ПОТЕНЦИАЛ НИТРИФИКАЦИИ И СВЯЗЫВАНИЯ УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ РАЗНОГО СРОКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ПОСЛЕ ПЕРЕХОДА ОТ БОГАРНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ К ЗАЛИВНЫМ РИСОВЫМ ПОЛЯМ

Аннотация

Нитрификация является одним из ключевых процессов трансформации азота в почве и оказывает влияние на эффективность использования азотных удобрений, миграцию нитратного азота и формирование потоков парниковых газов. При преобразовании засушливых земель
в заливные рисовые поля изменяются кислородный режим, влажность, содержание минеральных
форм азота и активность нитрифицирующих микроорганизмов, однако вклад аммонийокисляющих
микроорганизмов в нитрификацию и образование органического углерода почвы остается недостаточно изученным. Цель исследования – оценить потенциал нитрификации и связывания углерода в
почвах разного срока использования после перехода от богарного земледелия к заливным рисовым
полям, а также определить роль аммонийокисляющих микроорганизмов в данных процессах. Задачи исследования включали отбор почв с различной продолжительностью периода после преобразования, проведение лабораторного микрокосмового эксперимента с использованием стабильного
изотопа 13C, определение содержания аммонийного и нитратного азота, оценку численности генов amoA у аммонийокисляющих архей и бактерий методом количественной ПЦР и расчет чистого образования 13C-SOC. Исследование проведено на образцах почв, отобранных в 2022 г. в районе рисовых полей Цзяньсаньцзян провинции Хэйлунцзян. Установлено, что после 28 суток микрокосмового культивирования содержание аммонийного азота во всех вариантах снизилось, а содержание нитратного азота увеличилось. Наиболее выраженное снижение аммонийного азота отмечено в варианте 8PS: с 211 до 5,16 мг N кг⁻¹, а наибольшее накопление нитратного азота – в вариантах 30PS и 8PS: до 83,6 и 78,2 мг N кг⁻¹ соответственно. Численность AOB в варианте 8PS увеличилась со 190 до 2,51×104 копий гена amoA г⁻¹ сухой массы почвы, что свидетельствует об их участии в усилении нитрификационной активности. Чистое образование 13C-SOC в вариантах US, 3PS, 8PS, 15PS, 20PS и 30PS составило 34,4; 31,8; 32,0; 33,9; 27,0 и 34,1 мкг 13C г⁻¹ почвы соответственно. Полученные данные подтверждают, что нитрифицирующие микроорганизмы участвуют не только в трансформации азота, но и в фиксации углерода в составе органического вещества почвы.

Ключевые слова: аммонийный азот, аммонийокисляющие микроорганизмы, богарные земли, нитратный азот, нитрификация, отслеживание 13C, рисовые поля, углерод почвы

Об авторах