Биохимические процессы углеродного цикла в олиготрофных торфяных почвах южно-таежной подзоны Западной Сибири

• Автор: Сергеева, Маргарита Александровна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Биохимические процессы углеродного цикла в торфяных почвах

1.1. Баланс углерода в болотах

1.2. Биохимические процессы в торфяных почвах

1.3. Эмиссия СОз и СН4.

Глава 2. Природные условия южнотаежной подзоны Западной Сибчри

2.1. Климат

2.2. Геологическое строение

2.3. Геоморфологические условия

2.4. Растительность

2.5. Почвенный покров
2.6. Болотообразовательный процесс.
Глава 3. Объекты и методы исследований
3.1. Объекты исследований
3.2. Методы исследований.
Глава 4. Общетехнические, химические, биохимические и агрохимические свойства олиготрофных торфяных почв южнотаежной подзоны Западной Сибири
4.1. Общетсхнические и химические свойства.
4.2. Биохимические свойства
4.3. Агрохимические свойства.
Глава 5. Биохимические процессы углеродного цикла в олиготрофных торфяных почвах южнотаежной подзоны Западной Сибири.
5.1. Погодные и г идротермические условия
5.2. Динамика микрофлоры.
5.2.1. Целлюлозоразрушающие микроорганизмы
5.2.2. Аммонификагоры.
5.2.3. Микроорганизмы, развивающиеся на КАЛ.
5.2.4. Микробная биомасса.
Глава 6. Продуцирование СО и СН4 олиготрофными
торфяными почвами южнотаежной подзоны Западной Сибири
6.1. Образование и выделение С.
6.1.1. I азовый состав
6.1.2. Эмиссия С.
6.2. Образование и выделение СН4.
6.2.1. Метанотрофы
6.2.2. Газовый состав
6.2.3. Эмиссия СН4. 0
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Особую признательность автор выражает к. И.К. Институт микробиологии РАН, г. Москва, Б. Айлриху и Ф. Штайману за помощь в освоении полевых методик и предоставлении оборудования Университет Неушатель, Швейцария, О. В. Гамолину за помощь в проведении анализов на газовом хроматографе ИХН СО РАН, г. Томск. Автор благодарен коллегам за помощь в проведении экспедиционных исследований, сборе полевого материала и постоянную поддержку О. Г. Савичевой, Е. Э. Езупенок, Ю. В. Санниковой, М. В. Гостищевой, Е. В. Порохиной. ГЛАВА 1. В настоящее время большое внимание исследователей различных направлений почвоведов, экологов, химиков, биологов уделяется изучению цикла углерода и его составляющих в биосфере Бгеа, Вомперский, Ланди на, ВиИ1ег, Титлянова, Кудеяров, , , Кондратьев, Бирюкова, Израэль, Инишева, Ваганов и др. Биосфера представляет оболочку жизни область существования живого вещества. Все углеродистые соединения, находящиеся и образующиеся в биосфере, какимнибудь образом связаны с живым веществом. Повсеместно в биосфере наряду с образованием живого вещества и аккумуляцией энергии протекает и противоположный процесс превращение сложных органических соединений в простые минеральные СХ СН. Н, ИНз и т. Противоположные процессы образования и разрушения органических веществ в биосфере не могут существовать один без другого, они образуют единый биологический круговорот. Любые наземные экосистемы связывают С атмосферы фотосинтез автотрофов, частично удерживая в подземной биомассе торф. В дальнейшем при деструкции органического вещества ОБ происходит образование диоксид углерода и метана и их эмиссия в атмосферу. Потери углерода возможны также за счет выноса с водными потоками из болот. На рисунке 1 приведена схема движения потоков углерода в болотных экосистемах. Рисунок 1 Схема потоков углерода в ТБЭС Вомперский, . Выделение С и СН4 определяется биохимическими процессами, происходящими в торфяных почвах. Процесс торфогенеза протекает во всем профиле торфяных почв. Основная роль в котором принадлежит гетеротрофным организмам, микроорганизмам и почвенным беспозвоночным животным. Под торфообразованием понимается накопление на поверхности почвы Нолуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. Аккумуляция не полностью разложившегося растительного вещества в виде торфа. Наиболее существенные изменения физических и химических свойств растительных остатков происходят в верхнем почвенном горизонте, который соответствует, по терминологии К. Е. Иванова , деятельному горизонту зоне аэробного разложения или акротелм, нижняя граница которого имеет сезонные колебания, синхронные колебаниям уровней болотных вод УБВ. Здесь, под воздействием гетеротрофных микроорганизмоваэробов сложные полимеры растений распадаются до более простых соединений. По мере накопления органической массы верхние горизонты торфяной почвы, перекрываемые новыми порциями растительных остатков, постепенно погружаются на глубину и попадают в зону анаэробного разложения. При этом, процессы трансформации органическою вещества не прекращаются Тюремнов, С1уто, . Здесь на первый план выходят чисто химические процессы превращения органических веществ дегидратация и декарбоксил ирование, приводящие к полимеризации, упрочнению молекул сложных полимеров, скорость которых много ниже, а результат менее выражен. Эта стадия носит название диагенеза. Конечным продуктом разложения органического вещества является метан. Схема цикла метана включает несколько этапов рис. На первом этапе анаэробы бродилыцики продуценты водорода, ацетата и таких жирных кислот, как про пионовая и масляная используют легко доступные углеводы, поступающие с отмершими растениями и их экзометаболитами, потом микроорганизмы синтрофы потребляют жирные кислоты, образуя ацетат и водород. На завершающем этапе микробиологический метан образуется из ацетата, водорода и диоксида углерода Заварзин, .