Артемкина Н.А. Динамика содержания полифенолов при разложении опада и подстилки в ельниках зеленомошных Кольского полуострова. Лесоведение. 2006, №3, с. 15-23.

ДИНАМИКА СОДЕ РЖАНИЯ ПОЛИФЕНОЛОВ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ ОПАДА 19 вымыванием гидролизуемых и конденсирован­ ных форм таннинов за счет ферментативного разрушения клеточных стенок и вымывания со­ держимого клетки [15]. Наши исследования показали, что фенолы вы­ мываются наиболее активно из растительного опада, характеризующегося максимальным со­ держанием в исходном образце (листьев брусни­ ки, черники, листьев березы и хвои ели). Так, за трехлетний период потеря массы фенолсодержа­ щих компонентов составила из листьев брусники - 97-98%, черники - 97-99, березы - около 95, хвои ели - 90-91%. Существенно меньшие потери отмечаются для листьев вороники - 57-66%, ко­ ры и древесины ели —8 и 33—47% соответственно. Наибольшая потеря фенолсодержащих компо­ нентов из растительного опада на изучаемых нами объектах происходила в первый год, что свиде­ тельствует об активном выщелачивании атмо­ сферными осадками. Показано, что продолжи­ тельность начальной стадии деструктивных про­ цессов в бореальной зоне, как правило, не превышает нескольких месяцев [8]. Существенная потеря фенолсодержащих компонентов из раз­ личных видов растительного опада на начальных стадиях деструкции отмечалась и другими автора­ ми. Так, из опада лиственных пород основная часть растворимых форм фенолов терялась в первые четыре месяца после листопада [25]. Со­ держание таннинов и других экстрактивных ком­ понентов в листовом опаде ив снижалось наполо­ вину в первые две недели эксперимента с исполь­ зованием пакетного метода [32]. В буковом опаде по истечении 19 месяцев полевого эксперимента остаточное число фенольных соединений состав­ ляло 17% от исходного [28]. Таким образом, суще­ ственная часть фенольных соединений участвует в формировании мобильных форм органического вещества, вымывается из органогенного горизонта и мигрирует по почвенному профилю. Это согласу­ ется с результатами исследования химической структуры органического вещества подстилочного горизонта подзолов методами ЯМР-спектроскопии [5], показывающими, что в составе органического вещества идентифицируются различные функцио­ нальные группы, но фенольные группы составля­ ют не более 7%. 2. Динамика общего содержания фенолов в подстилке. По сравнению с опадом общее содержание фе­ нолов в подстилке снижается более, чем на порядок и сопоставимо с их содержанием в растительном опаде, прошедшем трехгодичный деструкционный цикл (табл. 1, 2). В подкроновых пространствах ос­ таточное содержание фенолов в опаде хвои ели че­ рез трехлетний период составляет 0.143 моль к г 1в кверцетиновом эквиваленте, тогда как в подстил­ ке 0.137 моль к г '1. Уровень содержания фенолов в подстилке межкроновых пространств также бли­ зок к таковому в доминирующих там видах расти­ тельного опада, прошедшего трехлетний деструк­ ционный цикл (0.06 моль кг-1 против 0.11 в листьях вороники, 0.03 в листьях черники). Это означает, что за трехлетний период потеря наиболее легко гидролизуемых форм фенолсодержащих компо­ нентов из опада практически заканчивается и уровень содержания фенолов в подстилке стаби­ лизируется. Это согласуется с результатами дру­ гих исследователей. Так, в природных условиях происхождение значительной доли фенольных соединений в подстилке связывают с органичес­ кими остатками, прошедшими четырехгодичный деструкционный цикл [35]. Трансформация фенольных форм в почвен­ ных условиях может проходить в процессе [20]: 1) биодеградации и минерализации под дейст­ вием гетеротрофных микроорганизмов; 2) полимеризации и конденсации с образовани­ ем гумусовых соединений; 3) адсорбциина полуторных окислах или обра­ зования хелатных комплексов с А1 и Fe; 4) вымывания за пределы почвенного профиля как части водорастворимого органического угле­ рода. Для подстилки также характерна потеря фе­ нолсодержащих компонентов, но происходит она медленнее, чем в активной части растительного опада (табл. 1,2). Так, за трехлетний период поте­ ри массы фенолсодержащих компонентов опада составили 19-25%. Особую роль при этом играет взаимодействие с минеральной фазой [28]. Поми­ мо снижения миграционной активности феноль­ ных соединений, сорбция на минеральной фазе способствует снижению биодоступности органи­ ческого вещества в связи с происходящими при этом конформационными изменениями, уменьша­ ющими возможность протекания ферментатив­ ных реакций. Немаловажное значение, вероятно, имеет также аккумуляция на гумусовых соедине­ ниях. Строение полифенольных соединений, бла­ гоприятное для формирования межмолекуляр- ных водородных связей, предполагает существо­ вание их в почве, в виде кластеров или агрегатов, плохо растворимых в воде и слабо подверженных действию ферментов. Парцеллярные различия. Подстилки подкро­ новых и межкроновых пространств существенно различаются по исходному содержанию фенолов (табл. 1, 2). В подкроновых пространствах под­ стилка содержит фенолов почти в 3 раза больше, чем в межкроновых. Одной из вероятных причин являются различия в биомассе микроорганизмов [4] и соответственно в ферментативной активно­ сти; другой - более активная фотодеструкция в межкроновых пространствах. Фенолы относятся к хромофорным системам, поэтому под действи­ ем света, в частности ультрафиолетового спект­ ра, на поверхности почвы происходит их фотоде­ струкция с образованием окисленных форм (гид­ ЛЕСОВЕДЕНИЕ № 3 2006 2 *