Factors for Conversion of the Content of Double-Stranded DNA to Carbon of Soil Microbial Biomass

Issue number 5 from 01.05.2023

Проведено исследование взаимосвязи концентрации почвенной ДНК и микробной биомассы, определенной методом субстрат-индуцированного дыхания, в широком ряду почв, различающихся по гранулометрическому составу, кислотности, содержанию органического углерода, микробной биомассе, различных по характеру хозяйственного использования в древности и в настоящее время. В качестве объектов исследования выбраны темногумусовые почвы сельскохозяйственных угодий на Центральном Кавказе, стратоземы земледельческих террас позднего средневековья – нового времени в среднегорной зоне Восточного Кавказа, каштановые почвы и солонцы на участках с различной интенсивностью выпаса в сухостепной зоне (Ростовская область). Показано, что определение концентрации почвенной двухцепочечной ДНК является надежным и простым методом исследования микробной биомассы в почвах со средне-, тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, содержанием органического углерода не более 2%, микробной биомассы не более 700 мкг С/г сухой почвы. Пересчетный коэффициент F_ДНК в таких почвах варьировал в узком диапазоне от 5.24 до 5.41. В почвах с высоким содержанием органического углерода наблюдалось завышение F_ДНК (6.56 и 10.56) из-за присутствия устойчивой к разложению внеклеточной ДНК. Почва легкого гранулометрического состава на песчаниках характеризовалась меньшей степенью сохранности ДНК, что привело к уменьшению определяемой микробной биомассы (F_ДНК = 4.22). Пониженный коэффициент пересчета F_ДНК (4.78) выявлен в почвах естественных пастбищ в сухостепной зоне, что подтверждает известные ограничения возможностей использования метода субстрат-индуцированного дыхания в щелочных почвах. Хозяйственная деятельность не оказывает значимого влияния на взаимосвязь количества почвенной ДНК и микробной биомассы.

33 0

Factors Determining the Variation of Microbial Biomass in Modern and Buried Soils of the Steppe Zone

Issue number 1 from 15.01.2024

Проведено обобщение всех полученных авторским коллективом к настоящему времени результатов исследований микробной биомассы в погребенных почвах археологических памятников и современных фоновых почвах. В географическом плане объекты исследования охватывают юго-восток Русской равнины, Прикаспийскую низменность, Западный Кавказ и Крым. Накоплен представительный объем данных о хроно-географических закономерностях изменений микробной биомассы в черноземах (Chernozem mollic), каштановых почвах (Kastanozems Haplic), светло-каштановых почвах (Cambisols salic) и солонцах (Solonetz Humic). Хронологические рамки: эпоха энеолита–Новое время (5700–300 лет назад). Биомассу почвенных микробных сообществ оценивали по содержанию фосфолипидов в почве. Показано, что микробная биомасса в погребенных почвах не определяется типом почвы и временем пребывания почвы в погребенном состоянии. Среднее значение содержания фосфолипидов в погребенных почвах в 2 раза ниже, чем в современных, но корреляции микробной биомассы со временем пребывания почвы в погребенном состояние не выявлено. В большей степени содержание фосфолипидов в погребенных почвах зависело от содержания ила, при содержании которого <10% значения микробной биомассы были минимальными. Геоморфологическая позиция – значимый фактор, влияющий на величину микробной биомассы. Максимальные значения микробной биомассы характерны для почв локальных водоразделов и склонов северной экспозиции. В солонцах отмечена обратная корреляция микробной биомассы и мощности горизонта SEL. В культурных слоях древних поселений микробная биомасса превышает значения современных почв и зависит от особенностей хозяйственного использования территории и объемов поступающих субстратов антропогенной природы.

47 0

Particularities of Hydrolytic Enzymes Pool in Soils of Agricultural Terraces in the Eastern Caucasus

Issue number 6 from 15.06.2024

Проведено исследование влияния сельскохозяйственной деятельности в эпоху средневековья (X – XV вв. н.э.) на активности 11 гидролитических ферментов, участвующих в биогеохимических циклах основных элементов в почвах. В качестве объектов исследования выбраны агростратоземы средневековых земледельческих террас среднегорного Дагестана (Plaggic и Hortic Anthrosol). Во всех случаях ферментативная активность изученных почв, во всех почвенных слоях уменьшалась в следующем ряду: щелочная фосфатаза > фосфодиэстераза > кислая фосфатаза > пирофосфатаза ≥ лейцинаминопептидаза > арилсульфатаза > хитиназа > β-глюкозидаза > ксиланаза > α-глюкозидаза > целлобиогидролаза. Ферментативная активность изученных почв, в первую очередь, определялась величиной микробной биомассы (С_мик). Активность ферментов различных групп на 61–94% зависела от С_мик. Сельскохозяйственная практика, связанная с распашкой, внесением навоза и орошением, приводит к конвергенции активности ферментов азотного цикла в почвах горной зоны, что связано со сходными особенностями круговорота азота в агрогенных почвах, независимо от биоклиматических условий. Внесение органических материалов привело к увеличению физиологической эффективности микробных сообществ и скорости продуцирования ферментов, при этом высокая биологическая активность может сохраняться около 1000 лет. Распашка с внесением органических удобрений в прошлом, привела к увеличению ферментативной активности, выраженной на единицу микробной биомассы (удельная активность).

37 0