Biology BulletinBiology BulletinИзвестия Российской академии наук. Серия биологическая1026-34703034-5367The Russian Academy of Sciences64779510.31857/S1026347024020073WCAXRBECOLOGYЭКОЛОГИЯResearch ArticleThe role of fungi and bacteria in the mineralization of nitrogen compounds in the ecosystems of the Southern Taiga of European RussiaРоль грибов и бактерий в минерализации соединений азота в почвах южной тайги Европейской РоссииRazgulinS. M.РазгулинС. М.
Russian Federation
Kriador@yandex.ruVoroninL. V.ВоронинЛ. В.
Russian Federation
Kriador@yandex.ruInstitute of Forest Science Russian Academy of ScienceИнститут лесоведения РАНUshinsky Yaroslavl State Pedagogical UniversityЯрославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского15032024223424428012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://medjrf.com/1026-3470/article/view/647795

For two years, the contribution of fungi and bacteria to the process of net ammonification in the soddy-podzolic soil of the sorrel-blueberry birch forest of the Yaroslavl region was determined using inhibitory analysis. Established, that the litter is characterized by an equal participation of fungi and bacteria in this process. In the humus horizon, a slight excess of fungi over bacteria was noted in a year of normal moisture and a clear dominance of fungi in a dry year. In the eluvial part of the profile, a close contribution of these groups was noted, with an insignificant prevalence of one of them over the years of study. The maximum air temperature is able to change the seasonal dynamics of the abundance of saprotrophic fungi in the soil and to some extent form the generic structure of the mycobiota in the horizons of the soil profile of the birch forest.

На протяжении двух лет определяли вклад грибов и бактерий в процесс нетто-аммонификации в дерново-подзолистой почве под кислично-черничным березняком (Ярославская обл., Россия) с использованием селективных ингибиторов белкового синтеза. Установлено, что для подстилки характерен примерно равный вклад грибов и бактерий в этот процесс. В гумусовом горизонте в год нормального увлажнения вклад грибов был немного выше вклада бактерий, а в засушливый год наблюдалось однозначное доминирование грибов. В элювиальной части профиля отмечен сопоставимый вклад этих групп с незначительным превалированием одной из них по годам исследования. Максимальная температура воздуха способна регулировать сезонную динамику численности сапротрофных грибов в почве и влиять на родовую структуру микобиоты в горизонтах почвенного профиля березняка.

net ammonificationsaprotrophic fungiinhibitorsнетто-аммонификациямикобиотасапротрофные грибыселективные ингибиторыАлекин О. А., Семенов А. Д., Скопинцев Б. А. Руководство по химическому анализу вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 270 с.Ананьева Н. Д., Стольникова Е. В., Сусьян Е. А., Ходжаева А. К. Грибная и бактериальная микробная биомасса (селективное ингибирование) и продуцирование СО2 и N2О дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов // Почвоведение. 2010. № 11. С. 1387–1393.Ананьева Н. Д., Иващенко К. В., Стольникова Е. В., Степанов А. Л., Кудеяров В. Н. Особенности определения нетто-продуцирования N2О почвами // Почвоведение. 2015. № 6. С. 702–714. doi: 10.7868/S0032180X15060027Беккер З. Э. Физиология и биохимия грибов. М.: Изд-во МГУ, 1988. 230 с.Богородская А. В., Шишикин А. С. Динамика микробной биомассы, ее структура и функциональная активность в почвах при лесовозобновлении на вырубках пихтарников Енисейского кряжа // Почвоведение. 2020. № 1. С. 119–130. doi: 10.31857/S0032180X20010050Добровольская Т. Г., Звягинцев Д. Г., Чернов И. Ю., Головченко А. В., Зенова Г. М., Лысак Л. В., Манучарова Н. А., Марфенина О. Е., Полянская Л. М., Степанов А. Л., Умаров М. М. Роль микроорганизмов в экологических функциях почв // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1087–1096. doi: 10.7868/S0032180X15090038Еникеева М. Г. Влияние мелкой мелиорации на микрофлору почв в подзоне южной тайги // Лесоводственные исследования в подзоне южной тайги. М.: Наука, 1977. 146 с.Литвинов М. А. Определитель микроскопических почвенных грибов. Л.: “Наука”, 1967. 303 c.Методы экспериментальной микологии. Справочник. Киев: Наукова думка, 1982. 550 с.Мирчинк Т. Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 219 с.Никитин Д. А., Черновa Т. И., Железова А. Д., Тхакахова А. К., Никитина С. А., Семеновa М. В., Ксенофонтова Н. А., Кутовая О. В. Сезонная динамика биомассы микроорганизмов в дерново-подзолистой почве // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1356–1364. doi: 10.1134/S0032180X19110078Павлюкова Е. Б., Белозерский М. А., Дунаевский Я. Е. Внеклеточные протеолитические ферменты мицелиальных грибов. Обзор // Биохимия. 1998. Т. 63. С. 1059–1089.Полянская Л. М., Юмаков Д. Д., Тюгай З. Н., Степанов А. Л. Соотношение грибов и бактерий в темногумусовой лесной почве // Почвоведение. 2020. № 9. С. 1094–1099. doi: 10.31857/S0032180X20090129Разгулин С. М. Полевой метод измерения минерализации азота в лесных почвах // Почвоведение. 2009. № 11. С. 1341–1344.Разгулин С. М. Цикл азота в экосистемах южной тайги Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2022. 161 с.Хабибуллина Ф. М., Кузнецова Е. Т. Характеристика почвенной микобиоты во вторичных лиственных лесах подзоны средней тайги (Республика Коми) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014. Т. 16. № (3). С. 891–895.Шубин В. И., Предтеченская О. О. Влияние вытаптывания на плодоношение макромицетов в березняках разнотравных // Микология и фитопатология. 1997 Т. 31, вып. 3. С. 54–60.Bailey V. L., Smith J. L., Bolton H. Novel antibiotics as inhibitors for the selective respiratory inhibition method of measuring fungal: bacterial ratios in soil // Biology and Fertility of Soils. 2003. V. 38. P. 154–160. doi: 10.1007/s00374-003-0620-7Baskaran P., Hyvönen R., Berglund S., Clemmensen K., Ågren G., Björn D., Lindahl B., Manzoni S. Modelling the influence of ectomycorrhizal decomposition on plant nutrition and soil carbon sequestration in boreal forest ecosystems // New Phytolоgist.2017. V. 213. P. 1452–1465. doi: 10.1111/nph.14213Blagodatskaya E., Dannenman M., Gashe R., Butterbach-Bahl K. Microclimate and forest management alter fungal-to-bacterial ratio and N2O-emission during rewetting in the forest floor and mineral soil of mountainous beech forests // Biogeochemistry. 2010. V. 97. P. 55–70. doi: 10.1007/s 10533.009.9310.3de Boer W., Folman L. B., Summerbell R. C., Boddy L. Living in a fungal world: impact of fungi on soil bacterial niche development // FEMS Microbiology Reviews. 2005. 29. P. 795–781. doi: 10.1016/j.femsreBoyle S. A., Yarwood R. R., Bottomley P. J., Myrold D. D. Bacterial and fungal contributions to soil nitrogen cycling under Douglas fir and red alder at two sites in Oregon // Soil Biology and Biochemistry. 2008.V. 40. P. 443–451. doi: 10.1016/j.soilbio.2007.09.007Castaldi S., Smith K. Effects of cycloheximide on N2O and NO-3 production in a forest and an agricultural soil // Biology and Fertility of Soils. 1998. V. 27. P. 27–34. doi: org/10.1007/s003740050395Chigineva N. I., Aleksandrova A. V., Marhan S., Kandeler E., Tiunov A. V. The importance of mycelial connection at the soil–litter interface for nutrient translocation, enzyme activity and litter decomposition // Applied Soil Ecology. 2011.V. 51. P. 35–41. doi: org/10.1016/j.apsoilCompton J. E., Watrud L. S., Porteous L. A., DeGrood S. Response of soil microbial biomass and community composition to chronic nitrogen additions at Harvard forest // Forest Ecology and Management. 2004. V. 196. P. 143–158. doi: 10.1016/j.foreco.2004.03.017He L., Rodrigues J. L., Soudzilovskaia N., Barcelo M., Olsson P. A., Song C., Tedersoo L., Yuan F., Yuan F., Lipson D. A., Xu X. Global biogeography of fungal and bacterial biomass carbon in topsoil // Soil. 2020.V. 151. 108024. doi: 10.1016/j.soilbio.2020.108024Land L., Badalucco L., Pomare F. and Nanniperi P. Effectiveness of antibiotics to distinguish the contributions of fungi and bacteria to net nitrogen mineralization, nitrification and respiration // Soil Biology and Biochemistry. 1993.V. 25. P. 1771–1778. doi: org/10.1016/0038-0717(93)90182-BLindahl B., Tunlid A. Ectomycorrhizal fungi – potential organic matter decomposers, yet not saprotrophs // New Phytologist. 2015. V. 205. P. 1443–1447. doi: 10.1111/nph.13201Llado S., Lуpez-Mondejar R., Baldrian P. Forest Soil Bacteria: Diversity, Involvement in Ecosystem Processes, and Response to Global Change // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2017. V. 81. № 2. doi: 10.1128/MMBR.00063-16Mašínová T., Yurkov A., Baldrian P. Forest soil yeasts: Decomposition potential and the utilization of carbon sources // Fungal Ecology. 2018. V. 34. P. 10–19. doi: 10.1016/j.funeco.2018.03.005Morrison E. W., Frey S. D., Sadowsky J. J., van Diepen L. N.A., Thomas W. K., Pringl Chronic nitrogen additions fundamentally restructure the soil fungal community in a temperate forest // Fungal Ecology. 2016.V. 23. P. 48–57. doi: org/10.1016/j. funecoOdriozola I., Navrátilová D., Tláskalová P., Klinerová T., Červenková Z., P. Kohout P., Větrovský T., Čížková P., Starý M., Baldrian P. Predictors of soil fungal biomass and community composition in temperate mountainous forests in Central Europe // Soil Biology and Biochemistry. 2021.V. 161. doi: 10.1016/j.soilbio.2021.108366Petrovič M., Briški F., Kaštelan-Macan M. Biosorption and biodegradation of humic substances by Trichoderma viride // Prehrambeno-tehnology biotehnology reviews. 1993. Vol. 31. P. 145–149.Phillips L., Ward V., Jones M. Ectomycorrhizal fungi contribute to soil organic matter cycling in sub-boreal forests // The ISME Journal. 2014. V. 8. P. 699–713. doi: 10.1038/ismej.2013.195Sponseller R., Gundale M., Futter M., Ring E., Nordin A., Nasholm T., Laudon H. Nitrogen dynamics in managed boreal forests: Recent advances and future research directions // Ambio. 2016. V. 45. P. 175–187. doi: 10.1007/s13280-015-0755-4Starke R., Mondéjar R, Human Z., Navrátilová D., Štursová M., Větrovský T., Olson H., Orton D., Callister S., Lipton M., et al., Niche differentiation of bacteria and fungi in carbon and nitrogen cycling of different habitats in a temperate coniferous forest: A metaproteomic approach // Soil Biology and Biochemistry. 2021. V. 155. doi: 10.1016/j.soilbio.2021.108170Strickland М. S., Rousk J. Review Considering fungal: bacterial dominance in soils – Methods, controls, and ecosystem implications // Soil Biology and Biochemistry. 2010.V. 42. P 1385–1395. doi: org/10.1016/j.soilbio.2010.05.007West A., Sparling G. Improvements to the selective respiratory inhibition technique to measure eukaryote: prokaryom ratios in soils // Journal of Microbiological Methods. 1986. V 5. P. 125–138.