Ученый разрабатывает метод тестирования для измерения микробного разнообразия почв

В своей докторской диссертации, подготовленной в Финском институте окружающей среды, магистр наук (микробиология) Милья Вепсяляйнен разработала тестовую схему, предназначенную для измерения биологического разнообразия почв. Цель метода — измерить потенциал активности ферментов, вырабатываемых почвенными микробами. Поскольку ферменты регулируют круговорот элементов в почвах, их измерение позволяет оценить функциональное разнообразие, а результаты могут использоваться в качестве индикатора состояния экосистемы. Защита диссертации состоится 9 ноября 2012 года в здании лесных наук кампуса Виикки Хельсинкского университета.

Почвенное микробное сообщество невероятно разнообразно, и прямое определение числа и структуры видов часто невозможно. Поэтому альтернативный метод — оценка типа и скорости реакций, катализируемых почвенными ферментами. Целью работы было создание быстрого и чувствительного метода для одновременного измерения активности нескольких почвенных ферментов в малых масштабах. Метод предполагает анализ гомогенизированных почвенных суспензий с использованием флуоресцентных субстратных аналогов, лиофилизированных в планшетах с множеством лунок.

Культурные растения оказывали наибольшее влияние на активность почвенных ферментов

В ходе исследований на экспериментальных участках сельскохозяйственных и лесных почв было установлено, что восемь различных культурных растений и добавление торфа вызывали статистически значимые изменения в уровнях ферментативной активности в течение двух последовательных лет отбора проб. Влияние самих растений было наиболее выраженным и наблюдалось для восьми из десяти измеряемых ферментов. Эффект от добавления торфа стал заметен только через два года. Добавление зеленых или компостированных растительных остатков лишь незначительно повышало активность ферментов по сравнению с химическими удобрениями. При расчете на органическое вещество лесные почвы показали более высокую ферментативную активность, чем сельскохозяйственные, а активность вокруг ольхи была выше, чем вокруг сосен.

Для анализа данных использовался кластерный анализ, позволяющий группировать образцы и выявлять различия в общей картине, даже когда различия по отдельным ферментам не были статистически значимыми. Соответствующее программное обеспечение было разработано в Финском институте окружающей среды в рамках данного проекта. Разработанный метод может служить чувствительным индикатором почвенного разнообразия.