Везде

RAS BiologyПочвоведение Eurasian Soil Science

  • ISSN (Print) 0032-180X
  • ISSN (Online) 3034-5618

Problems of Estimation of Microbial Biomass in Soddy-Podzolic Soils (Forests of the Protected Areas of Moscow Region)

You can
PII
10.31857/S0032180X24070078-1
DOI
10.31857/S0032180X24070078
Publication type
Article
Status
Published
Authors
O. V. Chernova
  • Affiliation: Institute of Physicochemical and Biological Problems of Soil Science of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume / Issue number 7
Pages
1019-1033
Abstract
The carbon content of microbial biomass in the soil serves as one of the indicators of its biological activity and is often used in assessing the anthropogenic impact and natural changes on the soil microbiome. Significant spatial and temporal variation of the indicator at the level of ecosystems, soil typological units, land use types, etc. makes it difficult to interpret the data obtained during mass monitoring. The aim of the study is to determine the background values of microbial biomass content in the surface sub-litter layer of soils of protected forests of the Moscow region. A reconnaissance survey of soils of the podzolic series, which are typical for the region and diverse in genesis and granulometric composition, autonomous or with a little additional moisture, formed under mixed southern taiga forests in four protected natural territories, was carried out. The biological activity of soils was estimated by the amount of microbial biomass determined by two methods: by the content of phospholipids and substrate-induced respiration of microbial communities. Significant spatial variability of microbial biomass content was noted both at the site level and at the ecosystem level, and for similar by classification and granulometric composition autonomous soils, it is comparable with local variability within the experimental sites. It is shown that the value of microbial biomass depends mainly on the type of the humidity regime and the granulometric composition, which largely determines the sorption capacity of the soil, and its provision with biophilic elements, and also correlates with the richness of the ground cover that provides the soil microbiome with nutrients. It is shown that in order to obtain correct results for mass monitoring of soil biological activity, unification of the methodology and depth of sampling in the soils of background and anthropogenic-transformed ecosystems is of great importance.
Keywords
особо охраняемые природные территории пространственная вариабельность фоновые показатели мониторинг Retisols
Date of publication
15.07.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
52

References

  1. 1. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв. М.: Наука, 2003. 223 с.
  2. 2. Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенности определения углерода микробной биомассы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. 2011. № 11. С. 1327–1333.
  3. 3. Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Рыжова И.М., Бочарникова Е.О., Стольникова Е.В. Углерод микробной биомассы и микробное продуцирование двуокиси углерода дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов и коренных ельников южной тайги (Костромская область) // Почвоведение. 2009. № 9. С. 1108–1116.
  4. 4. Ананьева Н.Д., Сушко С.В., Иващенко К.В., Васенев В.И. Микробное дыхание почв подтайги и лесостепи европейской части России: полевой и лабораторный подходы // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1276–1286.
  5. 5. Атлас карт Приокско-Террасного заповедника/Отв. ред. Бобровский М.В., Брынских М.Н. Пущино: Биопресс, 2005. 64 с.
  6. 6. Гавриленко Е.Г., Ананьева Н.Д., Макаров О.А. Оценка качества почв разных экосистем (на примере Серпуховского и Подольского районов Московской области) // Почвоведение. 2013. № 12. С. 1505–1515.
  7. 7. 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.
  8. 8. Дущанова К.С., Украинский П.А, Каширская Н.Н., Хомутова Т.Э., Борисов А.В. Биомасса и функциональное разнообразие микробных сообществ в катенах целинных и пахотных серых почв и черноземов // Почвоведение. 2024. № 2. С. 286–302. https://doi.org/10.31857/S0032180X24020078
  9. 9. Завьялова Н.Е., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Микробная биомасса, дыхательная активность и азотфиксация в дерново-подзолистой почве Предуралья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2020. № 3. С. 372–378. https://doi.org/10.31857/S0032180X20030120
  10. 10. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 221 с.
  11. 11. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  12. 12. Мамонтов В.Г., Гладков А.А., Кузелев М.М. Практическое руководство по химии почв. М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2012. 225 с.
  13. 13. Руководство по летней учебной практике студентов-биологов на Звенигородской биостанции им. С.Н. Скадовского. М.: Изд-во МГУ, 2004. 352 с.
  14. 14. Сушко С.В., Ананьева Н.Д., Иващенко К.В., Кудеяров В.Н. Эмиссия СО2, микробная биомасса и базальное дыхание чернозема при различном землепользовании // Почвоведение. 2019. № 9. С. 1081–1091.
  15. 15. Урусевская И.С., Алябина И.О., Шоба С.А. Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации. М-б 1:8 000 000. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. Факультет почвоведения, 2019.
  16. 16. Хайдапова Д.Д., Милановский Е.Ю., Тюгай З.Н., Бутылкина М.А., Шеин Е.В., Дембовецкий А.В. Практикум по физике твердой фазы почв. М.: Буки Веди, 2022. 132 с.
  17. 17. Хомутова Т.Э., Демкина Т.С., Борисов А.В., Шишлина Н.И. Состояние микробных сообществ подкурганных палеопочв пустынно-степной зоны эпохи средней бронзы (XXVII–XXVI вв. до н. э.) в связи с динамикой увлажненности климата // Почвоведение. 2017. № 2. С. 239-248.
  18. 18. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
  19. 19. Anderson T.-H., Domsch K.H. Soil microbial biomass: The eco-physiological approach // Soil Biol. Biochem. 2010. V. 42. № 12. P. 2039-2043.
  20. 20. Bünemann E.K., Bongiorno G., Bai Z, Creamer R.E., Deyn G.De., de Goede R., Fleskens L. et al. Soil quality – A critical review // Soil Biol. Biochem. 2018. V. 120. P. 105-125.
  21. 21. Cheng F., Peng X., Zhao P., Yuan J., Zhong C., Cheng Y., Cui C., Zhang S. Soil Microbial Biomass, Basal Respiration and Enzyme Activity of Main Forest Types in the Qinling Mountains // PLoS ONE. 2013. V. 8(6): e67353. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0067353
  22. 22. Findlay R.H. The use of phospholipid fatty acids to determine microbial community structure // Molecular Microbial Ecology Manual. 1996. V. 4. P. 1–17.
  23. 23. Frostegard A., Tunlid A., Baath E. Microbial biomass measured as a total lipid phosphate in soils of different organic content // J. Microbiological Methods. 1991. V. 14. P. 51–163.
  24. 24. Hargreaves P.R., Brookes P.C., Ross G.J.S., Poulton P.R. Evaluating soil microbial biomass carbon as an indicator of long term environmental change // Soil Biol. Biochem. 2003. V. 35. P. 401–407.
  25. 25. Ivashchenko K., Sushko S., Selezneva A., Ananyeva N., Zhuravleva A., Kudeyarov V., Makarov M., Blagodatsky S. Soil microbial activity along an altitudinal gradient: Vegetation as a main driver beyond topographic and edaphic factors. // Appl. Soil Ecol. 2021 V. 168. P. 104197. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.104197
  26. 26. Jia G., Cao J., Wang C., Wang G. Microbial biomass and nutrients in soil at the different stages of secondary forest succession in Ziwulin, northwest China. // Forest Ecology and Management. 2005. V. 217. № 1. P. 117–125. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.05.055
  27. 27. Jordan D., Kremer R.J., Bergfield W.A., Kim K.Y., Cacnio V.N. Evaluation of microbial methods as potential indicators of soil quality in historical agricultural fields // Biol. Fertil. Soils. 1995. V. 19. № 4. P. 297–302
  28. 28. Lin Q., Brookes P.C. An evaluation of substrate induced respiration method // Soil Biol. Biochem. 1999. V. 31. № 14. P. 1969–1983.
  29. 29. McKenzie N., Henderson B., McDonald W. Monitoring Soil Change. Principles and practices for Australian conditions // CSIRO Land and Water Technical Report. 2002. 112 p.
  30. 30. Mohammad A. Assessing changes in soil microbial population with some soil physical and chemical properties // Int. J. Plant, Animal and Env. Sci. 2015. V. 5. № 3. P. 116–123.
  31. 31. Morris S.J., Boerner R.E.J. Spatial distribution of fungal and bacterial biomass in southern Ohio hardwood forest soils: scale dependency and landscape patterns // Soil Biol. Biochem. 1999. V. 31. № 6. P. 887–902.
  32. 32. Proposal for a European soil monitoring and assessment framework. Project manager Gentile A.R. EEA. Copenhagen, 2001. 58 p.
  33. 33. Raubuch M., Beese F. Pattern of microbial indicators in forest soils along an European transect // Biol. Fertil. Soils. 1995. V. 19. № 4. P. 362–368.
  34. 34. Saetre P. Spatial patterns of ground vegetation, soil microbial biomass and activity in a mixed spruce birch stand // Ecography. Copenhagen. 1999. V. 22. P. 183–192.
  35. 35. Soil Strategy for 2030. Reaping the benefits of healthy soils for people, food, nature and climate SWD 2021. P. 323 https://environment.ec.europa.eu/publications/eu-soil-strategy-2030_en
  36. 36. Susyan E.A., Wirth S., Ananyeva N.D., Stolnikova E.V. Forest succession on abandoned arable soils in European Russia e Impacts on microbial biomass, fungal-bacterial ratio, and basal CO2 respiration activity // Eur. J. Soil Biol. 2011. V. 47. P. 169–174.
  37. 37. Wang Z., Zhao M., Yan Z., Yang Y., Niklas K.J., Huang H., Mipam D.T., He X., Hu H., Wright S.J. Global patterns and predictors of soil microbial biomass carbon, nitrogen, and phosphorus in terrestrial ecosystems // Catena. 2022. V. 211. P. 106037. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106037
  38. 38. Zhang Y., Zou J., Meng D., Dang S., Zhou J., Osborne B., Ren Y., Liang T., Yu K. Effect of soil microorganisms and labile C availability on soil respiration in response to litter inputs in forest ecosystems: A meta-analysis // Ecol. Evolution. 2020. V. 10. № 24. https://doi.org/10.1002/ece3.6965. PMID
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library