CC BY
56
УДК 31.416 : 546. 74
ВЛИЯНИЕ НИКЕЛЯ НА
СТРУКТУРНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ
АЛЬГОГРУППИРОВОК ЛУГОВО-
ЧЕРНОЗЁМНОЙ ПОЧВЫ
Н.К. Трубина, кандидат с. - х. наук
ФГБОУ ВПО ОмГАУ
UDC 31.416 : 546. 74 EFFECT OF NICKEL ON STRUCTURAL ORGANIZATION OF ALGAE GROUPING IN THE MEADOW-CHERNOZEM SOIL
Trubina N.K., Cand. Agr. Sci. Federal State-Funded Educational Institution of Higher Vocational Education «Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin») n.k.trubina@pmgau.orp Soil is a complex system, one of the major functional components of which are living organisms that inhabit it - soil biota. The ability of soil microorganisms to respond to the changing environment allows using them to display condition of ecosystems. The results of our researches showed that under Nickel influence the structure of algae groupings transforms both in regard to the background and control. In this case, the dominant Ch-form remains stable dominant, which is a positive moment.
Tribuna1980@mail.ru;
Почва - это сложнейшая система, одним из основных функциональных компонентов которой являются населяющие ее живые организмы -почвенная биота. Способность почвенных микроорганизмов чутко реагировать на изменения
окружающей среды позволяет использовать их для индикации состояния экосистем. Результаты наших исследований показали, что под влиянием никеля происходит трансформация состава в
альгогруппировках как относительно фона, так и относительно контроля. При этом доминирующая Ch-форма остается стабильно преобладающей, что является положительным моментом.
Ключевые слова: альгофлора, лугово- Keywords: algalflora, meadow-чернозёмная почва, никель, спектры chernozem soil, Nickel, life-formspectrum жизненных форм (экобиоморф),свёкла (ecobiomorphe), redbeet , garden carrot. столовая, морковь столовая
В последнее время значительное распространение получил термин «тяжелые металлы». В различных работах, в том числе научного и прикладного характера, авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. Немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют высокая токсичность их для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции. Практически все металлы, попадающие под это определение, активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. Установлено, что Ni входит составной частью в уреазу - один из ключевых ферментов азотного обмена, где он не может быть заменен никаким другим элементом, в
отсутствие его некоторые растения не заканчивают свой жизненный цикл. Наряду с этим, достаточно часто можно встретить сведения о том, что N является одним из распространённых тяжёлых металлов, при повышенных концентрациях подавляет различные физиологические процессы, ингибирует рост и развитие растений.
В связи с несовершенными системами очистки тяжелые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и в почву, загрязняя и отравляя ее. Почва - это сложнейшая система, одним из основных функциональных компонентов которой являются населяющие ее живые организмы - почвенная биота. Значение знаний о ней в последнее время существенно возросло, и не только в связи с незаменимой ролью ее в формировании почвенного плодородия. При техногенном загрязнении компонентов биосферы, почвенная биота выполняет еще одну важную функцию - детоксикации различных соединений, присутствующих в почве и влияющих на состояние окружающей среды. Способность почвенных микроорганизмов чутко реагировать на изменения окружающей среды позволяет использовать их для индикации состояния экосистем. Эта особенность почвенных микроорганизмов делает их незаменимыми для ранней диагностики изменений, происходящих в экосистемах под воздействием токсичных веществ [1]. Именно этим и объясняется наш выбор объекта исследований - альгофлора и микрофлора лугово-черноземной почвы микрополевых опытов: "Влияние тяжелых металлов на урожай и качество столовых корнеплодов". Исследования проводились в период с 2000 по 2007 годы на лугово-черноземной маломощной малогумусовой тяжелосуглинистой почве стационарного участка опытного поля Омского Государственного аграрного университета. Агрохимические показатели верхнего 30-сантиметрового слоя: рН водной вытяжки - 6,5-7,0; сумма поглощенных оснований - 31-38 мг.экв/100 г почвы; N-NOз - 7,7- 34,0, P2O5 - 27,0 - 87,0 и K2O - 87,0 - 290,0 мг/кг почвы; содержание подвижных форм: Zn - 2,313,38; N - 0,4-0,69; Cd - 0,041 - 0,083 мг/кг почвы. Фоновое внесение под свёклу и морковь соответственно составило P90 и P90. Дозы никеля рассчитывали с учётом фактического содержания элемента в почве и биологических особенностей питания культур и равнялись 2ПДК, в количественном выражении для свёклы 23, моркови - 90 кг/га. Никель в виде сухой ацетатной соли и макроудобрения в виде аммиачной селитры и двойного гранулированного суперфосфата вносили вручную до посева культур. В опытах изучали свёклу столовую, сорт Бордо 237 и морковь столовую, сорт Шантенэ 2461. Предшественником по годам исследований и культурам были: в год действия - пар, последействия -соответствующая монокультура [2 -4].
В полевых условиях почвенно-альгологические образцы отбирали два раза в год - весной и осенью. Альгологический анализ включал: сбор почвенных проб с соблюдением методов стерильности; определение структурной организации альгогруппировок; определение
таксономического состава водорослей; определение спектров жизненных форм, расчет коэффициентов флористической связи. Видовой состав почвенных водорослей изучали культуральными методами при сочетании жидких питательных сред и чашечных культур. При использовании метода водных культур применяли среду Бристоль-Роач в модификации Голлербаха и среду Громова №6. При использовании метода почвенных (чашечных) культур применяли метод Лунда [5; 10]. Для прямого микроскопирования использовали микроскоп биологический исследовательский МБИ-6. Работа велась при окуляре 7 и объективе 40. При идентификации таксономического состава использовали определители и литературу, содержащую сведения по их систематике [6 - 10].
Ранее нами проведён анализ влияния кадмия и никеля на таксономический, видовой состав альгофлоры лугово-чернозёмной почвы [3]. Однако, по мнению Г.М. Зеновой, М.М. Голлербах, Э.А. Штина [5; 10] традиционный флористический анализ не раскрывает полностью экологические функции представителей разных систематических групп. Для выявления взаимосвязей в таксономическом составе почвенных водорослей определяют спектры жизненных форм, или экобиоморф по методике, предложенной Э.А. Штина и М. М. Голлербах [1; 10]. В жизненные формы объединяются организмы со сходными приспособительными структурами. Формула спектра жизненной формы составляется из названия первых букв таксонов, характерных для данной общности. Всего почвенные альгологи выделяют девять видов жизненных форм. В наших исследованиях в составе альгогруппировок обнаружены представители шести жизненных форм: С, В, Р, Н и М.
В опыте с морковью, преобладающей во всех вариантах, является С^форма. В нее входят одноклеточные и колониальные зеленые водоросли, отличающиеся выносливостью к различным экстремальным условиям и обозначаемые в литературе как виды «убиквисты» [5]. Они обитают в толще почвы и дают при благоприятных условиях наземные разрастания. На втором месте, в контрольном и фоновом вариантах, находятся представители Phormidium-формы. Третье и четвертое места занимают представители Bacillariophyta-формы и Heterohtrix- формы. На пятом месте отмечены представители Cylindrospermum-формы, причем в варианте с фоновым внесением удобрений их на один вид меньше. В варианте с внесением N в равных долях развиты представители С^, В-и Р- форм, и только здесь обнаружена водоросль Microcoleus chtonoplastes, принадлежащая к М-форме. Эта водоросль в биодиагностике считается показателем уплотненных почв [1].Следует отметить, что для всех вариантов разница в числе видов, принадлежащих к доминирующей жизненной форме и стоящей в формуле на втором и третьем месте, невелика и составляет 1-2 вида.
В опыте со свеклой столовой относительно доминантов наблюдается аналогичная закономерность: господствующей на всех
вариантах также является СЫогососсит-форма. Однако в контроле и в варианте с фоновым внесением удобрений второе место занимают представители Вас1!!агюрИу1а-формы, а представители РИогт1^ит-формы отодвинуты на четвертое место. Третье место в формуле принадлежит представителям Не1егоМг1х-формы, пятое -представителям СуНп^оврегтит-формы. Данные изменения определяются, прежде всего, влиянием на почвенную альгофлору возделываемой культуры. Этим же, по-видимому, можно объяснить, что в варианте с внесением N не отмечены представители СуНп^оврегтит-формы по сравнению с контрольным вариантом под культурой моркови.
Таким образом, в контроле и вариантах с фоновым внесением удобрений под обеими культурами формулы спектров жизненных форм схожи. Внесение никеля на фоне удобрений изменяет альгофлору и делает ее изменчивее на 1-2 порядка, но при этом доминирующая СИ-форма остается преобладающей, что является положительным моментом. Количество жизненных форм стабильно - шесть.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Голлербах, М. М. Почвенные водоросли / М. М. Голлербах, Э. А. Штина. - Л. : Наука, 1969. - 227 с.
2. Зенова, Г. М. Почвенные водоросли / Г. М. Зенова, Э.А. Штина - М. : МГУ, 1990 - 78 с.
3. Забелина, М. М. Определитель пресноводных водорослей / М. М. Забелина, И. В. Киселев, В. С. Шешукова. - М. : Сов. наука, 1951. - 619 с.
4. Определитель пресноводных водорослей СССР. Зеленые, красные и бурые водоросли. - Л. : Наука, 1980. - 248 с.
5. Определитель пресноводных водорослей СССР / М. М. Забелина, И. В. Киселев, А. И. Прошкина -Лавренко, В. С. Шешукова. - М. : Сов. наука, 1951. - Вып. 4. - 619 с.
6. Определитель пресноводных водорослей Украинской ССР. IV: Улотриксовые и кладофоровые водоросли / Н.О Мошкова // Киев : Наукова думка, 1979. - 500 с.
7. Трубина, Н. К. Диагностика потребности столовой свёклы в С^ N и 2п на основе полевого опыта / Н. К. Трубина // Климат, экология, сельское хозяйство Евразии: Сборник статей международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию образования ИрГСХА. - Иркутск : НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2009. - С. 680-682.
8. Трубина, Н. К. Влияние кадмия и никеля на видовой состав альгофлоры лугово-чернозёмной почвы Омского Прииртышъя / Н. К. Трубина // Современное состояние чернозёмов : материалы международной научной конференции 24-26 сентября 2013 г. - Ростов-на-Дону : Изд - во Юж. федер. ун -та. - С. 316-319.
9. Трубина, Н. К. Влияние поступления кадмия, никеля, цинка на их содержание в почве / Н. К. Трубина // Достижение науки и техники АПК. - 2009. - № 3. - С. 12-13.
10. Штина, Э. А. Принципы и методы использования почвенных водорослей для биондикации / Э. А. Штина // Проблемы и методы биохимической диагностики и индикации почв. - М, 1980. - С. 75- 84.
