CC BY
28
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 550.47; 631.417.7
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ В БИОГЕОЦЕНОЗАХ СТАЦИОНАРНЫХ ПОЧВЕННЫХ ЛИЗИМЕТРОВ
Н.А. Анохина, Ю.А. Завгородняя, Л.Г. Богатырёв, А.И. Бенедиктова, Ф.И.Земсков, В.В.Дёмин
Впервые определено содержание и изучена динамика ряда бензол- и фенолкар-боновых кислот (БКК и ФКК) в системе опад—подстилка—почва в условиях стационарных почвенных лизиметров. Показано, что по мере гумификации ведущую роль начинают играть бензойная и 4-гидроксибензойная кислоты, что характерно как для хвойных, так и широколиственных экосистем. Близкий характер превращений ароматических карбоновых кислот при существенном различии фитоценозов объясняется активным участием лиственного опада в хвойных экосистемах в связи с их непосредственно близким расположением. Низкая концентрация БКК и ФКК в лизиметрических водах (преимущественно 4-гидрооксибензойная и бензойная кислоты) обусловлена, вероятно, их значительной адсорбцией в верхних гумусовых горизонтах, аккумуляцией в толще покровного суглинка с последующей миграцией с лизиметрическими водами.
Ключевые слова: бензолкарбоновые кислоты, фенолкарбоновые кислоты, водорастворимые фенолы, сезонная динамика углерода, опад, лигнин, широколиственные экосистемы, хвойные экосистемы.
Введение
Классические и современные теории гумификации никогда не обходят вниманием ароматические кислоты, которые являются важнейшими участниками формирования специфических гуми-новых кислот. В почвенных процессах обычно активно участвуют низкомолекулярные ароматические карбоновые кислоты, источниками которых [3] могут быть продукты деструкции лигнина [24].
Несомненно, что этим объясняется пристальное внимание к производным лигнина и их роли в образовании гумусовых кислот [5]. В работах известного исследователя органического вещества А.Д. Фокина [16] показано, что до 70% лигнина и его производных может включаться в молекулу гуминовых кислот, обновляя эти соединения. В последние годы лигнин и его производные относят к числу важнейших биомаркеров, позволяющих судить о прошлых процессах [4]. Гуминовые вещества [10], прижизненные экссудаты корней, продукты метаболизма микроорганизмов [25] и разлагающиеся растительные остатки [20] также являются источниками поступления ароматических кислот. БКК и ФКК за счет своей высокой способности к комплексообразованию с металлами обусловливают их последующую миграцию [22], принимают активное участие в формировании почвенного профиля и минеральном питании растений [11], ускоряя выветривание минералов и повышая доступность микроэлементов [21].
По многочисленным данным, БКК и ФКК являются важными компонентами углеродного цикла, выступая в роли регуляторов микробиологической активности в почвах [24], непосредственно участвующих в гумификации органического вещества [18]. Суммарный эффект оказывается особенно заметным в зонах повышенной активности почвенной микробиоты [23].
К настоящему времени накоплен опыт исследования фенольных соединений почв под разными древесными насаждениями [6, 9, 14] и подстилок [8], предложена методика их выделения [7]. Разработаны методы, включая методы жидкостной хроматографии [13], мониторинга органических загрязнителей [2] и сложных органических соединений в растениях.
Важный аспект изучения экосистемной роли ароматических кислот — наблюдение за сезонностью повышения их концентрации в почвенном растворе, что служит основой для слежения за изменениями состава и содержания БКК и ФКК, поступающих на поверхность стационарных почвенных лизиметров в составе растительного опа-да. Лизиметры — это уникальный объект, позволяющий проследить за динамикой поступления растительного опада, за его трансформацией и характером лизиметрических вод под различными насаждениями. Отметим, что некоторые процессы начального почвообразования [17], особенности формирования гумусного состояния [8, 12] и биологического круговорота частично изучены в усло-
виях лизиметров, но детального исследования содержания и динамики ароматических карбоновых кислот до сих пор не проводилось.
Цель настоящей работы — изучение сезонных изменений состава и содержания бензол- и фенол-карбоновых кислот, поступающих с растительным опадом в верхние горизонты почв под хвойным и лиственным растительными сообществами в многолетнем опыте лизиметров Почвенного стационара факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.
Объекты и методы исследования
Объекты — модельные хвойное и лиственное сообщества насыпных почвенных лизиметров открытого типа, заложенных в 1967 г. Предполагалось изучение особенностей почвообразовательного процесса под растительностью, характерной для юга таежной зоны. Лизиметры состоят из 20 отдельных бункеров (площадь каждого 8,3 м2, глубина 1,5 м, объем 12,4 м3), заполненных покровным суглинком, который взят из Подольского карьера с глубины 130—280 см. К настоящему времени под всеми типами растительности сформировались маломощные почвенные профили. Величина рН верхних почвенных горизонтов колеблется от 6,0 под хвойным до 6,3 под лиственными сообществами.
В пределах каждого фитоценоза установлены четыре опадоуловителя диаметром 36 (площадь — 0,1 м2) и высотой около 40 см. Образцы опада отбирали через разные промежутки времени в зависимости от скорости его поступления. Период накопления составлял, как правило, от трех недель в осенние месяцы, соответствующие листопадному периоду, до нескольких месяцев в летние и зимние, когда поступление опада минимально.
Образцы опада кленово-дубового сообщества отбирали в листопадный период — в конце октября 2014 г.; образцы подстилки и почвы из-под хвойных и лиственных сообществ — в постлистопадный период (конец октября—ноябрь). Следующий отбор материала производили в декабре, при устойчивом снежном покрове. Весенний период — окончание снеготаяния (начало апреля) и начало вегетационного периода (конец апреля). Образцы отбирали буром с глубины до 10 см в пределах одного сектора для каждого сообщества. Повтор-ность — трехкратная.
Перед анализом пробы гомогенизировали: опад и подстилку измельчали в лабораторной мельнице с ножевыми лезвиями, почву растирали в фарфоровой ступке и просеивали через сито 1 мм. Навеску 0,2 г помещали в центрифужные пробирки (50 мл), добавляли 20 мл бидистиллированной воды и оставляли на 10 мин. при периодическом встряхивании; далее пробы 4 мин. обрабатывали
ультразвуком и центрифугировали в течение 15 мин. (3000 мин-1). Надосадочную жидкость фильтровали через мембранный фильтр (0,45 мкм) и концентрирующие патроны, согласно методике твердофазной экстракции (аналитический комплект «Фенолы», «БиоХимМак», Россия). Целевые компоненты элюировали с патрона 5 мл ацетона и отгоняли растворитель на воздухе при температуре 25°, после чего пробы растворяли в ацетонитриле, нагретом до 60°, и переносили в измерительные флаконы. Конечный объем анализируемой пробы составлял 1,5 мл.
Количественное определение БКК и ФКК проводили на хроматографе Agilent 1100 с УФ-де-тектором методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Элюент — смесь воды и ацетонитрила с добавкой 5% (об.) 0,1%-го раствора трифторуксусной кислоты (рН 2,5); градиент концентрации ацетонитрила — 25—75% (об.). Скорость потока элюента — 1 мл/мин. Колонка—Диасфер 110 С18,250 х 4,6 мм, 5 мкм («БиоХимМак», Россия). Объем петли — 10 мкл. Детектирование — на длине волны 280 нм. Хроматограммы обрабатывали с помощью программного модуля HPChem. Повторность трехкратная. В образцах почв и подстилок количественно определены следующие БКК и ФКК: 4-гидрокси-бензойная, я-кумаровая, феруловая, салициловая, бензойная, коричная.
Содержание БКК и ФКК в сухих образцах рассчитывали по формуле: Спробы (мкг/мл) • ^Лробы (мл)/ ^навески (г) = Сбкк (мкг/г). Содержания БКК и ФКК в лизиметрических водах рассчитывали по формуле: Спробы (мкг/мл) • Рпробы (мл)/Рпробы, пропущенной через патрон (мл) = СБКК (мкг/мл).
Содержание азота и углерода в сухих образцах определяли на CHNS-анализаторе Vario ELIII (Elementar). Температура сжигания — 1150°, повторность трехкратная.
Состояние микробного сообщества оценивали по интенсивности базального дыхания и биомассе микроорганизмов [15]. Всего проанализировано по семь образцов почвы и подстилки лиственного и хвойного сообществ. Воздушно-сухие образцы подстилки и почвы (0,2—0,4 г и 1 г соответственно, повторность четырехкратная) помещали в пенициллиновые флаконы объемом 10 мл, добавляли по 300 мкл бидистиллированной воды, прикрывали полиэтиленовой пленкой и помещали в термостат (30°). На следующий день флаконы плотно закрывали резиновыми пробками и возвращали в термостат. Через сутки измеряли концентрацию СО2.
Скорость эмиссии СО2 (интенсивность база-льного дыхания) определяли по формуле:
и = ■
X% V■ 0,0183 12 m■t 44 ,
Рис. 1. Динамика поступления опада в различных фитоценозах лизиметров (2013—2018 гг.)
где и — скорость эмиссии СО2, мг С—С02/ч-г); Х% — содержание СО2 в виале, объемные проценты; V — объем газовой фазы в виале, см3; т — масса абс. сух. навески образца, г; t — время, ч.
Микробную биомассу определяли методом субстрат-индуцированного дыхания и вычисляли по формуле [18]: Смикр (мкг/г почвы) = = С—СО2 (мкг/ч-г) -40,04 + 0,37.
Концентрацию диоксида углерода в газовой фазе измеряли на газовом хроматографе с дифференциально-термическим детектором Кристалл-5000.2 («Хроматек», Россия).
Результаты и их обсуждение
Для всех типов фитоценозов максимумы поступления опада приурочены к осеннему периоду; наиболее интенсивное характерно для широколиственных экосистем, наименее — для хвойных (рис. 1). В остальные сезоны в еловом фитоценозе опада поступает больше в 2—4 раза, чем в смешанных или широколиственных экосистемах. Подстилочно-опадный коэффициент для елового фитоценоза равен 1,2, для широколиственного — 0,7, что свидетельствует о весьма интенсивном и очень интенсивном разложении [1].
Содержание углерода и азота от опада к подстилке и почве закономерно снижается, причем наиболее резко на границе раздела подстилка — почва, что характерно для исследуемых экосистем
(табл. 1). В почве и подстилке обоих экосистем наблюдается тенденция к повышению относительного содержания углерода к осени и уменьшение этого показателя в период начала снеготаяния. Опад, накопленный за листопадный период, консервируется с наступлением холодов и промерзанием почвы. После стаивания снежного покрова трансформированный опад активно используется микроорганизмами, и часть органических соединений выносится вниз по профилю.
За период наблюдений содержание углерода в подстилке лиственного сообщества составило в среднем 28,4, в почве — 6,2%; азота — 0,8 и 0,3% соответственно. Среднее содержание углерода в подстилке хвойного сообщества составило 34,1, в почве — 16,2%, азота — 1,3 и 0,7% соответственно.
Таблица 1
Содержание углерода и азота в образцах хвои и листьев, подстилок и почв (среднее значение ± стандартное отклонение)
Образец Время отбора образца С, % N %
Лиственное сообщество
Листья сентябрь 43,1 ± 1,14 0,8 ± 0,04
октябрь 42,4 ± 1,49 0,8 ± 0,07
Продолжение табл. 1
Окончание табл. 1
Образец Время отбора образца С, % N %
Подстилка октябрь 41,0 ± 1,74 0,9 ± 0,10
декабрь 42,9 ± 1,76 1,0 ± 0,06
начало апреля 15,2 ± 0,74 0,5 ± 0,03
конец апреля 32,0 ± 1,59 0,9 ± 0,04
октябрь 24,4 ± 1,36 1,0 ± 0,04
ноябрь 8,5 ± 1,19 0,2 ± 0,05
декабрь 34,7 ± 0,97 0,9 ± 0,04
Почва октябрь 8,6 ± 1,34 0,4 ±0,01
декабрь 4,3 ± 1,02 0,2 ± 0,10
начало апреля 2,2 ± 1,19 0,1 ± 0,02
конец апреля 6,9 ± 0,55 0,4 ± 0,07
октябрь 12,4 ± 0,94 0,6 ± 0,10
ноябрь 5,4 ± 1,17 0,3 ± 0,05
декабрь 3,4 ± 1,14 0,2 ± 0,02
Хвойное сообщество
Хвоя сентябрь 47,6 ± 1,49 0,9 ± 0,06
октябрь 46,3 ± 1,64 0,8 ± 0,04
Подстилка октябрь 40,0 ± 1,02 1,5 ± 0,05
декабрь 42,3 ± 0,84 1,4 ±0,06
начало апреля 38,4 ± 1,24 1,6 ± 0,03
конец апреля 33,7 ± 1,26 1,3 ± 0,03
октябрь 28,7 ± 0,69 1,3 ± 0,06
ноябрь 12,8 ± 0,92 0,6 ± 0,06
декабрь 42,6 ± 1,09 1,4 ±0,03
Образец Время отбора образца С, % N %
октябрь 14,1 ± 0,72 0,5 ± 0,04
декабрь 15,8 ± 0,55 0,7 ± 0,05
начало апреля 19,1 ± 1,07 0,9 ± 0,11
Почва конец апреля 16,1 ± 0,93 0,8 ± 0,05
октябрь 9,0 ±0,89 0,4 ± 0,03
ноябрь 11,0 ± 1,04 0,4 ± 0,04
декабрь 28,1 ± 0,74 1,2 ± 0,05
Соотношение C/N в лиственном сообществе в среднем в 1,5 раза выше в подстилке, чем в почве (рис.2). Наблюдается тенденция к его уменьшению в подстилке весной и увеличению в постлистопадный период, что связано с изменением глубины деструкции материала подстилки. В почве этот показатель изменяется слабо.
Для подстилки и почвы хвойного сообщества отношение C/N оказалось близким — 21—30, причем существенных его колебаний за весь период наблюдений не отмечено (рис. 2). В отличие от лиственного сообщества, в котором подстилка формируется только к концу осени, а затем почти полностью перерабатывается к началу следующего листопада, в хвойной экосистеме она хорошо сформирована, состоит из елового опада разной степени разложенности и присутствует постоянно.
Величина рН как в почве хвойного, так и лиственного сообщества по разным сезонам года изменяется незначительно. В почве хвойного сообщества этот показатель ниже, чем лиственного —
с/ы
50 45 40 35 30 25 20 15
г-1, \
\ , ^
л \ А /]
К Ч/4\
—+—г ¥ 111111
■ □ - Лиственное сообщество-подстилка
-л - Хвойное сообщество-подстилка
Лиственное сообщество-почва
Хвойное сообщество-почва
£ О
о
Рис. 2. Динамика изменения показателя C/N
240
200
,_ 160
120
80
40
\
1 \ \ \ \
\ 1 \ / \ / \ / \ / Д
\ /' \ / \ // X * //А 1_\ \ \\ \\ \\
Ч \ ^ ГЦ =,-■'-,-2 , , С г 1-•-,-
- □ - Лиственное сообщество -подстилка
-л - Хвой ное сообщество -подстилка
Лиственное сообщество -почва
Хвойное сообщество -почва
0) ч:
0)
Рис. 3. Динамика содержания БКК в подстилках и почве растительных сообществ
5,9 и 6,7 соответственно, что обусловлено более кислыми продуктами разложения опада хвойных пород.
Сезонная динамика содержания бензол- и фе-нолкарбоновых кислот в подстилках и почвах представлена на рис. 3, на котором видно насколько однотипно поведение этих компонентов в сравниваемых объектах. В подстилке лиственного сообщества наиболее высокая сумма БКК и ФКК (206 мкг/г) обнаружена во время листопадного периода, в то же время содержание этих кислот в почве небольшое — 5—7 мкг/г. Осенью происходит накопление опавшего растительного мате-
риала, который микроорганизмы только начинают перерабатывать, и основная масса водорастворимых продуктов деструкции локализуется в подстилочном слое. Обратный эффект наблюдается для подстилки хвойной парцеллы: поступление на поверхность почвы хвойного опада происходит равномерно в течение всего вегетационного сезона, в связи с чем всплеска содержания БКК и ФКК в листопадный период не происходит.
С наступлением холодов жизнедеятельность микроорганизмов замедляется, в почве и подстилке обоих сообществ остается некоторый пул из образовавшихся метаболитов и продуктов распада
1X1
н
1800
1500
1200
900
600
300
1*1
г-^ ^ 1 Л 1
0! О
О
о к с; с га си
□ Лиственное сообщество-подстилка
Н Хвойное сообщество -подстилка
Н Лиственное сообщество-почва
И Хвойное сообщество-почва
Рис. 4. Содержание БКК, приведенное к общему содержанию углерода в подстилках и почвах растительных сообществ
Таблица 2
Содержание БКК в опаде, подстилках и почве исследуемых сообществ (среднее значение ± стандартное отклонение), %
Образец Кислота
4-гидрокси-бензойная и-кумаровая феруловая салициловая бензойная коричная
Лиственное сообщество
Опад 12 ±2,0 9 ± 0,6 23 ± 2,9 35 ± 5,4 20 ± 6,0 1 ±0,1
Подстилка 37 ± 12,2 8 ± 2,3 10 ±3,8 11 ±4,5 33 ± 4,0 1 ±0,1
Почва 15 ± 0,3 18 ± 3,0 9 ±0,9 25 ± 1,4 32 ± 7,4 1 ± 0,1
Хвойное сообщество
Опад 37 ±9,1 4 ±0,5 52 ± 10,3 4 ±0,3 2 ±0,1 1 ± 0,1
Подстилка 33 ± 2,3 9 ± 0,5 17 ± 2,0 23 ± 5,5 17 ± 0,9 1 ± 0,2
Почва 7 ± 1,7 5 ± 1,8 17 ± 4,5 20 ± 85,7 50 ± 10,2 1 ± 0,2
растительного материала. Содержание кислот в этот период практически не изменяется и составляет 3—8 мкг/г в почвах и 2—12 мкг/г — в подстилках. К окончанию снеготаяния жизнедеятельность микроорганизмов вновь активизируется. К этому времени самый устойчивый к разложению компонент опада — лигнин остается фактически единственным источником органического вещества, который микроорганизмы начинают интенсивно перерабатывать. Поэтому в середине весны количество БКК и ФКК, образующихся в подстилке путем разложения лигнина и мигрирующих с талыми водами в верхний минеральный горизонт, достигает максимума — >45 мкг/г. В почве лиственной парцеллы по мере роста микробиологической активности содержание ароматических карбоновых кислот постепенно снижается вслед за истощением ресурса питания до момента, когда начнется новый листопадный период.
Определение доли ароматических кислот в общем пуле углерода показало, что в подстилках она несколько выше, чем в почвах (рис. 4, табл. 2). Однако по сезонам года этот показатель изменяется слабо как в почвах, так и в подстилках растительных сообществ лизиметров.
В лизиметрических водах концентрация всех бензолкарбоновых кислот ниже предела детектирования на протяжении всего периода исследований.
Определение базального дыхания показало, что в среднем для опада и подстилки лиственного и хвойного сообществ в разные периоды года особых различий нет. Более высокие значения почвенного дыхания, достигающие 0,02 мг C—CO2/г почвы, полученные для хвойного сообщества, можно объяснить высоким содержанием органического углерода в верхнем горизонте почвы, обогащенном грубым гумусом.
Данные по содержанию микробной биомассы для почв обоих сообществ согласуются с резуль-
татами определения базального дыхания. В среднем в почве хвойного сообщества она в 2,2 раза выше, чем лиственного. Но при пересчете содержания углерода микробной биомассы на общее содержание органического углерода его величины для почв обоих сообществ оказываются в целом сходными. Наиболее высокие значения содержания микробной биомассы в верхнем горизонте почвы под лиственным сообществом получены для пробы, отобранной в середине листопадного сезона, когда она увеличивается до 2500 мкг/г почвы. Напротив, для верхнего горизонта почвы под хвойным сообществом заметное повышение количества микробной биомассы наблюдается весной, после стаивания снежного покрова: ее величина ~4000 мкг/г почвы.
Заключение
Установлено, что в почвах и подстилках исследуемых сообществ всегда присутствует определенный пул бензол- и фенолкарбоновых кислот. В подстилке лиственного сообщества наибольшее содержание ароматических кислот обнаруживается в сезон интенсивного поступления свежего растительного опада, который практически полностью разрушается к началу следующего осеннего сезона. В почве этого сообщества наиболее высокие концентрации БКК и ФКК наблюдаются после окончания снеготаяния, когда продукты деструкции лигнина и метаболизма микроорганизмов перемещаются из вышележащего слоя подстилки вниз.
Для условий хвойного фитоценоза характерно наличие сформированного слоя подстилки деструктивного типа и равномерное поступление елового опада в течение всего вегетационного сезона, поэтому заметного всплеска концентрации ароматических кислот осенью в верхних горизонтах не наблюдалось. Особенность динамики со-
держания БКК и ФКК в органопрофиле хвойного сообщества — накопление за зиму в снежном покрове значительных количеств елового опада, который после снеготаяния начинает активно разлагаться микроорганизмами. Вследствие этого содержание бензол- и фенолкарбоновых кислот возрастает в подстилке и почве в начале вегетационного пе-
риода. Таким образом, динамика поступления опада и скорость его разложения являются детерминирующим фактором, обусловливающим общий пул и характер изменения во времени БКК и ФКК в системе опад—подстилка—почва в условиях естественных насаждений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М., 1986.
2. Другов Ю.С., Родин А.А. Мониторинг органических загрязнений природной среды 500 методик: практ. рук-во. М., 2009.
3. Золотарева Б.Н., Рузиева Р.Х. Содержание физиологически активных соединений фенольной и ин-дольной природы в серой лесной почве при систематическом внесении удобрений // Почвоведение. 2000. № 4.
4. Ковалева Н.О., Ковалев И.В. Биотрансформация лигнина в дневных и погребенных почвах горных ландшафтов // Почвоведение. 2009. № 11.
5. Кононова М.М., Александрова И.И. Фенольные соединения почвы и их роль в образовании гумусовых веществ // Мат-лы I Всесоюз. симп. «Фенольные соединения и их биологические функции». М., 1968.
6. Крупа Л.И., Мороз П.А. Фенолкарбоновые кислоты в почве под деревьями абрикоса и черешни // Почвоведение. 1986. № 1.
7. Куваева Ю.В. Содержание и состав фенольных кислот в некоторых почвах Нечерноземной зоны // Почвоведение. 1980. № 1.
8. Лузиков А.В., Трофимов С.Я., Заварзина А.Г., Загоскина Н.В. Растворимые фенольные соединения, общий и аммонийный азот в лесных подстилках ненарушенных ельников Центрально-Лесного заповедника // Почвоведение. 2006. № 8.
9. Малинина М.С., Иванилова С.В. Фенольные соединения в растворах различных типов почв Центрального лесного заповедника // Почвоведение. 2008. № 4.
10. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М., 1990.
11. Поспишил Ф, Цвикрова М, Грубцова М. Растворимые фенольные и гуминовые вещества почв и их влияние на общий метаболизм у растений // Рост растений и дифференцировка. М., 1981..
12. СавельевД.В., Владыченский А.С. Гумусное состояние почв модельных экосистем почвенных лизиметров // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2001. № 1.
13. Сапрыкин Л.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Харьков, 2007.
14. Синичкина Н.В. Определение суммы свободных фенольных соединений в черноземах // Почвоведение. 1986. № 4.
15. Стольникова Е.В. Микробная биомасса, ее структура и продуцирование парниковых газов почвами разного землепользования: Автореф. дис.... канд. биол. наук. М., 2010.
16. Фокин А.Д., Карпухин А.И. Включение продуктов разложения растительных остатков (меченных 14С) в гумусовые вещества // Почвоведение. 1974. № 11.
17. Чижикова Н.П., Верховец И.А., Первова Н.Е. и др. Начальные стадии почвообразования на покровном суглинке (экспериментальное моделирование). Ижевск, 2016.
18. Anderson T.H., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Biochem. 1978. Vol. 10.
19. Anderson T.H., Domsch K.H. Soil microbial biomass: the eco-physiological approach // Soil Biol. Biochem. 2010.Vol.42.
20. Berg B, McClaugherty C. Plant litter. Decomposition, humus formation, carbon sequestration. Berlin; Heidelberg, 2008.
21. Binkley D, Valentine D. Fifty year biogeochemi-cal effects of green ash, white pine, and Norway spruce in a replicated experiment // Forest Ecol. Manag. 1991.Vol. 40, Iss. 1—2.
22. Bloomfield C. The possible significance of polyphenols in soil formation // J. Sci. Food Agr. 1957. Vol. 8.
23. Blum U, Shafer S.R. Microbial populations and phenolic acids in soil // Soil Biol. Biochem. 1988. Vol. 20.
24. Flaig W. Effect of lignin degradation products on plant growth // Isotopes and Radiation in Soil — Plant Nutrition Studies. 1965. Vol. 5.
25. Vaughan D, Sparling G.P., OrdB.G. Amelioration of the phytotoxicity of phenolic acids by some soil microbes // Soil Biol. Biochem. 1983. Vol. 15.
Поступила в редакцию 23.11.2017
DYNAMICS OF CONTENT OF AROMATIC ACIDS IN BIOGEOCENOSIS STATIONARY SOIL LYSIMETERS
N.A. Anokhina, Yu.A. Zavgorodnyaya, L.G. Bogatyrev, A.I. Benediktova, Ph.I. Zemskov, V.V. Demin
The content and dynamics of a number of benzene- and phenolcarboxylic acids (CCBs and FCCs) in the system litterfall—litter—soil under conditions of stationary soil lysimeters were studied for the first time. It is shown that, as humification progresses, the leading role
begins to be played by benzoic acid and 4-hydroxybenzoic acid, which is typical both for coniferous and broadleaf ecosystems. The close nature of the transformation of aromatic carbo-xylic acids in the significantly different phytocenoses is explained by the active participation of deciduous litter in coniferous ecosystems due to their close proximity. Low concentrations of CCB and FCC in lysimetric waters (mainly 4-hydroxybenzoic and benzoic acids) are probably caused by their considerable adsorption in the upper humus horizons and subsequent accumulation in the stratum of the cover loam with their subsequent migration with lysi-metric water.
Key words: benzene carboxylic acids, phenolic carboxylic acids, water-soluble phenols, seasonal carbon dynamics, litter, lignin, broadleaf ecosystems, coniferous ecosystems.
Сведения об авторах
Анохина Наталья Александровна, аспирант каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им.М.В.Ломоносова. E-mail: anhome@mail.ru. Завгородняя Юлия Анатольевна, канд. биол. наук, доцент каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: zyu99@mail.ru. Богатырёв Лев Георгиевич, канд. биол. наук, доцент каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: bogatyrev.l.g@yandex.ru. Бенедиктова Анна Игоревна, канд. биол. наук, науч. сотр. каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: beneanna@yandex.ru. Земсков Филипп Иванович, инженер каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: bogatyrev.l.g@yandex.ru. Дёмин Владимир Владимирович, канд. биол. наук, доцент, вед. науч. сотр. каф. географии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: vvd.msu@gmail.com.
