Ученые из международной группы, в состав которой входит почвовед из РУДН, путем эксперимента доказали, что не только активность микроорганизмов приводит к интенсивному выделению углекислого газа. Они выяснили, что существенная часть работы происходит за счет железа, которое содержится в почве.
«В отличие от старых теорий, в нашей главную роль играют активные формы кислорода. Сценарий простой: все начинается с того, что растительные остатки сами по себе стимулируют рост бактерий. Затем бактерии, размножившись, потребляют почти весь кислород: в таких условиях как раз и концентрируется железо, которое на воздухе обычно окисляется. Далее происходит реакция с перекисью и растворение органики активными формами кислорода. В растворенной форме органика привлекает еще больше бактерий, и интенсивность процесса возрастает в разы», — рассказывает руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем РУДН Яков Кузяков.
Раньше считалось, что причина активного выделения углекислого газа из почвы – это остатки растений, на которые воздействуют микроорганизмы и специальными ферментами перерабатывают их в газ. Данное исследование, которое проводилось в микро-масштабах, показало, что это не совсем так. Сначала ученые создали искусственные «горячие точки»: 300 граммов почвы поместили в емкость, добавили растительные остатки (сено) и раствор сульфата железа. Далее, в течение 40 дней ученые постоянно поддерживали 90% влажности и измеряли объем выделяемого углекислого газа.
Затем показатели «горячей точки» сравнили с количеством газа, который выделяется из почв без железа, без сена, а также из почвы с низкой влажностью 45%. И впервые ученые сделали вывод о том, что причина – не в работе микроорганизмов, а в свободных радикалах. Бактерии выделяют перекись водорода, которая вступает в реакцию с железом и забирает у него электрон – так образуется активная форма кислорода. Этот свободный радикал химически активен. Он быстро окисляет органические вещества, что в итоге и приводит к разрушению органики.
«Наши результаты подчеркивают, как минералы Fe и микроорганизмы синергически влияют на глобальный цикл углерода. Эти синергетические эффекты должны быть учтены для механистического понимания процессов в горячих точках почвы», - пишут авторы в своей статье.
Изображение: Пресс-служба РУДН
Исследование: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016706120309411?via%3Dihub
