Материалы портала «Научная Россия»

Окисление метана зависит от породы деревьев

Окисление метана зависит от породы деревьев
Группа учёных из России и Германии впервые показала, что эффективность бактериального окисления метана и степень влияния азота на этот пр

Известно, что бактерии, живущие в донных отложениях болот и рисовых полей или в кишечнике жвачных животных, постоянно выделяют в атмосферу метан, а метанотрофные бактерии лесных почв его окисляют. Окислительную активность метанотрофов подавляют соединения азота, если они присутствуют в почве в больших концентрациях. Как передаёт портал «Наука и технологии России», группа учёных из России и Германии впервые показала, что и эффективность бактериального окисления метана, и степень влияния азота на этот процесс зависят от того, какие породы деревьев растут в лесу.

Метан (CH4) участвует в создании парникового эффекта, это второй по значению парниковый газ, и учёные ищут способы минимизировать его влияние. Специалисты Института леса им. В. Н. Сукачёва СО РАН, Сибирского федерального университета, МГУ им. М. В. Ломоносова и Института земной микробиологии общества Макса Планка (Марбург, Германия) не первый год проводят эксперименты, в которых выясняют роль отдельных природных факторов в связывании метана.

В сфере их внимания – почвенные микроорганизмы, ежегодно удаляющие из атмосферы около 30 миллионов тонн парникового газа, что составляет 6–10% от его ежегодного стока (исчезновения). Метан легко проникает в структурированную лесную почву, к местам, заселённым метанотрофами. Как давно известно микробиологам, потребление CH4 этими организмами в лесных почвах зависит от содержания азота: если его много, активность бактерий падает. Между тем азотное загрязнение, вызванное промышленными выбросами и потеплением климата, становится всё ощутимее, и вопрос о влиянии азота на фиксацию метана в разных лесных почвах в этой связи всё больше волнует исследователей.

В 1971–1972 годах сотрудники лаборатории почвоведения Института леса СО РАН заложили экспериментальный участок в 50 километрах северо-западнее Красноярска. На площадках в 2400 квадратных метров они посадили ель, сосну, кедр, осину, берёзу и лиственницу, т.е. практически все основные лесообразующие породы Сибири. На этих участках учёные уже много лет исследуют процессы выделения и связывания парниковых газов. В 2006 году доктор биологических наук Олег Меняйло вместе с коллегами из Германии показал, что древесные породы влияют на активность окисления CH4 в почве: самая высокая активность отмечена под лиственницами, а самая низкая – в ельнике. Теперь же российские и немецкие исследователи проверили, как на активность окисления атмосферного метана влияют разные концентрации нитрата и солей аммония под четырьмя древесными породами.

Учёные взяли образцы почвы одного типа (серой лесной)  из-под ели обыкновенной, лиственницы, осины и берёзы. Образцы инкубировали в присутствии CH4 и сульфата аммония или нитрата калия в разных концентрациях. Спустя трое суток исследователи определяли степень окисления метана в разных условиях. Исследователи впервые установили, что соли аммония подавляют скорость потребления CH4 сильнее, чем нитраты, которые в низких концентрациях даже стимулируют активность метанотрофов. Самое же интересное заключается в том, что ингибирующий эффект соединений азота зависит от породы деревьев, из-под которых взята почва. Наименьший эффект наблюдается в почве под елью, наибольший при той же концентрации – под берёзой. При концентрации солей аммония 500 мг/кг активность окисления CH4 в березняке уменьшалась на две трети.

Как раньше установил Олег Меняйло с соавторами, видовой состав метанотрофов на всех лесных участках одинаков. Но древесные породы влияют на многие процессы в почве, особенно на связывание и минерализацию азота. Микроорганизмы, обитающие под хвойными породами, связывают азот очень быстро, поэтому его соединения не накапливаются в почве. «Возможно, что различия в скоростях иммобилизации минеральных форм азота в почвах под разными древесными породами обусловливают неодинаковое влияние добавления азота на активность метанотрофов», – говорит Олег Меняйло.

Азотное загрязнение атмосферы постоянно растёт из-за промышленных выбросов и климатических изменений. Подавляя способность почвенных микроорганизмов связывать метан, оно усиливает парниковый эффект. Однако, оценивая последствия азотного загрязнения почвы, необходимо учитывать преобладающие древесные породы и основную форму азотистого соединения.

Источник: strf.ru

азот институт леса имени сукачёва метан парниковый эффект

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий