UA EN
 
Головна /
Наукові записки ДПМ НАНУ. Том 41
/
Карпінець Л. І., Лобачевська О. В. Сезонна динаміка вмісту ...
Обкладинка т. 41 Обкладинка т. 41 зворот

Скачати весь номер
Скачати статтю
  Карпінець Л. І., Лобачевська О. В.
Сезонна динаміка вмісту мінеральних форм нітрогену у пагонах моху Аtrichum undulatum (Hedw.) P. Beauv. залежно від умов лісових екосистем Українського Розточчя // Наук. зап. Держ. природознавч. музею. - Львів, 2025. - 41 - С. 75-86. DOI: https://doi.org/10.36885/nzdpm.2025.41.75-86 Ключові слова: мох Atrichum undulatum, лісові екосистеми, сезонні зміни, мікрокліматичні умови, катіони амонію, нітрат-аніони Досліджено особливості сезонної динаміки вмісту амонійної та нітратної форм нітрогену в асиміляційній зеленій та бурій старіючій частинах пагонів епігейного моху Atrichum undulatum (Hedw.) P. Beauv. залежно від мікрокліматичних умов заповідної та антропогенно порушених територій (вирубки та рекреаційного навантаження) лісових екосистем Українського Розточчя. Визначено, що у квітні кількість катіонів амонію була найвищою на відкритих ділянках вирубки в умовах вищої температури повітря та інтенсивності освітлення, що значно індукувало біохімічні реакції у метаболізмі нітрогену у фотосинтезуючих пагонах та процеси деструкції у бурій частині гаметофіту. Встановлено, що за достатньої інсоляції вміст нітратів у зеленій вегетуючій частині пагонів підвищувався, що може свідчити про пригнічення катіонами амонію активності нітрат- та нітритредуктаз у клітинах Atrichum undulatum. Досліджено, що у липні стабільність мікрокліматичних умов водно-температурного режиму повітря та поверхневого шару ґрунту на заповідній території позитивно впливала на процеси пластичного та енергетичного обміну нітрогену у фізіологічно активній та старіючій частинах пагонів, про що свідчать вищі, ніж на ділянках рекреації та вирубки, показники вмісту амонію. За дії незначної інсоляції на заповідній території та у зоні рекреаційного навантаження збільшення кількості нітратів у зелених пагонах зумовлено зниженням активності нітратвідновлюючих ензимів. Водночас у зоні вирубки інактивацію нітрат- та нітритредуктаз у клітинах моху спричинив насамперед дефіцит вологи у поверхневому шарі ґрунту за надмірного впливу сонячного світла. Встановлено, що на досліджуваних ділянках заповідних та антропогенно змінених лісових екосистем вміст катіонів амонію та нітрат-аніонів у зеленій та бурій частинах пагонів переважно був більшим у жовтні, що може свідчити про вищу фізіологічну активність моху у сприятливих умовах насамперед водного режиму, що підвищувало поглинальну здатність неорганічних форм біогенного елемента, процеси асиміляції/дисиміляції й нагромадження у клітинах окисненої форми нітрогену – NO3-.  
Список літератури
  1. Баранов В.І., Гумецький Р.Я. 2003. Мінеральне живлення рослин. Лабораторний практикум (з програмою та питаннями для комп’ютерного опитування студентів). Львів. 57 с.
  2. Баранов В.І., Величко О.І., Карпінець Л.І. 2020. Великий практикум з фізіології та біохімії рослин. Розділ 1. Обмін Нітрогену в рослинах. Львів. 72 с.
  3. Величко О.І. 2020. Роль обміну нітрогену в адаптації рослин конюшини лучної до умов нафтозабрудненого ґрунту. Біологічні студії. Т. 14 Вип. 1. С. 105–118. doi: http://dx.doi.org/10.30970/sbi.1401.612
  4. Карпінець Л., Лобачевська О. 2024. Особливості змін вмісту амонійної та нітратної форм нітрогену в дернинках мохів і у ґрунті під ними залежно від екологічних умов їхніх місцевиростань у лісових екосистемах. Вісник Львівського університету. Серія біологічна. Вип. 93. С. 18–28. doi: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2024.93.03
  5. Коць С.Я., Михалків Л.М. 2019. Нітратредуктаза та її роль у бобово-ризобіальному симбіозі. Физиология растений и генетика. Т. 51. Вип. 5. С. 371–387. doi: https://doi.org/10.15407/frg2019.05.371
  6. Лобачевська О.В. 2014. Мохоподібні як модель дослідження екофізіологічної адаптації до умов природного середовища. Чорноморський ботанічний журнал. Т. 10. Вип. 1. С. 48–60. doi: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Chbj_2014_10_1_8
  7. Лобачевська О.В., Рабик І.В., Карпінець Л.І. 2023. Епігейні мохоподібні лісових екосистем, особливості їх водообміну та продуктивності залежно від екологічних умов місцевості. Чорномор. ботан. журн. Т. 19 Вип. 2. С. 187–199. doi: https://doi.org/10.32999/ksu1990-553X/2023-19-2-3
  8. Мусієнко М.М. 2001. Фізіологія рослин: підручник. Київ. 392 с.
  9. Польчина С.М. 1991. Методичні рекомендації до лабораторних і практичних робіт з ґрунтознавства. Чернівці. 60 с.
  10. Arora V., Ghosh M.K., Singh P., Gangopadhyay G. 2018. Light regulation of nitrate reductase gene expression and enzyme activity in the leaves of mulberry. Indian Journal of Biochemistry & Biophysics. Vol. 55 No. 1. Р. 62–66.
  11. Ayres E., Rene´ van der Wal, Sommerkorn M., Bardgett R.D. 2006. Direct uptake of soil nitrogen by mosses. Biology Letters. Vol. 2 No. 2. Р. 286–288. doi: https://doi.org/10.1098/rsbl.2006.0455
  12. Balotf S., Kavoosi G., Kholdebarin B. 2016. Nitrate reductase, nitrite reductase, glutamine synthetase, and glutamate synthase expression and activity in response to different nitrogen sources in nitrogen-starved wheat seedlings. Biotechnology and Applied Biochemistry. Vol. 63 No. 2. Р. 220–229. doi: https://doi.org/10.1002/bab.1362
  13. Bentley B.L., Carpenter E.J. 1980. Effects of desiccation and rehydration on nitrogen fixation by epiphylls in a tropical rainforest. Microbial Ecology. Vol. 6 No. 2. Р. 109–114. doi: https://doi.org/10.1007/BF02010549
  14. Chamizo-Ampudia A., Sanz-Luque E., Llamas A., Galvan A., Fernandes E. 2017. Nitrate reductase regulates plant nitric oxide homeostasis. Trends in Plant Science. Vol. 22. Р. 163-174. doi: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2016.12.001
  15. Cornelissen J.H.C., Lang S.I., Soudzilovskaia N.A., During H.J. 2007. Comparative cryptogam ecology: A review of bryophyte and lichen traits that drive biogeochemistry. Annals of Botany. Vol. 99 No. 5. Р. 987–1001. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcm030
  16. Deane-Coe K.K. 2016. Cyanobacteria associations in temperate forest bryophytes revealed by δ15N analysis. The Journal of the Torrey Botanical Society. Vol. 143. No. 1. P. 50– 57. doi: https://doi.org/10.3159/TORREY-D-15-00013
  17. Glime J.M. 2017. Nutrient Relations: Requirements and Sources. Chapt. 8-1. In: Glime J.M. Bryophyte Ecology. Vol. 1. 8-1-1. Physiological Ecology. Ebook sponsored by Michigan Technological University and the International Association of Bryologists. Accessed on: 17 July 2020 at: < http://digitalcommons.mtu.edu/bryophyte-ecology/ >
  18. Glime J.M. 2019. Bryophyte ecology. Physiological ecology. Vol. 1. E-book sponsored by Michigan Technological University and the International Association of Bryologists. Accessed on: 7 January 2019 at:
  19. Glime J.M. 2024. Roles of Bryophytes in Forest Sustainability–Positive or Negative? Sustainability. Vol. 16 No. 6. doi: https://doi.org/10.3390/su16062359
  20. Gundale M.J., Nilsson M.-C., Bansal S., Jäderlund A. 2012. The interactive effects of temperature and light on biological nitrogen fixation in boreal forests. New Phytologist. Vol. 194. No. 2. Р. 453–463. doi: https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2012.04071.x
  21. Hayat S., Hayat Q., Alyemeni M. N., Wani A.S., Pichtel J., Ahmad A. 2012. Role of proline under changing environments. Plant Signaling & Behavior. Vol. 7 No. 11. P. 1456–1466. doi: http://dx.doi.org/10.4161/psb.21949
  22. Hu R., Wang X., Pan Y., Zhang Y., Zhang H., Chen N. 2015. Seasonal variation of net N mineralization under different biological soil crusts in Tengger Desert, North China. Catena. Vol. 127. P. 9–16. doi: https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.12.012
  23. Ishak S., Rondeau-Leclaire J., Faticov M., Roy S., Laforest-Lapointe I. 2024. Boreal moss-microbe interactions are revealed through metagenome assembly of novel bacterial species. Scientific Reports. Vol. 14 No. 1. P. 1-17. doi: https://doi.org/10.1101/2023.04.06.535926
  24. Liang X., Zhang L., Natarajan S.K., Becker D.F. 2013. Proline mechanisms of stress survival. Antioxidants and Redox Signaling. Vol. 19 No. 9. P. 998–1011. doi: https://doi.org/10.1089/ars.2012.5074
  25. Lindo Z., Gonzalez A. 2010. The bryosphere: An integral and influential component of the earth’s biosphere. Ecosystems. Vol. 13 No. 4. P. 612–627. doi: https://doi.org/10.1007/s10021-010-9336-3
  26. Liu X., Wang Z., Li X., Rousk K., Bao W. 2020. High nitrogen resorption efficiency of forest mosses. Annals of Botany. Vol. 125 No. 4. Р. 557–563.. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcz199
  27. Lobachevska O., Karpinets L. 2024. Water exchange of the forest ecosystems epigeic bryophytes depending on changes of the structural and functional organization of their turfs and the influence of the local growth environmental conditions. Studia Biologica. Vol. 18 No. 2. Р. 139–156. doi: http://dx.doi.org/10.30970/sbi.1802.766
  28. Markham J.H. 2009. Variation in moss-associated nitrogen fixation in boreal forest stands. Oecologia. Vol. 161 No. 2. Р. 353–359. doi: https://doi.org/10.1007/s00442-009-1391-0
  29. Permin A., Horwath A.B., Metcalfe D.B., Prieme A., Rousk K. 2022. High nitrogen-fixing rates associated with ground-covering mosses in a tropical mountain cloud forest will decrease drastically in a future climate. Functional Ecology. Vol. 36 Nо. 7. P. 1772–1781. doi: https://doi.org/10.1111/1365-2435.14088
  30. Reed S.C., Cleveland C.C., Townsend A.R. 2011. Functional ecology of free-living nitrogen fixation: a contemporary perspective. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. Vol. 42. Р. 489–512. doi: https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-102710-145034
  31. Rousk K. 2022. Biotic and abiotic controls of nitrogen fixation in cyanobacteria- associations. New Phytologist. Vol. 235 Nо. 4. Р. 1330–1335. doi: https://doi.org/10.1111/nph.18264moss
  32. Stuart J.E.M., Holland-Moritz H., Lewis L.R., Jean M., Miller S.N., Stuart F.M., Fierer N., Ponciano J.M., Mack M.C. 2021b. Host identity as a driver of moss-associated N2 fixation rates in Alaska. Ecosystems. Vol. 24 Nо. 3. P. 530–547. doi: https://doi.org/10.1007/s10021-020-00534-3
  33. Thielen S.M., Gall C., Ebner M., Nebel M., Scholten T., Seitz S. 2021. Water’s path from moss to soil: A multi-methodological study on water absorption and evaporation of soil-moss combinations. Journal of Hydrology and Hydromechanics. Vol. 69 Nо. 4. P. 421–435. doi: https://doi.org/10.2478/johh-2021-0021
  34. Tischner R. 2000. Nitrate uptake and reduction in higher and lower plants. Plant, Cell & Environment. Vol. 23. Nо. 10 P. 1005–1024. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2000.00595.x
  35. Vitousek P.M., Cassman K., Cleveland C., Crews T., Field C.B., Grimm N.B., Howarth R.W., Marino R., Martinelli L., Rastetter E.B., Sprent J.I. 2002. Towards an ecological understanding of biological nitrogen fixation. Biogeochemistry. Vol. 57–58. Р. 1–45. doi: https://doi.org/10.1023/A:1015798428743
  36. Ward M.H., DeKok T.M., Levallois P., Brender J., Gulis G., Nolan B.T., VanDerslice J. 2005. Workgroup report: Drinking-water nitrate and health – Recent findings and research needs. Environ. Health Perspect. Vol. 113. P. 1607–1614. doi: https://doi.org/10.1289/ehp.8043
  37. Zayed O., Hewedy O., Abdelmoteleb A., Ali M., Youssef M., Roumia A., Seymour D.,Yuan Z.-Ch. 2023. Nitrogen Journey in Plants: From Uptake to Metabolism, Stress Response, and Microbe Interaction. Biomolecules. Vol. 13 Nо. 10. doi: https://doi.org/10.3390/biom13101443

⇧
⇩