Этот статус подчеркивает высокое международное признание и значимость проведенного исследования.

Работа под названием «Heterotrophic nitrification in soils: Approaches and mechanisms», подготовленная исследователями Академии биологии и медицины Д.И. Ивановского ЮФУ в сотрудничестве с коллегами из Геттингенского университета (Германия) и Российского университета дружбы народов (РУДН), посвящена одному из наименее изученных процессов в земном азотном цикле — гетеротрофной нитрификации. Этот процесс играет ключевую роль в трансформации азота в почвах, особенно в кислых, где его вклад может значительно превышать другие механизмы нитрификации.

Изучение гетеротрофной нитрификации имеет важное практическое значение. Он влияет на то, как почвы удерживают и теряют азот — элемент, необходимый для роста растений и поддержания плодородия. Понимание работы азотного цикла критически важно для повышения эффективности сельского хозяйства, сохранения лесных экосистем, устойчивости к изменениям климата и обеспечения качества воды, поскольку избыток азота может вымываться в водоемы. Таким образом, исследования в этой области способствуют не только развитию фундаментальной науки, но и созданию более устойчивых методов управления природными ресурсами.

Авторы статьи — Е. П. Пуликова, А. В. Горовцов, Я. В. Кузяков, К. А. Дёмин, Т. М. Минкина и Вишну Д. Раджпут — не только систематизировали существующие данные о гетеротрофной нитрификации, но и обозначили перспективные направления для дальнейших исследований. Среди них выделяются использование генетических маркеров, методы изотопной трассировки и современные микроскопические подходы.

«Гетеротрофная нитрификация остаётся одним из самых загадочных процессов в азотном цикле. Наш обзор подчеркивает важность интеграции биохимических, молекулярных и экологических методов исследования для более глубокого понимания того, как этот механизм функционирует в реальных почвенных системах. Мы надеемся, что предложенные нами подходы станут основой для нового этапа в научных изысканиях», — отметила доктор биологических наук, заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов, профессор АБиМ ЮФУ Татьяна Минкина.

В обзоре подробно рассматриваются существующие методики анализа процесса, включая применение 15N-меченых органических соединений и ингибиторов, которые позволяют разделять вклад различных групп нитрификаторов. Авторы акцентируют внимание на ограничениях этих методик и предлагают новые исследовательские стратегии: изоляцию и очистку ферментов гетеротрофной нитрификации, определение их аминокислотных последовательностей для создания генетических маркёров, использование стабильных изотопов, а также сочетание флуоресцентной гибридизации in situ с микроавторадиографией для изучения структуры и активности микробных сообществ.

Цель данного обзора — углубить понимание механизма гетеротрофной нитрификации и улучшить инструментарий для её исследования. В некоторых типах лесных почв этот процесс может обеспечивать до 99% общей нитрификации, существенно влияя на динамику азота в наземных экосистемах.

Статья опубликована в журнале Soil Biology and Biochemistry, который входит в топ-2% научных изданий по своей тематике. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение №075-15-2023-587), Программы стратегического академического лидерства ЮФУ «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети») и РУДН.