Закись азота (N 2 O) является опасным парниковым газом, нагревает климат и разрушает озоновый слой стратосферы. Закись азота является промежуточным и побочным продуктом нескольких процессов круговорота азота, осуществляемых почвенными микробами. В то время как нетронутые влажные торфяники не выделяют много N 2 O, осушенные торфяники являются значительными источниками закиси азота. Глобальное исследование торфяников под руководством географов и микробиологов Тартуского университета в Эстонии выявило микробы, участвующие в выбросах закиси азота из различных сред торфяников.
Генетический анализ образцов почвы из всех основных торфяных регионов и типов мира показал, что высокие выбросы закиси азота связаны с несколькими микробными группами. Среди них важное значение приобрели нитрифицирующие археи и бактерии, денитрификаторы и аммонификаторы (DNRA). В торфяниках с высокой продукцией закиси азота все эти микробные группы были многочисленны. Следовательно, чем больше микробных групп, продуцирующих закись азота, присутствует в почве, тем больше закиси азота выделяет торфяник.
Закись азота представляет собой соединение азота и, таким образом, является частью азотного цикла. Нитрификация – это процесс, при котором микробы потребляют аммоний (NH 4 ) и растворенный кислород (O 2 ) из почвы и производят закись азота и, в конечном итоге, нитраты (NO 3 ). В этом исследовании проводилось различие между нитрифицирующими бактериями и археями. Последние представляют собой более древнюю группу, которая процветает в более экстремальных условиях. Нитрифицирующие археи показали наиболее значительную корреляцию с выбросами закиси азота среди микробов. В ходе исследования большое количество нитрификаторов было обнаружено как в сухих, так и во влажных торфяниках. Это верный признак изменения климата, которое временно привело к понижению уровня грунтовых вод и внесению кислорода во влажные торфяники.
Денитрификация представляет собой процесс, при котором микробы в отсутствие растворенного кислорода потребляют кислород из нитратов и производят закись азота и, в конечном итоге, инертный азот N 2 . Обильные денитрификаторы обнаружены в ходе исследования как во влажных, так и в сухих торфяниках. Это показывает, что даже самые сухие торфяники подвержены сезонным наводнениям или даже имеют постоянно влажные агрегаты. В заключение, результаты показывают сложные механизмы загрязнения закисью азота. Это требует глобального внимания. Микробы быстро реагируют на изменение окружающей среды . Трудно остановить их от производства закиси азота из легкодоступных соединений почвенного азота при благоприятных условиях внешней среды. Одним из способов решения проблемы является разумное использование азотных удобрений. Не менее важна борьба с изменением климата , особенно с климатическим высыханием и антропогенным осушением торфяников.
Исследование было опубликовано в Nature Communications.
