МЕТАН... ПОД ДЕРЕВЬЯМИ

В природе нередко прослеживается такая связь: продукты, синтезируемые одними микробами, с "аппетитом" потребляют другие. Характерный тому пример: бактерии, обитающие в донных отложениях болот и рисовых полей или в кишечнике жвачных животных, постоянно выделяют в атмосферу метан (CH₄). Но у этого газа есть "потребители" - его окисляют метанотрофные бактерии лесных почв. Однако если в последнем случае наблюдаются большие концентрации соединений азота, то они подавляют окислительную активность данных метанотрофов. Вот почему интересна разработка группы ученых из России и Германии, впервые показавших, что и эффективность бактериального окисления метана, и степень влияния азота на соответствующий процесс зависят от того, какие породы деревьев растут в лесу. Об этих исследованиях со ссылкой на публика-

цию в журнале "Доклады РАН" (2012, т. 447, N 1) на страницах электронного издания "Наука и технологии России -STRF.ru" рассказала журналист Наталья Резник.

Метан - второй по значению газ, участвующий в создании парникового эффекта, и потому ученые ищут способы минимизировать его влияние. Специалисты Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Сибирского федерального университета (Красноярск), МГУ им. М. В. Ломоносова и Института земной микробиологии общества Макса Планка (Марбург, Германия) в течение нескольких лет проводят эксперименты, в которых выясняют роль отдельных природных факторов в связывании метана. Работу поддержали РФФИ, Министерство образования и науки РФ, Американский фонд гражданских исследований и развития (CRDF) и немецкий Фонд им. Александра фон Гумбольдта.

В сфере внимания интернационального коллектива - почвенные микроорганизмы, ежегодно удаляющие из атмосферы около 30 млн. т парникового газа, что составляет 6 - 10% от его ежегодного стока (исчезновения). Метан легко проникает в структурированную лесную почву, к местам, заселенным метанотрофами. Как уже говорилось, потребление CH₄ этими организмами зависит от содержания азота: если его много, активность бактерий падает. Между тем загрязнение соединениями этого элемента, вызванное промышленными выбросами и потеплением климата, становится все ощутимее. И вопрос о влиянии азота на фиксацию метана в разных лесных почвах в этой связи все больше волнует специалистов.

В 1971 - 1972 гг. сотрудники лаборатории почвоведения Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН заложили экспериментальный участок в 50 км северо-западнее Красноярска. Не смешивая между собой отдельные породы, они компактно посадили ель, сосну, кедр, осину, березу и лиственницу, т.е. практически все основные лесообразующие породы Сибири, и уже четыре десятилетия изучают на этом примере процессы выделения и связывания парниковых газов. В 2006 г. старший научный сотрудник этого института доктор биологических наук Олег Меняйло вместе с коллегами из Германии показал: различные древесные породы по-разному влияют на активность окисления CH₄ в почве - наиболее высокая отмечена под лиственницами, самая низкая - в ельнике.

Российские и немецкие ученые проверили, как на активность окисления атмосферного метана влияют разные концентрации нитрата и солей аммония под деревьями четырех пород. Они взяли образцы серых лесных почв из-под ели обыкновенной, лиственницы, осины и березы. Пробы инкубировали в присутствии СН₄ и сульфата аммония или нитрата калия. Спустя трое суток разработчики определяли степень окисления метана. В результате впервые установлено: соли аммония подавляют скорость потребления CH₄ сильнее, чем нитраты, которые в низких концентрациях даже стимулируют активность метанотрофов. Самое же интересное заключается в том, что ингибирующий эффект соединений азота зависит от породы деревьев, из-под которых взята почва. Наименьший наблюдается под елью, наибольший при тех же условиях - под березой. Так, при концентрации солей аммония 500 мг/кг активность окисления CH₄ в березняке уменьшалась на две трети.

Как ранее установил Олег Меняйло с соавторами, видовой состав метанотрофов на всех опытных лесных участках оказался одинаков. Но древесные породы влияют на многие почвенные процессы, особенно на связывание и минерализациюазота. Микроорганизмы, обитающие под хвойными породами, захватывают этот элемент очень быстро, поэтому его соединения не накапливаются в почве. "Возможно, различия в скорости иммобилизации минеральных форм азота под разными древесными породами обусловливают неодинаковое влияние добавления азота на активность метанотрофов", - предполагает Меняйло.

Следует еще раз подчеркнуть: подавляя способность почвенных микроорганизмов связывать метан, азотное загрязнение усиливает парниковый эффект. Однако оценивая последствия такого загрязнения почвы, необходимо учитывать преобладающие древесные породы и основную форму азотистого соединения.

Резник Н. Российские ученые узнали, что происходит с метаном под деревьями. - Электронное издание "Наука и технологии России - STRF.ru", 24 декабря 2012 г.

Материал подготовил Сергей МАКАРОВ