Влияние эдафических факторов на активность ферментов почвы в подкроновом пространстве древесных растений в условиях Кемеровской области
Оксана Леонидовна Цандекова, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Кемерово, Россия, zandekova@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-9768-3084
Аннотация
В статье представлены результаты влияния эдафических факторов на активность гидролитических ферментов (инвертазы, протеазы, фосфатазы) почвы в подкроновом пространстве древесных видов. Объектом исследований служили почвы под кроной деревьев (Acer negundo L., Betula pendula Roth, Prunus padus L.), произрастающих в условиях нарушенных фитоценозов г. Кемерово. В исследуемых образцах выявлена сезонная динамика содержания почвенных ферментов с летним максимумом. Содержание почвенных ферментов под кроной всех исследуемых древесных видов выше на 6—9%, чем вне кроны. У образцов активность инвертазы преобладала над другими гидролазами в почве. Максимальные отличия от контроля по активности инвертазы и протеазы выявлены на площадке с участием P. padus (в среднем на 11 и 9% соответственно), по активности фосфатазы — на площадке с участием A. negundo (на 11%). Полученные данные можно использовать в мониторинговых исследованиях для оценки состояния почвенной микробиоты.
Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФИЦ УУХ СО РАН по теме «Разработка научных основ оценки состояния и восстановления флористического разнообразия in situ и ex situ в регионах с высокой степенью деградации экосистем в результате антропогенного и техногенного воздействий» (номер государственной регистрации 124041100075-7)
Для цитирования:
Цандекова О. Л. Влияние эдафических факторов на активность ферментов почвы в подкроновом пространстве древесных растений в условиях Кемеровской области // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2025. № 3 (55). С. 68—77. URL: http://vestospu.ru/archive/2025/articles/55/5_55_2025.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2025.55.5.
1. Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ: Основы химического взаимодействия растений. Киев : Наукова думка, 1965. 198 с.
2. Зайцева О. В., Максимова Е. В., Макурина О. Н. Динамика целлюлозоразлагающей, инвертазной и полифенолоксидазной активностей почвенной микрофлоры Самарской области // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2006. № 9 (49). С. 138—144.
3. Звягинцев Д. Г., Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв : учеб. М. : Изд-во МГУ, 2005. 445 с.
4. Казеев К. Ш., Колесников С. И., Вальков В. Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов-на-Дону : Изд-во РГУ, 2003. 216 с.
5. Практикум по агрохимии / под ред. В. Г. Минеева. М. : МГУ, 2001. 689 с.
6. Сакбаева З. И. Влияние ферментативной активности фосфатаз на экологическое состояние сероземных почв предгорий Ферганы // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. URL: https://s.science-education.ru/pdf/2014/5/672.pdf.
7. Сорокина О. А. Влияние искусственных древесно-кустарниковых насаждений на биологическую активность почв в степях Хакасии // Лесоведение. 2023. № 1. C. 77—84. DOI: 10.31857/S0024114823010096.
8. Титова В. И., Козлов А. В. Методы оценки функционирования микробоценоза почвы, участвующего в трансформации органического вещества : науч.-метод. пособие / Нижегородская сельскохозяйственная академия. Нижний Новгород, 2012. 64 с.
9. Умарова А. Б., Бекетская Т. В., Железова С. В. Трансформация физических и химических свойств модельной почвы под воздействием древесной растительности // Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 6 (100). С. 629—632.
10. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М. : Наука, 2005. 252 с.
11. Хазиев Ф. Х. Функциональная роль ферментов в почвенных процессах // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2015. Т. 20, № 2 (78). С. 14—24.
12. Хежева Ф. В., Улигова Т. С., Темботов Р. Х. Оценка ферментативной активности черноземов естественных биоценозов степной зоны и лесостепного пояса Центрального Кавказа // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, № 1 (4). С. 1075—1078.
13. Цандекова О. Л., Макеева Н. А. Оценка биологической активности почвы в луговых фитоценозах с участием клена ясенелистного // Труды Карельского научного центра РАН. 2024, № 3. С. 41—50. DOI: 10.17076/eco1820.
14. Цандекова О. Л., Уфимцев В. И. Ферментативная активность почвы под насаждениями клена ясенелистного в условиях пойменных лесных биогеоценозов // Лесоведение. 2021. № 4. С. 437—445. DOI: 10.31857/S0024114821040112.
15. Baldrian P., Merhautová V., Petránková M., Cajthaml T., Šnajdr J. Distribution of microbial biomass and activity of extracellular enzymes in a hardwood forest soil reflect soil moisture content // Applied Soil Ecology. 2010. Vol. 46. P. 177—182. DOI: 10.1016/j.apsoil.2010.08.013.
16. Boerner R. E. J., Brinkman J. A., Smith A. Seasonal variations in enzyme activity and organic carbon in soil of a burned and unburned hardwood forest // Soil Biology and Biochemistry. 2005. Vol. 37. P. 1419—1426. DOI: 10.1016/j.soilbio.2004.12.012.
17. Cotrufo F. M., Soong J. L., Horton A. J., Campbell E. E., Haddix M. L., Wall D. H., Parton W. J. Formation of Soil Organic Matter via Biochemical and Physical Pathways of Litter Mass Loss // Nature Geoscience. 2015. Vol. 8, N 10. P. 776—779. DOI: 10.1038/ngeo2520.
18. Hu R., Wang X., Zhang Ya., Shi W., Chen N. Insight into the influence of sand-stabilizing shrubs on soil enzyme activity in a temperate desert // Catena. 2016. Vol. 137. P. 526—535. DOI: 10.1016/j.catena.2015.10.022.
19. Li J., Tang X., Awasthi M. К., Wu F., Ha S., Ma J., Sun X., He Ch. Dynamics of soil microbial biomass and enzyme activities along a chronosequence of desertified land revegetation // Ecological Engineering. 2018. Vol. 111. P. 22—30. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2017.11.006.
20. Ling A., Fuzhong W., Xuebo F., Ying Y., Yu Zh., Xiaping Zh., Jingjing Zh., Xiangyin N. Different effects of litter and root inputs on soil enzyme activities in terrestrial ecosystems // Applied Soil Ecology. 2023. Vol. 183. Art. 104764. DOI: 10.1016/j.apsoil.2022.104764.
21. Mao B., Cui T., Su T., Xu Q., Lu F., Su H., Zhang J., Xiao Sh. Mixed-litter effects of fresh leaf semi-decomposed litter and fine root on soil enzyme activity and microbial community in an evergreen broadleaf karst forest in southwest China // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Art. 1065807. DOI: 10.3389/fpls.2022.1065807.
22. Moghimian N., Hosseini S. M., Kooch Ya., Darki B. Z. Impacts of changes in land use/cover on soil microbial and enzyme activities // Catena. 2017. Vol. 157. P. 407—414. DOI: 10.1016/j.catena.2017.06.003.
23. Porté A. J., Lamarque L. J., Lortie C. J., Michalet R., Delzon S. Invasive Acer negundo outperforms native species in non-limiting resource environments due to its higher phenotypic plasticity // BMC Ecology. 2011. Vol. 11, N 1. P. 11—28. DOI: 10.1186/1472-6785-11-28.
24. Saccone P., Pagès J. P., Girel J., Brun J. J., Michalet R. Acer negundo invasion along a successional gradient: early direct facilitation by native pioneers and late indirect facilitation by conspecifics // New Phytologist. 2010. Vol. 187. P. 831—842. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2010.03289.
25. Staszel-Szlachta K., Lasota J., Szlachta A., Blonska E. The impact of root systems and their exudates in different tree species on soil properties and microorganisms in a temperate forest ecosystem // BMC Plant Biology. 2024. Vol. 24. Art. 45. DOI: 10.1186/s12870-024-04724-2.
26. Tomar U., Baishya R. Seasonality and moisture regime control soil respiration, enzyme activities, and soil microbial biomass carbon in a semi-arid forest of Delhi, India // Ecological Processes. 2020. Vol. 9. Art. 50. DOI: 10.1186/s13717-020-00252-7.
27. Yu P., Tang X., Zhang A., Fan G., Liu Sh. Responses of soil specific enzyme activities to short-term land use conversions in a salt-affected region, northeastern China // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 687. P. 939—945. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.171.