BioScience Blog – Научный Биологический блог

Аминокислоты играют важную роль в азотном обмене почвы и растений как травянистых, так и древесных. С целью детального изучения компонентного состава азотсодержащих соединений в почвах среднетаежной подзоны Карелии нами изучен количественный и качественный состав свободных и связанных аминокислот.

Объектами исследования являлись почвы разного генезиса под хвойными биогеоценозами (6 пробных площадей). Для анализа аминокислот были отобраны почвенные образцы в органогенных и верхних минеральных горизонтах, расположенных в 50-ти сантиметровом корнеобитаемом слое изучаемых почв. Определение содержания и идентификация аминокислот выполнены в свежих почвенных пробах методом высокоточной

жидкостной хроматографии с использованием хроматографа Hitachi-835, работающего в режиме анализа белкового гидролизата. В качестве экстрагента свободных аминокислот использовали 20% этиловый спирт, экстракцию белковых аминокислот производили при помощи кислотного гидролиза 6 N HCl.

В результате анализа почвенных образцов обнаружено 21 соединение, содержащее аминогруппу, 17 из которых идентифицированы как отдельные аминокислоты, остальные отнесены к группе аминосодержащих соединений, составляющих порядка 10% от аминокислотного пула почв. Во всех изученных почвах присутствовали: моноаминокарбоновые кислоты (глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин); моноаминодикарбоновые (аспарагиновая, глютаминовая); оксимоноаминокарбоновые (серин, треонин); серосодержащие; диаминокарбоновые (лизин); гетероциклические (гистидин) и ароматические (тирозин, фенилаланин). Значительная часть аминокислотного фонда почв хвойных лесов представлена аспарагиновой и глютаминовой кислотами, серином, треонином, лейцином и валином – их сумма составляет 45-83% от общего количества аминокислот.

Азотный фонд лесных почв среднетаежной подзоны Карелии характеризуется высокой стабильностью: основная часть представлена негидролизуемым азотом, составляющим порядка 90% от общего азота почв, количество подвижных форм не превышает 10%, на долю минерального азота приходится 1-5%. Изучение состава аминокислот лесных почв показало, что соотношение основных групп свободных и белковых аминокислот характеризуются высокой стабильностью, как и азотный фонд почв в целом. Значительно изменяется количественный состав аминокислот. Распределение свободных и связанных аминокислот по профилю почв подчиняется закономерностям распределения органического вещества. Их максимальное содержание приурочено к органогенным горизонтам (4143-5699 мг/100 г – связанные; 80-164 мг/кг – свободные), с глубиной резко сокращается (161-856мг/100 г; 2-14 мг/кг). Фракция азота свободных аминокислот может быть отнесена к группе гидролизуемого азота почв, поскольку она легко извлекается из почвы водой, а динамика этих групп азотных соединений носит сходный характер. Доля азота свободных аминокислот в азотном фонде почв невелика и составляет 0,1-0,6%. Фракция азота белковых аминокислот может быть отнесена к группе негидролизуемого азота почв. Доля азота белковых аминокислот в азотном фонде почв составляет 30-50 %. Значение азота аминокислот в азотном фонде почв трудно переоценить, так как азот свободных аминокислот почв лесных биогеоценозов служит дополнительным источником азотного питания для хвойных растений, а азот связанных аминокислот является его резервом.