ВОПРОСЫ СТЕПЕВЕДЕНИЯ

 

STEPPE SCIENCE

 
460000, г. Оренбург, ул. Пионерская 11
8 (3532) 77-44-32
8 (3532) 77-62-47

steppescience@mail.ru

© Мальцева И.А., Яковийчук А.В., Мальцев Е.И., Черкашина С.В., Бредихина Ю.Л., Дукова И.С., 2024

УДК 631.466.3+621.038.534.34

DOI: 10.24412/2712-8628-2024-4-102-112

 

УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ СТЕПНОЙ ЗОНЫ В УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

И.А. Мальцева1, *А.В. Яковийчук1,2, Е.И. Мальцев2, С.В. Черкашина1, Ю.Л. Бредихина1, И.С. Дукова1

1Мелитопольский государственный университет, Россия, Мелитополь

2Институт физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН, Россия, Москва

e-mail: *alex.yakov1991@yandex.ru

 

Аннотация:В работе представлены данные о вкладе почвенных микроводорослей и цианобактерий лесных насаждений (Старо-Бердянский лес) степной зоны в утилизацию углекислого газа. В ходе исследования установлено, что видовой состав древесных пород и почвенные условия оказывают влияние на состав, численность, а также на секвестрационные характеристики микроводорослей и цианобактерий. Количество утилизированного углекислого газа представителями почвенных микроводорослей и цианобактерий имеет максимальные значения в верхнем пятисантиметровом слое почвы соснового и дубового насаждений. Биофиксация и общее количество утилизированного микроводорослями и цианобактериями углекислого газа выше в лиственном насаждении чем в хвойном.

Ключевые слова: Старо-Бердянский лес, биофиксация, продуктивность биомассы, время оборота биомассы, Cyanobacteria, Chlorophyta, Streptophyta, Heterokontophyta.

 

THE PARTICIPATION OF SOIL MICROALGAE AND CYANOBACTERIA OF FOREST PLANTATIONS OF THE STEPPE ZONE IN THE UTILIZATION OF CARBON DIOXIDE

Maltseva1, *A. Yakoviichuk1,2, E. Maltsev2, S. Cherkashina1, Yu. Bredikhina1, I. Dukova1

1Melitopol State University, Russia, Melitopol

2Timiryazev Institute of Plant Physiology of the Russian Academy of Sciences, Russia, Moscow

e-mail: *alex.yakov1991@yandex.ru

 

Abstract:  The study provides data on how soil microalgae and cyanobacteria in the Staro-Berdyansk forest plantation in the steppe zone of the Zaporozhye region contribute to the utilization of carbon dioxide. It is found that the types of trees and soil conditions influence on the composition, abundance, and carbon sequestration abilities of microalgae and cyanobacteria. The research shows that the most significant amount of carbon dioxide is utilized by microalgae and cyanobacteria in the top five centimeters of soil in both pine and oak plantations. Additionally, biofixation and the total amount of carbon dioxide utilized by algae and cyanobacteria are higher in deciduous forests compared to coniferous ones.

Key words: Staro-Berdyansky forest, biofixation, biomass productivity, biomass recycling time, Cyanobacteria, Chlorophyta, Streptophyta, Heterokontophyta.

Список литературы:

  1. Бельгард А.Л. Степное лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1971. 336 c.
  2. Стадниченко В.Г. Почвенные условия района Старо-Бердянской и Алтагирской лесных дач // Сб. науч. раб. биолог. фак-та ДГУ. К.: Изд-во Киев. ун-та, 1953. С. 11-21.
  3. Абакумов   Е.В.,    Поляков    В.И.,   Чуков    С.Н.    Подходы   и    методы    изучения органического вещества почв карбоновых полигонов России (обзор) // Почвоведение. 2022. № 7. С. 773-786. DOI: 10.31857/S0032180X22070024.
  4. Курганова И.Н., Гереню В.О., Ипп С.Л., Каганов В.В., Хорошаев Д.А., Рухович Д.И., Сумин Ю.В., Дурманов Н.Д., Кузяков Я.В. Пилотный карбоновый полигон в России: анализ запасов углерода в почвах и растительности // Почвы и окружающая среда. 2022. Т. 5. № 2. С. е169. DOI: 10.31251/pos.v5i2.169.
  5. Тебенькова Д.Н., Гичан Д.В., Гагарин Ю.Н. Влияние лесоводственных мероприятий на почвенный углерод: обзор // Вопросы   лесной   науки.   2022.   Т. 5.   № 4.   С. 1-37. DOI: 10.31509/2658-607x-202252-116.
  6. Tarafdar A., Sowmya G., Yogeshwari K., Rattu G., Negi T., Awasthi M.K., Hoang A., Sindhu R., Sirohi R. Environmental pollution mitigation through utilization of carbon dioxide by microalgae        //         Environmental         Pollution.         2023.         No. 328.         P. 121623. DOI: 10.1016/j.envpol.2023.121623.
  7. Arenas, F.; Vas-Pinto, F., Marine algae as carbon sinks and allies to combat global warming // Marine algae: biodiversity, taxonomy, environmental assessment and biotechnology. CRC Press, Boca Raton, 2014. P. 178-193.
  8. Kadhim B., Hamdan M., Hassan F.M., El-Sheekh M.M. Carbon sources and riverine algal biomass: an experimental study // Egyptian journal of aquatic biology & fisheries. 2024. Vol. 28. No. 2. P. 39-50. DOI:10.21608/EJABF.2024.344865.
  9. Liang Y., Zhang Y., Wang N., Luo T., Zhang Y., Rivkin R.B. Estimating primary production of picophytoplankton using the carbon-based ocean productivity model: a preliminary study // Frontiers in Microbiology. 2017. No. 8. e1926. DOI: 10.3389/fmicb.2017.01926.
  10. Chisholm S.W. Stirring times in the Southern Ocean // Nature. 2000. Vol. 407. No. 6805. P. 685-687. DOI:10.1038/35037696.
  11. Кабиров Р.Р., Гайсина Л.А. Р.Р Показатели продуктивности почвенных водорослей в наземных экосистемах // Почвоведение. 2009. № 12. С. 1475-1480.
  12. Dettweiler-Robinson E., Nuanez M., Litvak M.E. Biocrust contribution to ecosystem carbon fluxes varies along an elevational gradient // Ecosphere. 2018. Vol. 9. No. 6. e02315. DOI: 10.1002/ecs2.2315.
  13. Hamard S., Céréghino R., Barret M., Sytiuk A., Lara E., Dorrepaal E., Kardol P., Küttim M., Lamentowicz M., Leflaive J., Le Roux G., Tuittila E., Jassey V.E. Contribution of microbial photosynthesis to peatland carbon uptake along a latitudinal gradient // Journal of Ecology. 2021. Vol. 109. No. 9. P. 3424-3441. DOI: 10.1111/1365-2745.13732.
  14. Wyatt K.H., Turetsky M.R., Rober A.R., Giroldo D., Kane E.S., Stevenson R.J. Contributions of algae to GPP and DOC production in an Alaskan fen: effects of historical water table manipulations on ecosystem responses to a natural flood // Oecologia. 2011. Vol. 169. No. 3. P. 821- 832. DOI: 10.1007/s00442-011-2233-4.
  15. Gray A., Krolikowski M., Fretwell P., Convey P., Peck L.S., Mendelova M., Smith A.G., Davey M.P. Remote Sensing reveals Antarctic Green Snow algae as important terrestrial carbon sink  // Nature Communications. 2020. Vol. 11. No. 1. P. 2527. DOI:10.1038/s41467-020-16018-w.
  16. Jassey V.E.J., Walcker R., Kardol P., Geisen S., Heger T., Lamentowicz M., Hamard S., Lara E. Contribution of soil algae to the global carbon cycle // New Phytologist. 2022. Vol. 234. No. 1. P. 64-76. DOI: 10.1111/nph.17950.
  17. Мальцева І.А. Ґрунтові водорості деревних насаджень Старобердянського лісу (Запорізька область) // Вісник ХНАУ. Серія «Біологія». 2004. № 2. С. 21-26.
  18. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Ленинград: Наука, 1969. 143 c.
  19. Кузяхметов Г.Г., Дубовик И.Е. Методы изучения почвенных водорослей. Уфа: Башк. ун-т, 2001. 56 c.
  20. Соколов А.В., Аскинази Д.Л. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1965. 436 c.
  21. Adamczyk M., Lasek J., Skawińska A. CO2 Biofixation and Growth Kinetics of Chlorella vulgaris and Nannochloropsis gaditana // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2016. Vol. 179. No. 7. P. 1248-1261. DOI:10.1007/s12010-016-2062-3.
  22. Gautam K., Pareek A., Sharma D.K. Exploiting microalgae and macroalgae for production of biofuels and biosequestration of carbon dioxide – a review // International Journal of Green Energy. 2022. Vol. 12. No. 11. P. 1122-1143. DOI: 10.1080/15435075.2014.893239.
  23. Федоров В.Д., Корсак М.Н., Боров Ю.А. Некоторые итоги изучения первичной продукции фитопланктона Белого моря // Гидробиологический журнал. 1974. Т. 10. № 5. С. 9-14.
  24. Пузанов А.В., Бабошкина С.В., Рождественская Т.А., Балыкин С.Н., Егорова И.В., Мешкинова С.С. Восстановление расчетными методами основной гидрофизической характеристики и сравнение водоудерживающей способности степных (бассейн реки Алей) игорнолесных (бассейн реки Майма) почв Алтая // Мир науки, культуры, образования. 2014. Т. 49. № 6. С. 572-578.
  25. Алексахина Т.И., Штина Э.А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. М.: Наука, 1984. 150 c.
  26. Bokhorst S., Ronfort C., Huiskes A., Convey P., Aerts R. Food choice of Antarctic soil arthropods clarified by stable isotope signatures // Polar Biology. 2007. Vol. 30. No. 8. P. 983-990. DOI: 10.1007/s00300-007-0256-4.
  27. Pakhomov O., Pokhylenko A., Maltseva I., Kulbachko Y. Participation of Rossiulus kessleri (Diplopoda, Julida) in the Formation of Algae Assemblages of Urbanized Territories // Diversity. 2022. Vol. 14. No. 7. P. 508. DOI: 10.3390/d14070508.
  28. Rahmonov O., Cabala J., Bednarek R., Rozek D., Florkiewicz A. Role of soil algae on the initial stages of soil formation in sandy polluted areas // Ecological Chemistry and Engineering S. 2015. Vol. 22. No. 4. P. 675-690. DOI: 10.1515/eces-2015-0041.
  29. Кузнецова А.И., Лукина Н.В., Тихонова Е.В., Горнов А.В., Горнова М.В., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Шевченко Н.Е., Тебенькова Д.Н., Чумаченко С.И. Аккумуляция углерода в песчаных и суглинистых почвах равнинных хвойно- широколиственных лесов в ходе послерубочных восстановительных сукцессий // Почвоведение. 2019. № 7. С. 803-816. DOI: 10.1134/S0032180X19070086..
 

Для цитирования: Мальцева И.А., Яковийчук А.В., Мальцев Е.И., Черкашина С.В., Бредихина Ю.Л., Дукова И.С. Участие почвенных микроводорослей и цианобактерий лесных насаждений степной зоны в утилизации углекислого газа // Вопросы степеведения. 2024. № 4. С. 102-112. DOI: 10.24412/2712-8628-2024-4-102-112

Рецензирование

Институт степи уральского отделения российской академии наук (ИС УрО РАН)

обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Оренбургского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (ОФИЦ УрО РАН)
460000, г. Оренбург, ул. Пионерская 11
8 (3532) 77-44-32
8 (3532) 77-62-47

steppescience@mail.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© 2023 Институт степи Уральского отделения Российской Академии наук
Политика конфиденциальности

Яндекс.Метрика