CC BY
37
АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК 631.466.1: 631.95 Л.Н. Коробова
ПОТЕНЦИАЛЬНО ПАТОГЕННЫЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ФИТОТОКСИЧНЫЕ ГРИБЫ В ПАХОТНЫХ И ВЫВЕДЕННЫХ ИЗ ПАШНИ ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Проблема «fungi of medical interest» в последние годы активно отслеживается в литературе [1, 2]. Медики назвали почвенные грибы, способные вызывать заболевания человека, потенциально патогенными. Они вызывают аллергии или локальные микозы, но в организме ослабленных людей распространяются шире. Сейчас известно примерно 350 видов подобных оппортунистических ми-целиальных грибов и дрожжей. Оценку содержания этой группы мицелиальных грибов в черноземах северной и южной лесостепи Приобья и в степи Северной Кулунды провели, основываясь на руководстве по идентификации патогенных и условно патогенных для человека грибов, подготовленном Справочной микологической лабораторией Медицинского центра при Техасском университете [3]. В Приобье исследовали чернозем выщелоченный среднемощный среднегу-мусный тяжелосуглинистый, в Кулунде — чернозем южный с малой мощностью гумусового горизонта. Для анализа взяли агроценоз картофеля в Новосибирском Приобье, агроценозы яровой пшеницы в Алтайском Приобье и Кулунде (плоскорезная обработка почвы), залежи 3-6 лет, залежи 8-11 лет (в степи 5-8 лет) и целину.
Изоляты микромицетов выделяли из свежих образцов на среде Чапека со стрептомицином и идентифицировали до вида по соответствующим определителям. Таксономическая принадлежность изолятов уточнялась к.б.н. Т.Т. Кузнецо-
вой. Токсикогенность грибов и почвы устанавливали по подавлению прорастания семян и роста проростков растений, для чего их семена замачивали на час в почвенной вытяжке или в культуральной жидкости грибных изолятов. Критерием токсикогенности микромицетов и почвы служило уменьшение всхожести, ростовых и весовых параметров кресс-салата сорта Весенний [4].
Из черноземных почв изученных территорий было выделено по 20-22 вида оппортунистических микромицетов. Основная масса этих видов относится к группе грибов, которые сравнительно редко вызывают заболевания. Однако около трети выделенных видов известны как возбудители глубоких микозов человека. Это Aspergillus fumigatus, A. fla-vus, A. niger, A. ustus, Fusarium ox-ysporum, F. solani, Paecilomyces varioti и др. Разнообразие этих видов несколько выше в южнее расположенных зонах, что согласуется с данными микологов по европейской части России [1]. Так, из чернозема выщелоченного северной лесостепи Приобья выделено 7 видов патогенных грибов, а из чернозема южной лесостепи и степи — по 9-10 видов, что, вероятно, связано с приуроченностью аспергиллов, широко представленных в этой группе, к теплым зонам.
Доля потенциально патогенных и условно патогенных для человека видов в сообществах почвенных грибов колеблется в пределах 40-60%. В агроценозах
предел сужается до уровня 50-60%. В залежах южных районов он опускается до 40%, в залежах северной лесостепи остается на уровне агроценоза. В целинном черноземе присутствие оппортунистических видов составляет 55-60% от общей видовой структуры микоценоза. Обилие грибов (в долях от общего обилия) повторяет эту закономерность, за исключением целинного южного чернозема, где их содержание падает.
В целом в черноземных почвах нашего региона уровень присутствия плесеней, потенциально патогенных для человека и животных, можно охарактеризовать как высокий. Если говорить о возможном влиянии на него условий восстанавливающихся почв и их растительности, то в южных районах есть тенденция снижения присутствия возбудителей заболеваний в залежах по сравнению с пахотной почвой и целиной.
Другая сторона характеристики почвенного грибного сообщества — наличие в нем микроорганизмов, образующих фитотоксические вещества. Экологическая роль токсинов сапрофитных грибов проявляется во влиянии на микроорганизмы почвы и в воздействии через почву на растения [5]. В этом случае снижается фотосинтетическая активность растений, нарушаются их обменные процессы, падает урожайность сельскохозяйственных культур.
Фитотоксины продуцировали многие выделенные нами грибы. Среди них наиболее активными были следующие виды: Л. fumigatus, Л. niger, F. ох-ysporum, F. solani, PeniciШum
cаnescens, Р. сіїгїпит, Р. exspansum, Р. funiculosum, Р. martensii, Р. рахІІІІ, Р. steckii, Р. гиЬгит. Бульшая доля ток-синообразователей в структуре грибного сообщества всех изученных зон приходилась на агроценоз. В северной лесостепи она достигла в среднем по шести учетам (30 анализов) 69,7%, в южных зонах составила 80-89,1%. В залежах токсинообразователи были представлены меньше. В северной лесостепи их доля снижалась на 9,7%, в южной лесостепи и степи — на 29,4 и 21,4%. В среднем в залежах всех трех зон видовое богатство микоценозов на 60% определялось токсинообразующими для растений видами. В целинных аналогах почв Приобья токсинообразователи была представлены так же, как в агроценозе, а в степи - на уровне 60%.
В соответствии с изменениями в структуре микоценоза менялась фитотоксичность почвы. Суммарное присутствие токсинов в почве показано на рисунке по их биологическому действию на кресс-салат. На залежах ростовые процессы в растениях не нарушались или нарушались слабо. В пашне выявлена максимальная фитотоксичность, что связано с развитием утомляемости почвы. Основной вклад в ее создание вносили почвенные грибы, поскольку между их численностью и прорастанием тест-культуры в почвах установлена тесная обратная корреляция, г = -0,80±0,04.
В изученных почвах выявлено видовое сходство в таксономической структуре токсинообразователей (табл.).
агроценоз залежь 3-6 залежь 8-лет 11 лет
целина
Рис. Развитие корневой системы кресс-салата в черноземах Западной Сибири разной степени зацелинения
Таблица
Сходство по токсинообразователям в грибных сообществах черноземов между соответствующими стадиями их зацелинения
Ks по токсинообразователям, балл Ks по токсино-образователям-доминантам, балл
Пары сравнения агроценоз залежь З-6 лет т е л - 00 ь ж е л а з целина з о н е г о р г а залежь З-6 лет т е л - 00 ь ж е л а з анилец
Чв северной лесостепи с Чв южной лесостепи Приобья 4 4 З З З 4 2 2
Чв северной лесостепи с Чю Кулундинской степи З З З 4 2 З 1 1
Чв южной лесостепи с Чю Кулундинской степи 4 З З 4 1 2 1 1
Примечание. 1 — резкие границы различий, К5 < 35%; 2 — хорошие границы различий, 35% < К5 < 45%; 3 — четкие границы различий, 45% < К5 < 55%; 4 — слабые границы различий, К5 > 55%.
В агроценозе и в целинной почве эти виды менее разнообразны. В залежах встречается несколько больше специфичных для зоны токсинообразователей. В то же время комплекс доминантов-токсинообразователей наиболее похож в малолетних залежах. В агроценозах он отличается сильнее, а в целинной почве и в восстанавливающейся в течение десяти лет залежи вообще имеет незначительное количество общих видов.
Таким образом, черноземы Западной Сибири в составе микоценозов содержат гораздо больше токсичных форм грибов, чем в Европейской части страны, где, по данным ВНИИСХ микробиологии [6] их количество колеблется в пределах 15-26% от числа выделенных. Токсичные виды микромицетов распространены больше в освоенной почве. Несмотря на различия в агротехнологиях, комплекс токсинообразователей в изученных агроценозах имеет выраженное сходство. Черты зональных отличий он приобретает примерно к 10 годам восстановления черноземов.
Библиографический список
1. Марфенина О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов / О.Е. Марфенина. М.: Медицина для всех, 2005. 195 с.
2. Perfect J.R. The New Fungal Opportunists are coming / J.R. Perfect, W.A. Schell // Clinical Infection Diseases. 1996. Vol. 22. P. 112-118.
3. Саттон Д. Определитель патогенных и условно патогенных грибов / Д. Саттон, А. Фотергилл, М. Ринальди. М.: Мир, 2001. 468 с.
4. Гродзинский А.М. Сравнительная оценка методов изучения аллелопатиче-ского почвоутомления / А.М. Гродзин-ский, Л.Д. Юрчак, Э.А. Головко и др. // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. Л., 1977. С. 5З-64.
5. Мирчинк Т.Г. Фитотоксины почвенных сапрофитных грибов и их роль в системе почва-растение / Т.Г. Мирчинк //Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. Л.: ВНИИ с.-х. микробиологии, 1978. С. З1-З9.
6. Берестецкий О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль / О.А. Берестецкий // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. Л.: ВНИИ с.-х. микробиологии, 1978. С. 7-З1.
+ + +
