Длительное интенсивное использование и процессы эрозии привели к значительным потерям почвенного органического вещества (ПОВ) в сельскохозяйственных почвах. Одним из возможных решений проблемы истощения ПОВ является внесение различных органических добавок. Однако такая обработка также сопряжена с риском побочных эффектов, включая инвазию и распространение патогенных микроорганизмов. Целью исследования была оценка влияния различных добавок органических удобрений на биологические свойства почвы путем изучения изменений в численности микроорганизмов, активности, физиологических функциях и таксономической структуре бактериального сообщества. Для проведения эксперимента были выбраны две почвы с контрастными свойствами: дерново-подзолистая почва (Пушкинский район) и чернозем (Курская область). Образцы отбирали из пахотного горизонта на глубине 10 см. В эти почвы были внесены три наиболее распространенных типа органических удобрений (навоз свиной, крупного рогатого скота (КРС) и птичий помет). Тотальную ДНК образцов почвы и органических удобрений выделяли при помощи наборов RNeasy PowerSoil Total DNA Kit (Qiagen, Германия). Численность копий генов архей, бактерий и грибов определяли методом количественной ПЦР в реальном времени. Таксономический состав тотальных и метаболически активных микробных сообществ почв определяли методом секвенирования ампликонов гена 16S рРНК на платформе Illumina MiSeq. Полученные последовательности нуклеотидов анализировались в программном пакете QIIME. Физиологические профили микробных сообществ были проанализированы с использованием планшетов Biolog EcoPlates (Biolog Inc., Хейворд, США). В черноземе изначально высокое количество копий генов бактерий, архей и грибов (10^9 - 10^10 копий генов г−1) снижалось практически на порядок после 1 месяца инкубации. После 6 месяцев инкубации количество генов во всех исследованных образцах снизилось по сравнению с 1-м месяцем инкубации. В дерново-подзолистой почве без внесения удобрений численность бактерий и грибов увеличилась после 1 месяца инкубации. На 6 месяц количество генов архей во всех образцах значительно снизилось с 10^9 до 10^7 копий генов г−1. Количество бактериальных генов также снизилось примерно на порядок, за исключением образцов, в которые был добавлен свиной навоз. Количество копий генов грибов не изменилось в образцах с добавлением свиного навоза и увеличилось в образцах с добавлением навоза КРС. Внесение удобрений в почву привело к активации >50% архей в черноземе на 1-м месяце инкубации. Однако к концу инкубационного эксперимента количество активированных архей резко снизилось в обеих почвах. Внесение навоза КРС привело к активизации грибов в обеих почвах. Бактерии Roumboutsia и Turicibacter выжили в образцах дерново-подзолистой почвы с добавлением навоза КРС, бактерии группы Christensenellaceae R-7 и археи Methanobrevibacter не идентифицировались к концу эксперимента. В почвенных образцах с добавлением птичьего помета все доминирующие виды образцов помета отсутствовали, в то время как Rhodanobacter были обнаружены в незначительных количествах в образцах почвы после 1 месяца инкубации. В образцах, в которые был внесен свиной навоз, интродуцированные Turicibacter, Terrisporobacter, Romboutsia, и Clostridium выжили после 1 месяца инкубации в черноземе и через 6 месяцев в дерново-подзолистой почве. Таким образом, три разных типа органических удобрений по-разному влияли на активацию и внедрение микробных сообществ в измененные почвы, что можно объяснить первоначальными различиями в химических свойствах и микробном составе удобрений.

Работа выполнена в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования РФ «Механизмы микробного преобразования секвестрированного углерода в почвах агроэкосистем» (№ FGUR-2025–0011).