Биомасса грибов и таксономическое разнообразие культивируемой микобиоты в эутрофных торфяных почвах

Аннотация

Проведено комплексное исследование микобиоты в эутрофных торфяных почвах под лесами: березняком, смешанным лесом (Томский р-н, Томская обл.), черноольшаником и сосняком (Западнодвинский р-н, Тверская обл.). Анализировали подстилки (слои L и F) и эутрофно-торфяный горизонт (ТЕ: 0–20, 20–30 и 30–50 см), среди сезонов — лето и осень 2021 года.Запасы и структуру грибной биомассы выявляли методом люминесцентной микроскопии, численность культивируемых представителей —методом посева.Идентификацию грибов проводили по фенотипическим признакам и результатам секвенирования нуклеотидных последовательностей 26S рРНК.Установлено, что в подстилках исследуемых почв грибная биомасса варьировала от 2 до 30 мг×г^–1, запасы грибной биомассы — от 28 до 189 г×м^‒2, запасы углерода грибной биомассы— от 139 до 945 кгС×га⁻¹. Вэутрофно-торфяном горизонте:от 0,4 до 19,4 мг×г^–1; от 52 до 622 г×м^‒2; от 262 до 3110 кгС×га⁻¹ соответственно. Все показатели обилия грибов увеличивались от лета к осени. Вклад подстилки в запасы грибной биомассы в почвах под лиственными лесами не превышал 67%, в почве под хвойным лесом —10%. Грибная биомасса в горизонтах исследуемых почв представлена преимущественно мицелием, доля спор составляла от 1 до 40%.Численность культивируемых грибовварьировала от 10³ до 10⁶ КОЕ×г^–1 ибыла на 2–3 порядка больше в подстилках, чем в ТЕ.Сезонные изменения численности микромицетов выявляли преимущественно в подстилках: летние значения превосходили осенние на 1–2 порядка.Из исследуемых почвза два сезона выделили 85 видов микромицетов из 47 родов, 27 семейств, 15 порядков, 7 классов и 2 отделов (Mucoromycota и Ascomycota). Преобладали представители отдела Ascomycota, составляя 89% от всего видового состава.В микромицетных сообществах почв доминировали или часто встречались грибы родов Penicillium и/или Trichoderma, однако подавляющее большинство представителей других родов характеризовались как редкие и случайные. В подстилках индекс Шеннона для грибных сообществ варьировал от 0,78 до 2,32, в ТЕ — от 0,31 до 2,55. Осенью, как правило, отмечали снижение видового разнообразиягрибов во всех горизонтах почв. Видовое сходство сообществ культивируемых грибов (Кs) исследуемых почв варьирует в диапазоне 0,42‒0,56, а между горизонтами достигает 0,70.

Литература

1. Виноградова А.Ю., Лаптева Е.М., Ковалева В.А. и др. Распределение микроскопических грибов в мерзлотной торфяной почве плоскобугристого болота лесотундры //Теорeтическая и прикладная экология. 2019. № 4. С. 110–115. 2. Головченко А.В., Добровольская Т.Г., Полянская Л.М.Численность и структура микробных комплексов в контрастных почвах мезоморфного ряда ельников южной тайги // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1995. № 4.С. 57–64. 3. Головченко А.В., Полянская Л.М. Сезонная динамика численности и биомассы микроорганизмов по профилю почвы // Почвоведение. 1996. № 10. С. 1227–1233. 4. Головченко А.В., Кураков А.В., Семенова Т.А.и др. Обилие, разнообразие, жизнеспособность и факторная экология грибов в торфяниках // Почвоведение. 2013. № 1. С. 80–97. 5. Головченко А.В., Волкова Е.М. Запасы и структура микробной биомассы в торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области // Почвоведение. 2019. № 3. С. 370–376. 6. Головченко А.В., Семенова Т.А., Морозов А.А.и др. Микобиота низинных торфяников // Почвоведение. 2022. № 3. C. 337‒346. 7. Головченко А.В., Грачева Т.А., Семенова Т.А. и др.Мицелиальный компонент эутрофных торфяных почв в зоне активной деструкции органического детрита // Почвоведение. 2023. № 5. C. 536–549. 8. Добровольская Т.Г., Головченко А.В., Кухаренко О.С. и др. Структура микробных сообществ верховых и низинных торфяников Томской области // Почвоведение. 2012. № 3. С. 317–326. 9. ДобровольскаяТ.Г.,ГоловченкоА.В.,ЛысакЛ.В. идр. Методы оценки численности и разнообразия бактериальных и актиномицетных комплексов торфяных почв / Физикохимия и биология торфа: учебное пособие. Томск, 2010. 100 с. 10. Зенова Г.М., Кураков А.В. Методы определения структуры комплексов почвенных актиномицетов и грибов. М., 1988. 54 с. 11. МегарранЭ. Экологическоеразнообразиеиегоизмерение. М., 1992. 181 с. 12. Методы почвенной биохимии и микробиологии. М., 1991. 304 с. 13. Мировая реферативная база почвенных ресурсов. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и составления легенд почвенных карт. М., 2024. С. 102. 14. Полянская Л.М., Головченко А.В., Звягинцев Д.Г. Микробная биомасса в почвах // Доклады АН. 1995.Т. 344, №6. С. 846–848. 15. Терехова В.А., Семенова Т.А. Трофимов С.Я.и др. Структурно-функциональные особенности микобиоты в связи с динамикой органического вещества в ненарушенных почвах южной тайги // Почвоведение. 1999. № 4. С. 461–467. 16. Технический анализ торфа. М., 1992. 358 с. 17. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. и др. Классификация и диагностика почв России. Смоленск, 2004. 342 с. 18. BhargavaP., SinghA.K., GoelR.Microbes: bioresourceinagricultureandenvironmental sustainability // Plant-microbe interactions in agro-ecological perspectives. 2017. P. 361–376. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5813-4_18 19. Blanchette R.А. Degradation of the lignocellulose complex in wood // Canadian Journal of Botany. 1996. Vol. 73, № S1. P. 999–1010. https://doi.org/10.1139/b95-350 20. Coonan E.C., Kirkby C.A., Kirkegaard J.A.et al. Microorganisms and nutrient stoichiometry as mediators of soil organic matter dynamics // Nutrient Cycling in Agroecosystems. 2020. Vol. 117. P. 273–298. https://doi.org/10.1007/s10705-020-10076-8 21. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. Compendium of soil fungi. Eching: IHW-Verlag, 2007. 672 p. 22. Ellis M.B. Dematiaceous Hyphomycetes. Kew: Commonw. Mycol. Inst., 1971. 607 p. 23. Fu K., Fan L., Li Q. et al.Isolation and Characterization of Laccase from Trichoderma asperellum Tasjk65 // Biology (Basel). 2025. Vol. 13–14, № 6: 691.https://doi.org/10.3390/biology14060691 24. Gams W. Cephalosporium-artigeSchimmelpilze (Hyphomycetes). Stuttgart, 1971. 262 p. 25. Gorham E. Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming // Ecol. Appl. 1991. Vol. 1. P. 182–195. https://doi.org/10.2307/1941811 26. Grum-Grzhimaylo O.A. On filamentous fungi in polar regions and boreal peatlands. PhDthesis.Netherlands: Wageningen University, 2025.352 p.https://doi.org/10.18174/682135 27. Grum-GrzimayloO.A., ShuriginaA.A., DebetsA.J.M.etal.BiogeographyanduniquenessoffilamentousterrestrialfungiinthepolarRegions //2024. Fungal Biology Reviews. 2024. Vol. 49: 100382. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2024.100382 28. Hoog G.S. The genera Beauveria. Isaria. Tritirachium and Acrodontiumgen. nov. // Studies in Mycology. 1972. Vol. 1. 41 p. 29. Jaatinen K., Fritze H., Laine J. et al. Effects of shortand long-term water-level drawdown on the populations and activity of aerobic decomposers in a boreal peatland // Global Change Biology. 2007. Vol. 13. P. 491–510. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01312 30. Jassey V.E.J., Reczuga M.K., Zielińska M.et al. Tipping point in plant–fungal interactions under severe drought causes abrupt rise in peatland ecosystem respiration // Glob. Change Biol. 2018. Vol. 24. P. 972–986. https://doi.org/10.1111/gcb.13928 31. Juottonen H., Galand P.E., Tuittila E.-S. et al. Methanogen communities and Bacteria along an ecohydrological gradient in a northern raised bog complex // Environmental Microbiology. 2005. Vol. 7,№ 10. P. 1547–1557. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2005.00838.x 32. Limpens J.,Berendse F.,Blodau C. et al. Peatlands and the carbon cycle: from local processes to global implications – a synthesis // Biogeosciences. 2008. Vol. 5. P. 1475–1491. https://doi.org/10.5194/bgd-5-1379-2008 33. Pitt J.I. The Genus Penicillium and its teleomorphic statesEupenicilliumandTalaromyces. L.,1979. 634 p. 34. Straková P., Niemi R.M., Freeman C.et al.Litter type affects the activity of aerobic decomposers in a boreal peatland more than site nutrient and water level regimes // Biogeosciences. 2011. Vol. 8. P. 2741–2755. 35. Straková P., Penttilä T., Laine J.et al.Disentangling direct and indirect effects of water table drawdown on above- and belowground plant litter decomposition: consequences for accumulation of organic matter in boreal peatlands // Global Change Biology. 2012. Vol. 18. P. 322–335. 36. Talbot J.M., Allison S.D., Treseder K.K. Decomposers in disguise: mycorrhizal fungi as regulators of soil C dynamics in ecosystems under global change // Funct. Ecol. 2008. Vol. 22. P. 955–963. https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2008.01402.x 37. Thormann M.N. Diversity and function of fungi in peatlands: a carbon cycling perspective // Can. J. Soil Sci. 2006. Vol. 86. P. 281–293. https://doi.org/10.4141/S05-082 38. Tibbett M., Fraser T.D., Duddigan S. Identifying potential threats to soil biodiversity // PeerJ. 2020. Vol. 8. P. e9271. 39. Wang Y., Paul S.M.,Jocher M.et al. Soil carbon loss from drained agricultural peatland after coverage with mineral soil // Sci. Total Environ. 2021. Vol. 800. P. 149498. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149498