМеждународный казахско-турецкий университет имени Ходжи Ахмеда ЯсавиКазахстанInternational Kazakh-Turkish University named after Khoja Ahmed Yasawi Kazakhstan20242903202401(13)393400Copyright © Юлдашбек Д.Х., 20242024Юлдашбек Д.Х.Yuldashbek D.H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/617

В данной исследовательской работе изучена роль цинка как высокотоксичного элемента в системе «почва-растение» и степень влияния на ферментативную активность дегидрогеназы в сероземе. Экспериментальные работы проводились по ящичному методу, и различные концентрации цинка вводились в почву искусственным путем. В исследовательских работах установлено, что загрязнение почвы цинком в количестве 0,5; 2,5; 5,0 ПДК действует как ингибитор окислительно-восстановительных реакций, характеризующих плодородие и биологическую активность почвы.В результате проведенных модельных экспериментов было обнаружено, что загрязнение почвы цинком снижает ферментативную активность дегидрогеназы. Цинк связывается с сульфгидрильными группами молекулы дегидрогеназы, тем самым происходит нарушение ее ферментативных свойств. Отмечена тенденция к снижению активности дегидрогеназы с увеличением содержания цинка в почве. При 0,5; 2,5; 5,0 ПДК цинка в почве показатели активности дегидрогеназы снижаются на 77,6-93,0% по сравнению с контрольным опытом. Во всех образцах было обнаружено, что введение биогумуса в почву несколько увеличивает активность дегидрогеназы по сравнению с контрольным опытом, несмотря на добавление цинка в различных концентрациях. Это можно объяснить увеличением количества микроорганизмов, способствующих синтезу ферментов при добавлении биогумуса в почву. Биогумус не только повышает активность ферментов в почве, но и повышает плодородие почвы.

In this research paper, the role of zinc as a highly toxic element in the soil–plant system and the degree of influence on the enzymatic activity of dehydrogenase in serozem were studied. Experimental work was carried out using the box method, and various concentrations of zinc were introduced into the soil artificially. Research has established that soil contamination with zinc in the amount of 0,5; 2,5; 5,0 MPC acts as an inhibitor of redox reactions characterizing soil fertility and biological activity. As a result of the conducted model experiments, it was found that soil contamination with zinc reduces the enzymatic activity of dehydrogenase. Zinc binds to the sulfhydryl groups of the dehydrogenase molecule, thereby disrupting its enzymatic properties. There is a tendency to decrease the activity of dehydrogenase with an increase in the zinc content in the soil. At 0,5; 2,5; 5,0 MPC of zinc in the soil, the indicators of dehydrogenase activity decrease by 77.6-93.0% compared with the control experiment. In all samples, it was found that the introduction of vermicompost into the soil slightly increases the dehydrogenase activity compared to the control experiment, despite the addition of zinc in various concentrations. This can be explained by an increase in the number of microorganisms that contribute to the synthesis of enzymes when adding vermicompost to the soil. Vermicompost not only increases the activity of enzymes in the soil, but also increases soil fertility.

сероземвермикомпостплодородиетяжелые металлыцинкдегидрогеназаферментативная активностьsierozemvermicompostfertilityheavy metalszincdehydrogenaseenzymatic activityReferencesБиогенная миграция Cd, Pb, Ni и As в системе «почва-растения» и изменение биологической активности почвы / Е.В. Плешакова, М.В. Решетников, Е.В. Любунь и др. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле. – 2010. – Т. 10, № 2. – С. 59-66.Biogennaya migratsiya Cd, Pb, Ni i As v sisteme «pochva-rasteniYA» i izmenenie biologicheskoi aktivnosti pochvy / E.V. Pleshakova, M.V. Reshetnikov, E.V. Lyubun' i dr. // Izvestiya Saratovskogo universiteta. Novaya seriya. Seriya: Nauki o Zemle. – 2010. – T. 10, № 2. – S. 59-66. (In Russian).Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении / Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская – М.:Выс.шк., 2006. – 335 с.Sadovnikova L.K. Ehkologiya i okhrana okruzhayushchei sredy pri khimicheskom zagryaznenii / L.K. Sadovnikova, D.S. Orlov, I.N. Lozanovskaya – M.:Vys.shk., 2006. – 335 s. (In Russian).Kalinitchenko V.P. Optimizing the Matter Flow in Biosphere and the Climate of the Earth at the Stage of Technogenesis by Methods of Biogeosystem Technique (Problem-Analitical Review) / V.P. Kalinitchenko // International Journal of Environmental Problems. – 2016. – Vol. 4. – Is. 2. – P. 99-130.Kalinitchenko V.P. Optimizing the Matter Flow in Biosphere and the Climate of the Earth at the Stage of Technogenesis by Methods of Biogeosystem Technique (Problem-Analitical Review) / V.P. Kalinitchenko // International Journal of Environmental Problems. – 2016. – Vol. 4. – Is. 2. – P. 99-130. (In English).Soil enzyme activity in response to long-term organic matter manipulation / Z. Kotroczo, Z. Veres, I. Fekete et al. // Soil Biol Biochem. – 2014. – Vol. 70. – P. 237-243.Soil enzyme activity in response to long-term organic matter manipulation / Z. Kotroczo, Z. Veres, I. Fekete et al. // Soil Biol Biochem. – 2014. – Vol. 70. – P. 237-243. (In English).Mganga K.Z. Microbial and anzymes response to nutrient additions in soils of Mt. Kilimanjaro region depending on land use / K.Z. Mganga, B.S. Razavi, Y. Kuzyakov // European Joutnal of Soil Biology. – 2015. – Vol. 69. – P. 33-40.Mganga K.Z. Microbial and anzymes response to nutrient additions in soils of Mt. Kilimanjaro region depending on land use / K.Z. Mganga, B.S. Razavi, Y. Kuzyakov // European Joutnal of Soil Biology. – 2015. – Vol. 69. – P. 33-40. (In English).Intra-annual variation in biochemical properties and the biochemical equilibrium of different grassland soils under contrasting management and climate / J. Paz-Ferreiro, C. Trasar-Cepeda, M.C. Leiros et al. // Biology and Fertility of Soil. – 2011. – Vol. 47. – P. 633-645.Intra-annual variation in biochemical properties and the biochemical equilibrium of different grassland soils under contrasting management and climate / J. Paz-Ferreiro, C. Trasar-Cepeda, M.C. Leiros et al. // Biology and Fertility of Soil. – 2011. – Vol. 47. – P. 633-645. (In English).An ecosystem approach to soil toxicity testing: a study of copper contamination in laboratory soil microcosms / D.M. Bogomolov, S.K. Chen, R.W. Parmelee et al. // Applied Soil Ecology. – 1996. – Vol. 4. – P. 95-105.An ecosystem approach to soil toxicity testing: a study of copper contamination in laboratory soil microcosms / D.M. Bogomolov, S.K. Chen, R.W. Parmelee et al. // Applied Soil Ecology. – 1996. – Vol. 4. – P. 95-105. (In English).Валова Е.Э. Влияние тяжелых металлов на ферментативную активность почв / Е.Э. Валова, Ю.Б. Цыбенов, Э.В. Цыбикова // Ученые записи ЗабГГПУ. – 2012. – № 1(42). – С. 63-66.Valova E.E. The influence of heavy metals on the enzymatic activity of soils / E.E. Valova, Yu.B. Tsybenov, E.V. Tsybikova // Scientific records of ZabGGPU. – 2012. – № 1(42). – Pp. 63-66. (In Russian).Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы / Д.Г. Звягинцев. – М.: Изд-во Моск. ун-та. – 1987. – 256 с.Zvyagintsev D.G. Soil and microorganisms / D.G. Zvyagintsev. – M.: Moscow Publishing House. un-ta. - 1987. – 256 p. (In Russian).Murata T. Effects of Pb, Cu, Sb, Zn and Ag contamination on the proliferation of soil bacterial colonies, soil dehydrogenase activity, and phospholipid fatty acid profiles of soil microbial communities / T. Murata, M. Kanao-Koshikawa, T. Takamatsu // Water, Air and Soil Pollution. – 2005. – Vol. 164. – P. 103-118.Murata T. Effects of Pb, Cu, Sb, Zn and Ag contamination on the proliferation of soil bacterial colonies, soil dehydrogenase activity, and phospholipid fatty acid profiles of soil microbial communities / T. Murata, M. Kanao-Koshikawa, T. Takamatsu // Water, Air and Soil Pollution. – 2005. – Vol. 164. – P. 103-118. (In English).Радомская В.И. Влияние осадков сточных вод на поведение тяжелых металлов в системе почва-растение / В.И. Радомская, Н.В. Моисеенко // Агрохимия. – 2006. – № 11. – С. 77-78.Radomskaya V.I. Vliyanie osadkov stochnykh vod na povedenie tyazhelykh metallov v sisteme pochva-rastenie / V.I. Radomskaya, N.V. Moiseenko // Agrokhimiya. – 2006. – № 11. – S. 77-78. (In Russian).Галиулин Р.В. Фитоэкстракция почв и промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами: концептуальная модель технологий фитоэкстракций, фито- и ризофильтрации / Р.В. Галиулин, Р.А. Галиулин, Б.И. Кочуров // Экологические системы и приборы. – 2004. – № 2. – С. 24-33.Galiulin R.V. Fitoehkstraktsiya pochv i promyshlennykh stochnykh vod, zagryaznennykh tyazhelymi metallami: kontseptual'naya model' tekhnologii fitoehkstraktsii, fito- i rizofil'tratsii / R.V. Galiulin, R.A. Galiulin, B.I. Kochurov // Ehkologicheskie sistemy i pribory. – 2004. – № 2. – S. 24-33. (In Russian).Change of catalase and urease activity at high content of heavy metals (Pb, Zn, Cd) in serozem / M.O. Baikhamurova, D.H. Yuldashbek, G.A. Sainova, G.D. Anarbekova // European journal of natural history. – 2020. – № 3. – P. 70-73.Change of catalase and urease activity at high content of heavy metals (Pb, Zn, Cd) in serozem / M.O. Baikhamurova, D.H. Yuldashbek, G.A. Sainova, G.D. Anarbekova // European journal of natural history. – 2020. – № 3. – P. 70-73. (In English).Юлдашбек Д.Х. Сұр топырақтағы ауыр металдардың (Pb, Zn, Cd) жоғары мөлшерінің каталаза және уреаза ферменттерінің белсенділігіне әсері / Д.Х. Юлдашбек, М.О. Байхамурова, Г.А. Саинова // Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің Хабаршысы. – Семей, 2020. – № 1(89). – С. 204-209. URL: http://rmebrk.kz/magazine/4787#Yuldashbek D.KH. Sur topyraktagy auyr metaldardun (Pb, Zn, Cd) zhogary molsherіnіn katalaza zhane ureaza fermentterіnіn belsendіlіgіne aserі / D.KH. Yuldashbek, M.O. Baikhamurova, G.A. Sainova // Semei kalasynyn Shakarіm atyndagy memlekettіk universitetіnіn Khabarshysy. – Semei, 2020. – № 1(89). – S. 204-209. URL: http://rmebrk.kz/magazine/4787#. (In Kazakh).Influence of heavy metal pollution on some soil biological parameters in the alluvium of the Litavka river / O. Mikanova, J. Kubat, N. Mikhailovskaya et. al. // Rostlinna Vyroba. – 2001. – Vol. 47. – № 3. – P. 117-122.Influence of heavy metal pollution on some soil biological parameters in the alluvium of the Litavka river / O. Mikanova, J. Kubat, N. Mikhailovskaya et. al. // Rostlinna Vyroba. – 2001. – Vol. 47. – № 3. – P. 117-122. (In English).The Influence of Vermicompost and Various Concentrations of Lead on the Enzymatic Activity of Sierozem Soils of Kazakhstan / G.A. Sainova, N.A. Kaliyeva, D.Kh. Yuldashbek, A.D. Akbasova. // Scientifica, 2023. – Vol. 2023. – 8 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2023/8490234.The Influence of Vermicompost and Various Concentrations of Lead on the Enzymatic Activity of Sierozem Soils of Kazakhstan / G.A. Sainova, N.A. Kaliyeva, D.Kh. Yuldashbek, A.D. Akbasova. // Scientifica, 2023. – Vol. 2023. – 8 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2023/8490234. (In English).Dick R.P. Soil enzyme activities as integrative indicators of soil health // Biological indicators of soil heath / Eds. C.E. Pankhurst, B.M. Doube, V.V. Gupta. Wallingford: CABI Publ. – 1997. – P. 121-156.Dick R.P. Soil enzyme activities as integrative indicators of soil health // Biological indicators of soil heath / Eds. C.E. Pankhurst, B.M. Doube, V.V. Gupta. Wallingford: CABI Publ. – 1997. – P. 121-156. (In English)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.