Углерод микробной биомассы альфегумусовых почв северо-запада России

Углерод микробной биомассы альфегумусовых почв северо-запада России

Автор: Медведева М.В., Никитин Д.А., Семенов М.В., Ахметова Г.В.

Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil

Рубрика: Статьи

Статья в выпуске: 121, 2024 года.

Бесплатный доступ

Исследование проведено в сосняках черничных среднетаежной подзоны Карелии. Представлены результаты комплексных исследований микробоценоза подзолов иллювиально-железистых (Albic Podzols), сформировавшихся на флювиогляциальных отложениях. Для оценки углерода микробной биомассы (Смик) использовали методы люминесцентной микроскопии и субстрат-индуцированного дыхания. Для оценки микробиологической активности почв в отношении минерализации почвенного органического вещества определяли скорость базального дыхания, рассчитывали метаболический коэффициент. Показано, что изменение изучаемых показателей отражает природноклиматические условия и специфику почв альфегумусового генезиса. Наибольшие значения Смик и базального дыхания были отмечены в подгоризонтах лесной подстилки, а наименьшие - в элювиальном и иллювиальном горизонтах. Полученные результаты могут быть использованы в качестве микробиологических показателей при моделировании процессов круговорота углерода в альфегумусовых почвах лесных экосистем.

Еще

Биомасса микроорганизмов, субстрат-индуцированное дыхание, люминесцентная микроскопия, биологическая активность почв, базальное дыхание

Короткий адрес: https://sciup.org/143184037

IDR: 143184037   |   DOI: 10.19047/0136-1694-2024-121-111-151

Список литературы Углерод микробной биомассы альфегумусовых почв северо-запада России

  • Атлас Республики. Петрозаводск: Версо, 2023. 48 с.
  • Благодатская Е.В., Семенов М.В., Якушев А.В. Активность и биомасса почвенных микроорганизмов в изменяющихся условиях окружающей среды. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. 243 с.
  • Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 271 c.
  • Гавриленко Е.Г., Сусьян Е.А., Ананьева Н.Д., Макаров О.А. Пространственное варьирование содержания углерода микробной биомассы и микробного дыхания почв южного Подмосковья // Почвоведение. 2011. № 10. С. 1231-1245.
  • Демидов И.Н., Лукашов А.Д., Ильин В.А. Рельеф заповедника “Кивач” и история геологического развития северо-западного Прионежья в четвертичном периоде // Тр. КарНЦ РАН. 2006. № 10. С. 22-23.
  • Евдокимов И.В., Семенов М.В., Быховец С.С. Ризосферный эффект и структура бактериального сообщества в горизонтах подзолистой почвы под растениями ели обыкновенной (Picea abies L.) // Почвоведение. 2023. № 1. С. 35-45. https://doi.org/10.31857/S0032180X22700010.
  • Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 60 с.
  • Иванов А.Л., Столбовой В.С. Инициатива “4 промилле” - новый глобальный вызов для почв России // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. Вып. 98. С. 185-202. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-98-185-202.
  • Иванов А.Л., Савин И.Ю., Столбовой В.С., Духанин Ю.А., Козлов Д.Н. Методологические подходы формирования единой Национальной системы мониторинга и учета баланса углерода и выбросов парниковых газов на землях сельскохозяйственного фонда Российской Федерации // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2021. № 108. С. 175-218. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2021-108-175-218.
  • Иванов А.Л., Савин И.Ю., Столбовой В.С., Духанин Ю.А., Козлов Д.Н., Баматов И.М. Глобальный климат и почвенный покровпоследствия для землепользования России. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2021. № 107. 5-32. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2021-107-5-32.
  • Кадулин М.С., Смирнова И.Е., Копцик Г.Н. Эмиссия диоксида углерода почвами лесных экосистем заповедника “Пасвик” в Кольской Субарктике // Почвоведение. 2017. № 9. С. 1098-1112.
  • Корнейкова М.В. Почвенный микробиом в зоне воздействия выбросов горно-металлургического комбината Печенганикель (Мурманская область) // Почвоведение. 2023. № 5. С. 676-688. https://doi.org/10.31857/S0032180X22600883.
  • Курганова И.Н., Телеснина В.М., Личко В.И., Караванова Е.И. Динамика пулов углерода и биологической активности агродерновоподзолов южной тайги в ходе постагрогенной эволюции // Почвоведение. 2021. № 3. С. 287-303.
  • Кутовая О.В., Гребенников А.М., Тхакахова А.К., Исаев В.А., Гармашов В.М., Беспалов В.А., Чевердин Ю.И., Белобров В.П. Изменение почвенно-биологических процессов и структуры микробного сообщества агрочерноземов при разных способах обработки почвы // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2018. Вып. 92. С. 35-61. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-92-35-61.
  • Лебедева Т.Н., Соколов Д.А., Семенов М.В., Зинякова Н.Б., Удальцов С.Н., Семенов В.М. Распределение органического углерода между структурными и процессными пулами в серой лесной почве разного землепользования. Бюллетень Почвенного института имени ВВ Докучаева. 2024. Вып. 118. С. 79-127. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2024-118-79-127.
  • Мамай А.В., Мошкина Е.В. Влияние урбанизации на показатели биологической активности микробного сообщества автоморфных лесных почв Карелии // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. №. 11-6. С. 1094-1099.
  • Медведева М.В., Бахмет, О.Н., Ананьев В.А., Мошников С.А., Мамай А.В., Мошкина Е.В., Тимофеева В.В. Изменение биологической активности почв в хвойных насаждениях после пожара в средней тайге Карелии // Лесоведение. 2020. № 6. С. 560-574.
  • Медведева М.В., Мошкина Е.В., Геникова Н.В., Карпечко А.Ю., Туюнен А.В., Мамай А.В., Кулакова Л.М. Биологическая активность почвы в условиях изменения режима землепользования в нечерноземной зоне России // Плодородие. 2022. № 3(126). С. 71-76.
  • Никитин Д.А., Чернов Т.И., Железова А.Д., Тхакахова А.К., Никитина С.А., Семенов М.В., Кутовая О.В. Сезонная динамика биомассы микроорганизмов в дерново-подзолистой почве // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1356-1364.
  • Никитин Д.А., Садыкова В.С., Куварина А.Е., Дах А.Г., Бирюков М.В. Ферментативная и антимикробная активность полярных штаммов почвенных микроскопических грибов // Микология и фитопатология. 2021. С. 16.
  • Никитин Д.А., Семенов М.В., Чернов Т.И. Микробиологические индикаторы экологических функций почв (обзор) // Почвоведение. 2022. № 2. С. 228-243. https://doi.org/10.31857/S0032180X22020095.
  • Никитин Д.А., Семенов М.В., Ксенофонтова Н.А., Тхакахова А.К., Русакова И.В., Лукин С.М. Влияние внесения соломы на состояние микробиома дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2023. № 5. С. 640-653. https://doi.org/10.31857/S0032180X22601189.
  • Полянская Л.М., Приходько В.Е., Ломакин Д.Г., Чернов И.Ю. Численность и биомасса микроорганизмов в древних погребенных и современных черноземах разного землепользования // Почвоведение. 2016. № 10. С. 1191-1204.
  • Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: Геос, 2015. 233 с.
  • Семенов М.В., Стольникова Е.В., Ананьева Н.Д., Иващенко К.В. Структура микробного сообщества почвы катены правобережья р. Оки // Известия РАН. Серия биологическая. 2013. №3. С. 299-308. https://doi.org/10.7868/S0002332913030089.
  • Семенов М.В., Манучарова Н.А., Краснов Г.С., Никитин Д.А., Степанов А.Л. Биомасса и таксономическая структура микробных сообществ в почвах правобережья р. Оки // Почвоведение. 2019. № 8. С. 974-985.
  • Семенов М.В., Никитин Д.А., Степанов А.Л., Семенов В.М. Структура бактериальных и грибных сообществ ризосферного и внекорневого локусов серой лесной почвы // Почвоведение. 2019. № 3. С. 355-369. https://doi.org/10.1134/S0032180X19010131.
  • Семенов М.В., Ксенофонтова Н.А., Никитин Д.А., Степанов А.Л., Семенов В.М. Микробиологические показатели дерново-подзолистой почвы и ее ризосферы в полувековом полевом опыте с применением разных систем удобрения // Почвоведение. 2023. № 6. С. 715-729. https://doi.org/10.31857/S0032180X22601220.
  • Семенов М.В., Кравченко И.К., Семенов В.М., Кузнецова Т.В., Дулов Л.Е., Удальцов С.Н., Степанов А.Л. Потоки диоксида углерода, метана и закиси азота в почвах катены правобережья р. Ока (Московская область) // Почвоведение. 2010. № 5. С. 582-590.
  • Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Соколов Д.А., Зинякова Н.Б., Лопес де Гереню В.О., Семенов М.В. Измерение почвенных пулов органического углерода, выделенных био-физико-химическими способами фракционирования // Почвоведение. 2023. № 9. С. 1155-1172. https://doi.org/10.31857/S0032180X23600427.
  • Хитров Н.Б., Никитин Д.А., Иванова Е.А., Семенов М.В. Пространственно-временная изменчивость содержания и запасов органического вещества почвы: аналитический обзор // Почвоведение. 2023. № 12. С. 1493-1521. https://doi.org/10.31857/S0032180X23600841.
  • Чернов Т.И., Холодов В.А., Когут Б.М., Иванов А.Л. Методология микробиологических исследований почвы в рамках проекта “Микробиом России” // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 87. С. 100-113. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2017-87-100-113.
  • Чернов Т.И., Тхакахова А.К., Лебедева М.П., Железова А.Д., Бгажба Н.А., Кутовая О.В. Микробиомы контрастных по засолению почв солонцового комплекса волго-уральского междуречья // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1115-1124.
  • Ananyeva N.D., Castaldi S., Stolnikova E.V., Kudeyarov V.N., Valentini R. Fungi-to-bacteria ratio in soils of European Russia // Arch. Agronomy Soil Sci. 2015. Vol. 61(4). P. 427-446. https://doi.org/10.1080/03650340.2014.940916.
  • Angst G., Mueller K.E., Nierop K.G., Simpson M.J. Plant-or microbialderived? A review on the molecular composition of stabilized soil organic matter // Soil Biology and Biochemistry. 2021. Vol. 156. 108189.
  • Anthony M.A., Crowthe T.W., Maynard D.S., van den Hoogen J., Averill C. Distinct assembly processes and microbial communities constrain soil organic carbon formation // One Earth. 2020. Vol. 2. P. 349-360.
  • Buzzini P., Turchetti B., Yurkov A. Extremophilic yeasts: the toughest yeasts around? // Yeast. 2018. Vol. 35(8). P. 487-497. https://doi.org/10.1002/yea.3314.
  • Čapek P., Diáková K., Dickopp J. E., Bárta J., Wild B., Schnecker J., Šantrůčková H. The effect of warming on the vulnerability of sub ducted organic carbon in arctic soils // Soil Biology and Biochemistry. 2015. Vol. 90. P. 19-29.
  • Cui J., Zhu Z., Xu X., Liu S., Jones D.L., Kuzyakov Y., Shibistova O., Wu J., Ge T. Carbon and nitrogen recycling from microbial necromass to cope with C: N stoichiometric imbalance by priming // Soil Biol. Biochem. 2020. Vol. 142. P. 107-320. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107720.
  • Grodnitskaya I.D., Karpenko L.V., Knorre A.A., Syrtsov S.N. Microbial activity of peat soils of boggy larch forests and bogs in the permafrost zone of central Evenkia // Eurasian Soil Sci. 2013. Vol. 46(1). P. 61-73. https://doi.org/10.1134/S1064229313010043.
  • Guo Z., Wang Y., Wan Z., Zuo Y., He L., Li D., Xu X. Soil dissolved organic carbon in terrestrial ecosystems: Global budget, spatial distribution and controls // Global ecology and biogeography. 2020. Vol. 29(12). P. 2159- 2175.
  • Jansso J.K., Hofmocke K.S. Soil microbiomes and climate change // Nature Reviews Microbiology. 2020. Vol. 18(1). P. 35-46.
  • Joergensen R.G., Emmerling C. Methods for evaluating human impact on soil microorganisms based on their activity, biomass, and diversity in agricultural soils // Journal of plant nutrition and soil science. 2006. Vol. 169. No. 3. P. 295-309.
  • Joergensen R.G., Wichern F. Alive and kicking: why dormant soil microorganisms matter // Soil Biology and Biochemistry. 2018. Vol. 116. P. 419-430.
  • Joshi S., Bajpai A., Johri B.N. Extremophilic fungi at the interface of climate change // Fungi Bio-Prospects in Sustainable Agriculture, Environment and Nano-technology. London: Academic Press. 2020. P. 1-22. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821925-6.00001-0.
  • Korneykova M.V., Vasenev V.I., Nikitin D.A., Dolgikh A.V., Soshina A.S., Myazin V.A., Nakhaev M.R. Soil microbial community of urban green infrastructures in a polar city // Urban Ecosystems. 2022. Vol. 25(5). P. 1399- 1415.
  • Korneykova M.V., Myazin V.A., Fokina N.V., Chaporgina A.A., Nikitin D.A., Dolgikh A.V. Structure of microbial communities and biological activity in tundra soils of the Euro-Arctic region (Rybachy peninsula, Russia) // Microorganism. 2023. Vol. 11(5). P. 1352.
  • Li Y., Dick W.A., Tuovinen O.H. Fluorescence microscopy for visualization of soil microorganisms - a review // Biology and fertility of soils. 2004. Vol. 39(5). P. 301-311. https://doi.org/10.1007/s00374-004-0722-x.
  • Liang C., Schimel J.D., Jastrow J.D. The importance of anabolism in microbial control over soil carbon storage // Nature Microbiology. 2017. Vol. 2. P. 17105.
  • Liang C. Soil microbial carbon pump: Mechanism and appraisal // Soil Ecology Letters. 2020. Vol. 2. P. 241-254.
  • Lundström U.S., van Breemen N., Bain D. The podzolization process. A review // Geoderma. 2000. Vol. 94. P. 91-107.
  • Mundra S., Kjønaas O.J., Morgado L.N., Krabberød A.K., Ransedokken Y., Kauserud H. Soil depth matters: shift in composition and inter-kingdom cooccurrence patterns of microorganisms in forest soils // FEMS Microbiology Ecology. 2021. Vol. 6. P. 97.
  • Paul E.A. The nature and dynamics of soil organic matter: Plant inputs, microbial transformations, and organic matter stabilization // Soil Biology and Biochemistry. 2016. Vol. 98. P. 109-126.
  • Polyanskaya L.M., Yumakov D.D., Tyugay Z.N., Stepanov A.L. Fungi and Bacteria in the Dark-Humus Forest Soil // Eurasian Soil Science. 2020. Vol. 53(9). P. 1255-1259. https://doi.org/10.1134/S1064229320090124.
  • Santruckova H., Kotas P., Barta J., Urich T., Capek P., Palmtag J. Significance of dark CO2 fixation in arctic soils // Soil Biol. Biochem. 2018. Vol. 119. P. 11-21.
  • Semenov M.V., Chernov T.I., Tkhakakhova A.K., Zhelezova A.D., Ivanova E.A., Kolganova T.V., Kutovaya O.V. Distribution of prokaryotic communities throughout the Chernozem profiles under different land uses for over a century // Applied soil ecology. 2018. Vol. 127. P. 8-18.
  • Tajik S., Ayoub, S., Lorenz N. Soil microbial communities affected by vegetation, topography and soil properties in a forest ecosystem // Applied Soil Ecology. 2020. Vol. 149. P. 306.
  • Wang M., Tian J., Xiang M., Liu X. Living strategy of cold-adapted fungi with the reference to several representative species // Mycology. 2017. Vol. 8(3). P. 178-188. https://doi.org/10.1080/21501203.2017.1370429.
  • Wang B., An S., Liang C., Liu Y., Kuzyakov Y. Microbial necromass as the source of soil organic carbon in global ecosystems // Soil Biology and Biochemistry. 2021. Vol. 162. 108422.
  • Zhelezova A.D., Semenov V.M., Ksenofontova N.A., Krasnov G.S., Tkhakakhova A.K., Nikitin D.A., Semenov M.V. Effects of distinct manure amendments on microbial diversity and activity in Chernozem and Retisol // Applied Soil Ecology. 2024. Vol. 193. P. 105152.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp