CC BY
16УДК 631.427.22
ОБЩАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ ПОСТМЕЛИОРИРОВАННОГО ЛЁССА
ПРЕДГОРИЙ ЗАИЛИЙСКОГО АЛАТАУ
А.Т. Сейтменбетова
КазНИИ почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова, 050060, Алматы, пр. Алъ-Фараби, 75в. seytmenbetova77@maiI.ru
В статье рассматриваются основные группы микроорганизмов постмелиорированного лёсса: бактерии, актиномицеты и микроскопические грибы. Показана их роль в процессах трансформации и почвообразования.
ВВЕДЕНИЕ
Предгорные районы юга-востока Казахстана находятся в благоприятных климатических условиях, располагают плодородными почвами и являются перспективными для развития орошаемого земледелия. При освоении новых земель под орошение, в результате планировочных работ, значительные площади пашни предгорий потеряли верхний гумусовый слой и на дневной поверхности обнажилась материнская почвообразующая порода - лёсс и лёссовидные суглинки. Восстановление плодородия антропогенно-нарушенных орошаемых земель является актуальной задачей почвоведения и экологии.
В условиях Казахстана, с его многочисленными горными и строительными разработками, карьерами, терриконами, широким размахом геолого-разведочных работ, актуальность наших исследований приобретает большое значение.
Группой ученых Казахского национального аграрного университета под руководством профессора Т. Тазабекова [1, 2] разработан экологически безопасный метод восстановления плодородия обнаженного почвогрунта (лёсса] путем биологической мелиорации: минеральные, органические, биоорганические удобрения, посев и сидерация многолетних трав. Данная работа, является логическим продолжением выше отмеченных научных изысканий и посвящена
изучению общей численности микроорганизмов в условиях первичного почвообразовательного процесса на постмели-орированном лёссе, оставленном в стадии естественного зарастания.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом наших исследований явилась материнская почвообразующая порода предгорных тёмно-каштановых почв Заилийского Алатау-лёсс.
Полевые исследования проводились в Талгарском отделении учебно-опыт-ной станции Казахского национального аграрного университета в условиях мел-коделяночного полевого опыта, заложенного по методике С. А. Захарова [3]. Схемой опыта предусмотрено 24 вари-анта. Общая площадь каждой делянки 2 м2. Весной 1991 года делянки были заполнены чистым лёссом до глубины 60 см, мелиорированы и впоследствии оставлены в стадии естественного зарастания.
Исследование микроорганизмов нами проводилось в 2002-2004 годах на восьми вариантах опыта: контроль (лёсс чистый], лёсс + солома 19,8 т/га, лёсс + солома 59,4 т/га, лёсс + биогумус 9 т/га, лёсс + биогумус 27 т/га, А (с 1971 г.] естественный горизонт тёмно-каштановой почвы (К3], лёсс + навоз 19,7 т/га и лёсс (с 1971 г.). Определение и учёт общей численности микроорганизмов проводили методом посева почвенной суспензии на твердые питательные среды (МПА - мясо-пептонный агар, КАА
- крахмало-аммиачный агар, среда Чапека) [4]. С помощью металлического совка образцы почвообразующей породы отбирались с глубины 0-10 см в стеклянные банки, закрывались ватно-марлевыми пробками и анализировались.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Процесс изменения и трансформации растительных остатков в перегной, помимо почвенных животных, происходит под влиянием ассоциаций микроорганизмов, обладающих разносторонними биохимическими функциями. В трудах М. С. Гилярова [5], Д. Г. Звягинцева [6], Е. Н. Мишустина [7], Т. В. Аристовской [8], З.Ф. Тепляковой [9] и Ш.А. Чулакова [10] отмечена огромная их роль в почвообразовании, особенно в превращении органичес-
Таблица1
Полученные нами данные показали, что во всех вариантах опыта основную массу микроорганизмов постмелиориро-ванного лёсса составили бактерии-
ких соединений, и повышении плодородия почвы.
Разложение органических остатков высших растений, поступающих в мелиорированный лёсс, под воздействием микроорганизмов протекает по двум основным направлениям: минерализация до конечных продуктов с высвобождением минеральных элементов, С02 и воды и разложение с прохождением стадии гумификации, обеспечивающее синтез биологически устойчивых органических соединений гумусовой природы.
Результаты изучения численности микроорганизмов постмелиорирован-ного лёсса в сезонной динамике представлены в таблице 1.
аммонификаторы, усваивающие органические формы азота (МПА) (таблица 1).
Известно, что данная группа микроорганизмов является наиболее распрос-
- Численность микроорганизмов в постмелиорированном лёссе предгорий Заилийского Алатау (0-10 см, среднее за 2002-2004 г.г.]
Варианты опыта Бактерии МПА, млн/г Актиномицеты КАА, млн/г Микроскопические грибы Чапек, тыс/г
весна лето осень весна лето осень весна лето осень
Контроль (лёсс чистый) 5,77 6,48 3,12 2,10 2,20 1,92 9,10 9,90 6,50
Лёсс + солома 19,8 т/га 6,26 7,20 3,88 2,60 3,10 2,02 9,50 10,30 7,20
Лёсс + солома 59,4 т/га 7,28 8,10 4,22 3,10 3,50 2,14 10,20 11,20 7,70
Лёсс + биогумус 9 т/га 5,86 6,33 3,70 3,20 2,85 2,20 10,80 11,80 8,10
Лёсс + биогумус 27 т/га 6,12 6,47 4,10 3,38 3,55 2,35 11,20 12,20 8,60
А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно-каштановой почвы (Кз) 7,02 7,18 4,70 3,45 2,68 2,30 11,90 12,50 8,00
Лёсс + навоз 19,7 т/га 5,26 6,14 3,10 4,04 2,20 2,44 10,00 10,90 6,80
Лёсс (с 1971 г.) 4,32 3,65 2,62 2,01 2,15 1,60 9,20 10,00 6,40
траненной и составляет 58-91 % от общей численности микробного населения почвы [11]. Изучению роли спорооб-разующих бактерий в почвообразовательных процессах посвящены многочисленные исследования. Так, E.H. Мишустиным [12] установлено, что по мере формирования и развития почвы количество бактерий - аммонификато-ров возрастает.
В нашем опыте встречены такие баци-ларные формы как Вас. megaterium, Вас. mesentericus, Вас. idosus, Вас. cereus и другие, которые имеют обширный ареал распространения и составляют важную часть почвенной микрофлоры.
В условиях нашего опыта наибольшее содержание аммонификаторов наблюдалось на вариантах лёсса с последействием соломы (19,8; 59,4 т/га], при этом увеличение дозы соломы почти в три раза не оказало существенного влияния на количество бактерий.Численность бактерий в лёссе в большей степени возрастала при последействии нетрадиционных органических удобрений (биогумус 9; 27 т/га] по сравнению с традиционными формами (навоз 19,7 т/га]. Так же как и в вариантах с последействием соломы увеличение нормы внесения биогумуса в три раза не оказало существенного влияния на активизацию бактерий (таблица 1).
Среди изучаемых вариантов опыта самая высокая численность аммонификаторов установлена нами на варианте А (с 1971 г.] естественный горизонт тёмно-каштановой почвы (К3], а самая низкая -на варианте лёсс (с 1971 г.).
После микроорганизмов растущих на МПА второе место в условиях нашего опыта занимают актиномицеты, использующие минеральные формы азота (КАА). Данная группа микроорганизмов рассматривается как переходная между бактериями и грибами и имеет весьма широ-
кое распространение во всехтипахпочв.
Известно, что в почве актиномицеты разрушают и потребляют клетчатку, гемицеллюлозу, белки и даже лигнин [13]. Ихудельный вес по сравнению с бактериями и грибами возрастает в почвах с пониженной влажностью и высокой температурой [11]. В большинстве актиномицеты являются сапрофитами, питаются отмершими остатками корней и корневыми выделениями. В совокупности с другими микроорганизмами играют они важную роль в образовании гумуса почвы.
Анализ численности актиномицетов по вариантам опыта показал, что наибольшее влияние на их активизацию в лёссе оказало последействие навоза (19,7 т/га], затем за ним следует вариант с последействием биогумуса и менее значимым в активизации актиномицетов вариант с последействием соломы. Высокая численность актиномицетов установлена также на варианте А (с 1971 г.] естественный горизонт тёмно-каштановой почвы (К3], а самая низкая на варианте лёсс (с 1971 г.] (таблица 1).
Третье место в микрофлоре постме-лиорированного лёсса занимают микроскопические грибы, развивающиеся на среде Чапека. Известно, что почвенным грибам принадлежит ведущее место в почвообразовании и гумусообразо-вании, поскольку они, обитая как в почве, так и в подстилке, растительном опаде синтезируют большое количество протоплазмы, увеличивая тем самым содержание органических веществ почвы [11].
Нами были установлены грибы рода Pénicillium, Aspergillus и Trichoderma. Свои потребности в азоте, углероде и других элементах питания они удовлетворяют за счет разложения органических растительных остатков.
Изучение численности микроскопических грибов показало их значительное
увеличение на вариантах лёсса с последействием биогумуса (9; 27 т/га]. При этом при увеличении дозы биогумуса значительных различий в численности грибов не установлено (таблица 1).
Последействие соломы также оказало положительное влияние на рост численности грибов, но меньше по сравнению с биогумусом.
Смена отдельных периодов года вносит существенные изменения в жизнедеятельность почвенной микрофлоры. Как известно минимальная температура, при которой еще возможна жизнедеятельность большинства почвенных микробов, равна приблизительно 3°С. Ниже этой температуры развитие их обычно прекращается. Максимальная температура около 45°С. Оптимальная температура чаще всего в пределах 20-35°С. При влажности почвы около 20-30 %, процессы разложения обычно достигают наибольшей интенсивности.
Полученные данные по общей численности почвенных микроорганизмов показали, что жизнедеятельность бактерий, актиномицетов и микроскопических грибов постмелиорированного лёсса особенно интенсивно протекала в летние месяцы. Так, на всех вариантах с последействием биологической мелио-
рации почвообразующей породы количество бактерий-аммонификаторов в среднем за три года исследований было на 0,82-0,88 выше по сравнению с весенними и на 3,04-3,88 млн./г почвы осенними сроками (таблица 1).
Численность актиномицетов летом также выше по вариантам лёсс + солома 19,8 т/га, лёсс + солома 59,4 т/га, лёсс + биогумус 27 т/га. На варианте лёсс + биогумус 9 т/га и лёсс + навоз 19,7 т/га наибольшее количество отмечено весной.
В сезонной динамике микроскопических грибов наибольшая их активизация также выявлена в летние месяцы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обобщая полученные экспериментальные данные по общей численности микроорганизмов постмелиорированного лёсса, можно сделать заключение о положительном влиянии на интенсивность и направленность их биохимической деятельности всех приёмов биологической мелиорации (солома, биогумус, навоз]. При этом наибольшее увеличение численности бактерий нами установлено на варианте лёсса с последействием соломы, актиномицетов - на варианте лёсса с последействием навоза и грибов на варианте лёсса с последействием биогумуса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тазабеков Т.Т. Плодородие горных и предгорных почв. Алматы. Кайнар. 1977. 192 с.
2. Тазабекова Е.Т. Ферментативная активность почв и пути её регулирования. Алматы. 1997. 184 с.
3. Захаров С.А. Плодородие глубоких горизонтов почв ... Северного Кавказа и Дона. Ростов. Т. 2. в. 4.1946.
4. Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: Просвещение. 1977. 128 с.
5. Гиляров М.С. Индикационное значение почвенных животных при расчетах по почвоведению, геоботанике и охране природы. // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М.: Наука. 1976. С. 9-18.
6. Звягинцев Д.Г. Строение и функционирование комплекса почвенных микроорганизмов. //Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС. 1999. С. 101-112.
7. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. М.: Наука. 1975. 106
8. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.-Л.: Наука. 1965. 187 с.
9. Теплякова З.Ф. Микробное население почв Казахстана. // Микрофлора почв южной части СССР. М.: Наука. 1966. С. 189-226.
10. Чулаков Ш.А. Влияние вертикальной зональности почв на почвенную микрофлору. Автореф...к.б.н. Алматы. 1953. 15с.
11. Особенности почвообразования и свойств горных почв Тянь-Шаня. Фрунзе: Илим. 1980. 164 с.
12. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. М: Наука. 1975. 106
13. Титов B.C. Основные черты зональности в растительном покрове УзССР и соседних районов Средней Азии. // Материалы к первому съезду ученых Узбекистана. Тезисы докладов и содокладов. Секц. бот. Ташкент. 1937. С. 118-125.
ТУЙ1Н
Мацалада мелиорациядан кейшп лёстщ микроорганизмдершщ непзп тобы: бак-териялар, актиномицеттер жэне микроскопияльщ сацырау^улацтар карастырылган. Олардыц трансформация жэне топырацтузу процесстершдеп 1^ызмет1 керсет1лген.
SUMMARY
In article the basic groups of microorganisms of the postreclaimed loess are considered: bacteria, actinomyces and microscopic mushrooms. Their role in transformation and soil formation processes is shown.
