CC BY
8
к ВОПРОСУ О САМООЧИЩАЮЩИХ СВОЙСТВАХ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ГРУЗИНСКОЙ ССР
Кандидат биологических наук Р. И. Пиковская, кандидат медицинских наук С. И. Рцхиладзе, научный сотрудник М. Г. Гелашвили
Из Научно-исследовательского санитарного института Министерства здравоохранения Грузинской ССР
Интенсивность естественного обеззараживания почвы связана с ее фиэико - химическими и биологическими особенностями и климатическими условиями местности. Мы поставили себе задачу изучить самоочищение почв Грузинской ССР и выяснить влияние типа почвы на ороки выживаемости возбудителей кишечных инфекций.
Нами исследовано 7 типов почв: в Западной Грузии — красноземы, желтоземы и подзолистые, в Восточной Грузии — каштановые, черноземные, черноземовидные, горнолесные и йревнеаллювиальные почвы Горий-ской равнины. Образцы брались весной, летом и осенью в течение 3 лет. Всего изучено 102 образца почв. Санитарно-гигиеническая оценка их была сделана на ооновании химических и микробиологических исследований, а также на основании опытов по изучению в этих почвах выживаемости микробов кишечной группы (кишечной палочки, бактерий брюшного тифа и паратифа В).
В основу характеристики процессов превращения органических веществ положены данные об их минерализации и гумификации.
Физико-химические и микробиологические исследования красноземных почв показывают их своеобразие. Оно выражается в кислой реакции, •низкой сумме поглощенных оснований, значительном содержании полуторных окислов железа и алюминия, образующих с гумусовыми веществами малоподвижные соединения. Эти почвы имеют мощный гумусовый горизонт (до 20 см), в некоторых наших образцах количество гумуса достигало 7% и более. Гумус отличается высоким отношением С: N ■(в среднем 11—¡12).
Специфика микробных процессов в красноземах состоит в том, что в них адаптировались виды, способные глубоко разлагать органическое вещество. К ним относятся микробы, разжижающие желатину (составляющие 77% по отношению к общему количеству выделенных аммонифи-каторов), разрушающие клетчатку, усваивающие фосфор из труднорастворимых фосфатов.
Общее количество микробов в 1 г почвы в красноземах не превышает сотен тысяч. Динамика микробных процессов по некоторым ингредиентам показывает один максимум в мае и второй, более высокий, с июля по октябрь.
Средняя степень процессов минерализации красноземов подтверждается и данными химических исследований. Количество аммиака в них составило 0,0017 (0,0018% N2), количество нитратов — 0,0005 (0,00014% Ы2).
Высокий процент гумуса в сочетании с указанным содержанием подвижных продуктов распада органических веществ свидетельствует о том, что последние в красноземах быстро гумифицируются, чему, повидимому, в значительной степени способствует большое содержание в этих почвах железа и алюминия. Надо полагать, что это является одной из причин, обусловливающих высокую способность красноземов к самоочищению, что подтверждается результатами наших опытов. Высокие самоочишаю-щие свойства указанных почв характеризуются титром кишечной палочки. Определение в образцах показало слабую выживаемость в красноземах кишечной палочки. Так, из 22 образцов в 15 коли-титр был равен 1, 10 и больше 10 и только в 7—0,1. Кишечная палочка, выделенная из красноземов, была в ооновном атипичной. Динамика содержания ее в почве по
сезонам повторяет кривую общих микробиологических процессов, показывая онижение от весны к лету и второй подъем к осени.
Подзолистые и желтоземные почвы по физико-химическим и микробиологическим показателям близки к красноземам1. Они имеют также сходство с ними и по срокам выживаемости в них микробов кишечной группы.
К особенностям подзолистых почв относится меньшее содержание в них гумуса (4—5%), а также окислов железа и алюминия. Состав гумуса характеризуется меньшим отношением С: N. В наших образцах количество гумуса в подзолистых почвах и красноземах значительно увеличивалось летом (табл. 1).
Таблица 1
Средние данные результатов химических исследований почв Грузинской ССР (1949—1951)
Содержание азота (в процен- Гумус по Сумма
тах) в поглощен-
Время \ Тюрину ных осно-
i руппа почв года (в процен- ваний в
тах) мэ в 100 г
« аммиаке нитритах нитратах почвы
Красноземы Весна __ _ _ 3,6 2,36
» Лето 0,0018 0 0,0005 5,0 2,34
9 Осень 0,0017 0 0,00014 4,0 4,32
I Подзолистые Весна 0,0122 Следы 0 2,71 1,94
груп- я Лето 0,060 0,00004 0,000016 7,9 6,78
па • Осень 0,0122 0 0,00004 0,867 0,51
Желтоземы Весна 0,020 0,00004 0,00019 2,6 9,2
я Лето 0,0036 0,00008 0,00009 7,80 20,0
» Осень 0,0108 0,00026 0,00900 2,26 8,7
" Горнолесные Весна 0,0125 0,00004 0,00005 4,0 13,7
груп- Лето 0,0211 0,0031 0,00011 8,8 31,8
па ; Осень 0,0134 0,00003 0,0008 2,32 —
Каштановые Весна 0,0002 0 0,0165 1,17 47,8
» Лето 0,0056 0,000008 0,00045 4,8 51,25
III ш Осень 0,0011 0,00141 0,0018 3,63 —
Черноземные и Весна 0,00062 0 0,0014 3,58 45,0
груп- черноземовидные Лето — — — — —
па Осень 0,0011 0 0,0006 5,8 47,0
Древнеаллюви- Весна 0,00051 0 0,00080 1,28 61,81
альные Лето 0,00017 0 0,00083 1,2 52,45
Осень 0,01644 0 0,00020 2,47 49,47
Процессы минерализации в подзолистых и желтоземных почвах по некоторым показателям немного интенсивнее, чем в красноземах, что видно по содержанию в них аммиака (0,02% N2) и нитратов (0,009% N2) — в желтоземах и по содержанию аммиака (0,01—0,06% N2) —в подзолистых почвах.
Динамика микробных процессов в указанных почвах, как и в красноземах, показывает нарастание числа бактерий от веоны к лету. Это относится и к коли-индексу почв.
Указанная незначительная разница в процессах минерализации и гумификации красноземов, желтоземов и подзолистых почв, по всей вероятности, предопределяет общность этих свойств по способности к самоочищению, что позволяет объединить их в одну группу с относительно высокими самоочищающими свойствами.
Для полноты характеристики этих почв необходимо остановиться еще на относительном содержании в них микробов-антагонистов кишечной
Коли-индекс (в тысячах)
желтозем ■ подзолистая
сезон ная почва почва
Весна . . . 25 025 0,1
Лето . . . 500 000 100 000
Осень . . . 50 000 I 000 000
группы. По отношению к общему количеству выделенных нами антагони--стов они составляют в красноземах 11%, в подзолистых почвах—15% и в желтоземах — 35%.
При изучении выживаемости микробов кишечной группы в красноземах, подзолистых и желтоземных почвах выявлена значительная общность их свойств: сравнительно короткие сроки выживаемости, в особенности патогенных видов кишечной группы.
Данные о выживаемости этих микробов по сезонам, приведенные в табл. 2, свидетельствуют об увеличении сроков их выживаемости в этих почвах летом и осенью.
Таблица 2
Сравнительные данные о выживаемости микробов коли-тифозной группы в основных типах почв Грузинской ССР по сезонам (в днях) (1949—1951)
Кишечная палочка Бактерии брюшного тифя Бактерии п аратифа
Группа почв песна лето осень в среднем весна лето осень в среднем X ш лето л X 9» О в среднем
Красноземы . . . 14 23 48 28 2 4 7 4 ,£ 3 19 31 18
Подзолистые . . . 8 30 24 21 9 39 16 21 12 60 32 35
Желтоземы • . . 10 26 20 19 13 4! ?5 27 16 5 20 14
Горнолесные . . . 32 85 95 66 13 61 49 36 24 о0 60 38
Каштановые . . . 95 67 133 98,3 47,7 41 ,4 47,4 47,4 53 70 42,8 55,3
Черноземные и чер-ноземовидные 91 81 99 85,2 51,3 20 45 45,5 69 20 52 55
Древнеаллювиаль-ные...... 45 109,5 68 74,5 110,5 33 58 67 114 51 52 74,2
Изучавшиеся нами горнолеоные почвы Восточной Грузии представляют собой буроземы. По литературным данным, они мало отличаются от буроземов Западной Грузии, что дает право сделать обобщение в отношении большей части аналогичных почв Грузии. Водный рН этих почв колеблется от 5,5 до 7. Содержание гумуса в некоторых образцах достигало 11,23%, Отношение С:Ы гумуса = 12,9—15,8. Содержание гумуса отличается большой подвижностью, выражающейся в значительном повышении его во всех образцах почв в летний период, в среднем до 8,8% против 4% весной, и в снижении осенью до 2,32%. Таково же направление кривой накопления в этих почвах аммиака, нитритов и нитратов. Колебаний по сезонам числа бактерий не наблюдалось. Коли-индекс был: весной и летом — 0,1, осенью — 37,0 на 1 г почвы (в тысячах). Эти данные показывают, что процессы минерализации и гумификации горнолес-
" <-п«„татТ| ЦТ. I
г#суд. ц-нтр. Мсдивянсия
БИВ. ИОП7КА «ииетерст а
ных, как и ранее рассмотренных нами почв, нарастают летом, снижаясь по некоторым химическим ингредиентам осенью. Наблюдаемая значительная динамичность гумуса по сезонам свидетельствует о его подвижности. Это сочетается с динамичностью процессов минерализации указанных почв, что приводит к значительным сезонным колебаниям в содержании в почве доступных для микробов подвижных органических и минеральных соединений. В соответствии с этим, надо полагать, меняется и количество почвенных микробов, в том числе и кишечной палочки. Чем больше в почве накопляется продуктов минерализации, тем больше создается условий для развития не только почвенной микрофлоры, но и микробов, инфицирующих почву. Это, очевидно, происходит до проявления эффекта, возникающего в связи с антагонистической ролью части почвенных микробов.
Независимо от сезонных колебаний, характер круговорота органических веществ горнолесных почв, обусловливающий постоянное наличие продуктов распада при подвижном гумусе, предопределяет невысокие самоочищающие свойства этих почв. Выживаемость кишечной палочки в них в среднем составила 66 дней, бактерий брюшного тифа — 36 дней* бактерий паратифа В — 38 дней. Сопоставление сроков выживаемости указанных микроорганизмов по сезонам во всех случаях показало нарастание летом и осенью (см. табл. 2). К одному из факторов, повышающих самоочищающие свойства горнолесных почв, вероятно, отнооится присутствие в них микробов-антагонистов, составляющих 31 % к общему количеству культур.
Все эти данные позволяют считать горнолесные почвы почвами со средневыраженными самоочищающими свойствами.
Каштановые, черноземные, черноземовидные и древнеаллювиальные почвы резко отличаются от описанных выше нейтральной реакцией, высоким содержанием оснований и рядом других признаков. Процент гумуса в каштанозых почвах, по литературным данным, составляет 3—3,5, а в темнокаштановых разностях — 5—6. Отношение С : N гумуса равно 5,3—7,8. В наших образцах процент гумуса весной в среднем равнялся 1,17, летом 4,8, осенью 3,63. В черноземах процент гумуса несколько выше: в среднем весной 3,58, осенью 5,8. Гумус черноземов характеризуется высоким содержанием гуминовой кислоты. В древн еаллювиальных почвах процент гумуса значительно меньше. Он колеблется в среднем от 1,2 до 2,47.
Аналогично сезонной кривой гумификации черноземов и каштановых почв выглядит кривая процессов минерализации этих почв (табл. 1). Прямая зависимость этих двух процессов в почве, с одной стороны, свидетельствует об интенсивности процессов минерализации, с другой — о подвижности гумуса. Такое сочетание, как мы уже указывали в отношении горнолесных почв, должно отрицательно сказываться на самоочищающих свойствах почвы. Данные микробиологических исследований также служат доказательством высоких процессов минерализации в указанных почвах.
Из приведенных в табл. 3 данных видно, что микробиологические процессы, в том числе распространение кишечной палочки в каштановых, черноземных, черноземовидных и древнеаллювиальных почвах, в основном происходят летом и осенью. В этом отношении указанная группа почв резко отличается от всех ранее рассмотренных нами, в которых кривая микробиологических процессов носит прямо противоположный характер, поднимаясь от весны к лету и иногда к осени.
Этими особенностями явно намечается одно из существенных различий между красноземами, желтоземами, подзолистыми и горнолесными почвами, с одной стороны, и каштановыми, черноземными, черноземовид-ньгми и древнеаллювиальными почвами — с другой. Мы думаем, что это является следствием сложившегося почвенного комплекса и климатических условий с вытекающими из них особенностями отдельных этапов вегетационного периода рассматриваемой зоны.
Таблица 3
Динамика микробиологических процессов в каштановых, черноземных, черноземовидных
и древнеаллювиальных почвах
Время года Количество микробов в 1 г почвы ( в тысячах) Коли-индекс (в ТЫ-
общее количество на МП А аммонифицирующих интрофипм- рующих 1-й фазы нитрофи-цнрующнх 2-й фазы аэробных анаэробных
Каштановые почвы
Весна . . . 2 700 1 000 000 100 000 100 000 100 100 2 040
Лето . . . 399 1 000 1 1 000 0,01 1 2 060
Осень . . . 194 100 10 0,01 0,01 0,1 400
Черноземные и черноземовидные почвы
Весна . . . 2 083 1 000 000 100 000 100 0,001 1 000 40
Осень . . . 105 100 1 000 100 0,01 1 000 26
Древнеаллювиальные почвы
Весна . . . 312 1 000 000 1 000 1 000 1.0 1,0 5 050
Лето . . . 117 1 000 000 0,01 10 000 0,01 1,0 505
Осень . . . 65 1 000 0,1 100 0,1 1,0 1
Подходя к оценке результатов микробиологических исследований, можно сделать вывод, что наивысшая интенсивность микробиологических процессов в каштановых, черноземных и древнеаллювиальных почвах имеет место весной, в красноземах, подзолистых, желтоземных и горнолесных почеэх, наоборот, летом и осенью. Выживаемость микробов кишечной группы в указанных почвах сочетается с интенсивностью микробиологических процессов, также показывая соответствующие колебания по сезонам.
Анализ всех почв позволяет считать, что каштановые, черноземные,, черноземовидные и в известной степени древнеаллювиальные почвы Грузии по характеру кривой микробных процессов близки к аналогичным почвам средней полосы Советского Союза. Красноземы же, желтоземы, подзолистые почвы, расположенные в субтропической полосе Западной Грузии, и горнолесные почвы, расположенные в Восточной и Западной Грузии, в этом отношении своеобразны.
Возвращаясь к вопросу о самоочищающих свойствах каштановых,, черноземных, черноземовидных и древнеаллювиальных почв, следует отметить, что причиной, обусловливающей низкие самоочищающие свойства этих почв, является недостаточное содержание в них микробных антагонистов кишечной группы. Процент к общему количеству выделенных нами из разных почв антагонистов колеблется между 0,8 и 5.
Выживаемость этих микробов в приведенной группе почв по сезонам резко отличается от выживаемости во всех других исследованных нами почвах, не показывая закономерного нарастания сроков от весны к лету и осени (см. табл. 2).
Приведенные данные выживаемости, как и результаты химических и микробиологических исследований каштановых, черноземных, черноземовидных и древнеаллювиальных почв, позволяют отнести их к почвам со слабыми самоочищающими свойствами.
2*
10
Выводы
1. Сравнительная оценка результатов исследований самоочищающих свойств основных типов почв Грузии позволяет разделить их на три основные группы. К одной группе относятся почвы с высокими самоочищающими свойствами — краоноземные, желтоземные и подзолистые, к другой — почвы с более слабыми самоочищающими свойствами — каштановые, черноземные, черноземовидные и древнеаллювиальные. Горнолесные почвы занимают промежуточное положение между этими группами.
2. Анализ полученных данных позволяет считать, что ведущим фактором выживаемости коли-тифозных микробов в почве является наличие и характер в ней подвижных органических и минеральных соединений. Почвы с указанными свойстзами (каштановые, черноземные) требуют особого подхода при проведении на них комплекса санитарно-агротехни-чееких мероприятий (применение органических удобрений, закладка компостов).
3. К другим факторам самоочищения почвы относится наличие в ней микробных антагонистов, что является преимуществом почв с кислой или слабокислой реакцией.
4. Исследованиями установлено, что характер развития микробиологических процессов в почвах по сезонам неодинаков. В каштановых, черноземных и черноземовидных почвах микробиологические процессы больше выражены весной и падают к лету. В остальных изученных нами почвах Грузии микробиологические процессы возрастают от весны к лету и осени.
Указанной закономерности в оановном следует выживаемость микробов кишечной группы в почвах по сезонам.
ЛИТЕРАТУРА
Былинкина В Н., Микробиология, 1940, т. IX, № 2, стр. 129—142. — Г у д-кова Т. В., Гиг. и саи., 1951, № 5, стр. 41—44.—Д а р а с е л « я М. К., Красноземные и подзолистые почвы Грузии и их использование под субтропические культуры, Махарадзе — Аиасеули, 1949. — Захаров С. А., Почвоведение, 1946, № 4, стр. 243—251.—Кузнецов С. И., Микробиология, 1949, т. XVIII, в. 3, стр. 203—214 . — М и ш у с т и н Е. Н., Микробиология, 1948, т. XVII, № 3, стр. 201—207. — П е р цовск а я М. И., Гиг. и сан., 1940, № 12, стр. 29—34,— Она же, Гиг. и сан., 1940, № 1, стр. 22—27. — Она же. Гиг. и сан.. 1951, № 6, стр. 15—19.—Пиковская Р. И., Микробиология. 1948, т. XVII, в. 5, стр. 362—370. — Сабашвили М. Н., Почвы Грузии, Тбилиси, 1948. — Хлебни-к о в Н. И., П е р ц о в с к а я М. И., Крамарова Е. С. и Альф С. Л., Санитарное исследование почвы населенных мест, М., 1951. — Ш в е ц о в а О. И., в кн.: Труды ин-та с.-х. микробиологии, т. IV, в. 1, стр. 133—147, М.—Л., 1930.—Она ж е, в кн.: Труды Всес. ин-та с.-х. микробиологии, т. IV, в. 3, стр. 11—27, М.—Л., 1931.
Поступила 4 /VI 195
-Й- -¿Г -Й-
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИЯ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Ю. Г. Балашко, Н. Г. Гусев, М. А. Дембровский, С. И. Квасова
Определение полного количества радия, находящегося внутри организма, может быть произведено двумя взаимодополняющими измерениями: измерением т -излучения от радия, находящегося внутри организма, и измерением концентрации радона в выдыхаемом воздухе.
Необходимость в таких одновременно производящихся измерениях основывается на том, что радий, попавший внутрь организма, не находится в равновесии со своими 7-активными продуктами распада (главным образом ЯаВ и 1?аС), поскольку некоторая доля продуктов распада радия
