BioScience Blog – Научный Биологический блог

Микробная биомасса почв – важный компонент и активный агент образования парниковых газов, поступающих из почвы в атмосферу.

Объекты. Горизонты профиля почвы (1 м) разных лесов: дубрава (Д, дерново-подзолистая), ельник зеленчуковый (ЕЗЛ, дерново-подзолистая), осинник (О, серая лесная) [заповедник «Калужские засеки», Калужская обл.], ельник зеленомошный (ЕЗМ, подзол) и елово-широколиственный лес (ЕШ, ржавозем) [биостанция МГУ, Звенигород, Московской обл.]. Методы. Субстрат-индуцированное дыхание почвы: углерод микробной биомассы (Смик); селективное ингибирование антибиотиками (стрептомицин, циклогексимид): соотношение грибы / бактерии; газовая хроматография: продуцирование СО2 (базальное дыхание, БД) и N2O почвами. Было рассчитано Смик / Сорг и удельное микробное дыхание (qСО2 = БД/Смик).

В верхнем гумусо-аккумулятивном горизонте содержание органического углерода (Сорг) составило 1,03-3,5%, а вниз по профилю резко уменьшалось (в 5-12 раз). Наибольшая величина Смик (гор. О и АY) была в ЕЗМ, а наименьшая – в ЕЗЛ, 2545 и 762 мкг С / г почвы соответственно. Нижний горизонт профиля содержал Смик в 17, 4, 4, 183 и 49 раз меньше, чем соответствующий верхний в Д, ЕЗЛ, О, ЕЗМ и ЕШ. Запасы Смик в 1 м толще (с учетом мощности и объемного веса горизонтов) составили 415, 396, 300, 211 и 142 г / м3 для О, ЕЗЛ, Д, ЕШ и ЕЗМ соответственно, а Сорг – 4711, 3473, 7594, 4720 и 6386 г С / м3. Наибольший вклад в профильные запасы Смик вносил верхний 10 см слой: 73, 67, 45, 34 и 16% в ЕШ, ЕЗМ, Д, О и ЕЗЛ соответственно. Отношение Смик / Сорг в верхнем горизонте почв составило 4,4-13,2%, этот показатель был наибольшим в О, а наименьшим – в ЕЗЛ.

Скорость БД была наибольшей в верхнем горизонте (1,59-7,55 мкг СО2-С г-1 ч-1), а вниз по профилю – уменьшалась (в 5-10 раз). Наибольшая продукция СО2 профиля была в ЕШ, а наименьшая – в ЕЗМ, 1035 и 515 мг СО2-С / ч / м2 соответственно, вклад верхнего слоя составил 23, 30, 43, 60 и 73% от общего для ЕЗЛ, О, Д, ЕШ и ЕЗМ соответственно. Показатель qСО2 варьировал от 1,17 до 2,97 мкг СО2-С мг-1Смик ч-1 в верхнем горизонте почв, прослежено его изменение и вниз по профилю.

Оптимизирована процедура применения антибиотиков для разделения вклада грибов и бактерий в Смик. В верхнем горизонте О, ЕШ и ЕЗЛ доля грибов составила 52, 53 и 55%, а в Д и ЕЗМ – больше, 74 и 60% соответственно. В иллювиальном горизонте Д и ЕЗЛ доля грибов была меньше, чем в гумусовом и составила 61 и 48% соответственно, а в О – изменялась несущественно. На основании проведенной оценки микробное продуцирование СО2 было дифференцировано как грибное и бактериальное. Продуцирование N2O почвой (верхний горизонт) составило 43-199 нг N-N2O / г / ч, а вниз по профилю – на порядок меньше. Высокую нетто-продукцию N2O в гумусовом горизонте лесных почв можно соотнести с высоким содержанием в них Смик. Отмечена тенденция возрастания продукции N2O в почве с высоким содержанием бактериальной биомассы.

Итак,  получена новая  дополнительная  информация  о  состоянии  микробного сообщества разных горизонтов, устойчивом количественном содержании Смик в них, а также запасах Смик, Сорг и микробном продуцировании СО2 профилем почв разных лесов в пределах одной биоклиматической зоны (южная часть южной тайги).