Оценка каталазной активности почвенного профиля методами многомерной статистики (на примере осушенных болот западной Сибири)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучали торфяные (Histosols) слабо, умеренно и интенсивно осушенные почвы, занятые сосняками (Pinus sylvetris L.). По данным сезонных наблюдений с помощью дискриминантного, канонического анализа, многомерного шкалирования и методов кластерного анализа (древовидная кластеризация и метод К средних) активность каталазы почвенного профиля разграничилась на две области – 0–10 и 10–30 см. Поверхностная – высоко активная, не однородная по кинетике реакций, в которой горизонты 0–5 и 5–10 см сгруппировались в три отдельных кластера в зависимости от глубины осушения. Нижняя область – относительно стабильной и сниженной каталазной активности объединила в один кластер горизонты 10–20 и 20–30 см почв разного уровня гидромелиорации. Взаимообусловленный эффект экологических факторов – температуры почв, влажности, окислительно-восстановительного потенциала и рН на активность каталазы составил 98%. Наибольший “вес” вносят гидротермические показатели с доминирующим вкладом объемной влажности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. Т. Ефремова

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: efr2@ksc.krasn.ru
Академгородок, 50/28, Красноярск, 660036

С. П. Ефремов

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: efr2@ksc.krasn.ru
Россия, Академгородок, 50/28, Красноярск, 660036

А. Ф. Аврова

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: efr2@ksc.krasn.ru
Россия, Академгородок, 50/28, Красноярск, 660036

Список литературы

  1. Агроклиматический справочник по Томской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 135 с.
  2. Арзамазова А. В., Гальцова А. Д., Кинжаев Р. Р., Григорьева И. И. Эффективность применения различных форм азотных удобрений при выращивании злаковых трав на нефтезагрязненной олиготрофной торфяной почве // Проблемы агрохимии и экологии. 2023. № 2. С. 41–47. https://doi.org/10.26178/AE.2023.51.52.007
  3. Боровиков В. П., Боровиков И. П. Statistica. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Инф. изд. дом Филинъ, 1997. 608 с.
  4. Вавуло Ф. П. Микрофлора основных типов почв БССР и их плодородие. Минск: Ураджай, 1972. 272 с.
  5. Дырин В. А. Активность каталазы в торфе целинного и рекультивируемого участков болотной экосистемы низинного типа // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2009. № 6 (84). С. 121–125.
  6. Ефремов С. П., Ефремова Т. Т. Влияние осушения на загруженность торфяной почвы корнями древесных и травянистых растений / Комплексная оценка болот и заболоченных лесов в связи с их мелиорацией. Новосибирск: Наука, 1973. С. 113–127.
  7. Ефремова Т. Т. Почвообразование и диагностика торфяных почв болотных экосистем // Почвоведение. 1992. № 12. С. 25–35.
  8. Ефремова Т. Т., Овчинникова Т. М., Суховольский В. Г. Многопараметрический анализ почвенных свойств лесных осушенных болот Западной Сибири // Почвоведение. 2006. № 6. С. 657–667.
  9. Ефремова Т. Т., Овчинникова Т. М. Оксидоредуктазная активность торфяных почв как показатель глубины биохимической трансформации лесных осушенных болот Западной Сибири // Известия РАН. Серия биологическая. 2007. № 3. С. 360–367.
  10. Ефремова Т. Т., Ефремов С. П., Воронков П. Т. Регрессионный анализ ферментативной активности осушенных торфяных почв / Особенности лесо-болотных экосистем Западной Сибири. Красноярск, 1978. С. 111–131.
  11. Ефремова Т. Т., Ефремов С. П., Аврова А. Ф. Сезонная активность почвенной пероксидазы в осушенных болотных сосняках Западной Сибири: системно-экологический анализ // Почвоведение. 2023. № 10. С. 1244–1258. https://doi.org/10.31857/S0032180X23600774
  12. Загуральская Л. М. Микронаселение торфяно-болотных почв Томской области / Взаимоотношение леса и болота. М.: Наука, 1967. С. 56–81.
  13. Инишева Л. И., Порохина Е. В., Аристархова В. Е., Боровкова А. Ф. Выработанные торфяные месторождения, их характеристика и функционирование. Томск: Изд-во ТГПУ, 2007. 225 с.
  14. Инишева Л. И., Шайдак Л., Сергеева М. А. Динамика биохимических процессов и окислительно-восстановительное состояние в геохимически сопряженных ландшафтах олиготрофного болота // Почвоведение. 2016. № 4. с. 505–513. https://doi.org/10.7868/S0032180X16040055
  15. Кауричев И. С., Орлов Д. С. Окислительно-восстановительные процессы и их роль в генезисе и плодородии почв. М.: Колос, 1982. 247.
  16. Козловская Л. С.,Медведева В.М., Пьявченко Н. И. Динамика органического вещества в процессе торфообразовния. Л.: Наука, 1976. 176 с.
  17. Купревич В. Ф., Щербакова Т. А. Почвенная энзимология. Минск: Наука и техника, 1966. 273 с.
  18. Ларина Г. В., Инишева Л. И., Порохина Е. В. Ферментативная активность болот горного Алтая // Вестник Алтайского гос. аграр. ун-та. 2016. № 10 (144). С. 60–68.
  19. Мелехина Е. Н., Макарова М. Ю., Щемелинина Т. Н., Анчугова Е. М., Канев В. В. Восстановительные сукцессии биоты в торфяной почве с нефтяным загрязнением при различных методах биологической рекультивации // Почвоведение. 2015. № 6. С. 740–750. https://doi.org/10.7868/S0032180X15060076
  20. Морозова Р. М. К вопросу о классификации болотных и осушенных почв / Изменение лесоболотных биогеоценозов под влиянием осушения Петрозаводск, 1986. С. 108–124.
  21. Наумова Г. В., Жмакова Н. А., Макарова Н. Л., Рассоха Н. Ф., Овчинникова Т. Ф. Энзиматическая активность торфа естественной и разрабатываемой торфяной залежи // Природопользование. 2018. №1. С. 208–216.
  22. Порохина Е. В., Голубина О. А. Ферментативная активность в торфяных залежах болота Таган // Вестник Томского гос. пед. ун-та. 2012. Т. 122. № 7. С. 171–176.
  23. Пьявченко Н. И. О диагностике типов торфяных почв и залежей при изысканиях и проектировании лесоосушительных мелиораций / Исследования по лесному болотоведению и мелиорации. Петрозаводск, 1978. С. 5–24.
  24. Рабочая группа IUSS WRB. 2015. Мировая реферативная база почвенных ресурсов 2014, исправленная и дополненная версия 2015. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и создания легенд почвенных карт. Доклады о мировых почвенных ресурсах №106. ФАО, Рим. 203 с.
  25. Скрынникова И. Н. Классификация целинных болотных и мелиоративных торфяных почв СССР // Почвоведение. 1964. № 5. С. 14–27.
  26. Федотов Г. Н., Добровольский Г. В. Коллоидно-химическая модель для описания некоторых почвенных процессов // Почвоведение. 2006. № 5. С. 535–545.
  27. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.
  28. Хазиев Ф. Х. Основы системно-экологического анализа ферментативной активности почв / Экологические условия и ферментативная активность почв. Уфа, 1979. с. 3–17.
  29. Хазиев Ф. Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.
  30. Хазиев Ф. Х. Экологические связи ферментативной активности почв. http://ecobiotech-journal.ru Экобиотех. 2018. Т. 1. № 2. с. 80–92.
  31. Халафян А. А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. 3-е изд. Учебник. М.: ООО “Бином-Пресс”, 2007. 515 с.
  32. Щербакова Т. А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества (в естественных искусственных фитоценозах). Минск: Наука и техника, 1983. 222 С.
  33. Alves R. J.E., Callejas I. A., Marschmann G., Mooshammer M., Singh H. W., Whitney B., Torn M. S., Brodie E. L. Kinetic Properties of Microbial Exoenzymes Vary with Soil Depth but Have Similar Temperature Sensitivities Through the Soil Profile // Frontiers in Microbiology. 2021. V. 12. EDN: FOJYIS/https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.735282
  34. Baldrian P., Stursova M. Enzymes in Forest Soils / Soil Enzymology. Berlin: Springer-Verlag, 2011. P. 61–73. https://doi.org/10.1007/978-3-642-14225-3_4
  35. Blońska E. Enzyme activity in forest peat soils // Folia Forestalia Polonica. 2010. V. 52. № 1. P. 20–25. https://doi.org/10.5281/zenodo.30612
  36. Bobuľská L., Fazekašová D., Angelovičová L. Vertical Profiles of Soil Properties and Microbial Activities in Peatbog Soils in Slovakia // Environmental Processes. 2015. V. 2. P. 411–418. https://doi.org/10.1007/s40710-015-0073-7
  37. Brockett B., Prescott C., Grayston S. Soil Moisture is the Major Factor Influencing Microbial Community Structure and Enzyme Activities Across Seven Biogeoclimatic Zones in Western Canada // Soil Biology and Biochemistry. 2012. V. 44. № 1. P. 9–20. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.09.003
  38. Burns R. G., DeForest J.L., Marxsen J., Sinsabaugh R. L., Stromberger M. E., Wallenstein M. D., Weintraub M. N., Zoppini A. Soil enzymes in a changing environment: Current knowledge and future directions // Soil Biol. Biochem. 2013. V. 58. P. 216–234. EDN: RJPORR https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2012.11.009

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Средние многолетние уровни стояния почвенно-грунтовых вод за период наблюдений (июнь–октябрь) в осушенных торфяных почвах болотных сосняков. Индексы степени осушения почв: M – слабая, S – средняя, L – интенсивная для рис. 1–3.

Скачать (27KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Активность каталазы торфяных почв разной степени осушения в среднем за период наблюдений (июнь–октябрь).

Скачать (29KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дендрограмма древовидной кластеризации горизонтов торфяных почв разной степени осушения по активности каталазы – а, размещение кластеров на плоскости – б. Глубины горизонтов: a – 0–5, b– 5–10, c – 10–20, d – 20–30 см.

Скачать (28KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Парная регрессионная связь кластеров горизонтов осушенных торфяных почв с факторами среды. а – температура почв, оС, б – объемная влажность, %, в – окислительно-восстановительный потенциал, мВ, г – рН.

Скачать (19KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дифференциация профиля осушенной торфяной почвы на области сезонной вариации активности каталазы. а – зона высокой активности и динамичной сезонной вариабельности, б – сравнительно слабой активности и относительно стабильной динамики. Глубина горизонтов: 1 – 0–5, 2 – 5–10, 3 – 10–20, 4 – 20–30 см.

Скачать (31KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025