Ферментативная активность пост-агрогенных серых лесных почв нагорной дубравы "Лес на Ворскле"

Ферментативная активность пост-агрогенных серых лесных почв нагорной дубравы "Лес на Ворскле"

Автор: Овсепян Лилит Арменовна, Курганова Ирина Николаевна, Мостовая Анна Сергеевна, Лопес Де Гереню Валентин Овидиович, Личко Валентина Ивановна, Благодатская Евгения Валерьевна, Кузяков Яков Викторович

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Общая биология

Статья в выпуске: 2-1 т.19, 2017 года.

Бесплатный доступ

Ферментативная активность почв ввиду ее быстрого отклика на любые изменения землепользования является весьма чувствительным индикатором пост-агрогенных изменений, обусловленных снятием сельскохозяйственной нагрузки. Скорость базального дыхания (Vbasal), содержание микробного углерода (Cmic) и ферментативную активность почв (гидролазы и оксидазы) определили в хроноряду пост-агрогенных серых лесных почв нагорной дубравы «Лес на Ворскле», включающем: старопахотный участок; залежи 10, 30 и 40 летнего возраста и зрелый коренной кленово-дубовый лес, возраст которого превышает 100 лет. Смешанные образцы почв были отобраны методом конверта из слоев 0 - 5, 5 - 10, 10 - 20 и 20 - 30 см. В верхнем 0 - 5 см слое в ряду от пашни к лесу выявлено последовательное увеличение Vbasal (от 0,4 - 0,5 до 0,6 - 2,0 мг С кг почвы-1 ч-1) и Cmic (от 337 до 1433 мг С кг почвы-1). Для молодых залежей, как правило, была характерна низкая активность гидролитических ферментов углеродного цикла. Для залежей старше 30 лет активность гидролаз была в 2-2,5 раза выше и сравнима с таковой в почвах лесного ценоза. Оксидазная активность, напротив, была самой высокой на пашне и в лесном ценозе, а на залежах снижалась. Показано, что активность гидролитических ферментов углеродного цикла в пост-агрогенных почвах на 50-70% обусловлена количеством микробного углерода в почве. Взаимосвязь активности оксидаз с динамикой микробной биомассы не выявлена.

Еще

Пост-агрогенные почвы, микробная биомасса, ферментативная активность, гид-ролазы, оксидазы

Короткий адрес: https://sciup.org/148205098

IDR: 148205098

Список литературы Ферментативная активность пост-агрогенных серых лесных почв нагорной дубравы "Лес на Ворскле"

  • Динамика сельскохозяйственных земель России в ХХ веке и пост-агрогенное восстановление растительности и почв/Д.И. Люри, С.В. Горячкин, Н.А. Караваева, Е.А. Денисенко, Т.Г. Нефедова. М.: ГЕОС, 2010. 246 с.
  • Владыченский А.С., Телеснина В.М., Иванько М.В. Изменение гумусного состояния лесных почв Европейской территории и Сибири при выводе из сельскохозяйственного использования//Вестник МГУ, сер. 17, почвоведение. 2006. № 3. С. 3-10.
  • Владыченский, А.С., Телеснина В.М. Сравнительная характеристика постагрогенных почв южной тайги в разных литологических условиях//Вестник МГУ, сер. 17, почвоведение. 2007. № 4. С. 3-10.
  • Влияние составляющих водного баланса и температурного режима на свойства постагрогенных дерново-подзолистых почв Подмосковья/Г.С. Базыкина, Е.Б. Скворцова, В.Д. Тонконогов, С.Ф. Хохлов//Почвоведение. 2007. №6. С. 685-697.
  • Кузнецова, И.В., Тихонравова П.И., Бондарев А.Г. Изменение свойств залежных серых лесных почв//Почвоведение, 2009, № 9, С. 1442-1150.
  • Кечайкина, И.О., Рюмин А.Г., Чуков С.Н. Постагрогенная трансформация органического вещества дерново-подзолистых почв//Почвоведение. 2011. № 10. С. 1178-1193.
  • Изменение микробиологической активности серых лесных почв в процессе естественного лесовосстановления/А.С. Мостовая, И.Н. Курганова, В.О. Лопес де Гереню, О.С. Хохлова, А.В. Русаков, А.С. Шаповалов//Вестник ВГУ. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2015. № 2. С. 64-72.
  • Коробова Л.Н. Особенности сукцессии микробных сообществ в черноземах Западной Сибири. Автореф. … докт. биол. наук. Новосибирск. 2007. 42с.
  • Грибная и бактериальная микробная биомасса (селективное ингибирование) и продуцирование CO2 и N2O дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов/Н.Д. Ананьева, Е.В. Стольникова, Е.А. Сусьян, А.К. Ходжаева//Почвоведение. 2010. № 11. C. 1387-1393.
  • Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука. 2005. 252 с.
  • Зависимость активности полифенолпероксидаз и полифенолоксидаз в современных и погребенных почвах от температуры/А.В. Якушев, И.Н. Кузнецова, Е. В. Благодатская, С.А. Благодатский//Почвоведение. 2014. № 5. C. 590-596.
  • Почвы природных зон Русской равнины: Учебное пособие по общему курсу «Почвоведение»/Э.И. Гагарина, О.Г. Растворова, Л.С. Счастная, Г.А. Касаткина, Н.Н. Федорова, С.Н. Чуков, А.В. Русаков и др. . СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2007. 197 с.
  • Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат. 1986. 416 с.
  • Потоки и пулы углерода в залежных землях Подмосковья. Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв/И.Н. Курганова, А.М. Ермолаев, В.О. Лопес де Гереню, А.А. Ларионова, Д.В. Сапронов, Т. Келлер, Ш. Ланге, Л.Н. Розанова, В.И. Личко, Т.Н. Мякшина, Я.В. Кузяков, В.А. Романенков . М.: Наука. 2006. С. 271-284.
  • Изменение пулов органического углерода при самовосстановлении пахотных чернозёмов/В.О. Лопес де Гереню, И.Н. Курганова, А.М. Ермолаев, Я.В. Кузяков//Агрохимия. 2009. № 5. С. 5-12.
  • Сравнительная оценка микробной биомассы почв, определяемой методами прямого микроскопирования и субстрат-индуцированного дыхания/Н.Д. Ананьева, Л.М. Полянская, Е.А. Сусьян, И.В. Васенкина, С. Вирт, Д.Г. Звягинцев.//Микробиология. 2008. том 11. № 3 С. 404-412.
  • Применение показателей ферментативной активности при оценке состояния почв под сельскохозяйственными угодьями/Е.В. Даденко, М.А. Прудникова, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников//Извес-тия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. № 3(4).
  • Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: МГУ. 2005. 445 с.
  • Kalinina O., Goryachkin, S.V., Karavaeva, N.A., Lyuri, D.I., Najdenko, L., Giani L., Self-restoration of post-agrogenic sandy soils in the southern Taiga of Russia: soil development, nutrient status, and carbon dynamics//Geoderma. 2009. N. 152. P. 35-42.
  • Kalinina O., Goryachkin, S.V., Karavaeva, N.A., Lyuri, D.I., Giani, L. Dynamics of carbon pools in post-agrogenic sandy soils of southern Taiga of Russia//Carbon Balance and Management. 2010. N. 5:1. URL: http://dx.doi.o (дата обращения 04.02.2017) DOI: rg/10.1186/1750-0680-5-1
  • Kalinina O., Krause S.E., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I., Giani L. Self-restoration of post-agrogenic chernozems of Russia: soil development, carbon stocks, and dynamics of carbon pools//Geoderma. 2011. N. 162. P. 196-206.
  • Kalinina O, Chertov O., Dolgikh A.V., Goryachkin S.V., Lyuri D.I., Vormstein S., Giani L. Self-restoration of post-agrogenic Albeluvisols: Soil development, carbon stocks and dynamics of carbon pools//Geoderma. 2013. N. 207-208. P. 221-233.
  • Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Myakshina T.N., Sapronov D.V., Lichko V.I., Yermolaev A.M. Сhanges in the carbon stocks of former croplands in Russia//Žemés Üko Mokslai. 2008. V. 15 (4). P. 10-15.
  • Lopes de Gerenyu V., Kurganova I., Kuzyakov Ya. Carbon pools and sequestration in former arable Chernozems depending on restoration period//Ekologjia. 2008. Vol. 54. N 4. P. 38-44.
  • Vladychenskii A.S., Telesnina V.M., Rumyantseva K.A., Chalaya T.A. Organic matter and biological activity of postagrogenic soils in the Southern Taiga using the example of Kostroma Oblast//Eurasian Soil Sci. 2013. N. 46 (5). P. 518-529.
  • van der Wal A., van Veen J.A., Smant W., Boschker T.S., Bloem J., Kardol P., van der Putten W.H., de Boer W. Fungal biomass development in a chronosequence of land abandonment//Soil Boil.Biochem. 2006. N. 38. P. 51-60.
  • Susyan E.A., Wirth, S., Ananyeva, N.D., Stolnikova, E.V. Forest succession on abandoned arable soils in European Russia -Impacts on microbial biomass, fungal-bacterial ratio, and basal CO2 respiration activity//Eur. J. Soil Biol. 2011. N. 47. P. 169-174.
  • Sinsabaugh R.L. Lauber C. L, Weintraub M. N., Ahmed B., Allison S.D., Crenshaw Ch., Contosta A.R., Cusack D., Frey S., Gallo M.E., Gartner T.B., Hobbie S.E., Holland K., Keeler B.L, Jennifer S. Powers, Stursova M., Takacs-Vesbach C, Waldrop M.P., Wallenstein M.D, Zak D.R., Zeglin L.H. Stoichiometry of soil enzyme activity at global scale//Ecology Letters. 2008. N. 11. P. 1252-1264.
  • Burns R.G., DeForest J.L., Marxsen J., Sinsabaugh R.L., Stromberger M.E., Wallenstein M.D., Weintraub M.N., Zoppini A. Soil enzymes in a changing environment: Current knowledge and future directions//Soil Biology and Biochemistry. 2013. N. 58. P. 216-234.
  • Wallenstein M.D, McMahon S.K, Schimel J.P. Seasonal variation in enzyme activities and temperature sensitivities in Arctic tundra soils//Global Change Biol. 2009. N. 15. P. 1631-1639.
  • Wallenstein M.D., Burns, R.G. Ecology of extracellular enzyme activities and organic matter degradation in soil: a complex community-driven process//In: Dick, R.P. (Ed.), Methods of Soil Enzymology. 2011. P 35-55.
  • German D.P., Weintraub M.N., Grandy A.S., Lauber C.L., Rinkes Z.L., Allison S.D. Optimization of hydrolytic and oxidative enzyme methods for ecosystem studies//Soil biology and Biochemisrty. 2011.V. 43.P. 1387-1397.
  • Carreiro M.M., Sinsabaugh R.L., Repert D.A., Pankhurst D.F. Microbial enzyme shifts explain litter decay responses to simulated nitrogen deposition//Ecology. 2000. N. 81. P. 2359-2365.
  • Sinsabaugh R.L. Phenol oxidase, peroxidase and organic matter dynamics of soil//Soil biology and biochemistry. 2010. V. 42. N. 3. P. 391-404.
  • Zavarzina A.G. 2011. Heterophase synthesis of humic acids in soils by immobilized phenol oxidases//Soil Enzymology/Eds G. Shukla, A. Varma. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. P. 207-228.
  • Bollag J.M., Dec J., Huang P.M. 1998. Formation mechanisms of complex organic structures in soil habitats//Adv. Agron. V. 63. P. 237-265.
  • Badiane N.N.Y., Chotte J.L., Pate E., Masse D., Rouland C. Use of soil enzyme activities to monitor soil quality in natural and improved fallows in semi-arid tropical regions//Applied Soil Ecology. 2001. N. 18. P. 229-238.
  • Saggar S., McIntosh P.D., Hedley C.B., Knicker H. Changes in soil microbial biomass, metabolic quotient, and organic matter turnover under Hieracium (H. pilosella L.)//Biology and Fertility of Soils. 1999. N.30. P. 232-238.
  • Anderson, J.P.E., Domsch, K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils//Soil Biol. Biochem. 1978. N. 10. P. 215-221.
  • ModelMaker (ModelMaker Version 3.0.3 Software.) Cherwell Scientific Publishing Limited, Oxford. 1997. P. 578
  • Marx M.C., Wood M., Jarvis S.C. A microplate fluorimetric assay for the study of enzyme diversity in soils//Soil Biology and Biochemistry. 2001. N. 33. P. 1633-1640.
  • Allison S. D., Vitousek P. M. Responses of extracellular enzymes to simple and complex nutrient inputs//Soil Biology & Biochemistry. 2005. N. 37. P. 937-944
  • Asmar F., Eiland F., Nielson N.E., 1994. Effect of extracellular-enzyme activities on solubilization rate of soil organic nitrogen. Biology and Fertility of Soils 17, 32-38.
  • Sinsabaugh R.L., Gallo M.E., Lauber C., Waldrop M.P., Zak D.R. Extracellular enzyme activities and soil organic matter dynamics for northern hardwood forests receiving simulated nitrogen deposition//Biogeochemistry. 2005. N. 75. P. 201-215.
  • Wang Bing Xue Sha, Guo Bin Liu, Guang Hui Zhang, Gary Li, Zong Ping Ren. Changes in soil nutrient and enzyme activities under different vegetations in the Loess Plateau area, Northwest China//Catena. 2012. N. 92. P. 186-195.
  • Ananyeva N.D., Polyanskaya L.M., Susyan E.A., Vasenkina I.V., Wirth S., Zvyagintsev D.G. Comparative Assessment of Soil Microbial Biomass Determined by the Methods of Direct Microscopy and Substrate-Induced Respiration//Microbiology, 2008, Vol. 77, No. 3, pp. 356-364.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp