Микробная трансформация закиси азота в почвах

Степанов, Алексей Львович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Микробная трансформация закиси азота в почвах
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Микробная трансформация закиси азота в почвах"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ yifflBEPCHTET ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

РГ5 ОД

Я П П'(Т / ]

СТЕПАНОВ Алексей Львович МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗАКИСИ АЗОТА В ПОЧВАХ

Специальность

03.00.27 — почвоведение 03.00.07 — микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА - 2000

Работа выполнена на кафедре биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный консультант - доктор биологических наук, профессор М.МУмаров

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук, профессор

Ведущее учреждение:

Институт микробиологии РАН, Москва

Защита диссертации состоится " // " /_ 2000 года

в 15 часов 30 минут в аудитории М-2 на Заседании Диссертационного Совета Д.053.05.31 при МГУ им.М.В.Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ им.М.В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ

Автореферат разослан " И> " сь^ кЪуоЛ_ 2000 года

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор Л.А.Лебедева

B.Н.Кудеяров

C.Я.Трофимов В.Т.Емцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изменение мшсрокомпонеттюго состава атмосферы, происходящее в настоящий период времени, по своим экологическим последствиям может был. отнесено к наиболее значимым факторам, воздействующим на состояние биосферы.

Важнейшие компоненты современной атмосферы, относящиеся к "парниковым газам" и определяющие процесс глобального изменение климата (С02, СН4, N20), на 70-90% имеют биологическое происхождение и вовлекаются в биогеохимический круговорот в основном почвенным покровом планеты (Bouwman, 1990; Conrad, 1996). Поэтому актуальной задачей почвоведения и почвенной микробиологии становится изучение роли почв в формировании состава атмосферы, процессов выделения, поглощения, газообмена и трансформации почвенной биотой этих газов, среди которых особое место занимает закись азота -N¡0 или монооксид азота I.

Экологическая роль закиси азота определяется тем, что являясь относительно инертной, в атмосфере она претерпевает ряд фотохимических превращений с образованием промежуточных продуктов, приводящих к деградации стратосферного озона Помимо этого, закись азота, обладая высокой способностью к экранированию инфракрасного излучения, отраженного с поверхности Земли (в 150 раз больше, чем С02), вносит свой вклад в глобальное явление саморазогрева атмосферы, известное как "парниковый эффект". На сегодняшний день этот вклад оценивается в 4-6% (Bouwman, 1990) но, учитывая ежегодный прирост ее концентрации в воздухе на 0.2-0.3% и большую устойчивость в атмосфере (до 200 лет), предполагается, что она будет играть все большую роль.

почвах служат разнообразные процессы микробной трансформации соединений азота - денитрификация, диссимиляционное восстановление шлратов в аммоний, автотрофная и гетеротрофная нитрификация, процессы взаимодействия нитритов с аминокислотами (реакции Van Slyke), хемоденитрификация и некоторые другие. Важным источником закиси азота в биосфере являются также лесные пожары и сжигание ископаемого топлива (Кудеяров, 1999).

В отличие от разнообразия источников закиси азота, пути ее биологического поглощения весьма ограничены, поскольку она не может быть ассимилироваиа растениями, грибами и почвенными животными (Davidson, 1994). В качестве единственных путей микробной трансформации N20 в почвах рассматриваются два процесса - восстановление закиси азота дешлрифицирующими и азотфиксирующими бактериями (Умаров, 1999). Предполагается, что наибольшее значите имеет денитрификация, а именно - этап восстановления закиси азота в молекулярный азот за счет функционирования специализированного фермента -ЫгО-редуктазы. Несмотря на большую значимость, этот процесс остается мало изученным.

Скорость восстановления закиси азота в почвах может зависеть от концентрации минеральных соединений азота, содержания органического вещества, присутствия растений и других факторов. Поэтому существенное изменение активности этого процесса следует ожидать под влиянием антропогенного воздействия на почвы, например, при внесении минеральных и органических удобрений; распашке почв; искусственном орошении и, часто связанных с этим, разрушением структуры почвенных агрегатов-, засолением и избыточным переувлажнением почв; при использовании средств защиты растений (гербицидов); вследствие аккумуляции в почвах тяжелых металлов и радионуклидов; выпадении кислотных осадков и других воздействиях. Величина эмиссии закиси азота из почв в атмосферу в значительной мере определяется соотношением между процессами ее образования и поглощения в почвах.

Целью настоящей работы было выяснение особенностей микробной трансформации (образования и поглощения) закиси азота в почвах; исследование комплекса микроорганизмов, участвующих в этих процессах; оценка антропогенных воздействий на восстановление закиси азота в почвах. Задачи исследования:

1. Изучение образования и поглощения закиси азота денитрифицирующими бактериями в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России и некоторых стран СНГ.

2. Определение численности и биомассы денитрифицирующих бактерий, способных к выделению и поглощению Ы20 в разных типах почв.

3. Исследование таксономического разнообразия денитрифицирующих бактерий, осуществляющих выделение и поглощение закиси азота в почвах основных типов.

4. Выяснение особенности образования и восстановления закиси азота в почвенных агрегатах.

5. Изучение процесса восстановления закиси азота в почвах под влиянием антропогенных факторов: применения минеральных удобрений, средств защиты растений, загрязнения почв тяжелыми металлами, процессов засоления и при разрушении почвенных агрегатов.

Защищаемые положения.

1. Денитрификация представляет основной, экологически значимый путь микробной трансформации (выделения и поглощения) закиси азота в почвах.

2. Процесс восстановления закиси азота тормозится при разрушении почвенных агрегатов и увеличении степени засоления почв.

азотных удобрений и средств защиты растений (пестицидов); загрязнения почв тяжелыми металлами; эрозионных процессов, приводящих к разрушению почвенных агрегатов; засоления почв. Научная новизна.

1.Исследование процессов микробной трансформации (образования и поглощения) закиси азота в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России показало, что потенциал восстановления закиси азота в ненарушенных почвах обычно превышает масштабы ее образования, вследствие чего конечным продуктом денитрификации в зональных типах почв является молекулярный азот.

2. Впервые выявлен особый характер протекания денитрификации в интразональных засоленных почвах (солончаки сулъфатно-хлоридного типа засоления), для которых характерно преимущественное образование закиси азота. Установлено, что этап восстановления закиси азота является наиболее чувствительным звеном в цепи денитрификации по отношению к повышенной концентрации солей.

3. Сущестаешюе влияние на процесс денитрификации оказывает агрегатный состав почв - разрушение почвенной структуры, уменьшение размеров почвенных агрегатов приводит к увеличению доли закиси азота в продуктах денитрификации.

4. В агроценозах эмиссия увеличивается пропорционально дозе вносимого азота, достигая наибольшей величины при использовании минеральных азотных удобрений в аммонийной и амидной формах, а не в нитратной, как предполагалось ранее. Впервые установлено, что использование медленнодействующих мочевино-формальдегидных удобрений (МФУ) не приводит к снижению газообразных потерь азота за счет денитрификации по сравнению с внесением мочевины в тех же дозах. .

5. Антропогенные воздействия на почву (нарушение технологии применения минеральных азотных удобрений и гербицидов, загрязнение почв тяжелыми

металлами, засоление почв и другие) приводят к снижению скорости восстановления закиси азота в почвах. Вследствие этого, биогеохимический цикл азота в антропогенно-измененных почвах нарушается и часто сопровождается повышенной эмиссией закиси азота из почв в атмосферу. Место проведепня работы.

Работа осуществлялась на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ и соответствовала плановой тематике кафедры.

Автор благодарит своих учителей заведующего кафедрой профессора Д.Г.Звягинцева и профессора М.М.Умарова за ценные советы и поддержку; своих коллег И.П.Бабьеву, Б.А.Бызова, А_В.Головченко, В.С.Гузева, Т.Г.Добровольскую, Г.М.Зенову, П.А.Кожевина, А.В.Куракова, Л.В.Лысак, О.Е.Марфенину, Л.М.Полянскую, И.Н.Скворцову, И.Ю.Чернова, а также весь коллектив кафедры биологии почв за доброжелательные и ценные замечания при выполнении работы.

Автор глубоко признателен своим ученикам и соавторам Н.В.Костиной, М.Кромке, Н.А.Манучаровой, О.В.Меняйло, КС.Горбовской, А.Ю.Гранковой, Н.В.Дурихиной, В.В.Новикову за помощь на разных этапах исследования.

Автор блогодарен профессорам и сотрудникам факультета за обсуждение отдельных вопросов диссертации А.С.Владыченскому, Е.В.Шеину, Л.А.Воробьевой, И.И.Судницину, Г.С.Кусту, Н.В.Можаровой, Е.И. Дорофеевой. Личный вклад автора.

Автор принимал личное участие на всех этапах исследования, ему принадлежит постановка задачи, планирование экспериментов, участие в сборе значительной части полевого материала, выполнении экспериментальной работы, обобщение и интерпретация полученных результатов. В работе использованы материалы полученные в соавторстве с аспирантами и студентами, проводившими исследования под его руководством.

Практическое зиачевне работы.

Разработаны новые методы (Свидетельство об изобретении № 1370134 от 01.10.1986) для дифференцированной оценки скорости выделения и поглощения закиси азота микробным комплексом в разных типах почв. Предложены методические подходы для оценки общей биомассы денитрифицирующих бактерий в почвах и части микробной популяции, осуществляющей разные этапы процесса денигрификации в почвах, в зависимости от сочетания разных экологических факторов и различного характера антропогенного воздействия на почвы (12,26,29,30).

Сформулировано представление о конкурентном характере восстановления газообразных окисленных соединений азота в процессе денигрификации, что позволило разработать новое направление в биотехнологии, связанное с использованием денитрифицирующих бактерий для очисти! воздуха от токсичных продуктов сгорания топлива - окислов азота (51).

Дана количественная оценка эмиссии закиси азота из почв разного генетического происхождения в зависимости от давления почвенной влаги, что позволяет прогнозировать величину газообразных потерь азота из почв в зависимости от степени увлажнения (44).

Результаты исследований и методические рекомендации включены в учебные пособия "Методы почвенной микробиологии и биохимии" (М.;МГУ. 1990) и "Микроорганизмы и охрана почв" (М.;МГУ. 1989), а также используются в лекционных курсах по биологии почв и по микробной трансформации азота в почвах на факультете почвоведения МГУ. Апробацня работы.

Результаты исследования были представлены на Всесоюзной научной конференции "Современные методы исследования почв" (Москва, 1983); Всесоюзно]«

симпозиуме "Биодинамика почв" (Таллин, 1988); Международном совещании "Структура и функции почвенных организмов при антропогенном воздействии" (Ceske Budejovice, 1990);Всесоюзной научной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Пущино, 1992); XI Международном симпозиуме по биогеохимии окружающей среды (Salamanca, Spain, 1993); Международном конгрессе по микробиологии и микологии (Prague, Czech Republic, 1994); Первой международной конференции по биострессу (Darmstadt, Germany, 1995); IX Международном совещании "Азот в почвах" (Braunschweig, Germany, 1996); II Съезде общества почвоведов (С.-Петербург, 1996); Теоретическом семинаре по современным проблемам почвоведения под руководством Г.В. Добровольского (Москва, 1997); XVI Всемирном конгрессе почвоведов (Montpellier, France, 1998); Международной конференции по биотехнологии термофилов (Brest, France, 1998); Международной конференции по почвенной энзимологии (Granada, Spain, 1999); X Международном совещании "Азот в почвах" (Copengagen, Denmark, 1999); Ломоносовских чтениях (Москва, 2000); III Съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 78 научных работах, опубликованных в российских и зарубежных научных изданиях, включая разделы в учебном пособии (25) и двух коллективных монографиях (14, 18), а также заказной обзор в Applied Biochemistry and Biotechnology (51).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, // глав и выводов, она изложена на ¿^страницах машинописного текста, содержит г^7 рисунков и ¿é таблиц. Список литературы насчитывает 3 -¿О работ, из них Л?* на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Объекты и методы исследования

Объектами исследования служили почвы основных биоклиматических зон Европейской части России и некоторых стран СНГ (табл. I). Таблица 1. Исследованные почвы России и СНГ

Экосистемы

Название почвы*

Место отбора образцов

Лесные Дерново-подзолистая среднесуглинистая на суглинке моренных отложений Бурая лесная кислая грубогумусовая

Серая лесная среднемощная среднесуглинистая на покровном лессовидном суглинке Светло-серая лесная среднесуглинистая на покровных суглинках, подстилаемых древне аллювиальными песчаными отложениями Темно-серая лесная среднемощная среднесуглинистая на покровном лессовидном суглинке

Московская обл.. Солнечногорский р-н

Тверская обл., Центральный лесной государственный биосферный заповедник Тульская обл., Щекинский р-н Там же

Там же

Степные Чернозем типичный среднесуглинистый на лессовидном суглинке

Чернозем обыкновенный среднесуглинистый среднемощный па лессовидном карбонатном суглинке

Лугово-черноземная почва мощная на лессовидном карбонатном суглинке Солодь луговая бескарбонатная на лессовидном покровном карбонатном суглинке Солонец лугово-черноземный глубоко солонча-коватый мелкий среднесуглинистый на покровном лессовидном суглинке

Каштановая среднесуглинистая среднемощная на пылеватом лессовидном суглинке

Курская обл., Курский р-н Воронежская обл., Талловский р-н

Там же

Ростовская обл., Пролетарский р-н

Светло-каштановая среднемощная на засо- Там же

ленном аллювиальном среднем суглинке Солонец каштановый тяжелосуглинистый Там же

солончаковатый крупностолбчатый на засоленном суглинке

Солончак гидроморфный болотный Ростовская обл.,

на аллювиальном суглинке Пролетарский р-н

Горные Горно-луговая субальпийская лепсосугли- Ставропольский кр.,

нистая на серых гранитах и глинистых Тебердинский зап-к.

сланцах

Лугово-аллювиальная почва кислая мало- Там же

мощная на речном аллювии

Коричневая тяжелосуглинистая карбонатная Там же

на лессовидном покровном карбонатном суглинке подстилаемым эллювиально-деллюви-альной материнской породой

Пустынные Пустынная песчаная слаборазвитая засоленная

Примитивная песчаная Такыровидная остаточно-луговая Солончак отакыренный

Солончак луговой отакыривающийся Солончак корковый

* Классификация и диагностика почв СССР, 1977 г.

Образцы почв отбирали однократно или в течение летнего периода времени (по фазам развития растений) в виде индивидуальных образцов верхнего горизонта почв. В ряде случаев отбирали образцы по всему почвенному профилю - подстилку, минеральные и оторфованные горизонты, а также подстилающую породу. Газохроматографические и микробиологические анализы образцов почв и культур микроорганизмов осуществляли но стандартным методикам (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1990). Статистическую обработку результатов проводили с использованием программ ЗТАТСЯАРНТСЗ и ЗТАТСТГСА.

Дельта Амударьи

Там же Там же Обсохшая часть дна Аральского моря Там же Там же

1.1. Выделение и поглощение закиси азота денитрифицирующими бактериями в почвах основных типов Европейской часта России

Активность денитрификации в почвах Европейской части России определяли двумя методами: 1) по эмиссии закиси азота в присутствии ацетилена; 2) по скорости ее поглощения (табл. 2 ).

Таблица 2. Выделение и поглощение закиси азота денитрифицирующими бактериями в почвах Европейской части России, нМ N20 /г час

Почва Эмиссия Поглощение

закиси азота закиси азота

Дерново подзолистая 76,9 + 4,5 101,8 ± 8,2

Светло-серая лесная 79,8 ± 10,8 114,0 ± 11,8

Серая лесная 88,3 ± 20,0 118,3 ± 6,5

Темно-серая лесная 97,2 + 12,0 125,5 + 14,1

Чернозем обыкновенный 119,8 + 7,1 138,9 ± 5,4

Лугово-черноземная 129,5 + 14,2 134,9 ± 13,9

Светло-каштановая 115,3 ± 2,4 117,8 ± 8,2

Каштановая среднесуглинистая 122,8 + 0,6 125,6 ± 20,0

Коричневая 86,6 + 16,1 114,9 ± 9,6

Горно-луговая 98,7 ± 20,1 130,6 ± 2,4

Лугово-аллювиальная 93,2 + 6,8 102,4 ± 7Д

Солонец каштановый 105,2 ± 5,1 61,2 ± 11,9

Солонец лугово-черноземный 110,5 ± 4,2 64,4 ± 8,8

Солодь луговая 98,6 ± 8,9 78,8 + 23,0

Солончак гидроморфный 93,6 + 10,7 50,0 ± 5,3

Согласно полученным результатам, независимо от метода исследования, обнаружена следующая зависимость - происходит возрастание активности денитрификации от дерново-подзолистой и серой лесной почв к чернозему обыкновенному и каштановой почве.

При интерпретации этих данных учитывали следующие особенности разных методов оценки денитрифицирующей активности почв. Определение активности денитрификации по скорости эмиссии закиси азота в присутствии ацетилена может давать завышенные результаты вследствие участия в потоке закиси азота из почвы таких процессов, как гетеротрофная нитрификация, диссимшвщионное восстановление нитратов в аммоний и хемоденитрификация. С другой стороны, результаты могут быть занижены при длительной инкубации образцов в атмосфере ацетилена, поскольку он является ингибитором многих метаболических процессов (Кпо\у1е5, 1982). По нашему мнению определение активности денитрификации по скорости поглощения закиси азота наиболее точно отражает интенсивность процесса, поскольку в анаэробных условиях закись азота восстанавливается редуктазой М:0, присущей только денитрификаторам. Практически во всех исследованных почвах, за исключением засоленных, скорость восстановления закиси азота превышала величину ее эмиссии. Из этого следует, что в зональных почвах Европейской части России основным продуктом денитрификации является молекулярный азот. При этом общим правилом является возрастание активности денитрификаторов в гидроморфных и полугидроморфных почвах.

Биомасса денитрифицирующих бактерий, осущесталяющга выделение и поглощение закиси азота в почвах.

Обнаруженные различия в скорости выделения и поглощения закиси азота в почвах разных типов привели к необходимости выяснения численности и биомассы денитрифицирующих бактерий, осуществляющих разные этапы процесса денитрификации.

Используя субстрат-индуцированный метод, нами были определены параметры, необходимые для расчета биомассы соответствующих групп денитрифицирующих бактерий в почвах (26).

Как следует из полученных результатов (табл. 3), биомасса К,0 продуцирующих бактерий в разных типах почв существенно различалась.

Таблица 3. Биомасса денитрифицирующих бактерий в почвах разных типов, мкг С/г

Почвы Биомасса гетеротрофных микроорганизмов Биомасса денитрификаторов восстанавливающих

Ш3 до N20 И20 до N2

Дерново-подзолистая 84,4 26,9 23,6

Серая лесная 109,4 34,2 31,3

Чернозем обыкновенный 161,1 50,7 48,2

Каштановая 150,2 51,0 44,3

Коричневая 103,3 41,8 40,1

Солончак гидроморфный 81,8 48,1 23,0

Наибольшего значения она достигала в каштановой почве и черноземе. Определение биомассы ^О-восстанавливающих бактерий показало, что их доля колеблется от 50 до 89% в общей массе денитрифицирующих бактерий разных типов почв. При этом биомасса Ы20-поглощающих бактерий, в целом совпадала с биомассой денитрификаторов, продуцирующих закись азота. Исключением являлись образцы солончака, где количество бактерий, способных к поглощению закиси азота составляло менее половины от общей биомассы денитрификаторов. Последнее позволяет предполагать особое функционирование комплекса денитрификаторов в сильно засоленных почвах, что будет рассмотрено ниже.

1.2. Микробное поглощение закиси азота в почвах

Если пути образования закиси азота в почвах известны относительно хорошо, то особенности ее биологического поглощения остаются пока мало исследованными (Веденина, Заварзин, 1977,1979; Веденина, Лебединский, 1984). Практически отсутствуют данные о числешюсти и составе микробного населения почв, осуществляющего этот процесс в почвах разных типов.

Определение численности микроорганизмов, восстанавливающих закись азота в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России показало (табл. 4), что количество таких бактерий достаточно велико и колеблется от

4 7

6,7 10 кл/г в солончаке гидроморфном до 2,9-6,0 10 кл/г в черноземе и каштановой почвах.

Таблица 4. Численпость бактерий, восстанавливающих закись азота в почвах

Почвы Дерново-подзолистая Серая лесная Чернозем обыкновенный Каштановая Солончак щдроморфный

Кл/г 6,4 105 1,3 106 6,0 107 2,9 107 6,7 104

Изучение состава микроорганизмов, восстанавливающих N20 в почвах разных типов (рис. 1), свидетельствует о том, что в черноземе и каштановой почвах наиболее часто встречались представители родов: Pseudomonas, Bacillus, Aeromonas, Flavobacterium, Erwinia, Micrococcus и другие коринеподобные бактерии, а в солончаке гидроморфном - Bacillus, Micrococcus и коринеподобные бактерии родов Ärthrobacter, Rltodococcus. Для дсрново-подзолпстой, ссрой лссной почвы, чернозема и каштановой почвы преобладающими являлись грамотрицательные неспорочые бактерии (Pseudomonas и другие). В засоленных почвах чаще встречались споровые формы - бациллы.

20 -40 -60 -80 -

100

Pseudomonas

Bacillus

КБ

Pseudomonas

Bacillus

Aeromonas

Micrococcus

КБ

III

Pseudomonas

Bacillus

Flavobacte-rium

Micrococcus КБ

Pseudomonas

Bacillus

Micrococcus

КБ

Aeromonas Erwinia

Bacillus

КБ

Micrococcus

Рис. 1. Денитрифицирующие бактерии, восстанавливающие закись азота в почвах разных типов (по частоте встречаемости). КБ - коринеподобные бактерии. I - дерново-подзолистая; П - серая лесная; Ш - чернозем обыкновенный; IV - каштановая; V - солончак гидроморфный

Следует отметить, что нами не обнаружены эукариоты (дрожжи, микромицеты), способные к поглощению закиси азота, что подтверждает распространенное мнение об участии в процессе ее восстановления только прокариотных организмов. Как известно, бактерии, развивающиеся на среде с единственным источником азота в форме NjO, не способны утилизировать ее в конструктивном обмене (Hutchinson, Davidson, 1993; Davidson, 1994). Для построения клеточной массы они вынуждены использовать молекулярный азот и, следовательно, должны обладать нитрогеназной активностью. Способность фиксировать молекулярный азот обнаружена только у прокариот (Умаров, 1986).

Особенности биологического восстановления закиси азота в почвах.

Поскольку закись азота может восстанавливаться не только специализированной редуктазой N20, но и нитрогеназой, то теоретически ее микробная трансформация может осуществляться в ходе двух процессов - денитрификации и азотфиксации (Умаров, 1999). В наших исследованиях было установлено, что все выделенные штаммы NjO-редуцирующих бактерий способны фиксировать молекулярный азот. Поскольку активность нитрогеназы ингибируется ионами аммония в концентрации, превышающей 1 мМоль/л (Якунин, 1986), то для дифференцировашгой оценки вклада нитрогеназы и редуктазы N20 в процесс восстановления закиси азота был применен ингибиторный анализ. В присутствии ионов аммония нитрогеназная активность чистых культур не проявлялась и каких-либо изменений в скорости поглощения NzO обнаружено не было (рис. 2 ). С другой стороны, введение в систему ацетилена полностью останавливало этот процесс. Поскольку ацетилен является специфическим ингибитором редуктазы закиси азота, то восстановление N20 у исследованных культур могло осуществляться только в процессе денитрификации, а не азотфиксации.

Исходя из этих данных можно утверждать, что ключевым ферментом, определяющим скорость восстановления закиси азота в почвах, является редуктаза закиси азота. Это позволяет рассматривать денитрификацию не только как источник, но и как основной процесс поглощения закиси азота в почвах.

мкг N-N20/cm3 40 г

Максимальный J доверительный интервал

-•— Pseudomonas stutzen шт. 1 * - Pseudomonas stutzen шт. 2 — Bacillus circulans

1 2 3. 4 5 6

_i-1-ЧУ-1

7 8 9 24 ч

Рис. 2. Поглощение закиси азота чистыми культурами бактерий под влиянием аммония и ацетилена.

Влияние факторов среды на процесс восстановления закиси азота в почвах.

Активность редуктазы закиси азота при различных сочетаниях физико-химических условий среды изучалась на чистых культурах денитрифицирующих бактерий и в модельных экспериментах с образцами разных типов почв. Особый интерес представляло установление пороговых концентраций нитратов и нитритов, вызывающих полное ингибирование редуктазы закиси азота.

Для культур бактерий, способных к восстановлению N20 (Pseudomonas stutzeri, Bacillus circulans), пороговая концентрация нитрат-ионов составила 10 мг/мл среды, а нитрит-ионов на порядок ниже -1 мг/мл (рис. 3 ).

В опытах с образцами почв (дерново-подзолистая, серая лесная, чернозем обыкновенный, каштановая почва и солончак гидроморфный) были получены аналогичные результаты. Отличие состояло в том, что нитриты ингибировали поглощение закиси азота в несколько большей концентрации -5 мг Ы-Ы02 / г, что можно объяснить буферностыо почв. Изучение зависимости поглощения закиси азота от температуры показало, что оптимум для функционирования редуктазы закиси азота в почвах находится в

пределах 28-32°С (рис. 4а).

При температуре тисе 4°С восстановление закиси азота в почвах прекращалось.

мкг N-N20/cm3

200

100

0 300

200

100

NOJ 10 мг/мл

(а)

Максимальный доверительный интервал

*- - * - -х--эс

N02 1 мг/мл

Максимальный ^ доверительный интервал

-х- - -х- .

—•— Pseudomonas stutzen шт. 5 - к - Bacillus circulans

Рис. 3 Ингибирование поглощения закиси азота нитратна) и шггрит-ионами (б).

В другой серии экспериментов оценивали воздействие кислотности на процесс восстановления закиси азота в почвах. Снижение рН среды значительно тормозило восстановление закиси азота в образцах всех потов почв, а при рН < 4.0 Ы20-редуктазная активность уже не проявлялась (рис. 46).

Изучение влияния окислительно-восстановительного потенциала на скорость поглощения закиси азота в образцах почв показало, что максимальная способность к восстановлению закиси азота наблюдается при значениях ЕЬ < 280 мВ.

.я

(а) (б)

Рис. 4. Влияние температуры (а) и рН (б) на поглощение закиси азога в почвах разных типов.

Результаты наших исследований позволяют заключить, что процесс денитрификации следует рассматривать как основной, экологически значимый путь поглощения закиси азота в почвах. Скорость восстановления N¿0 в почвах может быть ограничена высокой концентрацией минерального азота, низкой температурой, кислой реакцией среды и высоким уровнем окислительно-восстановительного потенциала в почвах.

Глава 3. Микробная трансформация закиси азота в засоленных почвах

Изучение денитрифицирующей активности в образцах засолетшых почв Приаралья и Европейской части России свидетельствует о том, что в условиях избыточного засоления доля закиси азота в газообразных продуктах денитрификащш возрастает (36, 52, 56).

Для выяснения причин этого явления были определены численность, активность и рассчитана биомасса денитрификаторов в почвах с сульфатно-хлоридным типом засоления (табл. 5).

Таблица 5. Некоторые характеристики засоленных почв *

Почвы | Глубишцсм С1-/ БО,,-2 Соли, % рН С "~орг, 'О

Лельта Амударьи

1. Пустынная песчаная 0-4 1,2 0,5 8,1 1,2

слаборазвитая засоленная

2. Примитивная песчаная 0-3 1,5 0,6 8,0 0,3

3. Такыровидная остаточно- 0-5 2,0 0,6 8,0 1,0

луговая

Обсохшая часть дна Аральского мооя

Солончак:

4. корковый 1 0-5 3,1 5,0 8,9 0,8

5. отакыренный 0-6 3,4 5,5 8,6 1,1

6. луговой отакыривающийся 6-24 4,0 5,8 8,9 1,8

7. корковый 2 0-7 3,5 10,3 7,8 0,7

* Образцы были предоставлены Г.С.Кустом

Общая биомасса микроорганизмов в изученных почвах тесно коррелировала с запасами органического вещества и составляла 20 - 60 мкг С/г что, по имеющимся в литературе оценкам, в 2-4 раза меньше, чем в других типах почв. Концентрация солей и органическое вещество влияли на величину газообразных потерь азота в процессе денитрификации (рис.5). В почвах, где содержание органического вещества приблизительно совпадало, степень засоления прямо влияла на соотношение №0/Ы2 в продуктах денитрификации - возрастала эмиссия И20 и падала скорость ее поглощения.

1 2 3 4 5 6 7

почвы

Рис. 5. Поглощение (1) и выделение (2) закиси азота в образцах засоленных почв 1-7 ( см. табл.5).

В литературе имеются противоречивые сведения о структуре микробноп комплекса засоленных почв. Например, отмечается, что он характеризуете: специфическим качественным и количественным составом, причем наиболее четю это проявляется на галофильной части бактериального сообщества (ОаИшк1 аа Тгиерег, 1994).

Исходя из этого в составе дешггрификаторов, выделенных из засоленных поче была оценена доля галофильных и галотолерантных бактерий. Для этого методо! посева была определена численность основных групп микроорганизмов в эти почвах (рис. 6).

Количество негалофильных микроорганизмов, учитываемых на МПА и глкжозо -минеральной среде ( Добровольская с соавт., 1989), составляло 105-106 кл /г, в то время как на среде Бакстера для учета галофильных микроорганизмов (5% и 10% NaCl) численность бактерий была на 1-2 порядка ниже. Следовательно, во всех изученных нами засоленных почвах доминируют галотолерантные гетеротрофные бактерии, что в целом совпадает с имеющимися в литературе данными.

Полученные результаты позволяют заключить, что преимущественное образование закиси азота в исследованных почвах не является следствием доминирования в составе микробного комплекса особых ^О-продуцирующих бактерий, а определяется снижением скорости восстановления закиси азота денитрифицирующими бактериями под влиянием избыточной концентрации солей. Для проверю! обоснованности этого вывода в модельном эксперименте было изучено влияние NaCl на процесс восстановления закиси азота чистыми культурами денитрифицирующих бактерий. Как и предполагалось, наблюдались значительные различия в способности денитрифицирующих бактерий осуществлять разные этапы процесса денитрификации в присутствии солей. 'Гак, образование N20 культурой Bacillus subtilis отмечалось при концентрации NaCl до 7%, тогда как восстановление N20 прекращалось уже при 3-4% NaCl (рис. 7 ).

Примерно такие же результаты были получены и для представителей других родов негалофильных бактерий, отличавшихся высокой активностью денитрификации. Следует подчерюгуть, что концентрация соли, препятствующая поглощению закиси азота, почти во всех случаях ниже, чем ее концентрация, ингибирующая образование N20.

1п(число КЛ X 10 )

Рис. 6. Численность бактерий на МПА (а) и среде Бакстера (б). 1-7 - почвы (см. табл. 5).

4-5 6 7 8 Концентрация NaCl, %

Эти данные свидетельствуют мг м-ы20/млн.кл.ч

о том, что процесс восстанов- 140 ^ 120 ления закиси азота обладает юо -

повышенной чувствительностью к присутствию солей по сравнению с другими этапами диссимиляции окислов азота денитрифицирующими бактериями g почвах и начи- f Рис. 7. Влияние NaCl на образование (1) и нает тормозится при 3-4%. поглощение (2) закиси азота у Bacillus sub-копценграции соли в среде. lilis.

Согласно этому выводу, искусственное засоление почв должно приводить к преимущественному подавлению процесса поглощения N20. Как следует из полученных нами данных, в отсутствие соли, а также при ее минимальной концентрации в почве, выделения N20 не наблюдалось (рис. 8 ), что указывает на протекание процесса денитрификации до конца, т.е. до стадии образования молекулярного азота. Дальнейшее повышение уровня засоления почвы приводило к постепенному накоплению N20 в газовой фазе и при максимальной концентрации вносимой соли поглощения закиси азота уже не наблюдалось.

сутки

Рис. 8. Эмиссия закиси азога из каштановой почвы при достижении концентрации №С1: 1)- 0%; 2)- 0,5%; 3)-1%; 4)- 2,5; 5)- 5%; 6)-10%; 7- 15%.

Характерно, что при этом общая активность депитрификации падала с увеличением степени засоления среды аналогично подавлению активности дыхания (эмиссии С02), однако скорость восстановления закиси азота ингибировалась значительно сильнее.

Высказанное нами предположение, что доминирование закиси азота в конечных продуктах депитрификации в засоленных почвах связано с ингибированием последнего звена в цепи дешпрификации, а именно процесса восстановления закиси азота в молекулярный азот, по-видимому, не распространяется на солончаки содового засоления. В этих местообитаниях обнаружены алкалофильные бактерии, способные активно поглощать закись азота (Сорокин с соавт., 1996).

В заключение следует отметить, что сульфатно-хлоридное засоление почв не только снижает их хозяйственную ценность, но и способствует торможению процесса денитрификации на стадии образования закиси азота. Учитывая тенденцию аридизации суши, роста площадей, подверженных засолению, можно полагать, что эти процессы помимо уже известных негативных экологических последствий, будут способствовать повышенной эмиссии одного из парниковых газов (закиси азота) из почв в атмосферу.

Глава 4. Микробная трансформация закиси азота в аптропогеино-нарушеппых почвах

4.1. Влияние минеральных азотных удобрений на эмиссию закиси азота из почв

Современные агроценозы, где часто применяются интенсивные технологи!, включающие использование высоких доз минеральных удобрений, могут рассматриваться как объекты с повышенной активностью микробной трансформации минерального азота, вносящие существенный вклад в глобальный бюджет закиси азота.

Оценку влияния минеральных азотных удобрений на динамику и масштабы эмиссии N20 проводили на дерново-подзолистой почве разной степени о культу ренности под посевами ячменя и тимофеевки при внесении растворимых и

медленнодействующих азотных удобрений.

В ходе экспериментов была выявлена зависимость между фазами развития растений и величиной эмиссии закиси азота из почвы (ризосферный эффект), которая достигала максимума во второй - третьей декаде июня. При этом интенсивность выделения закиси азота резко усиливалась в вариантах с внесением удобрений - по сравнению с контролем газообразные потери азота увеличились в 1.5-2 раза во всех вариантах опыта, независимо от типа применяемых минеральных удобрений. Азотные удобрения разных минеральных форм неодинаково повлияли на величину эмиссии закиси азота из почвы (табл. 6). Вопреки ожидаемому увеличению активности денитрификации в вариантах с использованием нитратных соединений азота, наибольшие потери N20 были зафиксированы при внесении аммонийных и амидных соединений азота. Это может быть обусловлено выделением закиси азота в процессах автотрофной и гетеротрофной нитрификации (Payne, 1978; Умаров, 1990).

Одним из способов повышения эффективности высоких доз минеральных удобрений и исключения неблагоприятных последствий их применения является примените удобрений пролонгированного действия, таких как мочевино-формальдегидные удобрения (МФУ) (Кореньков, 1979). Считается, что на дерново-подзолистых почвах наилучшие результаты следует ожидать от сочетания МФУ с обычными водорастворимыми формами минерального азота (Авдонин, 1982).

Согласно результатам наших исследований (табл. 6), эмиссия закиси азота при совместном применении МФУ с мочевиной возрастала с увеличением общей дозы вносимых в почву удобрений, а динамика этого процесса не отличалась от вариантов с применением одной мочевины, причем потери закиси азота из почвы оказались выше на 10-20%. Более того, с увеличением доли МФУ в составе азотных удобрений поток закиси азота также усиливался. Вероятнее всего интенсивное выделение N20 из почвы при внесении МФУ является следствием активизации

Таблица 6. Эмиссия закиси азота из дерново-подзолистой почвы при внесении минеральных азотных удобрений за период вегетации ячменя

Варианты опыта Эмиссия закиси азота, мг №К20/кг

Лозы минерального азота: I - 25:11-75 мг N / кг

Контроль 7,6

СО(Ш2)2 1 9,8

СО(Ш2)2 II 11,8

ЫН4С1 I 11,3

ЛТВД п 14,3

СаСИОзЬ I 8,6

Са(КОз)2 II 10,4

Лозы минерального азота: I - 100: II - 300 мгЫ/кг

Контроль 9,5

СО(Ш2)2 I 13,3

СО(Ш2)2 II 20,8

СО(ЫН2)2 + МФУ I 15,1

СО(Ш2)2 + МФУ II 22,8

МФУ I 15,0

МФУ II 23,1

* МФУ - мочевино-формальдегидное удобрение

процесса гетеротрофной нитрификации, что подтверждается радом авторов (Muller, Heising, 1969; Bernat et al., 1978), отмечавших интенсивное развития гетеротрофных нитрификаторов в присутствии мочевино-формальдегидных удобрений. Таким образом, использование МФУ не позволяет снизить газообразные потери азота в форме N20 по сравнению с применением мочевины в тех же дозах.

4.2. Влияние пестицидов на образование и поглощение закиси азота в почвах

Применение пестицидов является важной составной частью технологии современного сельского хозяйства. По данным ФАО благодаря их применению производится не менее 30% мировой сельскохозяйственной продукции (Shiman, 1990). Тем не менее, к настоящему времени стали очевидны и некоторые отрицательные последствия их использования (Chang, 1998).

В этой связи показательны работы по изменению биологической активности почв, в частности, процесса денитрификации при внесении гербицидов из группы симазшюв, проведенные нами im дерново-подзолистой почве (Горбовская, 1991).

Изучите действия атразина на активность денитрификации (рис. 9 ) выявило стимулирующее влияние этого гербицида на поток закиси азота из почвы - 208,4; 206,9 и 203,9 мг N-N20/r при внесении атразина в дозах 0,02; 0,05 и 0,1 мг/кг, соответственно. Однако дальнейшее увеличение дозы атразина до 0,2 мг/кг оказалось настолько токсичным, что привело к сильному подавлению биологической активности почвы - эмиссии С02 и активности денитрификации.

Снижение эмиссии закиси азота на делянках с внесением продуктов разложения атразина в почве - диэтилатразина (ДЭА) указывает на то, что ингибирующий эффект также возрастает с увеличением дозы внесения этого токсиканта. Аналогичное действие оказывает и смесь атразина с ДЭА.

мкг Ш^О/г

210

200

190

180

контроль

□1

варианты опыта

.0,020,05 0,1 0,2 атразин

0,020,05 0,1 0,2 ДЭА

.0,04.0,08 01 атразин + ДЭА

(мг/кг)

Рис. 9. Влияние атразина и диэтилатразина (ДЭА) в различных сочетаниях на эмиссию закиси азота из дерново-подзолистой почвы.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что применение атразина и его метаболитов в производственных концентрациях повышает долю закиси азота в продуктах денитрификации и увеличивает ее эмиссию из почв в атмосферу. Высокие дозы этих соединений настолько токсичны, что ингибируют протекание биологических процессов в почве и денитрификации в частности.

4.3. Влияние солей тяжелых металлов на образование и поглощение закиси азота в почвах

Широкое загрязнение почв тяжелыми металлами может сопровождаться новыми, еще мало изученными экологическими последствиями. Примером могут служить процессы микробной трансформации закиси азота, что было показано нашими работами (54) и подтверждено исследованиями других авторов (Помазкина с соавт., 1999).

Изучение влияния хлористого никеля и сульфата меди на соотношение Ы2ОЛЧ2 в конечных продуктах денитрификации проводили в образцах дерново-подзолистой, серой лесной почвах и черноземе типичном.

Во всех вариантах опыта внесение водорастворимых солей никеля и меди сопровождаюсь возрастанием доли закиси азота в конечных продуктах денитрификации. Наиболее значимо эта тенденция проявилась при внесении хлористого никеля (рис. 10). Максимальные различия между контролем и вариантами опыта (в 2-8 раз) наблюдались в серой лесной почве и черноземе. Меньший эффект в дерново-подзолистой почве можно объяснить относительно низкой активностью денитрификации в этой почве по сравнению с черноземом и серой лесной почвой.

Особый характер динамики эмиссии закиси азота при внесении хлористого никеля проявился также во временном смещении пика эмиссии ИгО. Так, в контроле максимальное выделение закиси азота наблюдалось через 1-2 суток после начала эксперимента, в то время как при внесении хлористого никеля в наибольшей концентрации максимум аккумуляции N^0 в газовой фазе

сутки

: " >'i мг/кг

-■- Control . -J- 8 -*- 120 -— 160 — 204

Рис. 10. Эмиссия закиси азота из серой лесной почвы (а) и чернозема обыкновенного (б) при внесении хлористого никеля.

часы

Си мг/кг

control 4,7 -»- 47 -«- 143

Рис. 11. Эмиссия закиси азота из серой лесной почвы при внесении сульфата меди.

наблюдался только через 2-4 суток. Аналогичные результаты были получены при внесении и сульфата меди в серую лесную почву ( рис 11 ).

В этих вариантах опыта выделение М20 превышало уровень контроля в 2-3 раза. Причем с увеличением дозы вносимого сульфата меди закись азота оставалась непоглощенной из газовой фазы до конца эксперимента.

Оценка соотношения ИгОЛ^ в продуктах денитрификации из серой лесной почвы при внесении сульфата меди показала (рис. 12), что в контроле основным продуктом денитрификации был молекулярный азот. Увеличение дозы сульфата меди сопровождалось возрастанием доли Ы20 до 80% от потерь азота в газообразной форме.

Рис. 12. Доля закиси азота в продуктах денитрификации-из серой лесной почвы при внесении сульфата меди.

Из сказанного можно заключить, что повышение концентрации тяжелых металлов в почвах сопровождается возрастанием доли закиси азота в газообразных продуктах денитрификации, что является еще одним свидетельством их негативных экологических последствий.

Глава 5. Влияние увлажнения на образование и поглощение закиси азота в почвах

Выделение и поглощение закиси азота в зависимости от давления почвенной влаги изучали в модельных экспериментах на дерново-подзолистой почве, красноземе, черноземе обыкновенном и сероземе.

Результаты экспериментов показали, что при низкой влажности (5% от веса воздушно-сухой почвы) закись азота не вьтделзсгась из всех изученных типов почв. По мере увеличения влажности почвы эмиссия закиси азота быстро возрастала, достигая максимума в сероземе при 20%, а в других почвах - при 30% влажности. Более низкая влажность в сероземе, соответствующая максимальной эмиссии М20, объясняется легким гранулометрическим составом (легкий суглинок) по сравнению с другими исследованными почвами. При дальнейшем увеличении влажности эмиссия закиси азота быстро падала, особенно резко в сероземе, и при 40%-ом увлажнении ее уровень становился в несколько раз ниже максимума.

Следовательно, для всех почв, принадлежащих к разным генетическим типам, обнаруживается общая зависимость эмиссии Ы20 от влажности почвы с максимумом, соответствующим полевой влагоемкости.

Следует отметить, что соотношение С02/Н20 в продуктах эмиссии в атмосферу из тяжелосуглинистых почв достигало 2.5, а из легкосуппшистых-1,3. Это означает, что в почвах легкого гранулометрического состава закись азота легко диффундирует из анаэробных микрозон и осуществляется более интенсивный газообмен между почвой и атмосферой,

О высокой активности денитрификации в легкосуглинистых почвах свидетельствует тот факт, что при влажности 30% уже через двое суток после начала эксперимента величина газообразных потерь азота в виде N-1^0 приближалась к количеству азота, внесенного в почву в нитратной форме.

Для выявления общей зависимости эмиссии N¡,0 от влажности почвы были сопоставлены газообразные потери из почв разных типов с давлением почвенной

влаги. Данные об эмиссии закиси азота выражены в виде относительной эмиссии (Эотя) - содержание №0 в газовой фазе при определенном давлении влаги, к максимальной эмиссии, отмеченной для каждой почвы (рис. 13 ). Максимум Эол, во всех почвах отмечался при давлении влаги от-0,10 до-0,04 атм. При его увеличении до -0,01 атм Эй,, вновь резко падает. Этот уровень приближается к "капиллярной влагоемкости", при которой мениски воды закрывают выходы из пор в атмосферу "водными пробками", что резко сни жает интенсивность эмиссии газов. Указанные усредненные зависимости, очень

близки для всех исследованных почв, и описываются следующими выражениями:

а) при -100<Р<-0,1 атм Ы20 Эотв =1е(4,4/Р0'28)

б) при -0,1 < Р<-0,01 атм И20 3^=1^200 Р), где

Р - давление почвенной влаги Количественная оценка эмиссии Ы20 в зависимости от давления почвенной влаги позволяет прогнозировать газообразные потери азота из почв в атмосферу при разных уровнях влажности. Результаты исследования указывают на то, что максимум эмиссии N¡0 из почв в атмосферу происходит при влажности, близкой к полевой влагоемкости, что может достигаться после выпадения атмосферных осадков или полива.

-100

-10

• /

+ 2 оЗ д 4

-0.01 Р, атм

Рис. 13. Зависимость относительной эмиссии (Эотя) И20 от давления почвенной влаги (Р). В диапазоне Р от - 200 до - 0,3 мм измерялось полное Р (Рп), в диапазоне Р от 0,3 до - 0,01 атм - капиллярное (Р*). Почвы: 1 - дсрново-подзолистая; 2 - серозем; 3 - краснозем; 4 - чернозем;

Глава 6. Особенности трансформации закиси азота в почвенных агрегатах

Распространенной точкой зрения является представление о том, что наиболее интенсивно анаэробные процессы в почвах протекают в условиях переувлажнения. Вместе с тем о возможности формирования анаэробных зон внутри почвенных агрегатов при их нормальном увлажнении и пребывании в кислородной атмосфере известно уже давно (Красильников, 1961; Hattori, 1968; Звягинцев, 1987).

Имеющиеся на сегодняшний день модели формирования анаэробных зон внутри почвенных агрегатов предполагают, что минимальный диаметр почвешгых агрегатов, внутри которых возможно протекание анаэробных процессов, составляет 10 мм (Greenwood, 1975, Sexton et al.,1985). Однако, полученные нами данные свидетельствуют о возможности протекания анаэробных процессов (денитрификации) в агрегатах значительно меньшего размера. Так, в наших экспериментах выделение закиси азота было зафиксировано из агрегатов диаметром 2 мм (рис. 14 ). При этом эмиссия N20 возрастала, достигая максимального значения в агрегатах диаметром 10 мм.

N-N20 МКГ/Г

8 7 6 5 4 3 2 -1

О ®

сутки

Рис. 14. Динамика выделения закиси азота из агрегатов чернозема разного диаметра: 1-2 мм; 2-6 мм; 3-10 мм.

Таким образом, впервые установлено, что в кислородной атмосфере из почвенных агрегатов диаметром от 2 мм выделяются продукты анаэробного микробного метаболизма, такие как закись азота и метан. Это означает, что затопление почвы или ее избыточное переувлажнение не является обязательным условием протекания процесса денитрификации.

Изучение динамики образования и поглощения К20 в водопрочных агрегатах почв разных типов показало, что через 6-12 часов после инициации процесса денитрификациц основным газообразным продуктом становится закись азота (рис. 15).

В дальнейшем, через 1,6-2 суток, в газовой фазе над образцами происходит постепенное увеличение доли молекулярного азота, максимальная концентрация которого соответствует полному восстановлению Ы20. Отмеченная закономерность прослеживалась в почвах всех исследуемых типов за исключением бурозема, где закись азота постоянно присутствовала в газовой фазе над образцами и не восстанавливалась полностью в молекулярный азот. Вероятным объяснением может быть высокая кислотность этой почвы. Так, рН водной вытяжки бурозема не превышал 4,1. В этой связи следует отметить, что при кислой реакции среды тормозится процесс восстановления закиси азота денитрифицирующими бактериями, вследствие чего конечным продуктом денитрификации становится закись азота (38).

Следует отметить, что кислая реакция этой почвы, по всей видимости, обусловила и особый характер выделения окиси азота (N0). Как известно, окись азота является важным метаболитом живой клетки, регулирующим многие жизненно важные функции микроорганизмов, растений и животных (Ogden, Мооге,1995). Считается, что в почвах она, как правило, быстро перехватывается микробным сообществом и поэтому почти не выделяется в атмосферу (Кеь1ег, 1997). Как показали результаты наших исследований, эмиссия N0 происходила только из мелких агрегатов бурозема, не превышавших в диаметре 0,25-0,5 мм.

Оценка соотношения закиси азота и молекулярного азота, выделяющихся из

мкг/г N2, мкгД

сут

Рис. 15. Поглощение Ы20 (1) и образование N2 (2) водопрочными агрегатами почв: а - чернозем; б - серая лесная; в - дериово-иидоолистая; г- бурозем.

NjO, мкг/г

1Ч2, ММ/Г

<0.25 0.25-0.5 0.5-1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0-5.0 6

0.25 - 0.5 0.5-1.0 1.0- 2.0 2.0- 3.0 3.0-5.0 5.0- 7.0

0.5-1.0 2.0-3.0 5.0-7.0

Диаметр агрегата, мм

Pire. 16. Зависимость поглощения N20 (1) и образования N2 (2) от размера водопрочных агрегатов почв: а - чернозем; б- серая лесная; а - дерново-подзолистая; г- бурозем.

водопрочных агрегатов почв разных типов показала, что прослеживается зависимость между диаметром агрегатов и конечными продуктами денитрификации: с увеличением размера агрегата возрастает доля молекулярного азота и сокращается доля закиси азота в газообразных продуктах денитрификации (рис 16 ). Так, для чернозема обыкновенного в агрегатах диаметром от 0,2 мм до 2 мм основным продуктом денитрификации была закись азота, в то время как из агрегатов диаметром 2-5 мм выделялся в основном молекулярный азот. Объяснить это можно тем, что в агрегатах малого диаметра (меньше 0,2 мм) размер анаэробной зоны настолько мал, что, проходя через нее, И20 не успевает полностью восстановиться до молекулярного азота и диффундирует в атмосферу.

Важно отметить, что агрегаты диаметром 2-3 мм, являясь агрономически наиболее ценными, представляют большой интерес и с экологической точки зрения. Эти агрегаты, преобладая в хорошо оструктуренных почвах, обеспечивают доминирование молекулярного азота в конечных продуктах денитрификации.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что всякое разрушение структуры и распыление почвы будет сопровождаться возрастанием доли Ы20, а в некоторых случаях (при низком значении рН) появлением и окиси азота в газообразных продуктах денитрификации.

С целью выяснения причин доминирования различных окислов азота в продукта> денитрификации из агрегатов разного диаметра было проведено изученш распределения микроорганизмов (бактерий, актиномицетов и грибов) внутри и нг поверхности почвенных агрегатов методом люминесцентной микроскопии. Вш зависимости от типа почв, средняя численность бактерий в центральной часп почвенных агрегатов превосходила их количество в периферической зоне, тогда ка1 длина грибного мицелия и численность спор грибов, наоборот, были выше ш поверхности агрегата (рис. 17 ).

N, млрд. кл./г

20 -fT(a) (б)

1 2 3 4 ¡234

м/г

■И I I_ I— _

1 2 3 4 1 2 3 4

&Г 11

Рис. 17. Распределение микроорганизмов внутри (а) и на поверхности (б) почвенных агрегатов: I - числешюсть бактерий; II - длина грибного мицелия 1,2,3,4 - средние значения серий эксперимента.

Полученные нами результаты в целом совпадают с имеющимися в литературе данными о микробном населении почвенных агрегатов (Kilbertus,1985; Robert, Shenue,1989. Hattori,1990) Исходя из картины распределения разных групп микроорганизмов в почвенных агрегатах можно полагать, что аэробное разложение органического вещества осуществляется в периферической зоне агрегатов преимущественно грибами и сопровождается активным потреблением кислорода. Как следствие, в центральной части агрегата создаются анаэробные условия, при которых возможно осуществление анаэробных процессов, таких как денитрификация.

Исследование комплекса денитрифицирующих бактерий в водопрочных агрегатах бурозема, дерново-глеевой и дерново-подзолистой почв показало, что среди них доминируют бациллы и миксобактерии; реже встречались представители родов Azotobacter, Cytophaga и нокардиоформшле бактерии (рис 18 ).

Наиболее разнообразным оказался комплекс денитрифицирующих бактерий дерново-глеевой почвы, где наряду с бациллами и миксобактериями часто

1.Л/Г 10е

п, * '

ОО

о М * ? Г

Центр

с ю

I1 I

о я

и ^

л 2

8 Я

(й (С

^ 3 ^

ь к ■3

§ е

о в

в г

К: О!

= Щ

9 Ч

Е ■§

~ п.

Периферия

Ийойососсиз АПИгоЬас(ег АгоиэЬаЫег

Вецеппск1а \ А!каПдепе5 АчиаврМИш Ыосагйасеае МухоЬасЛегаЬэ

ВасШиг

бнаруживались бактерии родов Alcaligenes, Azotobacter и Aquaspmllum. Изучение ыделепных штаммов показало, что наиболее активными денитрификаторами в сследованных типах почв, были представители родов Aquaspirillum и Bacillus. Невысокая активность и низкое разнообразие комплекса денитрифицирующих актерий в буроземе может бьпъ еще одной из причин преобладания закиси и окиси зота в продуктах денитрификации из этого типа почв.

Выводы

. Определение актуальной и потенциальной активности денитрификации в почвах сновных биоклиматических зон Европейской части России показало, что наиболее ктивно выделение и поглощение закиси азота протекает в черноземе и каштановой очвах. Установлено, что потенциал восстановления закиси азота в исследованных ипах почв обычно превышает масштабы ее образования. Поэтому основным родукгом денитрификации в зональных типах почв является молекулярный азот. Существенно отличаются от них интразональные засоленные почвы (солончаки ульфатно-хлоридного типа засоления), для которых характерно образование реимущественно закиси азота.

. Установлено, что численность денитрификаторов, способных к восстановлению акиси азота составляет 6,7 1 04 - 5.4 1 07 кл/г почвы, а их доля достигает 50-89% бщей численности денитрифицирующих бактерй в почвах, определяемых методом юсева. Независимо от типа почв, наиболее часто среди ^О-восстанавливающих актерий встречались бациллы. Обнаружен конкурентный характер восстановления акиси азота в разных типах почв. Так, этот процесс блокируется в почвах более кисленными соединениями азота, нитратами - при концентрации 10 мг N/r и итритами - при 5 мг N/r почвы. Восстановление закиси азота максимально при

температуре 28-32°С и практически не наблюдается ниже 4°С. При низких значениях рН восстановление закиси азота в почвах замедляется и при рН ниже 4.0 основным продуктом денитрификации становится закись азота. Большинство исследованных почв имеют максимум поглощения закиси азота при значении окислительно-восстановительного потенциала 280 мВ.

3. Установлено, что для сильно засоленных почв сульфатно-хлоридного типа засоления закись азота является преобладающим продуктом денитрификации, что позволяет рассматривать их как возможный источник закиси азота в биосфере. Впервые показано, что преобладание эмиссии закиси азота над ее поглощением в засоленных почвах определяется снижением скорости восстановления закиси азота денитрифицирующими бактериями в этих условиях.

4. Проведено количественное описание зависимости относительной эмиссии закиси азота от давления почвенной влаги для почв разных типов. Максимум эмиссии N20 во всех типах изученных почв отмечен при давлении почвенной влаги около -0.1 атм. Дальнейший рост давления почвенной влаги до -0.01 атм сопровождается падением эмиссии N20 из почв в атмосферу.

5. Показано, что внутри почвенных агрегатов с минимальным диаметром 2 мм складываются анаэробные условия, достаточные для протекания процесса денитрификации. Впервые определена зависимость конечных продуктов денитрификации от размера водопрочных агрегатов основных типов почв - с уменьшением диаметра агрегата сокращается количество молекулярного азота и возрастает доля промежуточных продуктов денитрификации (закиси азота). Выявлен особый характер распределения микроорганизмов в почвенных агрегатах: на поверхности доминируют грибы, а в центре агрегата - бактерии. Среди 150 штаммов бактерий, выделенных из водопрочных агрегатов разных типов почв, способность к образованию закиси азота обнаружена у 60% культур, относящихся к трем группам: спириллы, бациллы и миксобактерии. Наибольшее количество денитрифицирующих бактерий отмечено среди бацилл.

юдуктах дешпрификации. При этом наибольшая эмиссия закиси азота 1блюдается при использовании минеральных азотных удобрений в аммонийной и шдной формах. Использование так называемых медленнодействующих мочевино-эрмальдегидных удобрений (МФУ) не позволяет сократить газообразные потери ота по сравнению с применением мочевины в тех же дозах. Впервые показано, что многие факторы антропогенного воздействия на почвы рименение минеральных удобрений и средств защиты растений; аккумуляция шей тяжелых металлов; подкисление почв; эрозионные процессы, приводящие к врущению почвенных агрегатов и распылению почв; неправильная ирригация и соление почв), вызывают торможение процесса восстановления закиси азота в >чвах Таким образом, биогеохимический цикл азота в антропогешю-нарушенных >чвах изменен и часто сопровождается повышенной эмиссией закиси азота из почв, -о может быть одной из причин увеличения концентрации этого важного жрокомпонента в современной атмосфере Земли.

писок основных публикаций по теме диссертации

. Степанов A.JI. Демпрификация и азотфиксация в дерново-подзолистой почве при зименении минеральных удобрений./ Тез.докл. школы-семинара молодых ученых: ути повышения плодородия почв нечерноземной зоны РСФСР. 7-11 июня 1982. енинград, 1982, с.59.

. Степанов А.Л., Дорофеев А.Г., Паников Н.С. Использование непрерывной юнизной культуры для интенсификации синтеза вторичных метаболитов икроорганизмами / В сб.: Приборы, устройства, методики, материалы и отологические процессы, разработанные учеными МГУ и предлагаемые для гедрения в

фодное хозяйство и науку. М.: Изд-во МГУ, 1982, с.44.

Степанов А.Л. Несимбиотическая азотфиксация в дерново-подзолистой почве при зименении высоких доз азотных удобрений / В сб.: Труды VI научной >нференции молодых ученых факультета почвоведения МГУ. М., 1983, с. 190-195.

4. Умаров М.М., Коненков Ф.П., Степанов А.Л., Бурсаков С.А. Современные методы мучения азотфиксации и денитрификации / Тез.докл. Всесоюз. науч.конф.: Современные методы исследования почв. М.:Изд-во Моск.ун-та, 1983, с.70-71.

5. Степанов А.Л. Влияние различных форм азотных удобрении на активность азотфиксации и денитрификации в дерново-подзолистой почве // Вестник Моск. ун-та, сер. 17 Почвоведение, 1984, N 2, с.35-37.

6. Степанов А.Л., Умаров М.М. Влияние азотных и фосфорных удобрений на азотфиксацию и дешггрификацию в дерново-подзолистой почве // Вестник Моск. унта, сер. 17 Почвоведение, 1984, N 4, с.52-55.

7. Рахматуллина З.А., Хомяков Д.М, Степанов А.Л. Интенсивность биологических процессов в почве и продуктивность растений в зависимости от доз и форм минеральных удобрений // Доклады ВАСХНИЛ, 1984, N 10, с.46-48.

8. Степанов А.Л. Ассоциативная азотфиксация и денитрификация в дерново-подзолистой почве при внесении минеральных удобрений / Автореф.канд. дисс... М.:Изд-воМГУ, 1985,25 с.

9. Лебедева Л.А., Рахматуллина З.А., Степанов А.Л., Хомяков Д.М. Динамика содержания азота в почве и в растениях при внесении разных доз и форм минеральных удобрений // Вестник Моск.ун-та, сер. 17 Почвоведение, 1985, N 2, с.34-39.

10. Паников Н.С., Виноградова К.А., Степанов А.Л. Кинетика роста Бй^рйтусез Ьаатег^в и синтез антибиотика в периодической и диализной культурах // Биологические науки, 1985, N 1, с.81-88.

11. Виноградова К.А., Кожевин П.А., Степанов А.Л. Кинетика роста стрептомицетов на поверхности плотных сред // Микробиология, 1985, N 2, с.29-32.

12. Степанов А.Л., Россихина О.Г., Умаров М.М. Способ определения закиси азота, выделяемой почвенными микроорганизмами. Свидетельство об изобретении N 1370134 от 01.10.1986.

13. Степанов А.Л., Умаров М.М. Оптимизация соотношения между "биологическим" и минеральным азотом в питании некоторых злаков на дерново-подзолистой почве / Оптимизация водного и азотного режимов почвы. Под ред. Судницина И.И., Умарова М.М. М.:Изд-во Моск.ун-та, 1988, с. 129-139.

I. Соловьев Г.А., Болышева Т.Н., Степанов А.Л., Умаров ММ. Азотный баланс :рново-подзолистой почвы при внесении различных форм и доз азотных удобрений Оптимизация водного и азотного режимов почвы. Под ред. Судшщина И.И., мароваМ.М. М.:Изд-во Моск. ун-та, 1988, с 139-150.

>. Герасимова А.Ю., Степанов А.Л., Умаров М.М. Динамика денитрифицирующей ггивности в сероземе нитратного засоления / Тез.докл. Всесоюз.симпозиума: юдинамика почв. 25-27 октября 1988. Таллин, 1988, с.63.

¡. Кромка М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Динамика потребления закиси азота в яличных типах почв СССР / Тез.докл.Всесоюз. симпозиума: Биодинамика почв. >-27 октября 1988. Таллин, 1988, с.39.

Степанов А.Л., Ошшченко В.Г. Оценка интенсивности дыхания, отфиксирующей и денитрифицирующей активности горно-луговых альпийских }чв северо-западного Кавказа // Вестник Моск.ун-та, сер. 17, почвоведение, N 2, >89, с.55-57.

!. Микроорганизмы и охрана почв / Под ред. Звягинцева Д.Г. М.:Изд-во Моск.ун-1,1989,239 с.

Степанов А.Л., Умаров М.М., Кромка М. Выделение и потребление закиси азота зчвами различных типов / Тез.докл. IX Международного симпозиума по югеохимии окружающей среды. 4-8 сентября 1989. Москва, 1989, с. 18. ). Умаров М.М., Степанов А.Л. Экологические особенности протекания ^нитрификации в почвах./В сб.: Проблемы современного почвоведения. Под ред. овды В.А. и Глазовской М.А. Москва, Наука, 1990, с.99-103.

I. Проценко A.A., Степанов А.Л., Проценко Е.П. Биологическая активность шичных черноземов, находящихся в разных условиях сельскохозяйственного ¡пользования // В сб.: Научные достижепия - сельскому хозяйству. Курский ХНИ им.ИИ.Иванова, Курск, 1990, с.26-30.

I. Степанов А.Л., Кромка М., Умаров М.М. Особенности функционирования юбщества денитрифшдарующих микроорганизмов в разных типах почв / tructure and Function of Soil Organisms Communities. Proc.Int.conf. 3-7 July 1990. eske Budejovice, 1990, p.131-132.

3. Грачева T.A., Степанов А.Л., Зенова Г.М. Участие почвенных актиномицетов

разнообразных превращениях азота / Structure and Function of Soil Organisms Communities. Proc.Int.conf. 3-7 July 1990. CeskeBudejovice, 1990, p.77-78.

24. Игнатов К., Степанов А.Л., Умаров М.М. Диссимиляционное восстановление нитратов в аммоний в различных типах почв / Structure and Function of Soil Organisms Communities. Proc.Intconf. 3-7 July 1990. Ceske Budejovice, 1990, p.79-80.

25. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. пособие / Под ред. Звягинцева Д.Г. М.:Изд-воМоск.ун-та, 1991,304 с.

26. Кромка М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Восстановление закиси азота микробной биомассой в почвах.// Почвоведение, N 8,1991, с.121-126.

27. Александров Г.А., Коцюрбенко О.Р.. Соколов М.А., Степанов А.Л. О возможных артефактах в экспериментальных исследованиях поглощения и выделения метана микробными сообществами почв.// Журнал Общей Биологии, т.52, N 6, 1991, с.916-921.

28. Степанов А.Л., Егорова Е.В. Влияние -излучения на выживаемость и денитрифицирующую активность Pseudomonas fluorescens в дерново-подзолистой почве.// Вестник Моск.ун-та, серия 17, Почвоведение, N 3,1991, с.61-64.

29. Степанов А.Л. Оценка биомассы денитрифицирующих бактерий в почве / Тез.докл.Всесоюз.науч.конф. Микроорганизмы в сельском хозяйстве, 20-24 января 1992. Пущино, 1992, с.187-188.

30. Степанов А.Л., Струкова Н.Б. Метод определения автотрофной (водород -зависимой) дешгтрификации в почве / Тез.докл.Всесоюз.науч.конф. Микроорганизмы в сельском хозяйстве, 20-24 января 1992. Пущино, 1992, с. 188-189.

31. Костина Н.В., Степанов А. Л., Умаров М.М. Изучение комплекса микроорганизмов, восстанавливающих закись азота в почвах.// Почвоведение, N 12,1993, с.72-76.

32. Stepanov A.L., Ignatov К. Dissimilative nitrate reduction to ammonia in soils by representatives of Bacillus genera.// Soil Sci.Agrochem.Ecol., v.XXVI, N 1,1993, p.45-48.

33. Stepanov A.L Microbial transformation of nitrous oxide in extremal environment / Abstracts of XI Int.Symp. on Environmental Biogeochemistry, 27-30 October 1993. Spain, Salamanca, 1993, p. 149.

34. Stepanov A.L., Zvyagintsev D.G. Biogenous emission of carbon dioxide to

mosphere from the soils of the main bioclimatic zones in Russia / Abstracts of XI t.Symp. on Environmental Biogeochemistry, 27-30 October 1993. Spain, Salamanca, 193, p. 150.

5. Степанов A.JI., Уралец Т.И. Влияние хронического УФ-излучения на активность :симбиотической азотфиксации в дерново-подзолистой почве. // Вестник Моск.ун-, серия Почвоведение, N 4,1994, с.55-59.

6. Меняйло О.В., Степанов А.Л., Умаров ММ. Особенности протекания :нитрификации в засоленных почвах.// Веспппс Моск.ун-та, 1994, сер. 17, >чвоведение, 4, с.52-55.

7. Menjailo O.V., Stepanov A.L., Umarov М.М. Salt-affected soils as a biotic sources of trous oxide in biosphere./IUMS Congress'94. Prague, Czech Rebublic, July 3rd-8th )94. p. 104.

8. Костина H.B., Степанов А.Л., Умаров М.М. Влияние экологических факторов на «становление закиси азота в почвах разных типов //Почвоведение, 1995, б, с.725-¡1.

9. Полянская Л.М., Гейдебрехт В.В., Степанов А.Л., Звягинцев Д.Г. Распределение геленности и биомассы микроорганизмов по профилям зональных типов почв.// очвоведение, 1995,3, с.322-328.

0. Stepanov A.L., Kostina N.V., Sokolov М.А. Microbial control fluxes of nitrous oxide om soils to atmosphere./ XII Int.Symp. on Environmental Biogeochemistry: Biosphere id Atmospheric Changes. September 3-8, 1995. Abstracts. Rio de Janeiro, Brazil, p. 117.

1. Zvyagintsev D.G., Stepanov A.L. Microbial biomass in soils and its activity at fferent temperature./ XII Int.Symp. on Environmental Biogeochemistry: Biosphere and tmospheric Changes. September 3-8,1995. Abstracts. Rio de Janeiro, Brazil, p. 103.

2. Lebedeva E.V., Golovacheva R.S., Stepanov A.L. Nitrifying and denitrifying bacteria t Moscow city water heating system./In Proc. Fourth IntSymp. on Inorganic Nitrogen ssimilation and the First Fohs Biostress Symposium. July 23-28,1995. eeheim/Darmstadt, Germany. 1995, p.70.

13. Акопова Г.С., Сидорова E.B., Кулагина Е.Г., Степанов А.Л. Биотест для оценки игрязнения метанолом почвенного воздуха при ПХГ // Газовая промышленность, 995,4, с.32-33.

44. Степанов А.Л., Судницин И.И., Умаров ММ., Галиманге Б. Влюшие плотности почв и давления почвенной влаги на эмиссию закиси азота и диоксида углерода//Почвоведение, 1996, И, с.1337-1340.

45. Александров Г.А., Соколов М.А., Степанов А.Л. Сравнительный анализ методов оценки эмиссии газов из почв в атмосферу //Почвоведение. 1996,10, с. 1192-1194.

46. Умаров М.М., Шабаев В.П., Степанов А.Л., Соловьев Г.А., БолышеваТ.Н. Азотфиксирующая и денитрифицирующая активность серой лесной почвы и трансформация азота при внесении азотных удобрений.// Агрохимия, 1996,2, с.3-10.

47. Sokolov MA., Stepanov A.L., Hattori T. Microbial production of nitrous oxide in soil aggregates of different sizes and modelling of anaerobic microzones formation./Transaction of the 9th Nitrogen Workshop, Braunschweig, September 1996, p.335-339

48. Stepanov A.L., Sokolov M.A., Kostina N.V. Microbial control fluxes of nitrous oxide from soils to atmosphere /Transaction of the 9th Nitrogen Workshop, Braunschweig, September 1996, p.565-567.

49. Степанов А.Л., Костина H.B., Манучарова H.A., Соколов М.А. Микробная регуляция потока закиси азота из почв в атмосферу в процессе денитрификации./ Тезисы докладов П Съезда общества почвоведов. С.-Петербург. 27-30 июня 1996, книга 1, с.293-294.

50. Умаров М.М., Мецяйло О.В., Степанов А.Л. Засоленные почвы как микробиологический источник закиси азота./ Тез. докл. II Съезда общества почвоведов. С.-Петербург, 27-30 июня 1996, книга 1, с.299-300.

51. Stepanov A.L., Korpela Т.К. Review: Microbial basis for the biotechnological removal of nitrogen oxides from flue gases.//Biotechnol.Appl.Biochem. 1997, 25, p.97-104.

52. Меняйло O.B., Степанов А.Л., Умаров M.M. Превращения закиси азота денитрифицирующими микроорганизмами в солончаках // Почвоведение,1997, 2, с.213-215.

53. Степанов А.Л., Манучарова Н.А., Полянская Л.М. Продуцирование закиси азота бактериями в почвенных агрегатах // Почвоведение, 1997, 8, с.973-976.

54. Степанов А.Л., Дурихина Н.В., Умаров М.М. Влияние хлористого никеля и

шьфата меди на денитрифицирующую активность почв Европейской части России, сб.: Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах, М.:МГУ, 1998, 477-483.

5. Лебедева Е.В., Степанов А.Л., Львов Н.П., Хинц М., Бок Э. Поглощение окиси юта штаммом Bacillus stearothermophilus и его использование в биореакторе для шстки воздуха // Прикладная биохимия и микробиология, 1998, т.34, N 6, с.617-21.

6. Меняйло О.В., Степанов А.Л., Умаров М.М. Влияние солей на соотношение знечных продуктов денитрификации в почвах // Почвоведение, 1998, N 3, с.316->1.

57. Stepanov A.L., Hattori Т., Manucharova N.A., Polanskaya L.M. Microbial ansformation of carbon and nitrogen compounds within soil aggregates. 16th World ongress of Soil Science. Montpellier, France, 20-24 August 1998. Acts/Proceedings on D. Symposium No.9 (электронная публикация).

58. Stepanov A.L., Hattori Т., Manucharova N.A., Polanskaya L.M. Microbial ansformation of carbon and nitrogen compounds within soil aggregates. 16th World ongress of Soil Science. Montpellier, France, 20-26 August 1998. Resumes Summaries oi l Symposiums 01-24, p.180.

59. Stepanov A.L. Disturbance of nitrogen cycle in soils under anthropogenic influence, roc. 5th International Symposium on Inorganic Nitrogen Assimilation; 3rd Fohs Biostress ymposium, July 13-17,1998, Luso, Portugal, p.290.

i0. Степанов А.Л. Диссимиляция окислов азота комплексом денитрифицирующих истерий в почвах. Тез.докл. Всероссийской конференции Микробиология почв и ¡мледелие. С.-Петербург, 13-17 апреля 1998, с.24.

51. Дурихина Н.В., Степанов А Л. Влияние солей тяжелых металлов на ункциональную активность комплекса денитрифицирующих бактерий в почвах. ез.докл.Всеросс.конф. Микробиология почв и земледелие. С.-Петербург, 13-17 греля 1998, с.95.

>2. Новиков В.В., Степанов А.Л. Выделение и поглощение метана почвами »ропейской части России. Тез.докл. Всеросс.конф. Микробиология почв и :мледелие. С.-Петербург, 13-17 апреля 1998, с.27.

63. Манучарова НА., Степанов А.Л., Умаров М.М. Динамика образовшшя и поглощения закиси азота в водопрочных агрегатах. Тез.докл.Всеросс.конф. Микробиология почв и земледелие. С.-Петербург, 13-17 апреля 1998, с.23.

64. Степанов А.Л. Биосферные функции микроорганизмов экстремальных местообитаний (солончаки Приаралья, высокогорные и техногенно-нарушенные почвы) / Состояние и рациональное использование почв республики Казахстан: Материалы научной конференции. Алматы, "Тетис", 1998, с.115.

65. Stepanov A.L., Lebedeva E.V., Lvov N.P., Hinz M., Bock E. Application of Bacillus stearothennophilus strain INMI 50 for biotechnological purification of nitric oxide polluted air / Programme and Abstracts Int.Conf. THERMOPHILES'98, 6-11 September 1998, France, Brest, 1998, BT-p.18.

66. Novikov V.V., Stepanov A.L. Influence of nitrogen fertilizers on methane monooxygenase in soil. R.P.Dick (ed) Proceeding, Enzymes in the Environment, Activity, Ecology and Applications. July 12-15,1999, Granada, Spain, p.21.

67. Grankova A.U., Stepanov A.L., Umarov M.M. Enzyme activity of carbon and nitrogen microbial cycles during the self-regeneration of agroecosystems.R.P.Dick (ed) Proceeding, Enzymes in the Environment, Activity, Ecology and Applications. July 1215,1999, Granada, Spain, p. 11.

68. Stepanov A.L., Manucharova N.A. Nitrous oxide production within of soil aggregates at ambient oxygen level. 10th Nitrogen Workshop. Copengagen, August 1999., p. 84-88.

69. Novikov V.V., Stepanov A.L. Influence of nitrogen fertilizers upon methane transformation in soil. 10th Nitrogen Workshop. Copengagen, August 1999., p. 123-127.

70. Манучарова H.A., Степанов А.Л., Умаров M.M. Особешюсти образования конечных продуктов денитрификации в водопрочных агрегатах почв разных типов // Почвоведение, 1999, N 6, с.738-741.

71. Судницин И.И., Манучарова Н.А., Степанов А.Л., Умаров М.М. Влияние плотности, влажности почв и органического вещества на изменение окислительно-восстановительного потенциала почв //Почвоведение, 1999, N 7, с. 866-870.

72. Новиков В.В., Степанов А.Л. Влияние минерального азота на процессы микробной трансформации метана в почвах // Почвоведение, 1999, N 10, с.1255-1258.

73. Новиков B.B., Степанов А.Л. Исследование процессов микробной рансформации азота и углерода в почвах Иверского монастыря / Материалы сгнональной научной конференции, посвященной 10-летию Валдайского !аиионал1>ного парка «Исследования на охраняемых природных территориях cnepo-запада России», 25-26 апреля 2000 г., Новгород, с. 169-173.

74. Умаров М.М., Степанов А.Л., Костина Н.В., Манучарова H.A. Газообразные отсри азота из почв агроэкосистем. Тез. докл. III Съезда Докучаевского общества очповедов (11-15 июля 2000, Суздаль). Книга 1, стр.109.

75. Степанов А.Л., Умаров М.М. Выделение и поглощение окислов азота почвами, "сз. докл. III Съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000, Судаль). Книга 1, стр.165.

6. Мамилов А.Ш., Вызов Б.А., Степанов А.Л., Звягинцев Д.Г. (ифференцированный учет грибной и бактериальной биомассы в почвах// Ьчвоведсние, 2000, N 12 (принято к публикации)

7. Новиков В.В., Степанов А.Л. Биологическая активность древнеокультуренного грозсма с погребенными горизонтами (Иверский монастырь XVII в.) // Микробиология, 2000, т.69, N 3, с.441-446.

8. Манучарова H.A., Добровольская Т.Г., Степанов А.Л. Таксономический состав ;ешпрнфицирующих бактерий в дерново-подзолистой почве //Микробиология, 000, т.69, N 2, с.286-289.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Степанов, Алексей Львович

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЗАКИСИ АЗОТА

1.1 .Глобальные источники и стоки закиси азота

1.2.Биологические пути образования и поглощения закиси азота в почвах.

2. ОБРАЗОВАНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЗАКИСИ АЗОТА ПОД ВЛИЯНИЕМ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

3. МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗАКИСИ АЗОТА

В ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ

3.1 .Микробные сообщества засоленных почв

3.2.Влиякие солей на процессы азотного цикла в почвах

4. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ КАК ФАКТОР ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА ПОЧВЕННУЮ МИКРОБИОТУ

4.1 .Влияние тяжелых металлов на численность и структуру комплекса почвенных микроорганизмов

4.2.Влияние тяжелых металлов на биологическую активность почв

5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ПЕСТИЦИДОВ НА ПОЧВЕННЫЕ

МИКРООРГАНИЗМЫ

5.1 .Пестициды как токсиканты окружающей среды

5.2.Влияние пестицидов на активность микробиологических процессов в почвах

5.3.Влияние пестицидов на активность отдельных систематических групп микроорганизмов

6. МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗАКИСИ АЗОТА

ВНУТРИ ПОЧВЕННЫХ АГРЕГАТОВ

6.1 .Распределение и активность микроорганизмов внутри почвенных агрегатов

6.2.Образование и поглощение газов в почвенных агрегатах

6.3.Модели формирования анаэробных зон внутри почвенных агрегатов

6.4.Влияние агрегатного состава на эмиссию закиси азота из почв

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

7. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

7.1.Почвы

7.2.Методы определения концентрации газов

7.3.Проведение полевых, вегетационных и лизиметрических исследований.

7.4.Методы выделения денитрифицирующих бактерий

7.5.Определение денитрифицирующей активности выделенных штаммов

7.6.Количественный учет бактерий и грибов в почвенных агрегатах

7.7.Определение агрегатного состава почв

7.8.Выделение водопрочных агрегатов

7.9.Методы изучения микробной трансформации азота в засоленных почвах

7.9.1.Методы исследования воздействия у-излучения на активность денитрифицирующих бактерий в почвах

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

8. ОБРАЗОВАНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЗАКИСИ

АЗОТА В ПОЧВАХ РАЗНЫХ ТИПОВ.

8.1 .Выделение и поглощение закиси зота денитрифицирующими бактериями в основных типах почв Европейской части России

8.2.Интенсивность образования и поглощения закиси азота в полевых условиях

8.3.Биомасса денитрифицирующих бактерий, осуществляющих выделение и поглощение закиси азота в почвах

8.4.Микробное поглощение закиси азота в почвах

9. МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗАКИСИ АЗОТА

В ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ

9.1.Активность денитрификации и биомасса денитрификаторов в засоленных почвах

9.2.Интенсивность дыхания и микробная биомасса в засоленных почвах

9.3.Соотношение численности галотолерантных и галофильных бактерий в засоленных почвах

9.4.Влияние солей на образование и поглощение закиси азота денитрифицирующими бактериями

9.5.Влияние засоления на процессы образования и поглощения закиси азота в зональных типах почв

9.6.Микробная трансформация закиси азота в условиях солевого стресса

10. ОБРАЗОВАНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЗАКИСИ АЗОТА В ПОЧВАХ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

10.1.Влияние минеральных азотных удобрений на эмиссию закиси азота из почв

10.2.Влияние пестицидов на образование и поглощение закиси азота в почвах

10.3.Влияние солей тяжелых металлов на образование и поглощение закиси азота в почвах

10.4.Влияние тяжелых металлов на активность чистых культур денитрифицирующих бактерий

10.5.Влияние у-излучения на активность денитрифицирующих бактерий в почвах

Ю.б.Особенности трансформации закиси азота в древнеокультуренных погребенных почвах

11. ВЛИЯНИЕ УВЛАЖНЕНИЯ НА ОБРАЗОВАНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЗАКИСИ АЗОТА В ПОЧВАХ

12. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ЗАКИСИ

АЗОТА В ПОЧВЕННЫХ АГРЕГАТАХ

12.1.Анаэробные процессы в почвенных агрегатах малого диаметра

12.1.1 .Выделение С02 из агрегатов малого диаметра

12.1.2.0бразование N20 в почвенных агрегатах

12.1.3.Эмиссия метана в зависимости от диаметра почвенных агрегатов

12.2.Особенности образования и поглощения закиси азота в водопрочных агрегатах

Введение Диссертация по биологии, на тему "Микробная трансформация закиси азота в почвах"

Актуальность проблемы. Изменение состава атмосферы, происходящее в настоящий период времени, по своим экологическим последствиям может быть отнесено к наиболее значимым факторам, воздействующим на состояние биосферы.

Важнейшие компоненты современной атмосферы, относящиеся к "парниковым газам" и определяющие процесс глобального изменение климата (СО2, СН4, N20), на 70-90% имеют биологическое происхождение и вовлекаются в биогеохимический круговорот в основном почвенным покровом планеты (Bouwman, 1990; Conrad, 1996). Поэтому актуальной задачей почвоведения и почвенной микробиологии становится изучение роли почв в формировании состава атмосферы, процессов выделения, поглощения, газообмена и трансформации почвенной биотой этих газов, среди которых особое место занимает закись азота - N2O или монооксид азота I.

Экологическая роль закиси азота определяется тем, что, являясь относительно инертной, в атмосфере она претерпевает ряд фотохимических превращений с образованием промежуточных продуктов, приводящих к деградации стратосферного озона. Помимо этого, закись азота, обладая высокой способностью к экранированию инфракрасного излучения, отраженного с поверхности Земли (в 150 раз больше, чем СО2), вносит свой вклад в глобальное явление саморазогрева атмосферы, известное как "парниковый эффект". На сегодняшний день этот вклад оценивается в 4-6% (Bouwman, 1990) но, учитывая ежегодный прирост ее концентрации в воздухе на 0.2-0.3% и большую устойчивость в атмосфере (до 200 лет), предполагается, что она будет играть все большую роль.

Другой важной особенностью закиси азота является ее преимущественно биологическое происхождение, причем именно почвы играют ведущую роль в этом процессе (Khalil, Rasmussen, 1992; Conrad, 1996). Источниками закиси азота в почвах служат разнообразные процессы микробной трансформации соединений азота - денитрификация, диссимиляционное восстановление нитратов в аммоний, автотрофная и гетеротрофная нитрификация, процессы взаимодействия нитритов с аминокислотами (реакции Van Slyke), хемоденитрификация и некоторые другие. Важным источником закиси азота в биосфере являются также лесные пожары и сжигание ископаемого топлива (Кудеяров, 1999).

В отличие от разнообразия источников закиси азота, пути ее биологического поглощения весьма ограничены, поскольку она не может быть ассимилирована растениями, грибами и почвенными животными (Davidson, 1994). В качестве единственных путей микробной трансформации N20 в почвах рассматриваются два процесса - восстановление закиси азота денитрифицирующими и азотфиксирующими бактериями (Умаров, 1999). Предполагается, что наибольшее значение имеет денитрификация, а именно - этап восстановления закиси азота в молекулярный азот за счет функционирования специализированного фермента - К20-редуктазы. Несмотря на большую значимость, этот процесс остается мало изученным.

Скорость восстановления закиси азота в почвах может зависеть от концентрации минеральных соединений азота, содержания органического вещества, присутствия растений и других факторов. Поэтому существенное изменение активности этого процесса следует ожидать под влиянием антропогенного воздействия на почвы, например, при внесении минеральных и органических удобрений; распашке почв, искусственном орошении и, часто связанных с этим, разрушением структуры почвенных агрегатов, засолением и избыточным переувлажнением почв; при использовании средств защиты растений (гербицидов); вследствие аккумуляции в почвах тяжелых металлов и радионуклидов; выпадении кислотных осадков и других воздействиях. Величина эмиссии закиси азота из почв в атмосферу в значительной мере определяется соотношением между процессами ее образования и поглощения в почвах.

Задачи исследования:

1 Изучение образования и поглощения закиси азота денитрифицирующими бактериями в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России и некоторых стран СНГ.

2. Определение численности и биомассы денитрифицирующих бактерий, способных к выделению и поглощению И20 в разных типах почв.

3.Исследование таксономического разнообразия денитрифицирующих бактерий, осуществляющих выделение и поглощение закиси азота в почвах основных типов.

4. Выяснение особенности образования и восстановления закиси азота в почвенных агрегатах.

5.Изучение процесса восстановления закиси азота в почвах под влиянием антропогенных факторов: применения минеральных удобрений, средств защиты растений, загрязнения почв тяжелыми металлами, процессов засоления и при разрушении почвенных агрегатов.

Защищаемые положения.

3. Возрастание потока закиси азота из почв является следствием нарушения динамического равновесия между процессами ее образования и поглощения в почвах под влиянием антропогенных воздействий: применения минеральных азотных удобрений и средств защиты растений (пестицидов); загрязнения почв тяжелыми металлами; эрозионных процессов, приводящих к разрушению почвенных агрегатов; засоления почв. Научная новизна.

1 .Исследование процессов микробной трансформации (образования и поглощения) закиси азота в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России показало, что потенциал восстановления закиси азота в ненарушенных почвах обычно превышает масштабы ее образования, вследствие чего конечным продуктом денитрификации в зональных типах почв является молекулярный азот.

2. Впервые выявлен особый характер протекания денитрификации в интразональных засоленных почвах (солончаки сульфатно-хлоридного типа засоления), для которых характерно преимущественное образование закиси азота. Установлено, что этап восстановления закиси азота является наиболее чувствительным звеном в цепи денитрификации по отношению к повышенной концентрации солей.

3. Существенное влияние на процесс денитрификации оказывает агрегатный состав почв - разрушение почвенной структуры, уменьшение размеров почвенных агрегатов приводит к увеличению доли закиси азота в продуктах денитрификации.

4. В агроценозах эмиссия М20 увеличивается пропорционально дозе вносимого азота, достигая наибольшей величины при использовании минеральных азотных удобрений в аммонийной и амидной формах, а не в нитратной, как предполагалось ранее. Впервые установлено, что использование медленнодействующих мочевино-формальдегидных удобрений (МФУ) не приводит к снижению газообразных потерь азота за счет денитрификации по сравнению с внесением мочевины в тех же дозах.

5. Антропогенные воздействия на почву (нарушение технологии применения минеральных азотных удобрений и гербицидов, загрязнение почв тяжелыми металлами, засоление почв и другие) приводят к снижению скорости восстановления закиси азота в почвах. Вследствие этого, биогеохимический цикл азота в антропогенно-измененных почвах нарушается и часто сопровождается повышенной эмиссией закиси азота из почв в атмосферу.

Место проведения работы.

Работа проводилась на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ и соответствовала плановой тематике кафедры.

Автор благодарит своих учителей заведующего кафедрой профессора Д.Г.Звягинцева и профессора М.М.Умарова за ценные советы и поддержку; своих коллег И.П.Бабьеву, Б.А.Бызова, А.В.Головченко, В.С.Гузева, Т.Г.Добровольскую, Г.М.Зенову, П.А.Кожевина, А.В.Куракова, Л.В.Лысак, О.Е.Марфенину, Л.М.Полянскую, И.Н.Скворцову, И.Ю.Чернова, а также весь 7 коллектив кафедры биологии почв за доброжелательные и ценные замечания при выполнении работы.

Автор глубоко признателен своим ученикам и соавторам Н.В.Костиной, М.Кромке, Н.А.Манучаровой, О.В.Меняйло, Н.С.Горбовской, А.Ю.Гранковой, Н.В.Дурихиной, В.В.Новикову за помощь на разных этапах исследования.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Степанов, Алексей Львович

ВЫВОДЫ

1. Определение актуальной и потенциальной активности денитрификации в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России показало, что наиболее активно выделение и поглощение закиси азота протекает в черноземе и каштановой почвах. Установлено, что потенциал восстановления закиси азота в исследованных типах почв обычно превышает масштабы ее образования. Поэтому основным продуктом денитрификации в зональных типах почв является молекулярный азот. Существенно отличаются от них интразональные засоленные почвы (солончаки сульфатно-хлоридного типа засоления), для которых характерно образование преимущественно закиси азота.

2. Установлено, что численность денитрификаторов, способных к

4 7 восстановлению закиси азота составляет 6,7 10 - 5.4 10 кл/г почвы, а их доля достигает 50-89% общей численности денитрифицирующих бактерй в почвах, определяемых методом посева. Независимо от типа почв, наиболее часто среди N20-восстанавливающих бактерий встречались бациллы. Обнаружен конкурентный характер восстановления закиси азота в разных типах почв. Так, этот процесс блокируется в почвах более окисленными соединениями азота, нитратами - при концентрации 10 мг И/г и нитритами - при 5 мг Ы7г почвы. Восстановление закиси азота максимально при температуре 28

32°С и практически не наблюдается ниже 4 С. При низких значениях рН восстановление закиси азота в почвах замедляется и при рН ниже 4.0 основным продуктом денитрификации становится закись азота. Большинство исследованных почв имеют максимум поглощения закиси азота при значении окислительно-восстановительного потенциала 280 мВ.

4. Проведена количественная оценка зависимости относительной эмиссии закиси азота от давления почвенной влаги для почв разных типов. Максимум эмиссии N20 во всех типах изученных почв отмечен при давлении почвенной влаги около -0.1 атм. Дальнейший рост давления почвенной влаги до -0.01 атм сопровождается падением эмиссии N20 из почв в атмосферу.

6. Установлено, что внесение минеральных азотных удобрений приводит к резкому возрастанию газообразных потерь азота в процессе денитрифицикации и сопровождается значительным увеличением доли закиси азота в конечных продуктах денитрификации. При этом наибольшая эмиссия закиси азота наблюдается при использовании минеральных азотных удобрений в аммонийной и амидной формах. Использование так называемых медленнодействующих мочевино-формальдегидных удобрений (МФУ) не позволяет сократить газообразные потери азота по сравнению с применением мочевины в тех же дозах.

7. Впервые показано, что многие факторы антропогенного воздействия на почвы (применение минеральных удобрений и средств защиты растений; аккумуляция солей тяжелых металлов; подкисление почв; эрозионные процессы, приводящие к разрущению почвенных агрегатов и распылению почв; неправильная ирригация и засоление почв), вызывают торможение

217 процесса восстановления закиси азота в почвах. Таким образом, биогеохимический цикл азота в антропогенно-нарушенных почвах изменен и часто сопровождается повышенной эмиссией закиси азота из почв, что может быть одной из причин увеличения концентрации этого важного микрокомпонента в современной атмосфере Земли.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как показали наши исследования, процессы микробной трансформации (образования и поглощения) закиси азота играют важную роль в азотном балансе всех изученных почв. Наиболее активно они протекают в почвах с высоким содержанием гумуса, что указывает на ведущую роль органического вещества, определяющего интенсивность процессов микробной трансформации азота в почвах. Это подтверждается приуроченностью денитрификации к верхним, корнеобитаемым горизонтам почвы; с этим связаны высокие газообразные потери азота при ведении сельского хозяйства и является одной из причин низкого коэффициента использования минеральных азотных удобрений, что позволяет рассматривать почвы как важный источник закиси азота в биосфере.

Оценка интенсивности образования и поглощения закиси азота в почвах основных биоклиматических зон Европейской части России свидетельствует о том, что микробный потенциал поглощения закиси азота в зональных типах почв, как правило, превышает масштабы ее образования, вследствие чего конечным продуктом денитрификации является молекулярный азот.

Впервые обнаружен особый характер протекания денитрификации в интразональных почвах (сульфатно-хлоридных солончаках), для которых характерно преимущественное образование закиси азота. Установлено, что сульфатно-хлоридное засоление почв не только снижает их хозяйственную ценность, но и способствует торможению процесса денитрификации на стадии образования закиси азота. Учитывая тенденцию аридизации суши, роста площадей, подверженных засолению, можно полагать, что эти процессы, помимо уже известных негативных экологических последствий, будут способствовать повышенной эмиссии одного из парниковых газов из почв в атмосферу.

Среди факторов среды, влияющих на образование и поглощение закиси азота в почвах определяющее значение имеет влажность и температура. Максимум эмиссии закиси азота наблюдался при влажности, близкой к полевой влагоемкости (-0,1 атм), а не при затоплении почвы, как считалось ранее. В этих условиях поток закиси азота из почв в атмосферу, наоборот, сокращается из-за перекрывания почвенных пор менисками капиллярной воды. Таким образом, интенсивное выделение закиси азота следует ожидать при меняющемся водном режиме почв (иссушение/увлажнение). Скорость восстановления закиси азота в почвах ограничивается низкой температурой (до + 4 °С) и кислой реакцией среды (рН = 4,0).

В агроценозах эмиссия закиси азота увеличивается пропорционально дозе вносимого азота, достигая наибольшей величины при использовании минеральных азотных удобрений в аммонийной и амидной формах, а не в нитратной, как считалось ранее. Использование медленнодействующих азотных удобрений на основе формальдегида не позволяет снизить газообразные потери азота за счет денитрификации по сравнению с применением мочевины в тех же дозах.

213

Существенное влияние на процесс восстановления закиси азота в почвах оказывает агрегатный состав почв. Впервые установлено, что с увеличением размера агрегатов возрастает доля молекулярного азота и сокращается доля промежуточных продуктов денитриф икации (закиси азота и окиси азота). Следовательно, разрушение почвенной структуры и распыление почв будет сопровождаться возрастанием доли закиси азота в суммарном потоке газообразных соединений азота в атмосферу.

Поток закиси азота из почв является следствием нарушения динамического равновесия между процессами ее образования и поглощения под влиянием факторов внешней среды и антропогенных воздействий на почву - применения минеральных и органических удобрений; искусственном орошении и, часто связанных с этим, разрушением структуры почвенных агрегатов и засолением почв; при использовании средств защиты растений (гербицидов); вследствие аккумуляции в почвах тяжелых металлов и радионуклидов; выпадении кислотных осадков и других факторов. Полученные сведения должны учитываться при экологической оценке различных технологий использования почв.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Степанов, Алексей Львович, Москва

1. Ананьева И.Д, Стрекозов Б.П., Тюрюканова Г.К. Изменение микробной биомассы в почвах под действием пестицидов //Агрохимия. 1986. № 5 С. 84-90.

2. Будавко Г.И. Наплекова H.H. Влияние свинца на микрофлору дерново-подзолистой почвы и чернозема выщелоченного// Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук. 1984. Т. 3,№ 18. С. 36-39.

3. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почы. М.: Агропромиздат. 1986. 415 с.

4. Веденина И.Я., Заварзин Г.А. Биологическое удаление закиси азота в окислительных условиях // Микробиология, 1977, т.46, вып. 5, с.893-903.

5. Веденина И .Я., Заварзин Г.А Удаление закиси азота комбинированной культурой бактерий // Микробиология, 1979, т.48, вып. 4, с.581-585.

6. Веденина И.Я., Миллер Ю.М., Капустин O.A., Заварзин Г.А. Окисление закиси азота при разложении перекиси водорода каталазой // Микробиология, 1980, т.49, вып. 1, с.5-8.

7. Веденина И.Я., Лебединский A.B. Превращения закиси азота при денитрификации, диссимиляционном образовании аммония и нитрификации // Успехи микробиологии, 1984, т. 19, с.135-165.

8. Воеводин Д.В. Удобрения и гербициды в сельском хозяйстве и охрана природы// Охрана природы и применение химических средств в сельском и лесной хозяйств. Л., 1986. с. 72-77.

9. Войнова-Райкова III, Ранков В., Ампова Г. Почвы и микроорганизмы. М.: Агропромиздат, 1986, 119с.

10. Волкова Д.А., Красиля И.И. Ильинская СЛ., Тарасович П.И. Изменение биологической активности почвы под влиянием пестицидов // Взаимодействие пестицидовс микроорганизмами. Кишинев, 1984. С. 79-91

11. И. Воронин А.Д. Основы физики почв М., Изд-во МГУ. 1986. 243с.

12. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. / Определитель актиномицетов. М. Наука. 1983. 245с.

13. Глазовская М.А. Почвы мира. Изд-во МГУ, 1972. 230 с.

14. Глазовская М. А., Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения. Изд-во МГУ, 1995. 450 с.

15. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве: Руководство. М., 1986. 320 с.

16. Горленко М.В., Лебедева Г.Ф., Чернова Н.И. Воздействие симазинов на микромицеты в дерново-подзолистой почве// Микология н фитопатология. 1980. Т. 14. № 4 С. 287-293.

17. Григорян К.В. Влияние загрязненных промышленными отходами оросительных вод на физические физико-химические свойства и биологическую активность почв. Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1980. 25 с.

18. Гришина Л. А. Конорева И.А. Фомина Г.Н. Скворцова И.Н. Влияние аэрозагрязнения на биологическую активность дерново подзолистых почв // Науч. докл. высш. шк. Биол. науки. 1984. №12. С. 83-88.

19. Гузев В.С,. Левин C.B., Бабьева И.П. Тяжелые металлы как фактор воздействия на микробную систему почв // Экологическая роль микробных метаболитов. М., 1986. 324 с.

20. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М. Изд-во МГУ. 1995. 318 с

21. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв. М., 1985. 224 с.

22. Добровольский Г.В. Деградация почвенного покрова как проявление глобальных биосферных процессов / Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. Под ред. Г.В.Добровольского. М.:ГЕОС, 1999, с. 135-142.

23. Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысак Л.В. Методы выделения и идентификации почвенных бактерий. М. Изд-во МГУ, 1989, 70 с.

24. Дуда В.И., Лебединский A.B., Кривенко В.В. Архебактерии в системе царств органического мира // Успехи микробиологии, 1986, № 20, с. 3-38.

25. Емнова Е.Е., Кодрян В.А. Механизм антимикробного действия пестицидов // Взаимодействия пестицидов с микроорганизмами. Кишинев. 1984. С. 31-48.

26. Емцев В.Т., Селицкая О.В., Станкевич Д.С., Алехин В.Г.Микробная биоремедиация нефтезагрязненных почв Тез.докл. 3 Съезда докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г., Суздаль). Книга 2. Москва, 2000, с.18.

27. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е., Мозгова Н.П. биологическая активность почв в условиях аэротехногенного загрязнения на Крайнем Севере. Л.,1984. 120 с.

28. Зенова Г.М., Лебедева Г.Ф., Лысак Л.В. Динамика микробных популяций в почве при повторных внесениях симазина и прометрина // Тр. Всес. нн-та сельско хозяйственной микробиологии. 1983. Т. 52, С. 14-17.

29. Зенова Г.М., Лебедева Г.Ф., Ключникова Е.Ю., Звягинцев Д.Г. Влияние симазина на популяции почвенных стрептомицетов // Микробиология. 1986. Т. 55. вып. 5.с. 836-838.

30. Зубец Т. П. Микробиологическая н биохимическая активность почвы как показатель наличия в ней гербицидов и их производных / Превращения пестицидов и их метаболитов в почве. Пущино, 1973. С. 82-87.

31. Звягинцев Д.Г., Голимбет В.Е. Динамика микробной численности биомассы и продуктивности микробных сообществ в почвах // Успехи микробиологии. 1983. Вып. 18. С. 215-231.

32. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М., Изд-во МГУ. 1973. 220 с.

33. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М. Изд-во МГУ. 1987.255с.

34. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г. Роль микроорганизмов в биогеоценотических функциях почвы. // Журнал общей биологии. АН СССР, 1991. с.162-171

35. Звягинцева И.С., Тарасов А.Л. Экстремально галофильные бактерии из засоленных почв// Микробиология, вып. 5, 1987, с. 839-841.

36. Звягинцева И.С. Сукцессия бактерий в содовых солончаках

37. Биодинамика почв, Всесоюзный симпозиум, 25-27 октября 1988 г., Таллин 1988, с.79.

38. Звягинцева И.С., Галобактерии // Успехи микробиологии, в. 23, 1989, с.112.

39. Звягинцева И. С Динамика роста галофильных бактерий в засоленных аридных почвах// Микробиология, 1991, т. 60, вып.6, с.60-66.

40. Зырин Н.Г., Обухов А.Й. Малахов С.Г. и др. Научные основы разработки предельно допустимых количеств тяжелых металлов в почвах // Докл. симпозиумов VII делегатск. съезда Всесоюзного общества почвоведов 9-13сент. 1985 г. Ташкент, 1985, ч. 6. с, 276-281.

41. Иванова И.И., Звягинцева И.С. Внеклеточные ферменты экстремально галофильных архебактерий // Микробиология, т. 58, вып.2,1989, с. 251-256.

42. Илялетдинов Л.Н, Микробиологические превращения металлов. Алма-Ата, 1984. 268 с.

43. Каравайко Г. И. Микробиологические процессы выщелачивания металлов из руд. М., 1984. 88 с.

44. Качинский Н. А. Почва, ее свойства и жизнь. М. Изд-во АН СССР. 1956. 375 с.

45. Кашнер Д. Жизнь микробов в экстремальных условиях.

46. М., Мир, 1981, с. 395-416.

47. Ковда В.А. Проблема борьбы с опустыниванием и засолением орошаемых почв. М., Колос, 1984. С. 166-170.

48. Костина Н.В., Степанов А.Л., Умаров М.М. Изучение комплекса микроорганизмов, восстанавливающих закись азота в почвах // Почвоведение. 1993. №12. с.72-76.

49. Костина H.B., Степанов A.JI., Умаров М.М. Влияние экологических факторов на восстановление закиси азота в почвах разных типов //Почвоведение, 1995, 6, с.725-731.

50. Кромка М. Экологические особенности денитрификации в почвах: Автореф. Дисс. канд. Биол. наук. М. 1989. МГУ.

51. Кромка М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Восстановление закиси азота микробной биомассой в почвах// Почвоведение. 1991.N 8.с. 121-126.

52. Круглов Ю В Микробиологические аспекты применения гербицидов в сельское хо зянстве Автореф дисс. докт. биол. наук. М., 1984, 49 с.

53. Кудеяров В.Н. Азотный цикл и продуцирование закиси азота // Почвоведение, 1999, N 8, с.988-998.

54. Кураков A.B., Пахненко O.A., Костина Н.В., Умаров М.М. Образование закиси азота микроскопическими грибами на питательных средах и в стерильной почве // Почвоведение, 1997, N12, с. 1497-1503.

55. Куракова Н.Г., Умаров М.М. Влияние температуры на денитрифицирующую активность дерново-подзолистой почвы //Вестн. МГУ, сер. Почвоведение. 1983. N 2. с.64-65.

56. Красильников H.A., Лучистые грибки и родственные им организмы. М, Наука, 1938. 117 С.

57. Красильников H.A. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М. Изд-во АН СССР. 1958. 462 С.

58. Куличевская И.С., Милехина Е.И. Окисление углеводородов нефти экстремально галофильными архебактериями//Микробиология, 1991, т.60, вып.5, с. 860-866.

59. Латынова P.M., Новицкий С.А., Маслова Л. Г., Шаповальская Л.А. Влияние гербицидов на биологическую активность почвы // Биологические науки, 1968, т. 57, с. 61—70.

60. Лугаускас А.Ю., Шляужене Д.Ю., Репечкене Ю.П. Действие антропогенных факторов на грибные сообщества почв // Микробные сообщества и их функционирование в почве. Киев, 1981. с. 199-202.

61. Львов Н.П. Молибден в ассимиляции азота у растений и микроорганизмов./ 43-е Баховское чтение. М.:Наука,1989. 87с.

62. Лысак Л.В., Трошин Д.В., Чернов И.Ю. Бактериальные сообщества солончаков. // Микробиология. 1994. т.63, вып. 4, с.721-729.

63. Маличенко С.М. Влияние симазинов на микрофлору почвы // Мшробюл. журнал, 1971, т. 33, вып 6, с. 734-735.

64. Мантуровская Н.В. Действие триазинов на почвенные грибы в чистой культуре // Ботаника, 1970, № 3, с. 31-36.

65. Марфенина O.E. Реакция комплекса микроскопических грибов на загрязнение почв тяжелыми металлами // Вести. Моск. ун-та. Сер. почвовед. 1985, N 2. С.46-50.

66. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Под ред. Звягинцева Д.Г., М.: Изд-во МГУ. 1991.302 с.

67. Мишустин Е.С., Емцев В.Т. Микробиология. М. Агропромиздат. 1987. 368 с.

68. Наумова А.Н. Микрофлора сероземных почв / В кн.: Микрофлора почв южной части СССР. М.: Наука, 1966, с.25-27.

69. Никитин Д.И. Биология олиготрофных бактерий. Автореф. дисс. доктора биол. наук М. 1985. 35 с.

70. Новиков В.В., Степанов А.Л. Биологическая активность древнеокультуренного агрозема с погребенными горизонтами (Иверский монастырь XVII в.) // Микробиология, 2000, т.69, N 3, с.441-446.

71. Обухов А.И., Бабьева И.П., Гринь A.B. Научные основы разработки предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах // Тяжелые металлы в окружающей среде. М„ 1980, с. 20-28.

72. Определитель бактерий Берги. М.:Мир, 1980, 494 с.

73. Паникова Е.Л., Перцовская А.Ф. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве // Химия в с.-х. 1982. № 3. С. 12-14.

74. Пакусин А.Г. Микрофлора почв Азербайджана / В кн.: Микрофлора почв южной части СССР, М.: Наука, 1966, с.73-75.

75. Пахненко O.A. Образование закиси азота почвенными микроскопическими грибами. Автореф. дисс. . канд. биол. наукМ. 1999. 26 с.

76. Пачепскии Я.А., Мироненко В.В., Галнулин Р.В., Соколов М.С. Статистические модели динамики содержания пестицидов и их метаболитов в почвах. Пущино, 1982, 44 с

77. Попова Е.Г. Микрофлора почв такыровидного ряда. М.: Наука, 1966, с.226-245.

78. Ранков В. Нитрификация в почвах Болгарии. // Известия ЦНИИ, 1962, N5, с.37-39.

79. Русек И, Гордиенко С.А. Исследованние влияния гербицидов на почвенные организмы и процессы, протекающие в подзолистых почвах Чехословакии // Экол.ж., 1986, N 1, с. 90—92.

80. Сенцова О.Ю., Максимов В.Н. Действие тяжелых металлов на микроорганизмы // Успехи микробиологии, 1985, вып. 20. с. 227-252.

81. Скворцова И.Н., Леонова М.Н. Реакция почвенных микроорганизмов на присутствие кадмия в почвах и питательных средах // Тр. III Всесоюзн. совещания по исследованию миграций загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л., 1985. с. 147-149.

82. Скворцова И.Н., Ли С.К., Ворожейкина И.П. Зависимость некоторых показателей биологической активности почв от уровня концентрации тяжелых металлов // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. с. 121-125.

83. Скворцова И.Н., Обуховская Т.Д., Заславская Н.В. Микробиологическое тестирование загрязнения почв ртутью // Вести. Моск. ун-та, сер. почвовед. 1984. N 2. с.32-35.

84. Сорокин Д.Ю., Лысенко A.M., Митюшина Л.Л. Выделение и характеристика алкалофильных хемоорганогетеротроф-ных бактерий, окисляющих восстановленые неорганические серные соединения до тетратионата // Микробиология, 1996, т.65, N 3, с.370-383.

85. Степанов А.Л., Судницын И.И., Умаров М.М., Галиманге Б. Влияние плотности почв и давления почвенной влаги на эмиссию закиси азота и диоксида углерода. // Почвоведение, 1996, N11, с. 1337-1340.

86. Степанов А.Л., Манучарова H.A., Полянская Л.М. Продуцирование закиси азота бактериями в почвенных агрегатах//Почвоведение. 1997. № 8. с. 973-976.

87. Судницын И.И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. М. Изд-во МГУ. 1979. 252 с.

88. Умаров М.М., Азиева Е.Е. Некоторые биохимические показатели загрязнении почв тяжелыми металлами //Тяжелые металлы в окружающей среде. М.,1980, с. 109-115.

89. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М. Изд-во МГУ. 1986. 134 с.

90. Умаров М.М. Роль микроорганизмов в устойчивости почв. Экология и почвы. Избранные лекции I-VII школ (19911997 гг.). Т.1. Пущино. 1998. С. 15-21.

91. Умаров М.М. Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов наземных экосистем. В сб.: Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.:ГЕОС, 1999, с. 122-135.

92. Федорова Р. И., Милехина Е.И., Илюхина Н.И. Оценка методов "газового метаболизма" для обнаружения внеземной жизни. Идентификация азотфиксирующих микроорганизмов // Изв. АН СССР, Сер.биол, 1973,1. N 6, с.797-806.

93. Хайниш Э., Паукке X., Нагель Г.Д., Ханзен Д. Агрохимикаты в окружающей среде. М., 1979. 357 с.

94. Шинкарев A.A., Перепелкина Е.Б. Содержание и состав гумусовых веществ в водопрочных агрегатах темно-серой лесной почвы //Почвоведение, 1997, N 2, с. 165-172.

95. Эйхлер В. Яды в нашей пище, М, 1986. 214 с.

96. Якунин А.С. Регуляция и свойства нитрогеназной системы Rhodobacter capsulatus / Автореф дисс. канд. биол. наук. 1986, 24 с.

97. Adema Е.Н., Ybema J.R., Heiress P., Weigh H.C.P. The heterogeneous formation of NO2 in air containing NO2, 02 and NH3// J. Atmos. Chem. 1990. V.ll. P. 255-269.

98. Alexander M. Introduction to soil microbiology (2-nd edition). Wiley and Sons. New York. 1977. 487 p.

99. Amundson R.G., Davidson E.A. Carbon dioxide and nitrogenous gas in the soil atmosphere // J. Geochem. Res., 1990, V.38, P. 33-41.

100. Apte S.K.,Thomas Joseph. Sodium is required for nitrogenase activity in cyanobacteria// Curr.Microbiol., 1980, v.3, N 5, p.291-293.

101. Arah J.R.M., Smith K.A., Crichton I., Li H.S. Nitrous oxide production and denitrification in Scottish arable soils // J. Soil Sci. 1989. V. 42. P. 351-567.

102. Aulakh M.S, Doran J.W., Walters D.T., Power J.F. Legume residue and soil water effects on denitrification in soil of different textures // Soil Biol. Biochem. 1991.V. 23. P. 11611163.

103. Aulakh M.S., Rennie D.A., Paul E.A. Gaseous nitrogen losses from soils under zero as compeared with conventional management systems // J. Environ. Qual. 1984. V. 13. P. 130136.

104. Aziz S.A., Nedwell D.B. Microbial nitrogen transformations in the salt marsh environment.// Ecol. Processes Coastal Environ. 1st. Eur. Ecol. Symp. and 19th Symp. Brit. Ecol. Soc.

105. Norwuch, 1977, Oxford, 1979. p.385-398.

106. Babich H., Stotzky G. Heavy metal toxicity to microbe-mediated ecologic processes: a review and potential application to regulatory policies//Environ. Res. 1985.Vol. 36, Nl.P. 111-137.

107. Babich H., Bewley R.J.F., Stolzky G. Application of the "Ecological Dose" concept to the impact of heavy metals on some microbe-mediated ecologic processes in soil // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1983. Vol. 12, N 4. P. 421-426.

108. BaduraL., Galimska-StypaR„ GorskaB., Smylla A. Wplyw emisji huty cynku na mikroorganizmy glebowe // Pr. nauk. US-Katowich: Actabiol. 1984. Vol. 15. S. 112-127.

109. Bakken L.R., Borresen T., Njos A. Effect of soil compaction by tractor traffic on soil structure, denitrification and yield of wheat//J. Soil Sci. 1983. V.38. P. 541-552.

110. Bard O., Probert S.D. Sources of atmospheric nitrous oxide // Appl. Energy. 1992.V. 43. P. 129-176.

111. Benckiser B., Haider K., Sauerbesk D. Field measurements of gaseous nitrogen losses from an Alfisol planted with sugar-beets // Z. Pflanzen. Bodenk. 1986. V. 149. P. 249-261.

112. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th Edition. J.G.Holt, N.R. Krieg P.H.A.Sneath, I.T.Stale, S.T.Williams (Eds.). Baltimore ets. Williams and Wilkins. 1994. 787 p.

113. Betlach M.R, Tiedje J.M., Kinetic explanation for accumulation of nitrite, nitric oxide and nitrous oxide during bacterial denitrification // Appl. Environ. Microbial. 1981. V. 42. P. 1034-1084

114. Bewley R.J.F., Stotzky G. Effects of cadmium and zinc onmicrobial activity in soil, influence of clay minerals. Part I: Metals added individually// Sci. Total Environ. 1983, Vol. 31, Nl.P 41-55.

115. Bewley R J.F., Stotzky G. Effects of cadmium and zinc on microbial activity in soil. Influence of clay minerals. Part 2: Metals added simultaneously// Sci. Total Environ. 1983,1. V. 31, Nl.P. 57—69.

116. Bischoff B. Effects of cadmium on microorganisms // Ecotoxicol. Environ. Safety. 1982, Vol. 6, N 2. P. 157-165.

117. Blackmer A.M., Bremner J.M. Potential of soil as a sink for atmospheric nitrous oxide // Geophys. Res. Lett. 1976. 3. P. 739-742.

118. Blackmer A.M., Bremner J.M. Stimulatory effect of nitrate on reduction of N20 to N2 by soil microorganisms // Soil Biol. Biochem. 1979. V. 11. P. 313-315.

119. Blackmer A.M., Robbins S.G., Bremner J.M. Diurnal variability in rate of emission of nitrous oxide from soils // Soil. Sci. Soc. Amer. J. 1982. № 46. P. 937-942.

120. Bleakley B.N., Tiedje J.M. Nitrous oxide production by organisms other than nitrifiers or denitriflers // Appl. Environ. Microbiol. 1982. V 44. P. 1342-1348.

121. Bockman O.C. Nitrous oxide from industrial sources. Joint Japanese EC Workshop: Emission of the greenhouse gases methane and nitrous oxide, and techniques for their reduction. Dijon. 1993. 218 P.

122. Boussiba S. ,Schlezinger P., Belkin S. Sodium sustains the growth of Spirulina platensis in extreme alkaline environments // 8th Int.Symp.Phototrophic Prokaryotes,

123. Urbino,Sept. 10-15,1994, Abstr.-S.l, 1994,p.l83.

124. Bouwman A.F. Exchange of greenhouse gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere / Soils and the greenhouse effect / Ed. A.F.Bauwrnan. John Wiley & Sons Ltd. Chichester. 1990. p. 61-127.

125. Brandvold D.K, Martinez P. The N Ox/NeO fixation ratio from electrical discharges // Atmos. Environ. 1988. V. 22. P. 2477-2480.

126. Bremner J.M.,Blackmer A.M. Nitrous oxide: Emission from soils during nitrification of ferilizer nitrogen.// Science. 1978. N 199, p.295-296.

127. Bremner J.M.JBlackmer A.M. Terrestrial nitrification as a source of atmospheric nitrous oxide.// In: Delwiche C.C. (Ed.). Denitrification,nitrification and atmospheric nitrous oxide. New York. Wiley and Sons. 1981. p.151-170.

128. Broadbent F.E., Clark F., Denitrification / W.U.Bartholomew and F.E.Clark (eds.) Soil Nitrogen. 1965, Madison, p.344-359.

129. Bryan B.A. Physiology and biochemistry of denitrification / Ed. C.C. Delwiche. Denitrification, nitrification and atmospheric N20. John Wiley and Sons Ltd. 1981. P. 67-84.

130. Burford J.R., Dowdell R.J. Cress R. Emission of nitrous oxide to the atmosphere from direct-drilled and ploughedclay soils // J. Sci. Food Agric. 1981. V. 32. P. 219-223

131. Carpenter Edward Y.,Van Raalte Charlene D.,Valiela Ivan. Nitrogen fixation by algae in a Massachusetts salt march.// Limnol. and Oceanogr.,1978. -v.23.2-p.318-327.

132. Chakrabarty A.M. Microbial Interactions with Toxic Elements in Ihe Environment// Importance Chem. Environ. Process., Rept. Dahlem Workshop. Berlin. Sept. 2-7, 1986. Berlin, 1986. P. 513-531.

133. Chauhan S., Oriel P. Isolation of halotolerant cocci from Michigan petroleum brines.// 6 Intern. Symp. on Microb. Ecology, Barcelona 6-11 Nov.,1992, p.305.

134. Chen G., Shang S., YuK., Yu A., Wu J., Wang Y. Investigation on the emission of nitrous oxide by plant in Chinese// J. Appl. Ecol. 1990.V 1. P. 94-96.

135. Christiansen S. Denitrification in a sandy loam soil as influenced by climatic and soil conditions // Tidsskr. Planteavl. 1985. V. 89. P.351-365.

136. Christiansen S., Tiedje J.M. Oxygen control prevents denitrifiers and barley plant roots from directly competing for nitrate // FEMS Microbiol. Ecol. 1988. V. 53. № 3-4. P. 217-221.

137. Cicerone R.J. Changes in stratospheric ozone // Science. 1987.v.237,p.35-42.

138. Cicerone R.J. Analysis of sources and sinks of atmospheric nitrous oxide (N20) //J.Geophys.Res., 1989, v. 94. p. 18261837.

139. Conrad R, Seiler W., Bunse G. Factors influencing the loss of fertilizer nitrogen in the atmosphere as N20 // J. Geophys.

140. Res., 1983, V. 88, P. 6009-6316.

141. Conrad R. Soil microorganisms as controllers of atmospheric trace gases (H2, CO, CH4, OCS, N20 and NO) // Microbiol. Rew., 1996, v.60, N 4, p.609-640.

142. Conrad R. Flux of NOx between soil and atmosphere: importance and soil microbial metabolism. In: Denitrification in Soil and Sediment. N. P. Revsbech and J. Sorensen (eds.). 1998. Plenum Press. New York. P. 105-128.

143. Couteaux M.M., Faurie G., Palka L., Steinberg C. La relation predateur dans les sols: role dans la regulation des populations et consequences sur les cycles du carbone et de l'azote //Rev. Ecol.Biol. 1988. V.25. P.l-31.

144. Crutzen P.J.,Graedel T.E. The role of atmospheric chemistry in environmental-development interactions .In: W. C. Clark and R.E.Nunn (Eds.), Sustainable development of the biosphere,IIASA, Laxenburg, Austria.-Cambridge University Press.-1986.

145. Crutzen P.J. Atmospheric chemical processes of the oxides of nitrogen, including nitrous oxide. In: Deninrification, nitrification and atmospheric nitrous oxide. C.C.Delwiche (ed.), John Willey and Sons. 1990. New York. P. 17-44.

146. Danneberg G., Kronenberg A., Neuer G., Bothe H. Nitrogen fixation and denitrification by Azospirillum // Plant and Soil. 1986. V. 90. № 1-3. P. 193-202.

147. Davidson K.A. Fluxes of nitrous oxide and nitric oxide from terrestrial ecosystems / Microbial production and consumption of greenhous gases: methane, nitrogen oxide and halomethanes / Eds. I.E. Rogers, W.B. Whitman

148. Washington . 1991. P . 219-235.

149. Davidson E.A. Sources of nitric oxide and nitrous oxide following wetting of dry soil // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. V.56. P.95-102.

150. Davidson E.A., Matson. P.A., Vitousek P.M, Riley R., Dunkin K., Garsia-Mendes G., Maass J.M. Processes regulating soil emission of NO andN20 in seasonally dry tropical forest//Ecology. 1993. V. 34. P. 130-139.

151. De Soete G. Updated evaluation of nitrous oxide emissions from industrial fossil fuel combustion. CEC Report EUR 13473 EN. Brussels. 1991.

152. Devol A.H. Direct measurement of nitrogen gas fluxes from continental shelf sediments //Nature. 1991. V. 349. P. 319321.

153. Dicker H.J.,Smith D.E. Nitrogen fixation in a Delaware salt marsh.// Abstr. 79th Annual Meet.Amer.Soc.Microbiol., Los Angeles,Calif., 1979,Washington, 1979, 98 P.

154. Domsch K.H. Effects of pesticides and heavy metals on biological processes in soil // Plant.Soil., 1981, v. 76. P. 367—378.

155. Domsch K.H. Principles of pesticide-microbe interactions in soil // Soil.Biol.Biochem. 1984. V. 1. P. 179—184.

156. Dorland S. Denitrification and ammonification at low soiltemperatures // Can. J. Soil. Sci. 1991. V. 71. P. 293-303.

157. Dowdell R.J., Burford J.R., Cress R. Losses of nitrous oxide dissolved in drainage water from agricultural land // Nature, 1979. V. 278. P. 342-343.

158. Drews G. Rhodospirillum salexigens,sp.nov., an obligatory halophilic phototrophic bacterium. // Arch. Microbi-01., 1981, v. 130, p.325-327.

159. Duxbury J.M., Bouldin D.R., Terry R.E., Tate R.L. Emissions of nitrous oxide from soils //Nature. 1982. V. 298. P. 462 -464.

160. Duxbury J.M. Ecological aspects of heavy metal responses in Microorganisms // Adv. Microb. Ecol. Vol. 8. NY; L., 1985. P. 185-235.

161. Eicher M.J. Nitrous oxide emission from fertilized soils: Summary of available data // Environ. Qual.1990.19. P. 272280.

162. Elliott E.T., Anderson R.V., Coleman D.C., Cole C.V. Habitable pore space and microbial trophic interactions // Oikos. 1990. V. 35. P. 327-335.

163. Eriksen, Holton-Harwig. Emission spectrometry for direct measurements of nitrous oxide and dinitrogen from soil // Soil.Sci.Soc.Amer.J. 1993, 57, p.738-742.

164. Firestone M.K., Firestone R.B., Tiedje J.M. Nitrous oxidefrom soil denitrification: Factors controlling its biological production//Science. 1980. V. 208. P. 749-751.

165. Foully B. Influence du plumb sur la microflore du sol // Soil, biol., 1976, V. 170, N 2. P. 389-394.

166. Freney J.R., Denmead O.T., Simpson J.R. Soil as a source or sink for atmospheric nitrous oxide // Nature. 1978. N 273. P. 530-532.

167. Galinski E.A., Herzog R.M. The role of trehalose as a substitute for nitrogen containing compatible solutes (EctothiorhodospiraHalochloris). //Arch.Microbiol.153, 1990,p.607-613.

168. Galinski E.A., Oren A. Isolation and structure determination of novel compatible solute from the moderately halophilic purple sulfur bacterium Ectothiorhodospira marismortuis // Eur.J.Biochem., 1991, v. 198, p.593-598.

169. Galinski E.A. and Trueper H.G. Microbial behaviour in salt-stressed ecosystems.// FEMS Microbiol. Rev. 15,1994, p. 95108.

170. Galsworthy A, I., Burford J.R. A system for measuring the rates of evolution of nitrous oxide and nitrogen from incubated soils during denitrification // Soil Sci. 1978. V. 29. P.533-550.

171. Garsia J.L. Reduction de l'oxyde nitreux dans les soles de rizieres du Senegal: mesure de l'activité denitrifiante // Soil Biol.Biochem, 1974, N6, p.79-84.

172. Garsia J.L. Evaluation de la denitrification dans les rizieres par la methode de reduction de N20 // Soil Biol.Biochem., 1975, N7, p.251-256.

173. Garcia J.L. Evaluation de la denitrification par la mesure de 1'activite oxide nitreux reductase. Etude complimentair // Cah.ORSTOM, 1977, ser.Biol., v.12, N 2, p.89-95.

174. Gaskell J.F., Blackmer A.M., Bremner J.M. Comparison of effects of nitrate, nitrite and nitric oxide on reduction of nitrous oxide to dinitrogen by soil microorganisms // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1982. V. 45. P. 1124-1127.

175. Goodroad L.L., Keeney D.R, Nitrous oxide emission from forest, marsh and prairie ecosystems // Environ. Quality. 1984. V. 13. P. 448-452.

176. Granli T., Bockman O.C. Nitrous oxide from agriculture // Norwegian J. Agricult. Sci. 1994. N 12. 128 P.

177. Greenwood D.J. The effect of oxygen concentration on the decomposition of organic materials in soil // Plant Soil, 1961, V.14. P. 360-367.

178. Greenwood D.J. Effect of oxygen distribution in the soil on plant growth / Root growth. W.J. Whittington (Ed). London: Butterworths. 1968. P. 202 221.

179. Greenwood D.J. Measurrement of Soil aeration / Soil physical conditions and crop production. (M.A.F.F. Technical Bulletin N29) London. 1975. P.261-272.

180. Greenwood D.J., Goodman D. Direct measurement of the distribution of oxygen in soil aggregates and in columns of fine soil crumbs // J. Soil Sci. 1967. V.18. P. 182-196.

181. Groffman P.M., Tiedje JM, Relationships between denitrification, C02 production and air-filled porosity in soils of different texture and drainage // Soil Biol. Biochem. 1991. V. 23. P.299-302.

182. Grundmann G.L., Lensi R., Chalamet A. Delayed NH2 and N20 uptake by maize leaves // New Phytol. 1993. N. 124. P. 259-263.

183. Guerrier G. Activité de quelques enzymes du cycle de l'azote lors de la germination des semences en milieu NaCl.//Fyton.-1988.-48.n. 1-2.-p.85-91.

184. Hansen S., Maehlum J.E., Bakken L.R. N20 and CH4 fluxes in soil influenced by fertilization and tractor traffic // Soil Biol, Boichern. 1993. V 25. P. 621-630.

185. Hattori T. Microbial life in the soil. Marcel Dekker., N.Y. 1973. 423 p.

186. Hattori T. Soil aggregates as microhabitats for microorganisms // Rep. Inst. Agric. Res. Tohoku Univ. 1988. V. 37. P. 23-26.

187. Hattori T. Protozoa in soil microhabitats. ISK serie N3. Inst, of Genetic Ecology. Tohoku Univer. Sendaj. Japan. 1993. 82 p.

188. Heijen C.E., Postma J.,Van Veen V.A. The significance of artificially formed and originally presrnt protective microniches for the survival of introduced bacteria in soil // Proc. Int. Soil Science Conference, Kyoto, August. 1990. V.III. P. 88-93.

189. Heinemeyer O., Haider K., Mosier A. Phytotron studies to compare nitrogen losses from corn-planted soil by the 15-N balance or direct dinitrogen and nitrous oxide measurements //Biol. Fertil. Soils. 1988. V. 6. P. 33-36.

190. Hertkorn-Obst U., Frank H. K. Hemmtest mit bacillus stearothermophilus in vivo und Urease in vitro — zweieinfache, schnelle und billige Verfahren zur toxiko-logischen Voruntersuchung von Wasser proben // Forum Mikrobiol. 1980. Bd 3, N 6. S. 376-378.

191. Hill R.D., Rahmim I., Rinker R.G. Experimental study of the production of NO, N20 and 02 in simulated atmospheric corona// Ind. Eng. Chem. Res. 1988. V 23. P. 1264-1269.

192. Hison S,E., Walker R.F., Skau C,M. Soil denitrification rates in four subalpine plant communities of the Sierra Nevada // J. Environ. Qual. 1990. V. 19. P. 613-620.

193. Hutchinson G.L., Davidson E.A. Nitric oxide versus nitrous oxide emissions from an ammonium ion amended Bermuda grass pasture // J. Geophis. Res., 1993, v. 93, p. 9889-9896.

194. Imhoff J.F., Sahl H.G., Soliman G.S.H., Trueper .G. Chemical composition and microbial mass development in alkaline brines of eutrophic desert lakes.// Geomicrob.J., 1979, v.l, p.219-234.

195. Imhoff J.F. and Thiemann B. Influence of salt concentration and temperature on the fatty acid composition of Ectothiorhodospira and other halophilic phototrophic purple bacteria. //Arch.Microb. 156,1991, p.370-375.

196. Imhoff J.F., Trueper H.G. Ectothiorhodospira halochloris sp. nov., a new extremely halophilic phototrophic bacterium containing bacteriochlorophyll b. //Arch. Microbiol., 1977, N114, p. 115-121.

197. Ingraham J.L. Denitrification, nitrification and atmospheric nitrous oxides. Ed. C.C. Delviche. New York. 1981. P. 45-66.

198. IPCC (International Panel on Climate Change).Climate Change 1992. The supplementary report to the IPCC Scientific Assessment. J.T.Houghton, B.A.Callander &

199. S.K. Varney (eds.). Cambridge University Press. Cambridge. 1992.

200. Iwasaki H., Saigo T., MatsubaraT. Review: Microbial ecology // Plant and Cell Physiol. 1980. V. 21. P. 1573-1584.

201. Jarvis S.C., Barraclough D., Williams J., Rook A.J. Patterns of denitrification loss from grazed grassland: Effects of N fertilizer inputs at different sites // Plant Soil. 1991. V. 131.1. P. 77-88.

202. Jha M.N, Kaushik B.D. Response of Westiellopsis prolifica to salt-stress.II.Uptake of Na+ in the presence of K+ as chloride, nitrate and phosphate // Curr.Sci.(India), 1988, N 57, p. 12.-18.

203. Jocteur MonrozerL., LaddJ. N., Fitzpatric R.W., Forter R.W., Raupach M. Physical properties, mineral and organic components and microbial biomass content of size fraction in soil of contrasting agregation // Geoderma. 1991, N 5, p.627-629.

204. Kaspar H.F., Tiedje J.M. Dissimilatory reduction of nitrous oxide: A review // Adv. Agric. Microbiol. 1981. V. 41.1. P. 181-206.

205. Keeney D.r., Fillery I.R., Marx G.P. Effect of temperature on gaseous N products of denitrification in soil // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1979. V. 43. P. 1124 1128.

206. Keeney D.R., Sahrawat K.L., Adams S.S. Carbon dioxid concentration in soil; Effects on nitrification, denitrificftion and associated nitrous oxide production // Soil Biol. Biochem. 1985. V.17. P. 571-573.

207. Kester R.A. Production of nitric oxide and nitrous oxide by nitrifiers and denitrifiers. PH.D.Thesis.1997. Centrum voor

208. Terrestrishe Decologie Nederlands Institut voor Oecologisch Onderroch. 113p.

209. Khalil M.A.K., Rasmussen R.A. The global sources of nitrous oxide // J. Geophys. Res. 1992. N 97. P. 14651-14660.

210. Kilbertus G. Etude des microhabitats contenus dans les agregats du sol relatio avec la biomass bacterienne et la taille des protocaryotes presents //Rev. Ecol. Biol. Sol. 1980. V. 17. P. 543-557.

211. Klein A. D., Thayer J.S. Interaction between soil microbial communities and organometallic compounds / Soil Biochemistry J.M. Bollag, G.Stotzky (Eds) V.6. Marcel Dekker. NewYork. 1990. P. 431-481.

212. Klemedsson L., Svensson B.,Rosswall T. A metod of selective inhibition to distinguish between nitrification and denitrification as sources of nitrous oxide in soil // Biol.Fertil.Soils, 1988, v. 6, N2, p. 112-119.

213. Klobus Grazyna,Ward Michael R.,Huffaker Ray C. Characteristics of injury and recovery of net N transport of barley seedlings from treatments of NaCI.// Plant Physiol. 1988, V 87, N4, p.878-882.

214. Knight D., Elliot P.W., Anderson J.M., Scholefield D. The role of earthworms in managed, permanent pastures in Devon, England//Soil Biol. Biochem. 1992. V. 24. P. 1511-1517.

215. Knowles R. Denitrification // Microbiol.Rew. 1982, v.46, N 1, p.43-70.

216. Konig H. and Stetter K.O. Archaebacteria // Bergey Manual of Systematic Bacteriology, 1989, v. 3, p.2171-2213.

217. Kristjansson J.K., Hollocher T.C. First practical assay forsoluble nitrous oxide reductase of denitrifying bacteria and a partial kinetic characterization // Curr. Microbiol, 1981, N 6. P. 247 -251

218. Kroeze c., Van faasen H.G., De Ruiter P.C. Potential denitrificftion rates in acid soils under pine forest // Neth. J. Agric. Sci. 1989. V. 37. P. 345-354.

219. Kuhlbusch T.A.,Lobert J.M.,Crutzen P.J.Wameck P. Molecular nitrogen emissions from denitrification during biomass burning//Nature. 1991. V. 351. P. 135-137.

220. Larsen H. Halophilic and halotolerant microorganisms an overview and historical perspective // FEMS Microbiol. Rev., 1981, v. 39, p. 3-7.

221. Lester J. N. Microbial accumulation of heavy metals in wastewater treatment processes // J.Appl.Bacteriol., 1985, V. 59, P. 141-153.

222. Letey J., Valoras M., Focht D.D., Ryden J.C. Nitrous oxide production and reduction during denitrification as affected by redox potential // Soil Sci. Soc. Amer.J. 1981. V. 45. P. 727 -730.

223. LimmnerA.W., Steele K.W. Denitrification potentials: measurement of seasonal variation using a short-term anaerobic incubation technique // Soil Biol. Biochem. 1982. V. 14. P. 179-184.

224. Linn D.M., Doran J. W. Effect of water-filled pore spase on carbon dioxide and nitrous oxide production in tilled and nonfilled soils // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1984. V. 48. P. 1267-1272.

225. Linne K. H., Bothe H. The distribution of denitrifyingbacteria in soils monitored by DNA-probing // FEMS Microbiology Ecology. 1992. N 86. p.331-340.

226. Lobert J.M., Scharffe D.H., Hao W., Cratzen P.J. Importance of biomass burning in the atmospheric budgets of nitrogen-containing gases // Nature. 1990. V. 346. P. 552-554.

227. Mackay M.A., Norton R. S. and Borovitzka L.J. Organic osmoregulatory solutes in cyanobacteria// J.Gen. Microbiol., 1986. N. 30, p.2177-2191.

228. Malhi S.S., McGill W.B., Nyborg M. Nitrate losses in soils: effect of temperature, moisture and substrate concentration // Soil Biol. Biochem. 1990. V. 22. P.733-737.

229. Marie D., Burrows J.P. Formation of N20 in the photolysis photoexcitation of NO, N02 and air // J. Photochem, Photobiol. 1992. V. 66. P. 291-312.

230. Masscheleyn P.H., DeLaune R.D., Patrick W.H. Methane and nitrous oxide emissions from laboratory measurements of rice soil suspension effect of soil oxidation-reduction status // Chemosphere. 1993. V. 26. P. 251-260.

231. Matson P.A., Vitousek P.M. Ecosystem approach to a global nitrous oxide budget //Bioscience. 1990. V. 40. P. 667-672.

232. Matsubara T., Frunzke K., Zumft W. Modulation by Copper of the products of nitrite respiration in Pseudomonas perfectomarinus // J. Bacteriol. 1982. V. 149. P. 816 821.

233. McElroy M.B., Wofsy S. Tropical forests: interaction with the atmosphere. In: G.T.Prance (ed.), Tropical Rain Forests and the World Atmosphere. Westview, Boulder, 1986. P.33-60.

234. Micev N., Budalov M. Interaction between soil microflora and Herbicide ageione// Symposia Biologica Hungarica (Proceedings of the Symposium on Soil Microbiology), 1972, Vol. 11. P. 379—384.

235. Minami K., Ohsawa A. Emission of nitrous oxid dissolved in drainage water from agricultural land // In Bouwman A.F. (ed.).Soil and greenhouse effect. John Wiley a Sons Ltd., Chichester. 1990. P. 503-509.

236. Mosier A.R., Guenzi W.D., Schweizer E.E. Soil losses of dinitrogen and nitrous oxide from irrigated crops in northeasten Colorado // Soil Sci.Soc.Amer.J., 1986. V. 50. P. 344-348.

237. Mosier A.R., Hutcinson G.L. Nitrous oxide emission from cropped fields //J. Environ. Oual. 1981.V10. P. 169-173.

238. Mosier A.R., Stillwell M., Parton W.J, Woodmansee R.G. Nitrous oxide emissions from a native shortgrass prairie // Soil Science Society of America Journal. 1981. V. 45. P. 617-619.

239. Muzio L.J., Teague M.E., Kramlich J.C., Cole J.A., McCarthy J.M., Lyon R.K. Errors in grass sample measurement of N20 from natural sources // J. Air Pollut. Control Assoc. 1989. V 39. P. 287-293.

240. Myrold D.D. Denitrification by ryegrass and winter wheat cropping systems of western Oregon // Soil. Sci. Soc. Amer. J. 1988. V. 52. №2. P. 412-416.

241. Myrold D.D.,Tiedje J.M. Diffusional constraint on denitrification in soil // Soil Sci. Soc. AM.J. 1985. V. 43. P. 651-657.

242. Nakajima T. Denitrification by sessile microbes in a polluted river I I Verh. Int. Ver. Theor. und angew. Limnol. Congr. Kyoto. 25 aug. 1980. Pt. 3. Stuttgart. 1981. V. 21. P. 1400 -1405.

243. Nakahara T., Fudjimoto T. Remineralization of nitrogen immobilized by soil microorganisms and effect of drying and rewetting of soils // Soil Sci. Plant Nutr. 1993. V. 37. P. 351355.

244. Nissan H., Dundas I.D. Rhodospirillum salinarum, sp. nov., a halophilic photosynthetic bacterium isolated from Portuguese saltern.// Arch.Microbiol. 13,1984, p.251-256.

245. Nommik H., Pluth D. J., Melin J. Dissimilatory reduction of 15N-labeled nitrate in the presence of nonlabeled nitric oxide or nitrous oxide // Can. J. Soil Sci. 1984. V. 64. P. 21-29.

246. Ogden J.E. and Moor P.K. Inhibition of nitric oxide synthesepotential for a novel class of therapetic agent. TIBTECH. 1995. V. 13. P. 70-78.

247. Oren A.,Kessel M. and Stackebrandt E. Ectothiorhodospira marismortui,sp.nov., an oligately anaerobely moderately halophilic purple sulfur bacterium from a hypersaline spring on the shore of the Dead Sea.// Arch. Microbiol. 151, 1989, p.524-529.

248. Oren A. and Trueper H.G. Anaerobic growth of halophilic archaeobacteria by reduction of dimethylsulfoxide and trimethylamine//FEMS Microbiol. Lett., 1990, N 70, p.33-36.

249. Oren A. Anaerobic heterotrophic bacteria growing at ext-remaly high salt concentrations // 6 Intern. Symp. on Mic-rob. Ecology, Barcelona 6-11 november 1992, p.256.

250. Ottow J.G.G., Burth-gebauer I., El Demerdash M.E. Influence of pH and partial oxygen pressure on the nitrous oxide-nitrogen to diatomic nitrogen ratio of denitrification // NATO Conference Ser. 1. 1985. V. 9. P. 101 120.

251. Parkin T.B. Soil microsites as a source of denitification variability // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1987. V. 51. P. 1194 -1199.

252. Parkin T.B., Codling E.E. Nonbiological nitrous oxide production from vadose soil catalyzed by galvanized steel tubing// Soil sci. Soc. Am. J.1988.V. 52. P. 1621-1623.

253. Parsons L.L., Murray R.E., Smith M.S. Soil denitrification dynamics: Spatial and temporal variations of enzyme activity, populations and nitrogen gas loss // Soil Sci. Sec. Amer. J. 1991. V. 55. P. 90 -95.

254. Payne W.J., Riley P.S., Cox J.R. Separate nitrite, nitric oxide and nitrous oxide reducing fractions from Pseudomonas perfectomarinus // J. Bacteriol. 1971. V. 108. P. 356 361.

255. Peters A. Gegen Wartiger stand und perspektiven der biogeotechnologie// Biowiss. Inf. Akad. Wiss. DDR. Wiss. Informationszentrum Berlin, 1986. Bd 10, N 3, p. 1-32.

256. Postma J., Van Veen J. A., Walter S. Influence of differentinitial moisture on the distribution and population dynamics of introduced Rhizobium leguminosarum biovar trifolii I I Soil Biol. Biochem. 1989. V.21. P.437-442.

257. Prinn R.D., Cunnold D.J. Rasmussen R., Simmonds P., Alyea E„ Crawford A., Fraser P., Rosen R. Atmospheric emission and trends of nitrous oxide deduced from 10 years of ALE GAGE data//J. Geophys. Res., 1990, V.95, P.18369-18385.

258. Rakhshanda B.,Rasul G.,Qureshi J.A.,Malik K.A. Characterization of Azospirillum and related diazotrophs associated with roots of plants growing in saline soils // World J. Microbiol.and Biotechnology., 1990. v.6. N 1. p. 46-52.

259. Reed R.H.,Richardson D.L.,Warr S.R.C.and Stewart W. D. P. Carbohydrate accumulation and osmotic stress in cyanobacte-ria.//J. Gen. Microbiol., 1984, V. 130, p.1-4.

260. Remde A., Seiler F., Conrad R. Microbial production and uptake of nitric oxide in soil // FEMS Microbiol. Ecol., 1989. V. 62. P. 221 230.

261. Rice C.W., Sierzeega P.E., Tiedje J.M., Jacobs L.W. Stimulated denitrification in the microenvironment of a biodegradable organic waste injected into soil // Soil Sci. Amer. J. 1988. V. 52. N 1. P. 102 108.

262. Robert M., Shenue C. Interaction between soil minerals and microorganisms // Soil Biochemistry., 1992, V. 7. P.348-375.

263. Robertson K., Kuenen J. Nitrous oxide emission from soil on extrapolation from soil enviromental factors. Linkoping Univer. Linkoping. 1998. P.9-44.

264. Rogers J.E., Li S.W. Effect of metals and other inorganic ions on soil microbial activity: soil dehydrogenase assay as a simple toxicity testy / Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1985. Vol. 34, N6, P. 858-865.

265. Rolston D.E, Hoffman D.L, Toy D. W. Field measurement of denitrification. 1. Flux of nitrogen and nitrous oxide // Soil Sci, Soc. Am. J. 1978.V. 42. P.863-869.

266. Rolston D.E., Sharpley A.N., Toy D.W., Broadbent F.E. Field measurement of denitrification. 3. Rates during irrigation cycles // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1982. V. 46. P. 289 -296.

267. Ronen D., Magaritz M., Almon E. Contaminated aquifers are a forgotten component of the global N20 budget // Nature, 1988. V. 335. P.57-59.

268. Ross S. Fate of Fertilisers applied to soil // In Ross (ed.). Soil Processes. Routledge, New York. 1990. P. 266-324.

269. Rosswall T. Microbiological nitrous-oxide production: Implication for the global nitrogen cycle // Biogeochem. Ancient. Mod. Environm. 1979. N 4. P. 267 278.

270. Rother J.A„ Millbank J.W., Thornton J. Seasonal fluctuations in nitrogen fixation (acetylene reduction) by free-living bacteria in soils contaminated with cadmium, lead and zinc // J. Soil Sci. 1982, Vol. 33, N 1. P. 101-113.

271. Rubin E.S., Cooper R.N., Frocht R.A, Lee T.H., Mariand G., Rosenfeld A.H., Stone D.D. Realistic mitigation options for global warming // Science. 1992.V. 257. P. 148-266.

272. Ryden J.C.,Lund L.J. Nature and extent of directy measured denitrification losses from some irrigated crop production units// Soil Sci. Soc.Amer.J. 1980, N 44, p.505-511.

273. Ryden J.C. Nitrous oxide exchange between a grassland soil and the atmosphere // Nature. 1981. N. 292. P. 235 -237.

274. Ryden J.C. Denitrification loss from a grassland soil in the field receiving different rates of nitrogen as ammonium nitrate // J. Soil Sci. 1986. V. 34. P. 355 -365.

275. Sahrawat K.L., Keeney D.R. Nitrous oxide emission from soils // Advances in Soil Sciense. 1986. V. 4. P. 103-148.

276. Samuelsson M.-O., Klemedtsson L. Nitrous oxide production and emission // Vatten . 1991.V 47. P. 317-320.

277. Sahueza E., Hao W.M., Scharife D., Donoso L. Crutzen F.J. N20 and NO emissions from soils of the northern part of the Guayana Shield, Venezuela//J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 22481 -22488.

278. Seech A.G. Beauchamp E.G. Denitrification in soil aggregates of different sizes // Soil Sci. Soc. Am. J., 1988, N52, p. 1616-1621.

279. Seitzinger S.P. Denitrification in aquatic sediments. Denitrifications in soil and sediment. N.P.Revsbech, J.Sorensen (eds.). Plenum Press, New York, NY. 1990. P.301-322.

280. Severin J., Wohlfarth A. and Galinski E.A. The predominant role of recently discovered tetrahydropyrimidines for theosmoadaptation of halophilic eubacteria // J.Gen.Microbiol., 1992, N138, p. 1629-1638.

281. Sexstone A.J., Reusbech N.P., Parkin T.N., Tiedje J.M. Direct measurement of oxigen profiles and denitrification rates in soil aggregates // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. V.49 P.645-651.

282. Scheja G., Kunze C. Einflub von schwermetallen auf den abbau N-haltiger organischer verbindungen durch bakteriena//Verh. Ges. Okol. Bd. 13. 13. Tahrestag Bremen. 25 Sept.-1 Okt. 1983 Gottingen, 1985. S. 519-524.

283. Sherman S.J., Cullen B.F. Nitrous oxide and the greenhouse effect. Anesthesiol. 1988.V. 68. P.816-817.

284. Shich W. K., Yee C. J. Microbial toxicity monitor for in situ continuous applications//Biotechnol. Bioeng. 1985. Vol. 27, N 10. P. 1500-1506.

285. Shoun H., Kim D.-H., Uchiyama H., Sugiyama J, Deniytification by fungi // FEMS Microbiol. Lett., 1992, N 94, p. 277-282.

286. Schuster A.G., Schroder I.R. Genetically engineered microbes in natural environments // Scientific Reports. 1986.1. V. 7. N4P 163—187

287. Skujins J. Microbiology and Biochemistry. Desert Biome. U.S.Intern.biol. Program Res. Memorandum. Utah State Univ., Logan, 1972, 319 P.

288. Silver S. Mechanisms of bacterial resistances to toxic heavy metals: arsenic, antimony, silver, cadmium and mercury // US Dep. Commer. Nat. Bur. Stand Spec. Publ. 1984. N 618.p. 301-324.

289. S ilvola J., Martikainen P., Nykanen H. A mobile automatic gas chromatograph system to measure CO2, CH4 and N20 fluxes from soil in the field// Suom.Biol.J., 1992.V.43. P.263-266.

290. Smith K.A. A model of anaerobic zones in aggregeted soils, and its potential application to estimates of denitrification //J. Soil Sci. 1980. V.31. P. 263-277.

291. Smith K. A., Arah J.R.M. Losses of nitrogen by denitrification and emissions of nitrogen oxides from soils // Proc. Fret. Soc. London. 1990. p. 299.

292. Smith C.J., Wright M.F., Patrick J.W.H. The effect of soil redox potential and pH on the reduction and production of nitrous oxide // J. Environ. Qual. 1983. V. 12. P. 186 188.

293. S00H00 C.K., Hollocher T.C. Loss of nitrous oxide reductase in Pseudomonas aeruginosa cultured under N20 as determined by rocket immuno-electrophoresis // Appl. Environ. Microbiol. 1990. V. 56. P. 3591 -3592.

294. Soulas J.B. Microbial degradation of pesticides in the soil //

295. Soil.Biol.Biochem. 1982. Vol 4 , N 2, P 107—115

296. Staley T.E., Caskey W.H., Boyer D.G. Soil denitrification and nitrification potentials during the growing season relative to tillage // Soil. Sc. Soc. Am. J. 1990. V. 54. P. 1602-1608.

297. Stauffer B.,Neftel A. What have we learned from the ice cores about the atmospheric changes in the concentrations of nitrous oxide, hydrogen oxide and other trace species / The changing atmosphere.F.S.Rowland & I.S.A.Isaken (eds.).

298. John Wiley & Sons Ltd. Chichester. 1988. P.63-77.

299. Stefanson R.C. Denitrification from nitrogen fertilizers plased at various depth in the soil-plant system // Soil Sci., 1976, N 121, p.353-363.

300. Stepanov A.L., Ignatov K. Dissimilative nitrate reduction to ammonia in soils by representatives of Bacillus genera // Soil Sci.Agrochem.Ecol., 1933, v. XXVI, N 1, p.45-48.

301. Stepanov A.L., Hattori T. Microbial production of carbon dioxide, nitrous oxide and methane in soil aggregate of different sizes // ISK series № 8. 1995. 79 P.

302. Stouthamer A.H. Dissimilatory reduction of oxidized nitrogen compounds / Biology of anaerobic microorganisms. AJ.Zehnder (ed.). John Wiley & Sons Ltd., New1. York.NY. 1988. p.245-303.

303. Summers A.O. Bacterial resistance to toxic elements // Trends Biotechnol. 1985 Vol. 3, N 5, P. 122-125.

304. Terry R.E., Tate R.L., Duxbury J.M. Nitrous oxide emissions from drained, cultivated organic soils of south Florida// J. Air Pollut. Control Assoc. 1981a. V. 31. P. 1173-1176.

305. Terry R.E., Tate R.L., Duxbury J.M. The effect of flooding on nitrous oxide emissions from organic soil // Soil Science. 1981. V.132. P.228-232.

306. The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria. Ecophysiology, Isolation, Identification, Application / Eds. A. Balows, H.G. Truper, M. Dworkin et.al. Springer-Verlag. N.Y., Berlin. 1991. 415 P.

307. Thiemens M.H., Trogler W.C. Nylon production: Anunknown source of atmospheric nitrous oxide // Science. 1991. N251. P. 932-934.

308. Tiedje J.M. Ecology of denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium // In: Zehnder A. J.B. (Ed.). Biology of anaerobic microorganisms. John Wiley & Sons1.d., New York. 1988. P. 179-224,

309. Tindall B.J. and Trueper H.G. Ecophysiology of two aerobic halophilic archaebacteria// System Appl. Microbiol., 1986, p. 201-212.

310. Tindall B.J. Prokaryotic life in the alkaline, saline athalassic environment // Halophilic Bacteria. Rodriguez-Va-leraF. (Ed.), CRC Press, 1988, p.31-67.

311. Tomlinson G.A. Denitrification by extremely halophilic Bacteria // FEMS Microbiol.Lett., 1985, v.27, N 3, p. 329331.

312. Topp E., Germon Y.C. Acetylene metabolism and Stimulation of denitrification in agricultural soils // Appl.Environ.Microbiol., 1986, v. 52, N4, p.802-806.

313. Torbert H.A., Wood C.W. Effects of soil compaction and water-filled pore space on soil microbial activity and N losses // Comm. Soil Sci. Plant Anal., 1992, N 23. p. 13211331.

314. Trevors J.T. The influence of oxygen concentration on denitrification in soil // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1985. V. 23. N2. P. 152 155.

315. Trueper H. G., SeverinJ., Wohlfarth A.Mueller E. and Galinski E.A. Halophil y,taxonomy,phytogeny and nomenclature. In: General and Applied Aspects of

316. Halophilic Microorganisms. Rodriguez-Valera.F (Ed.), Plenum Press, New York and London, 1991, p.3-7.

317. Ueda S., OguraN., Wada E. Nitrogen stable isotope ratio of groundwater N20 // Geophys. Res. Lett. 199I.V. 18. P. 14491452.

318. Ueno H.P Tatsuichi, S. Orlwasaki Y. Studies on emission of nitrous oxide and methane from municipal refuse in cinerators in Japanese. English abstract 1992. CA. V. 119. P. 145420.

319. Umarov M.M., Stepanov A.L. Microbial formation and consumption of N20 in soil, Absract. 2-nd session, 11-th Intern. Symposium on Environmental Biogeochemistry, Salamanca. 1993. p. 119.

320. Usha G.S., Allan A.D. Denitrification potential of a salt marsh soil effect of temperature, pH and substrate concentration // Soil Biol. Biochem. 1982. V. 14. P. 117 -125.

321. Vintner F.P. Temperature and denitrification. Report no.A93 National Agency of Environmental Protection, Copenhagen, 1990, 319 P.

322. Vinther F.P, Measured and simulated denitrification activity in a cropped sandy and loamy soil // Biol.Fertil.Soil, 1992, N 14, p.43-48.

323. Voets J.K., Kestler R.T., Kole R.S. Soil microbiological and biochemical respons on atrasine applicalion // Soil.Biol. Biochem. 1974. N 6. P.64-66.

324. Wang W. The response of Nitrobacter to toxicity// Environ.

325. Res. 1984. V. 10. N 1. P. 21-26.

326. Wang D.,Tain X. Interactions between microcli-matic variables and the soil microbial biomass//Biol.Fertil.Soil. 1984, N 9, p.273-280.

327. Wainwright M., Duddridge J.E., Killham K. Assay of a-amylase in soil and river sediments: its use to determine the effects of heavy metals on starch degradation // Enzyme Microbiol. Technol. 1982. Vol. 4, N 1. P. 32-34.

328. Watanabe J., De Guzman M.R. Effect of nitrate an acetylene disappearance from anaerobic soil // Soil Biol.Biochem., 1986, N2, p.193-195.

329. Watson R.T., Rodhe H., Oeschger H., Siegenthaler U. Greenhouse gases and aerosols. In: Climate Change. The IPCC Scientific Assessment. J.T.Houghton, GJ.Jencins & J.Ephraums (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, 1990. 414 P.

330. Webster C.P., Dowdell R.J. Nitrous oxide emission from permanent grass swards // J. Sci. Food Agric. 1982. V. 33. P. 227-230.

331. WegmannK. Osmoregulation in eukaryotic algae//FEMS Microbiol.Rev., 1986, N 39, p.37-43.

332. Weier K.L, Doran J.W,. Power J.F., Walters D.T. Denitrification and the dinitrogen/nitrous oxide ratio as affected by soil water, available carbon and nitrate // Soil

333. Sci.Soc.Amer.J. 1993, v.57, p.66-72.

334. Weiland R.T., Stufte C.A., Silva P.R.F. Nitrogen volatilization from plant foliages / Report Series 266, Arkansas Experiment Station. Univ. Arkansas, Fayetteville, 1982. 335 P.

335. Welp G., Brummer G. Der Fe (III) Reductionstest - ein einfaches Verfahren zur Abschazung der Wirkung von Umweltchemilkalien auf die mikrobielle Aktivität in Boden //Z. Pflanzenernahr.Und.Bodenk. 1985.V.148, N 1. p. 10-23.

336. Wilhalm E., Battino R., Wilcock R.J. Low-pressure solubility of gases in liquid water // Chem. Rev. 1977. V. 77. P. 219262.

337. Williams S.E., Vollum A.C. Effect of cadmium on soil bacteria and actinomyces// J. Environ. Qual. 1981. Vol.10, N 2. P. 142-144.

338. Winstead E.L., Cofer W.R. Ill, Lewine J.S. Emission of nitrogen oxide from biomass burning // In Levine J.S. (ed.). Global biomass burning: Atmospheric, climatic and biospheric implication. The MIT Press, Cambridge. 1991.-376-378.

339. WohlfarthA. Severin J.and Galinski E.A. The spectrum of compatible solutes in heterotrophic halophilic eubacteria of the family Halomonodaceae // J.Gen.Microbiol., 1990, N 136, p.705-712.

340. Wollenweber R., Zechmeister-Bottenstern S. Nitrogen fixation and nitrogen assimilation in a temperate saline ecosystem//Acta.Microbiol. 1989. V. 102. N 1. p.96-105.

341. Wood J.M. Microbiological strategies in resistance to metallion toxicity// Metal Ions Biol. Syst. N.Y.; Basel, 1984. P. 333-351.

342. Wuebbles D. J., Edmonds J. Primer of greenhouse gases / Levis Publishers Inc., Chelsea, 1991, 241 P.

343. Yagiela J.A. Health hazards and nitrous oxide: A time for reappraisal // Anesth. Prog. 1991, N 38. p. 11-14.

344. Yoshinari T., Hynes R.,Knowles R. Acetylene inhibition of nitrous oxide reduction and measurement of denitrification and nitrogen fixation in soil // Soil Biol. Biochem.1977. V.9.P. 177-183.

345. Zablotowicz R.M., Focht D.M. Denitrification and anaerobic nitrate dependent acetylene reduct in cowpea rhizobium // J. General Microbiol. 1979. N 11. P. 445 448.

346. Zahran H.H.,Sprent J.I. Effects of sodium chloride and polyethylene glycol on root-hair infection and nodulation.of Vicia faba L. plants by Rhizobium leguminosarum.H Planta, 1986, v. 167, N 3, p.303-309.

347. Zeiles L. Scheunert I., Korte F. Effects of some pesticides on soil microorganisms II Environ.Sci.Health, 1985. Vol. 20. N 5 P 407-409.

348. Zhilina T.N. and Zavarzin G.A. Extremely halophilic met-hylotrophic anaerobic bacteria // FEMS Microbiol.Rev.,1990, N87, p.315-322.272

349. Zumft W.G., Matsubara T. Nitrous oxide emission from cropped fields // FEBS Lett. 1982. V. 148. P. 107 -112.

350. Zumft W.G., Coyle C.L., Frunzke K. Emission of nitrogen oxide from biomass burning // FEBS Lett. 1985. V. 183. P. 240 244.

351. Zumft W.G. Metabolism of nitrous oxide / Revsbech N.P., Sorenssen J. (eds.). Denitrification in soil and sediment. Plenum Press, New York. NY., 1990, p. 37-55.

Информация о работе

Степанов, Алексей Львович
доктора биологических наук
Москва, 2000
ВАК 03.00.27

Диссертация

Микробная трансформация закиси азота в почвах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Микробная трансформация закиси азота в почвах ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Микробная трансформация закиси азота в почвах"

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Степанов, Алексей Львович

Введение Диссертация по биологии, на тему "Микробная трансформация закиси азота в почвах"

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Степанов, Алексей Львович

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Степанов, Алексей Львович, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Микробная трансформация закиси азота в почвах
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение