Biology BulletinBiology BulletinИзвестия Российской академии наук. Серия биологическая1026-34703034-5367The Russian Academy of Sciences64780710.31857/S1026347024040085VHGYPMECOLOGYЭКОЛОГИЯResearch ArticleSystematic-ecological estimation of seasonal activity of dehydrogenase in drained swamp soils of interstream of Ob and TomСистемно-экологическая оценка сезонной активности дегидрогеназы осушенных лесных почв междуречья Оби и ТомиEfremovaT. T.ЕфремоваТ. Т.
Russian Federation
efr2@ksc.krasn.ruEfremovS. P.ЕфремовС. П.
Russian Federation
efr2@ksc.krasn.ruAvrovaA. F.АвроваА. Ф.
Russian Federation
efr2@ksc.krasn.ruSukachev Institute of Forest, Krasnoyarsk Science Center, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН26102024451252328012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://medjrf.com/1026-3470/article/view/647807

Drained peat soils (Histosols) were studied. In the mode of weak and moderate drainage, the trend of seasonal fluctuations (quadratic parabola) shows a weekly average increase in dehydrogenase activity with a weekly average deceleration, in the intensive mode – a weekly average deceleration with a weekly acceleration for June–October. A reliable nonlinear relationship of enzyme activity was revealed: positive – with redox potential and pH, multidirectional – with soil bulk moisture and soil temperature. According to canonical analysis, the discussed set cumulatively determines the seasonal dehydrogenase activity by 50–81%. The hydrological regime is statistically proved as a dominant factor. A negative conjugate interaction of dehydrogenase and peroxidase activity has been established, confirming their participation in the biochemical transformation of organic matter as a whole.

Изучали осушенные торфяные почвы (Histosols). В режиме слабого и умеренного осушения тренд сезонных колебаний (квадратичная парабола) показывает еженедельное среднее повышение активности дегидрогеназы с еженедельным средним замедлением, в режиме глубокого – еженедельное среднее замедление с еженедельным ускорением за июнь – октябрь. Выявлена достоверная нелинейная связь активности фермента: положительная – с окислительно-восстановительным потенциалом и рН, разнонаправленная – с объемной влажностью и температурой почв. Согласно каноническому анализу, обсуждаемое множество совокупно обусловливает сезонную активность дегидрогеназы на 50–81%. В качестве доминантного фактора статистически обоснован гидрологический режим. Установлено отрицательное сопряженное взаимодействие активности дегидрогеназы и пероксидазы, подтверждая их участие в биохимическом преобразовании органического вещества как единого целого.

seasonal fluctuations trendgrowth (decrease) rateswater-physico-chemical indicatorscumulative contributionpaired regression modelscanonical analysisтренд сезонных колебанийтемпы прироста (снижения)водно-физико-химические показателисовокупный вкладпарные регрессионные моделиканонический анализГалиулин Р. В., Башкин В. Н., Галиулина Р. А. Оценка эффективности рекультивации почв в условиях добычи углеводородов посредством анализа активности дегидрогеназы // Агрохимия. 2014. № 6. С. 84–88.Даденко Е. В., Мясникова М. А., Казеев К. Ш., Колесников С. И., Вальков В. Ф. Биологическая активность чернозема обыкновенного при длительном использовании под пашню // Почвоведение. 2014. № 6. С. 724–733. https://doi.org/10.7868/S0032180X14060021Ефремов С. П., Ефремова Т. Т. Влияние осушения на загруженность торфяной почвы корнями древесных и травянистых растений / Комплексная оценка болот и заболоченных лесов в связи с их мелиорацией. Новосибирск: Наука. 1973. С. 113–127.Ефремова Т. Т. Почвообразование и диагностика торфяных почв болотных экосистем // Почвоведение. 1992. № 12. С. 25–35.Ефремова Т. Т., Овчинникова Т. М., Суховольский В. Г. Многопараметрический анализ почвенных свойств лесных осушенных болот Западной Сибири // Почвоведение. 2006. № 6. С. 657–667.Ефремова Т. Т., Овчинникова Т. М. Оксидоредуктазная активность торфяных почв как показатель глубины биохимической трансформации лесных осушенных болот Западной Сибири // Известия РАН. Серия биологическая. 2007. № 3. С. 360–367.Загуральская Л. М. Микронаселение торфяно-болотных почв Томской области / Взаимоотношение леса и болота. М.: Наука, 1967. С. 56–81.Инишева Л. И. Закономерности функционирования болотных экосистем в условиях воздействия природных и антропогенных факторов. Томск: Изд-во ТГПУ, 2020. 482 с.Козунь Ю. С., Казеев К. Ш., Колесников С. И. Влияние климата на ферментативную активность лесных почв Северного Кавказа // Лесоведение № 3. 2022. С. 262–269. https://doi.org/10.31857/S002411482203010XКононова М. М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во Ан СССР, 1963. 314 с.Купревич В. Ф., Щербакова Т. А. Почвенная энзимология. Минск: Наука и техника, 1966. 275 с.Лучинок Л. Н., Баран С. Г., Тулина А. С., Семенов В. М. Влияние способа сельскохозяйственного использования на ферментативную активность торфяных почв Полесья и эмиссию СО2 // Мелиорация. 2013. № 2 (70). С. 55–64.Мукатанов А. Х. Географо–экологические условия и ферментативная активность почв / Экологические условия и ферментативная активность почв. Уфа, 1979. С. 32–41.Петерсон Н. В. О сущности явления, описываемого под названием “дегидрогеназная активность почв” / Сборник докладов Симпозиума по ферментам почвы. Минск: Изд-во “Наука и техника”. 1968. С.120–128.Пономарева В. В., Николаева Т. А. К методике изучения органического вещества в торфяно-болотных почвах / Современные почвенные процессы в лесной зоне. М.: Изд-во АН СССР. 1959. С. 170–203.Пьявченко Н. И. О диагностике типов торфяных почв и залежей при изысканиях и проектировании лесоосушительных мелиораций // Исследования по лесному болотоведению и мелиорации. Петрозаводск, 1978. С. 5–24Рубин Б. А. Курс физиологии растений. М: Высшая школа, 1971. С.671.Самусик Е. А., Головатый С. Е. ферментативная активность дерново-подзолистых почв в условиях воздействия выбросов предприятия по производству строительных материалов // Журнал белорусского государственного университета. Экология. 2022. № 1. С. 104–113. https://doi.org/10.46646/2521-683X/2022-1-104-113Пьявченко Н. И. О диагностике типов торфяных почв и залежей при изысканиях и проектировании лесоосушительных мелиораций // Исследования по лесному болотоведению и мелиорации. Петрозаводск, 1978. С. 5–24.Скрынникова И. Н. Классификация целинных болотных и мелиоративных торфяных почв СССР // Почвоведение. 1964. № 5. С. 14–27.Хабиров И. К. Физические свойства и ферментативная активность почв / Экологические условия и ферментативная активность почв. Уфа, 1979. С. 99–112.Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М: Наука, 2005. 252 с.Хазиев Ф. Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.Хазиев Ф. Х. Экологические связи ферментативной активности почв. http://ecobiotech-journal.ru Экобиотех, 2018а. Т. 1. № 2. С. 80–92.Хазиев Ф. Х. О кинетике ферментативных процессов в почвах // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018б. № 3. С. 45–51.Халафян А. А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. 3-е изд. Учебник. М.: ООО «Бином-Пресс». 2007. 515 с.Чекотовский Э. В. Графический анализ статистических данных в Microsoft Excel 2000. М.: Издательский дом “Вильямс”. 2002. 464 с.Allison S. D. Soil minerals and humic acids enzyme stability: implications for ecosystem processes // Biogeochemistry. 2006. V. 81. № 6. Р. 361–373.Baldrian P., Štursová M. Enzymes in Forest Soils / Soil Enzymology. Berlin: Springer-Verlag. 2011. P. 61–73.Borowic A., Wyszkowska J., Kucharski M., Kucharski J. Resistance of dehydrogenases, catalase, urease and plants to soil contamination with zinc // J. Elementol. 2014. V. 19. № 4. P. 929–936.Brockett B. F.T., Prescott C. E., Grayston S. J. Soil moisture is the major factor influencing microbial community structure and enzyme activities across seven biogeoclimatic zones in western Canada // Soil Biology and Biochemistry. 2012. V. 44. № 1. P. 9–20.Brzezińska M., Stępniewska Z., Stępniewski W. Dehydrogenase and catalase activity of soil irrigated with municipal wastewater // Polish Journal of Environmental Studies. 2001. V. 10. № 5. P. 307–311.Burns R. G., DeForest J.L, Marxsen J., Sinsabaugh R. L., Stromberger M. E., Wallenstein M. D., Weintraub M. N., Zoppini A. Soil enzymes in a changing environment: Current knowledge and future directions // Soil Biol. Biochem. 2013. V. 58. P. 216–234.Caldwel B. A. Enzyme activities as a component of soil biodiversity: A review // Pedobiologia. 2005. V. 49. № 6. P. 637–644.Karaca A., Cetin S. C., Turgau O. S., Kizilkaya R. Soil enzymes as indication of soil quality / Soil Enzymology. Berlin: Springer-Verlag. 2011. P. 119–148.Lia Q., Jiab W., Zhangc Q., Cheng X. Localized plant-soil-microbe interactions regulate spatial variations of soil oxidase activities within afforested systems in a subtropicalarea // Geoderma. 2022. V. 406. № 4. EDN: TPMGTL https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115499Makoi J. H., Mdakidemi P. A. Selected soil enzymes: examples of their potential roles in the ecosystem // African Journ. of Biotech. 2008. V. 7. № 3. Р. 181–191.Schaefer R. L’activité déshydrogénasique comme mesure de l’activite biologique globale des sols. // Ann. Inst. Pasteur. 1963. V. 105. № 2. Р. 326–331.Sinsabaugh R. L. Phenol oxidase, peroxidase and organic matter dynamics of soil // Soil Biol. Biochem. 2010. V. 42. P. 391–404.