Почвоведы РУДН разработали новый метод оценки качества почвы
Исследования, связанные с одновременным измерением эмиссии СО2 из почвы разного землепользования и ее микробными свойствами, проводятся не столь часто, а результаты таких исследований во многом бывают противоречивыми. Поэтому для изучения возможной взаимосвязи этих показателей почвоведы из РУДН совместно с коллегами из ИФХиПП РАН (Пущино) проанализировали черноземные почвы целинной степи, широколиственного леса, чистого пара и города, локализованные в лесостепной зоне европейской России (Курская область).
Преобразование естественных экосистем в пахотные и городские приводит к ухудшению функционирования почвенного микробного сообщества и выражается в уменьшении его биомассы и ее дыхательной активности. Принимая во внимание, что не менее половины потока СО2 с поверхности почвы в атмосферу обеспечивается дыханием почвенных микроорганизмов (образование СО2), а трансформация наземных экосистем сопровождается, как правило, ухудшением функционирования почвенного микробного сообщества (уменьшение биомассы, угнетение дыхательной активности) и снижением содержания доступного почвенного органического углерода, почвоведы выдвинули научную гипотезу о том, что между эмиссией СО2 из почвы и ее микробными свойствами должна быть определенная взаимосвязь.
«Учитывая, что эмиссия СО2 из почвы регулируется гидротермическими условиями (температура, влажность), а для почв степной зоны важное значение имеет ее влажность, то оценка микробного дыхания этих почв в течение вегетационного периода позволит выявить ее взаимосвязь с эмиссионным потоком этого газа», — говорит соавтор статьи Кристина Иващенко из РУДН.
Ежемесячно с мая по октябрь почвоведы РУДН измеряли в естественных условиях эмиссию СО2 чернозема степи некосимой, леса (дубрава), чистого пара и луга (расположен в городе). Эмиссию СО2 с поверхности почвы определяли методом закрытой камеры с помощью инфракрасного газоанализатора. Сразу после измерения эмиссионной активности почвы были отобраны ее образцы из верхнего 10-ти см слоя, которые затем доставляли в лабораторию для измерения микробиологических показателей. Содержание углерода микробной биомассы (СМИК) анализировали с помощью метода субстрат-индуцированного дыхания, который основан на дыхательном отклике почвенных микроорганизмов на внесение в почву одного из основных метаболитов разложения растительного опада — глюкозы. Микробное дыхание (МД) почвенных микроорганизмов определяли в образцах почвы без корней растений, которые удалены их просеиванием.
Эмиссия СО2 с поверхности почвы (надземную растительность предварительно срезали) в разных экосистемах за 6 месяцев наблюдения варьировала от 2,0 до 35,8 г СО2 м-2 сут). Она была самой высокой в степи (23,8 г СО2 м-2 сут), ниже — в лесу и городе (15,0 и 15,3 г СО2 м-2 сут соответственно) и самой низкой на чистом пару (3,7 г СО2 м-2 сут). Показано, что эмиссия СО2 из почвы степи, леса и города была в среднем в 4–6 раз выше, чем чистого пара, на котором растительность удаляли периодическим вспахиванием.
Содержание СМИК в верхнем 10-см слое почвы в изученных экосистемах составило от 251 (чистый пар) до 1713 мкг С г-1 (лес). Оказалось, что в почве каждой изученной экосистемы на протяжении вегетационного периода содержание СМИК не различалось значимо. При этом, содержание СМИК почвы в ненарушенных экосистемах (лес, степь) оказалось в среднем в 3–5 раз выше, чем в нарушенных (город, чистый пар).
МД почвы лесных, степных, паровых и городских участков варьировало от 0,28 (пар) до 1,81 мкг СО2-С г-1 ч-1 (лес). Величина МД почвы чистого пара и города за исследуемый период почти не менялась, в лесу и степи оно было самым высоким, причем в лесу — в октябре, в степи — в июле и августе. МД в ненарушенных экосистемах (лес, степь) было в среднем в 2–4 раза выше, чем в нарушенных (город, чистый пар).
Исследование продемонстрировало, что эмиссия СО2 с поверхности почвы изученных экосистем в течение вегетационного периода положительно коррелировала с содержанием СМИК и МД верхнего 10-ти см слоя почвы (r=0,56 и 0,74 соответственно). Проведенный регрессионный анализ экспериментальных данных показал, что эмиссия СО2 с поверхности чернозема разного землепользования в течение вегетационного периода определялась содержанием СМИК на 52% и величиной МД — уже на 78%. Иными словами, эмиссионная активность чернозема разного землепользования связана с обогащенностью почвы микроорганизмами и, в большей степени, их дыхательной активностью, которая, в свою очередь, зависела и от климатических условий (температура, влажность).
Таким образом, для лесостепной подзоны европейской России между эмиссией СО2 из почвы разного типа землепользования и ее микробными свойствами выявлена тесная корреляция и регрессионная взаимосвязь, что может быть весьма востребовано для прогнозирования этого процесса на определенной территории с разными экосистемами. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы и для более рационального ведения сельского хозяйства.
Исследования почвоведов РУДН показали, что эмиссия СО2 из почвы разных экосистем может быть рассчитана на основе экспериментальных данных —микробного дыхания для верхнего наиболее биогенного 10-сантиметрового слоя почвы. Такие результаты будут полезны для оценки эмиссии СО2 из почвы для более широкого ряда экосистем (типов землепользования) лесостепной растительной подзоны. Иными словами, отбор проб почвы на протяжении вегетационного периода с последующим измерением их микробного дыхания в лабораторных условиях может служить основой для расчета эмиссионной активности почвы на определенной территории.
Статья в журнале Eurasian Soil Sience.
Личинки мухи «чёрная львинка» в мире все чаще используются для утилизации отходов. Ученые института экологии РУДН поставили перед собой амбициозную задачу: понять, как тот или иной набор микроорганизмов в кишечнике личинок влияет на эффективность переработки разных видов отходов и как меняется состав микробиома в зависимости от условий питания. Никита Митькин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института экологии РУДН, рассказал о первых результатах этого трехлетнего исследования. В частности, ученые доказали, что набор микроорганизмов микробиома способен перестраиваться. Теперь предстоит установить, какие именно изменения являются функционально полезными и можно ли воспроизвести их целенаправленно, «запрограммировав» личинок чёрной львинки на переработку определенного вида сырья.
Коллектив института инженерных инновационных технологий РУДН под руководством старшего научного сотрудника Михаила Юрьевича Задорожного получил грант университета на разработку и исследование прототипа металлогидридной системы для аккумулирования энергии. Проект поддержан в рамках конкурса 2026 года на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых учёных.
Попробовать поискать ответ на вопрос, а почему происходит то или иное явление, — это уже наука, заявил на Фестивале науки в РУДН Фёдор Оцелюк, студент аграрно-технологического института. По его словам, разница между школьниками, студентами и настоящими учёными вовсе не в гениальности, а лишь в понимании того, «куда нести свой вопрос». Преподаватели и студенты дали советы будущим учёным, с чего именно начать путь в науку, как обрести единомышленников и стать частью научного сообщества.