Сравнительная оценка биологической активности почв верхней дельты р. Селенга по содержанию ферментов

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018; : 6-23

Сравнительная оценка биологической активности почв верхней дельты р. Селенга по содержанию ферментов

Макушкин Э. О.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/1

Аннотация

Почвы верхней дельты р. Селенга формируются в засушливых условиях и испытывают значительную пастбищную нагрузку, что негативно сказывается на их способности выполнять экосистемные функции. Цель исследования -оценить биологическую активность почв дельты, развивающихся в условиях климатических и антропогенных стрессов. В качестве индикаторов степени биологической активности выбраны ферменты каталаза, протеаза и уреаза. Показано, что в период максимального прогревания в почвах всех биотопов наиболее высокое содержание имеет протеаза. Установлено, что для гумусовых горизонтов всех исследованных почв характерно высокое содержание каталазы, а в погребенных гумусовых горизонтах и песчаном аллювии (гор. С) - среднее. По содержаниюуреазы почвы характеризуются слабой биологической активностью. Выявлено повышение биологической активности в почвах биотопов, где имело место поступление свежего растительного опада по причине засушливыхусловий, а в центральной пойме ещё и отходов жизнедеятельности крупнорогатого скота. Почвы понижений в центральной пойме более увлажнены, имеют более высокое содержание гумуса и физической глины, чем почвы островов, поэтому биологическая активность у них выше (P_U<0,05).

Список литературы

1. Тулохонов А.К. О геоморфологической индикации режима новейших тектонических движений // Доклады Академии наук. 2008. Т. 423, № 4. С. 511-515.

2. Трофимова И.Е. Структура мезоклиматов Усть-Селенгинской котловины // География и природные ресурсы. 2005. № 2. С. 46-52.

3. Макушкин Э.О. Сравнительная оценка гумусного состояния почв пастбищ и фоновых участков дельты р. Селенга // Агрохимия. 2015. № 12. С. 28-36.

4. Доклад Гидрометцентра Читинского ЦГМС России, Забайкальского УГМС России / сост. Л.И. Бенкова: [сайт]. URL: http//method.hydromet.ru/cvent/dec05/doklad/ (дата обращения: 05.12.2005).

5. Последствия изменения климата: прогноз для регионов Сибири [сайт]. URL: http// ineca.ru>Environmental consulting / (дата обращения: 28.06.2016).

6. Marinari S., Carbone S., Vittori Antisari L., Vianello G., Grego S. Microbial activity and functional diversity in psamment soils forested coastal dune-swale system // Geoderma. 2012. № 173-174. PP. 249-257.

7. Kobierski M., Piotrowska A. Profile distribution of heavy metals and enzymatic activity in fluvisoils of Vistula river valley // Fresenius Environmental Bulletin. Special edition SI. 2010. Vol. 19, № 2A. PP. 303-311.

8. Freimann R., Burgmann H., Findlay S.E.G., Robinson C.T. Hydrologic linkages drive spatial structuring of bacterial assemblages and functioning in alpine floodplains // Frontiers in Microbiology. 03 November 2015. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01221.

9. Zheng L., Zhang M., Xiao R., Chen J., Yu F. Impact of salinity and Pb on enzyme activities of a saline soil from the Yellow River delta: A microcosm study // Physics and Chemistry of the Earth. 2017. № 97. PP. 77-87.

10. Wang R., Sun J., Lu Z.H. Effect of soil ameliorants on the biochemical properties of coastal saline-alkali soil in the Yellow River Delta // Shengtai Xuebao / Acta Ecologica Sinica. 2017. Vol. 37, № 2. PP. 425-431.

11. Luo X., Chen L., Zheng H., Wang Z., Xing B. Biochar addition reduced net N mineralization of a coastal wetland soil in the Yellow River Delta, China // Geoderma. 2016. № 282. PP. 120-128.

12. Cao D., Shi F., Koike T., Lu Z., Sun J. Halophyte plant communities affecting enzyme activity and microbes in saline soils of the Yellow River Delta in China // Clean-Soil, Air, Water. Vol. 42, №10. PP. 1433-1440.

13. Макушкин Э.О., Сорокин Н.Д., Корсунов В.М. Состояние микробных сообществ почв в различных условиях их поемности в дельте Селенги. Улан-Удэ : Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. 160 с.

14. Макушкин Э.О., Сорокин Н.Д. Ферментативная активность почв островов правобережья дельты Селенги (Байкальский регион) // Сибирский экологический журнал. 2013. № 5. С. 703-715.

15. Baldanov N.D., Korsunova Ts.D., Chimitdorzieva G.D., Milheev E.U. Destruction of organic substance and biological activity of alluvial plain soils in Selenga river delta // Science for Watershed Conservation: Multidisciplinary Approaches for Natural Resource Management: Abstracts of the International Conference. Ulan-Ude (Russia) - Ulan Bator (Mongolia). Sept. 1-8. Ulan-Ude : Publishing House of the Buryat Scientific Center, SB RAS. 2004. Vol. 2. PP. 104-105.

16. Korsunova Ts.D., Baldanov N.D. About ureasa activity in valley soils of Selenga river delta // Science for Watershed Conservation: Multidisciplinary Approaches for Natural Resource Management: Abstracts of the International Conference. Ulan-Ude (Russia) - Ulan Bator (Mongolia). Sept. 1-8. Ulan-Ude : Publishing House of the Buryat Scientific Center, SB RAS. 2004. Vol. 2. PP. 113-114.

17. Великая эпоха. Строительство ГЭС в Монголии грозит исчезновением Байкала [сайт, дата обновления: 24.05.2016]. URL: epochtimes.ru/stroitelstvo-ges-v (дата обращения: 05.11.2016).

18. Sakho I., Dupont J.P., Cisse M.T., Sanae El. Janyani, Soda L. Hydrological responses to rainfall variability and dam construction: a case study of the upper Senegal River basin // Environmental Earth Sciences. 2017. № 76. Р. 253. doi:10.1007/s12665-017-6570-481.

19. Розанов Б.Г. Морфология почв : учебник для высшей школы. М. : Академический проект, 2004. 432 с.

20. Полевой определитель почв России / ред. К.Т. Острикова (зав. ред.-изд. группой). М. : Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.

21. Классификация и диагностика почв СССР / сост. В.В Егоров, В.М. Фридланд, Е.Н. Иванова, Н.Н. Розов и др. М. : Колос, 1977. 223 с.

22. Мировая коррелятивная база почвенных ресурсов: основа для международной классификации и корреляции почв / сост. и науч. ред. В.О. Таргульян, М.И. Герасимова ; пер. М.И. Герасимовой. М. : Товарищество научных изданий КМК, 2007. 278 с.

23. Макушкин Э.О. Диагностика почв верховьев дельты р. Селенги // Вестник КрасГАУ 2012. Вып. 10. С. 34-38.

24. Макушкин Э.О. Диагностика слоисто-аллювиальных гумусовых почв первичного ствола почвообразования дельты р. Селенги // Вестник КрасГАУ 2014. Вып. 9. С. 5862.

25. Определитель растений Бурятии / сост. О.А. Аненхонов, Т.Д. Пыхалова, К.И. Осипов, И.Р. Сэкулич, Н.К. Бадмаева, Б.Б. Намзалов, Л.В. Кривобоков, М.С. Мункуева, А.В. Суткин, Д.Б. Тубшинова, Д.Я. Тубанова. Улан-Удэ : Изд-во ИОЭБ СО РАН, 2001. 672 с.

26. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д : Изд-во РГУ, 2003. 204 с.

27. Агрохимические методы исследования почв / ред. А.В. Соколов. М. : Наука, 1975. 656 с.

28. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л. : Медицина, 1973. 141 c.

29. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004. № 8. С. 918-926.

30. Chevallier T., Cournac L., Hamdi S., Gallali T., Bernoux M. Temperature dependence of CO2 emissions rates and isotopic signature from a calcareous soil // Journal of Arid Environments. 2016. № 135. PR 132-139.

31. Bodmer P., Freimann R., von Fumetti S., Robinson C.T., Doering M. Spatio-temporal relationships between habitat types and microbial function of an upland floodplain // Aquatic Sciences. 2016. Vol. 78, № 2. PP. 241-254.

32. Сарула, Чэнь Х., Хоу С., Убугунов Л.Л., Вишнякова О.В., У С., Рен В., Дин Ю. Запасы углерода в типичной степи при различном управлении выпасом // Почвоведение. 2014. № 11. С. 1365-1374.

33. Копцик Г.Н., Кадулин М.С., Захарова А.И. Влияние техногенного загрязнения на эмиссию диоксида углерода почвами в Кольской субарктике // Журнал общей биологии. 2015. Т. 76, № 1. С. 48-62.

Tomsk State University Journal of Biology. 2018; : 6-23

A comparative assessment of the biological activity of soils in the Selenga river upper delta according to the content of enzymes

Makushkin E. O.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/1

Abstract

Soils of the Selenga river upper delta main tributary of the freshwater Lake Baikal experience arid conditions, as well as the influence of uncontrolled pasture use by cattle in the areas of the central floodplain (hereinafter "floodplain"). The aim of the study was to compare the biological activity (hereinafter "activity") of soils of hard-to-reach islands and floodplains according to the degree of enrichment with catalase, protease and urease. In August 2005, soil samples from the upper horizons of 8 soil profiles were selected for the study in the same period. Three soil profiles (prof. 1-05-3-05) were laid on two islands upstream from the village of Murzino, Kabansky district of the Republic of Buryatia. Two were on the island "Residence", opposite Murzino, on the other side of the river (prof. 4-05 and prof. 5-05). In the floodplain near Murzino 3 incisions were laid. Profile 6-05 was on the edge of the Selenga river bed, regulated by a dam, and now a small pond. Profile 7-05 was 200 m from an artificial dam east of Murzino. Profile 8-05 was on the elevated terrain, about 500 m from the river bed. The geographic coordinates of biotopes are given in the paper. The enzymatic activity of soils was investigated according to the standard methods described in the practical guide of KSh Kazeeva et al. (2003). Other methods of soil investigation were used from the classic manual "Agrochemical Methods of Soil Research" (1975). The most pronounced activity of soils is the degree of enrichment with protease, a very high degree. The activity was high according to the content of catalase. According to urease, the activity was weak in all soils (See Table 1). In arid conditions in biotopes with an increasing terrain, the activation of soil enzymes was influenced by the arrival of fresh plant litter, and in the floodplain, in addition, the supply of cow's waste products from the livelihoods. The soils of the lowlands of the floodplain are more moistened than the soil of the islands, they have better parameters for the content of humus and physical clay (See Table 2), therefore, the activity of enzymes is higher than that of island soils (differences are statistically significant, P_U<0.05). Correlation analysis was performed comparing the series of values of the enzyme content, water-soluble ammonia, nitrates in the day horizons of delta soils with a series of values of physical and agrochemical parameters (See Table 3). A complete direct correlation was found between the soil moisture content and the protease content (r= +1.00). With these parameters and the contents of water-soluble ammonia, there is a strong correlation (r = +0.81). With the same soil indices and catalase (r= + 0.18), urease (r= + 0.20) there is a weak degree of correlation. The inverse of the average degree of correlation is also with the moisture values and the series of values of the nitrate content (r= -0.55). Positive correlation between pH values of water and values of all enzymes: with catalase (r= +0.43), with protease (r= +0.54), and with urease (r= +0.4). Positive correlation is determined between the values of cations Mg²+, Na² + and mobile phosphorus (P₂O₅), on the one hand, and the contents of enzymes and CO₂ emission values, on the other hand (See Table 3). In general, the biological activity of soils in the floodplain is higher than that of soils of less humidified islands.

References

1. Tulokhonov A.K. O geomorfologicheskoi indikatsii rezhima noveishikh tektonicheskikh dvizhenii // Doklady Akademii nauk. 2008. T. 423, № 4. S. 511-515.

2. Trofimova I.E. Struktura mezoklimatov Ust'-Selenginskoi kotloviny // Geografiya i prirodnye resursy. 2005. № 2. S. 46-52.

3. Makushkin E.O. Sravnitel'naya otsenka gumusnogo sostoyaniya pochv pastbishch i fonovykh uchastkov del'ty r. Selenga // Agrokhimiya. 2015. № 12. S. 28-36.

4. Doklad Gidromettsentra Chitinskogo TsGMS Rossii, Zabaikal'skogo UGMS Rossii / sost. L.I. Benkova: [sait]. URL: http//method.hydromet.ru/cvent/dec05/doklad/ (data obrashcheniya: 05.12.2005).

5. Posledstviya izmeneniya klimata: prognoz dlya regionov Sibiri [sait]. URL: http// ineca.ru>Environmental consulting / (data obrashcheniya: 28.06.2016).

11. Luo X., Chen L., Zheng H., Wang Z., Xing B. Biochar addition reduced net N mineralization of a coastal wetland soil in the Yellow River Delta, China // Geoderma. 2016. № 282. PP. 120-128.

13. Makushkin E.O., Sorokin N.D., Korsunov V.M. Sostoyanie mikrobnykh soobshchestv pochv v razlichnykh usloviyakh ikh poemnosti v del'te Selengi. Ulan-Ude : Izd-vo BNTs SO RAN, 2007. 160 s.

14. Makushkin E.O., Sorokin N.D. Fermentativnaya aktivnost' pochv ostrovov pravoberezh'ya del'ty Selengi (Baikal'skii region) // Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2013. № 5. S. 703-715.

17. Velikaya epokha. Stroitel'stvo GES v Mongolii grozit ischeznoveniem Baikala [sait, data obnovleniya: 24.05.2016]. URL: epochtimes.ru/stroitelstvo-ges-v (data obrashcheniya: 05.11.2016).

19. Rozanov B.G. Morfologiya pochv : uchebnik dlya vysshei shkoly. M. : Akademicheskii proekt, 2004. 432 s.

20. Polevoi opredelitel' pochv Rossii / red. K.T. Ostrikova (zav. red.-izd. gruppoi). M. : Pochvennyi institut im. V.V. Dokuchaeva, 2008. 182 s.

21. Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR / sost. V.V Egorov, V.M. Fridland, E.N. Ivanova, N.N. Rozov i dr. M. : Kolos, 1977. 223 s.

22. Mirovaya korrelyativnaya baza pochvennykh resursov: osnova dlya mezhdunarodnoi klassifikatsii i korrelyatsii pochv / sost. i nauch. red. V.O. Targul'yan, M.I. Gerasimova ; per. M.I. Gerasimovoi. M. : Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2007. 278 s.

23. Makushkin E.O. Diagnostika pochv verkhov'ev del'ty r. Selengi // Vestnik KrasGAU 2012. Vyp. 10. S. 34-38.

24. Makushkin E.O. Diagnostika sloisto-allyuvial'nykh gumusovykh pochv pervichnogo stvola pochvoobrazovaniya del'ty r. Selengi // Vestnik KrasGAU 2014. Vyp. 9. S. 5862.

25. Opredelitel' rastenii Buryatii / sost. O.A. Anenkhonov, T.D. Pykhalova, K.I. Osipov, I.R. Sekulich, N.K. Badmaeva, B.B. Namzalov, L.V. Krivobokov, M.S. Munkueva, A.V. Sutkin, D.B. Tubshinova, D.Ya. Tubanova. Ulan-Ude : Izd-vo IOEB SO RAN, 2001. 672 s.

26. Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Val'kov V.F. Biologicheskaya diagnostika i indikatsiya pochv: metodologiya i metody issledovanii. Rostov n/D : Izd-vo RGU, 2003. 204 s.

27. Agrokhimicheskie metody issledovaniya pochv / red. A.V. Sokolov. M. : Nauka, 1975. 656 s.

28. Gubler E.V., Genkin A.A. Primenenie neparametricheskikh kriteriev statistiki v mediko-biologicheskikh issledovaniyakh. L. : Meditsina, 1973. 141 c.

29. Orlov D.S., Biryukova O.N., Rozanova M.S. Dopolnitel'nye pokazateli gumusnogo sostoyaniya pochv i ikh geneticheskikh gorizontov // Pochvovedenie. 2004. № 8. S. 918-926.

32. Sarula, Chen' Kh., Khou S., Ubugunov L.L., Vishnyakova O.V., U S., Ren V., Din Yu. Zapasy ugleroda v tipichnoi stepi pri razlichnom upravlenii vypasom // Pochvovedenie. 2014. № 11. S. 1365-1374.

33. Koptsik G.N., Kadulin M.S., Zakharova A.I. Vliyanie tekhnogennogo zagryazneniya na emissiyu dioksida ugleroda pochvami v Kol'skoi subarktike // Zhurnal obshchei biologii. 2015. T. 76, № 1. S. 48-62.

Сравнительная оценка биологической активности почв верхней дельты р. Селенга по содержанию ферментов

Аннотация

A comparative assessment of the biological activity of soils in the Selenga river upper delta according to the content of enzymes

Abstract

События

EasyCookieInfo