Публикации 2014-2023 гг.
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН – обособленное подразделение
Федерального исследовательского центра Якутский научный центр СО РАН
просп. Ленина, 4, Якутск, Республика Саха (Якутия), 677980 Российская Федерация
E-mail: erel1982@mail.ru, sveta_efa@mail.ru, chev.soil@list.ru
Реферат
УДК 631.461 (571.56)
Кузьмина Н. П., Ермолаева С. В., Чевычелов А. П. Микробоценозы мерзлотных лесных почв Центральной Якутии // Сибирский лесной журнал. 2022. № 6. С. 22–33.
DOI: 10.15372/SJFS20220603
© Кузьмина Н. П., Ермолаева С. В., Чевычелов А. П., 2022
Впервые проведено исследование микробных сообществ мерзлотных лесных почв Якутского ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН. Исследуемая территория отличается высоким почвенным разнообразием, здесь распространены почти все типы лесных почв, встречающиеся в Центральной Якутии. Установлено, что в исследованных мерзлотных почвах в 2019 г. численность культивируемых микроорганизмов колебалась от 5.2 ± 0.5 × 102 до 2.5 ± 0.1 × 106 КОЕ/г почвы. Наиболее насыщенной микроорганизмами из всех типов мерзлотных почв оказалась перегнойно-карбонатная почва, а самой бедной – солодь. По общей численности микроорганизмов выделялись - перегнойно-карбонатная и палевая серая почвы, образованные в результате дернового почвообразовательного процесса. Отмечено, что микроорганизмы были сконцентрированы в верхних органогенных горизонтах и с глубиной их численность падала. В микробоценозах исследуемых четырех из пяти типов почв, сформированных на рыхлых легких аллювиальных отложениях, доминировали мицелиальные микроорганизмы, а в микробоценозе солоди, развивающейся на лессовидных аллювиальных суглинках, преобладали аммонифицирующие бактерии. Установлено, что преобладание тех или иных групп микроорганизмов зависело от химического состава почв, а также от особенностей их формирования. Мицелиальные грибы, в основном были представлены представителями родов Aspergillus sp. и Penicillium sp. Аэробные целлюлозолитические микроорганизмы обнаружены в количестве 5.2 ± 0.5 × 102 – 8.3 ± 4.1 × 104 КОЕ/г, больше всего их обнаружено в перегнойно-карбонатной почве. Азотфиксаторы обнаружены только в перегнойно-карбонатной почве (98 %). Изучено, что численность микроорганизмов с физико-химическими параметрами (С, N, рН, влажность) коррелирует в различных типах почв по-разному. Изменение количества микроорганизмов в основном зависело от температуры почвы, содержания гумуса и азота.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с. [Arinushkina E. V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv (Manual on chemical analysis of soils. Moscow: Moscow Univ. Publ., 1970. 487 p. (in Russian)].
Воробьева Л. А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 272 с. [Vorob'eva L. A. Khimicheskiy analiz pochv (Chemical analysis of soils). Moscow: Moscow Univ. Publ., 1989. 272 p. (in Russian)].
Гейдебрехт В. В. Распределение микроорганизмов по профилю почв разных типов: дис. … канд. биол. наук: 03.00.07. Москва: МГУ, 1999. 138 с. [Geydebrekht V. V. Raspredelenie mikroorganizmov po profilyu pochv raznykh tipov: dis. … kand. biol. nauk: 03.00.07. (Distribution of microorganisms according to the profile of soils of different types: Cand. Biol. Sci. (PhD) thesis: 03.00.07 – microbiology). Moscow: Moscow St. Univ., 1999. 138 p. (in Russian)].
Горохов А. Н., Чевычелов А. П., Николаева О. А. Особенности природных условий ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны // Пробл. рег. экол. 2020. № 2. С. 15–19 [Gorokhov A. N., Chevychelov A. P., Nikolaeva O. A. Osobennosti prirodnykh usloviy botanicheskogo sada Instituta biologicheskikh problem kriolitozony (Features of natural conditions of the Botanical garden of the Institute of Biological Problems of the Cryolithozone // Probl. reg. ekol. (Probl. reg. ecol.). 2020. N. 2. P. 15–19 (in Russian with English abstract)].
Гродницкая И. Д., Карпенко Л. В., Кнорре А. А., Сырцов С. Н. Микробная активность торфяных почв заболоченных лиственничников и болота в криолитозоне Центральной Эвенкии // Почвоведение. 2013. № 1. С. 67–79 [Grodnitskaya I. D., Karpenko L. V., Knorre A. A., Syrtsov S. N. Mikrobnaya aktivnost’ torfyanykh pochv zabolochennykh listvennichnikov i bolota v kriolitozone Tsentral’noy Evenkii (Microbial activity of peat soils of boggy larch forests and bogs in the permafrost zone of central Evenkia) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 2013. N. 1. P. 67–79 (in Russian with English abstract)].
Данилова А. А., Аржакова А. П., Аргунов А. Г. Биологические особенности аласных почв Центральной Якутии // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2008. № 11. С. 5–11 [Danilova A. A., Arzhakova A. P., Argunov A. G. Biologicheskie osobennosti alasnykh pochv Tsentral'noy Yakutii (Biological features of the alas soils of Central Yakutia) // Sib. vestn. s.-kh. nauki (Sib. Bull. Agr. Sci.). 2008. N. 11. P. 5–11 (in Russian with English abstract)].
Еловская Л. Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии. Якутск: Якут. филиал СО АН СССР, 1987. 172 с. [Elovskaya L. G. Klassifikatsiya i diagnostika merzlotnykh pochv Yakutii (Classification and diagnostics of permafrost soils of Yakutia). Yakutsk: Yakut filial SO AN SSSR (Yakut Br. Sib. Div. USSR Acad. Sci.). 1987. 172 p. (in Russian)].
Еловская Л. Г., Коноровский А. К. Районирование и мелиорация мерзлотных почв Якутии. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1978. 175 с. [Elovskaya L. G., Konorovskiy A. K. Rayonirovanie i melioratsiya merzlotnykh pochv Yakutii (Zoning and reclamation of permafrost soils of Yakutia). Novosibirsk: Nauka (Science). Sib. Br., 1978. 175 p. (in Russian)].
Ерофеевская Л. А. Биоремедиация мерзлотных почв с использованием аборигенных микроорганизмов в условиях Якутии // Экол. и природопольз. 2014. № 3 (36). С. 77–80 [Erofeevskaya L. A. Bioremediatsiya merzlotnykh pochv s ispol'zovaniem aborigennykh mikroorganizmov v usloviyakh Yakutii (Bioremediation of permafrost soils using native microorganisms in Yakutia) // Ekol. i prirodopolz. (Ecol. & Nat. Manag.). 2014. N. 3 (36). P. 77–80 (in Russian with English abstract)].
Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. 256 с. [Zvyagintsev D. G. Pochva i mikroorganizmy (Soil and microorganisms). Moscow: Moscow Univ. Publ., 1987. 256 p. (in Russian)].
Звягинцев Д. Г., Зенова Г. М. Экология актиномицетов. М.: ГЕОС, 2001. 256 с. [Zvyagintsev D. G., Zenova G. M. Ekologiya aktinomitsetov (Ecology of actinomycetes). Moscow: GEOS, 2001. 256 p. (in Russian)].
Иванова Т. И. Структура и динамика активности микробных сообществ мерзлотных почв Центральной и Южной Якутии: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16; 03.00.07. Улан-Удэ: Бурят. гос. ун-т, 2006. 22 с. [Ivanova T. I. Struktura i dinamika aktivnosti mikrobnykh soobshchestv merzlotnykh pochv Tsentral'noy i Yuzhnoy Yakutii: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 03.00.16; 03.00.07 (Structure and dynamics of activity of microbial communities of permafrost soils of Central and Southern Yakutia: Cand. Biol. Sci. (PhD) thesis: 03.00.16 – Ecol.; 03.00.07 – Microbiol.). Ulan-Ude: Buryat. St. Univ., 2006. 22 p. (in Russian)].
Иванова Т. И., Кузьмина Н. П., Чевычелов А. П. Численность микроорганизмов и уровни микробиологической активности мерзлотных антропогенно-трансформированных палевых почв Якутии // Почвоведение. 2008. № 11. С. 1371–1380 [Ivanova T. I., Kuz'mina N. P., Chevychelov A. P. Chislennost' mikroorganizmov i urovni mikrobiologicheskoy aktivnosti merzlotnykh antropogenno-transformirovannykh palevykh pochv Yakutii (The number of microorganisms and the microbiological activity of human-modified cryogenic pale soils of Yakutia) // Pocvovedenie (Soil Sci,). 2008. N. 11. P. 1371–1380 (in Russian with English abstract)].
Иванова Т. И., Кузьмина Н. П., Саввинов Д. Д. Микробоценозы мерзлотных почв долины Туймаада Центральной Якутии // Изв. РАН. Сер. биол. 2014. № 6. С. 573–585 [Ivanova T. I., Kuz'mina N. P., Savvinov D. D. Mikrobotsenozy merzlotnykh pochv doliny Tuymaada Tsentral'noy Yakutii (Microbial communities of frozen soils of the Tuimaada Valley in Central Sakha) // Izv. RAN. Ser. biol. (Bull. Rus. Acad. Sci. Ser. Biol.). 2014. N. 6. P. 573–585 (in Russian with English abstract)].
Литвинов М. А. Определитель микроскопических почвенных грибов. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1967. 303 с. [Litvinov M. A. Opredelitel’ mikroskopicheskikh pochvennykh gribov (Key to microscopic soil fungi). Leningrad: Nauka (Science). Leningrad Br., 1967. 303 p. (in Russian)].
Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д. Г. Звягинцева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 304 с. [Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii / Pod red. D. G. Zvyagintseva (Methods of soil microbiology and biochemistry / D. G. Zvyagintsev (Ed.). Moscow: Moscow Univ. Publ., 1991. 304 p. (in Russian)].
Напрасникова Е. В., Макарова А. П., Данилова А. А. Биологическая активность мерзлотно-таежной палевой слабоосолоделой почвы Центральной Якутии // Биол. науки. 1988. № 7. С. 93–97 [Naprasnikova E. V., Makarova A. P., Danilova A. A. Biologicheskaya aktivnost' merzlotno-taezhnoy palevoy slaboosolodeloy pochvy Tsentral'noy Yakutii (Biological activity of permafrost-taiga pale-yellow soil in Central Yakutia) // Biol. nauki (Biol. Sci.). 1988. N. 7. P. 93–97 (in Russian)].
Никитина З. И., Антоненко А. М. Бактериальная и мицелиальная биомасса в почвах таежных экосистем Прииртышья // Биол. науки. 1982. № 7. С. 70–76 [Nikitina Z. I., Antonenko A. M. Bakterial'naya i mitselial'naya biomassa v pochvakh taezhnykh ekosistem Priirtysh'ya (Bacterial and mycelial biomass in soils of taiga ecosystems in Priirtysh’e) // Biol. nauki (Biol. Sci.). 1982. N. 7. P. 70–76 (in Russian)].
Полянская Л. М., Гейдебрехт В. В., Степанов А. Л., Звягинцев Д. Г. Распределение численности и биомассы микроорганизмов по профилям зональных типов почв // Почвоведение. 1995. № 3. С. 322–328 [Polyanskaya L. M., Geydebrekht V. V., Stepanov A. L., Zvyagintsev D. G. Raspredelenie chislennosti i biomassy mikroorganizmov po profilyam zonal'nykh tipov pochv (Profile distributions of microorganisms number and biomass in zonal soils) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 1995. N. 3. P. 322–328 (in Russian with English abstract)].
Роде А. А. Система методов исследования в почвоведении. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1971. 92 с. [Rode A. A. Sistema metodov issledovaniya v pochvovedenii (System of the study methods in soil science). Novosibirsk: Nauka (Science), Sib. Br., 1971. 92 p. (in Russian)].
Розанов Б. Г. Морфология почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. 320 с. [Rozanov B. G. Morfologiya pochv (Morphology of soils). Moscow: Moscow Univ. Publ., 1983. 320 p. (in Russian)].
Саввинов Д. Д. Физика мерзлотных почв. Избр. тр. Новосибирск: Наука, 2013. 504 с. [Savvinov D. D. Fizika merzlotnykh pochv. Izbr. tr. (Physics of permafrost soils. Selected works). Novosibirsk: Nauka (Science), 2013. 504 p. (in Russian)].
Середина В. П., Спирина В. З. Показатели и методы оценки кислотно-основных и катионообменных свойств почв: учеб. пособ. Томск: Том. гос. ун-т, 2009. 130 с. [Seredina V. P., Spirina V. Z. Pokazateli i metody otsenki kislotno-osnovnykh i kationoobmennykh svoystv pochv: ucheb. posob. (Indicators and methods for assessing acid-base and cation-exchange properties of soils: tutorial). Tomsk: Tomsk St. Univ., 2009. 130 p. (in Russian)].
Скрыбыкина В. П. Подзолы Центральной Якутии // Наука и образование. 2017. № 2. С. 83–90 [Skrybykina V. P. Podzoly Tsentral'noy Yakutii (Podzols of central Yakutia) // Nauka i obrazovanie (Sci. & Educat.). 2017. N. 2. P. 83–90 (in Russian with English abstract)].
Чевычелов А. П., Скрыбыкина В. П., Васильева Т. И. Географо-генетические особенности формирования свойств и состава мерзлотных почв Центральной Якутии // Почвоведение. 2009. № 6. С. 648–657 [Chevychelov A. P., Skrybykina V. P., Vasil'eva T. I. Geografo-geneticheskie osobennosti formirovaniya svoystv i sostava merzlotnykh pochv Tsentral'noy Yakutii (Geographic and genetic specificity of permafrost-affected soils in central Yakutia) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 2009. N. 6. P. 648–657 (in Russian with English abstract)].
Щелчкова М. В., Охлопкова А. В., Иванова Т. И. Целлюлазная активность почв Южной Якутии // Наука и образование. 1999. № 2 (14). С. 30–36 [Shchelchkova M. V., Okhlopkova A. V., Ivanova T. I. Tsellyulaznaya aktivnost' pochv Yuzhnoy Yakutii (Cellulase activity of soils of Southern Yakutia) // Nauka i obrazovanie (Sci. & Educat.). 1999. N. 2 (14). P. 30–36 (in Russian)].
Щелчкова М. В., Стручкова Л. К. Микробиологическая характеристика мерзлотных степных и луговых почв Центральной Якутии // Вестн. СВФУ. 2016. № 2. С. 41–51 [Shchelchkova M. V., Struchkova L. K. Mikrobiologicheskaya kharakteristika merzlotnykh stepnykh i lugovykh pochv Tsentral'noy Yakutii (Microbiological characteristics of permafrost steppe and meadow soils of Central Yakutia) // Vestn. NEFU (Bull. North-East Fed. Univ.). 2016. N. 2. P. 41–51 (in Russian with English abstract)].
Chevychelov A. P., Skrybykina V. P., Vasil’eva T. I. Geographic and genetic specificity of permafrost-affected soils in central Yakutia // Euras. Soil Sci. 2009. V. 42. Iss. 6. P. 600–608 (Original Rus. Text © A. P. Chevychelov, V. P. Skrybykina, T. I. Vasil’eva, 2009, publ. in Pochvovedenie. 2009. N. 6. P. 648–657).
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 // Euras. Soil Sci. 2013. V. 46. Iss. 1. P. 61–73 (Original Rus. Text © I. D. Grodnitskaya, L. V. Karpenko, A. A. Knorre, S. N. Syrtsov, 2013, publ. in Pochvovedenie. 2013. N. 1. P. 67–79).
Ivanova T. I., Kuz'mina N. P., Chevychelov A. P. The number of microorganisms and the microbiological activity of human-modified cryogenic pale soils of Yakutia // Euras. Soil Sci. 2008 V. 41. N. 11. P. 1213–1220 (Original Rus. Text © T. I. Ivanova, N. P. Kuz’mina, A. P. Chevychelov, 2008, publ. in Pochvovedenie. 2008. N. 11. P. 1371–1380).
Ivanova T. I., Kuzmina N. P., Savvinov D. D. Microbial communities of frozen soils of the Tuimaada Valley in Central Sakha // Biol. Bull. Rus. Acad. Sci. 2014. V. 41. Iss. 6. P. 500–511 (Original Rus. Text © T. I. Ivanova, N. P. Kuzmina, D. D. Savvinov, 2014, publ. in Izv. Akad. Nauk. Ser. Biol. 2014. N. 6. P. 573–585).
