Микробное дыхание почв подтайги и лесостепи европейской части России: полевой и лабораторный подходы

Проведена проверка лабораторной экспресс-оценки микробного дыхания почвы для его прогнозирования в естественных условиях. Микробное дыхание почв подтайги (смешанный лес, луг) и лесостепи (широколиственный лес, целинная степь) измеряли ежемесячно с мая по октябрь в полевых (МД_поле) и лабораторных (МД_лаб) условиях. Величину МД_поле определяли методом субстрат-индуцированного дыхания, МД_лаб – традиционной оценкой базального дыхания почвы (верхний слой 0–10 см) при 22°C и 60% полной влагоемкости. Вклад МД_поле в почвенную эмиссию СО₂ подтайги и лесостепи за наблюдаемый период составил 25–85 и 41–88% соответственно. МД_поле и МД_лаб обеих подзон изменялись в близком диапазоне: 2.2–21.7 и 3.5–18.6 г СО₂/(м² сут). Причем величины были одинаковыми в 50% наблюдений для подтайги и 20% – лесостепи. Важно, что средние за вегетационный сезон величины МД_поле и МД_лаб не различались значимо для всех изученных экосистем. Полученные результаты демонстрируют возможность использования лабораторных измерений микробного дыхания почвы в течение вегетационного периода для целей аппроксимации и прогноза этого процесса в полевых условиях для различных экосистем.

Our study focuses on testing laboratory measurements of soil microbial respiration as a proxy that in the field conditions. The soil microbial respiration was measured in field (MR_field) and laboratory (MR_lab) conditions monthly (from May to October) in sub-taiga (mixed forest, meadow) and forest-steppe (broad-leaved forest, virgin steppe) ecosystems of the European Russia. The MR_field was determined through soil respiration partitioning by the conventional substrate-induced respiration method. The MR_lab was measured as basal respiration of 10 cm topsoil at 22°C and 60% water holding capacity. The contribution of MR_field to total soil respiration varied during the growing season from 25 to 82% for sub-taiga and from 41 to 88% for forest-steppe. The MR_field for studied ecosystems varied from 2.2 to 21.7 g СО₂/(m² d), while MR_lab was from 3.5 to 18.6 g СО₂/(m² d). Similar results obtained by field and laboratory approaches were in 50% of measurements in the sub-taiga ecosystems and in almost 20% of cases on the forest-steppe. The average MR_field and MR_lab for growing season did not significantly differ for all studied ecosystems. These findings demonstrate possible prospects of using laboratory measurement of soil microbial respiration during the growing season to approximate and predict average MR_field for various ecosystems.