Почвенная органическая сера. Функции серы.
Спектр биологических соединений, содержащих серу, широк. Сера содержится в витаминах биотине и тиамине, кофакторах саденозил-L-метионине, коферменте А, молибденовом кофакторе (MoCo) и липоевой кислоте, липидах хлоропластов, диацилглицероле сульфокинина и многих вторичных соединениях (Leustek, 2002, Leustek and Saito, 1999). Сера также имеет важные структурные элементы, регуляторные и каталитические функции в контексте белков и как основной клеточный окислительно-восстановительный буфер в виде трипептида глутатиона и некоторых других белков, таких как тиоредоксин, глутаредоксин и белковая дисульфидная изомераза.
Особенностью многих серосодержащих соединений является то, что S-фрагмент часто непосредственно участвует в каталитической или химической реактивности соединений. Для некоторых ферментов образование дисульфидных связей служит для регуляции активности. Таким образом, многие ферменты, связывающие диоксид углерода, выполняют функцию координации своей активности со световыми реакциями фотосинтеза. В этом случае регуляторная молекула тиоредоксин восстанавливает ферменты-мишени, используя электроны от ферредоксина (Leustek and Saito, 1999; Saito, 2000; Scherer, 2001; Matsubayashi et al, 2002).
До 98% всей серы в почве может присутствовать в виде органических соединений S, связанных с гетерогенной смесью остатков растений, животных и почвенных микроорганизмов (Bloem, 1998).
Профиль концентрации органической серы обычно свидетельствует о концентрации органического вещества в почвенном слое (Probert, 1980). Почвенная органическая сера делится на две основные группы: первая содержит атомы S в окисленном состоянии, а вторая — атомы S в восстановленном состоянии. По данным Стивенсона (1986), от 1 до 3% почвенного органического S можно отнести к части микробной биомассы. Более поздние исследования показывают, что содержание серы в микробной биомассе почвы обычно составляет 1,5-5% от общего количества органической серы почвы (Banerjee et al., 1993; Wu et al., 1993).
Белки и аминокислоты являются основной формой S в микробной клетке (Banerjee and Chapman, 1996). В пересчете на сухой вес концентрация серы в большинстве почвенных микроорганизмов составляет от 1 до 10 мкг/г, соотношение C: S колеблется от 57: 1 до 85: 1, а соотношение N: S составляет около 10: 1. Однако есть данные, что соотношение C: S в биомассе не является постоянным, а может довольно быстро меняться в зависимости от поступления S. Когда S становится лимитирующим фактором из-за низкой концентрации S в субстрате или когда поглощение растениями конкурирует с S, соотношение C:S в биомассе может достигать значений от 80 до 100 (Banerjee et al., 1993).
Микробная биомасса относительно лабильна и выступает в качестве наиболее активного резервуара для оборота почвенного S (Stevenson, 1986). В целом, потребление органического вещества почвы увеличивает объем микробной биомассы, включая микробный S. Далее микробный S, увеличивается с повышением температуры и уменьшается при низкой влажности почвы (Gupta and Germida, 1989; Ghani et al., 1990). В исследовании инкубации, проведенном Ву и др. (1993), 20% S в ячменной соломе и около 30% S из листьев рапса, внесенных в почву, превратились в микробный S через 5 дней при 25C.
