Los metales pesados ​​suprimen la actividad de las enzimas en el suelo de tres a 3,5 veces y tienen un efecto especialmente prominente sobre las enzimas que apoyan la circulación de carbono y azufre. según un científico del suelo de la RUDN, junto a sus colegas de Chile, Alemania, Reino Unido y Venezuela. Los datos obtenidos por el equipo pueden conducir a un uso y fertilización más eficiente de las tierras agrícolas. Los resultados del estudio se publicaron en Ciencia del Medio Ambiente Total .

Las enzimas del suelo promueven reacciones químicas en los suelos, regular el metabolismo celular de los organismos del suelo, participar en la descomposición de la materia orgánica y en la formación de humus. La calidad y fertilidad del suelo dependen en gran medida de la actividad de las enzimas del suelo. Metales pesados, como el plomo, zinc, cadmio, cobre, y arsénico, reducir las capacidades catalíticas de las enzimas, interfiriendo así con la circulación de elementos químicos.

Yakov Kuzyakov y sus colaboradores internacionales analizaron 46 estudios sobre el efecto de los metales pesados ​​en las enzimas del suelo. Los autores eligieron seis enzimas y las agruparon por los elementos químicos que afectaban. Por ejemplo, La arilsulfatasa es una enzima que promueve las reacciones entre el agua y los ácidos que contienen azufre. Por lo tanto, está asociado con el ciclo biogeoquímico del azufre. Similar, otras enzimas juegan su papel en los ciclos del carbono, nitrógeno o fósforo.

El equipo comparó la actividad de las enzimas en suelos sanos y los contaminados con metales pesados. Enzimas intracelulares (es decir, los que se encuentran en las células de las raíces de las plantas y los microbios) asociados con los ciclos del carbono y el azufre resultaron ser los más sensibles a la contaminación. Esto podría deberse al hecho de que las enzimas extracelulares se unen a las arcillas y la materia orgánica, lo que las hace más estables.

"Las enzimas extracelulares son más resistentes debido al complejo organomineral que las estabiliza en el ambiente del suelo y del que carecen las enzimas intracelulares. Las enzimas que participan en la circulación de nitrógeno y fósforo mostraron niveles de reducción de actividad de medios a bajos porque son predominantemente extracelulares, "dijo Yakov Kuzyakov, un doctorado en Biología, el director del Centro de Modelado y Diseño Matemático de Ecosistemas Sostenibles de la RUDN.

Arilsulfatasa y deshidrogenasa, dos enzimas encargadas del intercambio de gases, glucólisis y fermentación, se encontraron los más sensibles. En suelos contaminados con metales pesados, su actividad se redujo en un 64% y 72% respectivamente, es decir, de tres a 3,5 veces. Algunas enzimas como beta-glucosidasa y catalasa, demostró actividad reducida, incluso cuando la concentración de metales pesados ​​en el suelo era muy baja (hasta 200 mg por 1 kg). A diferencia de esos, ureasa una enzima que juega un papel en la circulación de nitrógeno, Es menos sensible a la concentración de metales pesados:Su actividad se reduce en un 10% en niveles bajos de contaminación y hasta en un 70% cuando los valores de contaminación son extremadamente altos. Notablemente, la actividad de las fosfatasas ácidas aumenta en presencia de pequeñas cantidades de cadmio y cobre en pequeñas cantidades.

"Nuestro estudio conduce a una mejor comprensión de los procesos que hacen que los sistemas del suelo se degraden bajo la influencia de la contaminación por metales pesados. Los resultados obtenidos pueden ayudar a desarrollar nuevos métodos para restaurar suelos contaminados, "añadió Yakov Kuzyakov.