Лигниновые фенолы как основа биопрепаратов

  • Иван Васильевич Ковалев Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-8672-256X
  • Наталия Олеговна Ковалева Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-2-29-42

Аннотация

Изучены содержание и состав лигниновых фенолов в растениях и почвах широтных поясов и вертикальных природных зон Северного Кавказа и Северо-Западного Тянь-Шаня. Выявлена особая роль лигниновых фенолов подземных органов растений в процессе гумификации. Показано, что при трансформации органического вещества от живых растительных тканей до гуминовых кислот почв возрастает степень окисленности биополимера. Рассчитана доля лигниновых фрагментов, остающихся неизменными при биотрансформации полимера в ряду растительные ткани – опад – подстилки – почвы – гуминовые кислоты – погребенные гуминовые кислоты. Продемонстрировано также, что биохимический состав растений оказывает решающее влияние на структуру гуминовых кислот почв. С помощью количественного анализа лигниновых фенолов и 13С-ЯМР-спектроскопии доказывается, что лигнин высших растений принимает участие в формировании как алифатических, так и ароматических частей молекул гуминовых кислот. Предложены области применения лигниновых фенолов в практике сельского хозяйства.

Биографии авторов

Иван Васильевич Ковалев, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия

доктор сельскохозяйственных наук; ведущий научный сотрудник кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения

Наталия Олеговна Ковалева, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия

доктор биологических наук, профессор; заведующий лабораторией экологического почвоведения кафедры географии почв факультета почвоведения

Литература

  1. Chukov SN. Problems of biotesting of humic substances ecological functions. In: Fourth international conference of CIS IHSS on humic innovative technologies «From molecular analysis of humic substances – to nature-like technologies»; 2017 October 15–21; Moscow, Russia. Moscow: Klub pechati; 2017. p. 30–31.
  2. Komarov AA. [Physiological activity of lignin transformation products]. In: Shevelukha VS, editor. Regulyatory rosta i razvitiya rastenii v biotekhnologiyakh. Tezisy dokladov Shestoi mezhdunarodnoi konferentsii; 26–28 iyunya 2001 g.; Moskva, Rossiya [Regulators of plant growth and development in biotechnology. Abstracts of the 6th International conference; 2001 June 26–28; Moscow, Russia]. Moscow: Publishing House of the Moscow Timiryazev Agricultural Academy; 2001. p. 101. Russian.
  3. Popov AI, Chertov OG. [Biogeocenotic role of soil organic matter]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Seriya 3. Biologiya. 1996;2:88–97. Russian.
  4. Ertel JR, Hedges JI. The lignin component of humic substances: distribution among soil and sedimentary humic, fulvic, and base-insoluble fractions. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1984;48(10):2065–2074. DOI: 10.1016/0016-7037(84)90387-9.
  5. Kovalev IV, Kovaleva NO. Biochemistry of lignin in soils of periodic excessive moistening (with agrogray soils in opolie landscapes of the Russian Plain as an example). Pochvovedenie. 2008;10:1205–1216. Russian.
  6. Amelung W. Zum Klimaeinfluß auf die organische Substanz nordamerikanischer Prärieböden. Bayreuth: Universität Bayreuth; 1997. 131 S.
  7. Kovaleva NO, Kovalev IV. [Lignin phenols in soils as biomarkers of paleovegetation]. Pochvovedenie. 2015;9:1073–1086. Russian.
  8. Kovalev IV, Kovaleva NO. Pool of lignin phenols in soils of forest ecosystems. Lesovedenie. 2016;2:148–160. Russian.
  9. Kovaleva NO, Kovalev IV. [Transformation of lignin in surface and buried soils of mountainous landscapes]. Pochvovedenie. 2009;11:1362–1373. Russian.
  10. Kovalev IV, Kovaleva NO. The role of lignin phenols in organic-mineral interactions in soils. In: Filcheva E, editor. 19th In ternational conference of humic substances and their contribution to the climate change mitigation; 2018 September 16–21; Albena Resort, Bulgaria. Sofia: Bulgarian Humic Substances Society; 2018. p. 120–121.
  11. Manskaya SM, Kodina LA. Geokhimiya lignina [Geochemistry of lignin]. Vinogradov AP, editor. Moscow: Nauka; 1975. 232 p. Russian.
  12. Zavarzin GA. Lektsii po prirodovedcheskoi mikrobiologii [Lectures on natural history microbiology]. Moscow: Nauka; 2004. 348 p. Russian.
  13. Kögel I. Estimation and decomposition pattern of the lignin component in forest humus layers. Soil Biology and Biochemistry. 1986;18(6):589–594. DOI: 10.1016/0038-0717(86)90080-5.
  14. Karmanov AP, Kocheva LS, Marchenko TA, Belayev VYu. Topological structure of lignin macromolecules. In: Proceedings of the 11th International symposium on wood and pulping chemistry; 2001 June 11–14; Nice, France. Volume 2. Paris: L’Association technique de l’industrie papetière; 2001. p. 7–10.
Опубликован
2021-07-05
Ключевые слова: лигниновые фенолы, трансформация лигнина, гуминовые кислоты, биопрепараты, плодородие почв
Поддерживающие организации Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 17-14-01120п в рамках госзаданий Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова № 117031410017-4 и № 121040800146-3.
Как цитировать
Ковалев, И. В., & Ковалева, Н. О. (2021). Лигниновые фенолы как основа биопрепаратов. Экспериментальная биология и биотехнология, 2, 29-42. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-2-29-42
Выпуск
№ 2 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Биохимия

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).