CC BY
3
УДК 6I4.77I:[662.965:621.4361-07:614.774:579.841.3
Л. В. Алтон
РАЗВИТИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ БАКТЕРИЙ И МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В СРЕДЕ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
Институт экспериментальной биологии АН Эстонской ССР, Таллин
Дизельное топливо может попадать в окружающую среду как при его транспортировке и перегрузке (в случае аварии), так и при неправильной эксплуатации или неисправности сельскохозяйственной техники. Вместе с тем угнетающее действие его на отдельные виды почвенных бактерий и микроскопических грибов изучено недостаточно.
Целью настоящей работы явилось изучение способности отдельных видов почвенных бактерий и грибов к развитию в средах, загрязненных дизельным топливом (ДТ).
Объектами исследования служили 9 видов почвенных бактерий [5], полученные в Отделе типовых культур микроорганизмов АН СССР, и 17 видов микроскопических грибов, которые были выделены нами из дерново-средне-подзолистой почвы и идентифицированы в Эстонском НИИ земледелия и мелиорации [7]. В эксперименте использовали штаммы изучаемых видов бактерий и грибов, выживаемость которых при более низких температурах почвы и способность к развитию были проверены в ранее проведенном исследовании [1, 2].
Опыт проводили с дерново-среднеподзолистой почвой (Средняя Эстония). Агрохимические параметры почвы, определенные в Республиканской агрохимической лаборатории при Эстонском НИИ земледелия и мелиорации, были следующими: рН 5,9—6,2, содержание отдельных элементов (в мг на 100 г почвы)—Р205 21—24, Са 140—300, Мй 21—26, ЫН4 3—4, содержание гумуса 2,5—2,6% и общего азота 0,14—0,15%. Почву стерилизовали уоблуче-нием [6].
Способность изучаемых видов бактерий и грибов к развитию определяли на агаризованном почвенном экстракте (почвенный агар — ПА) [4] при добавлении ДТ в количестве 5, 10 и 17 мл на каждые 50 мл среды, а также на синтетической среде (СС), содержащей (в г/л) ЫН4МОз 1,0, К2НРО, 1,0, М£504 0,2, СаС12 0,02, а также РеСЬ (2 капли концентрированного раствора) [3] В СС добавляли 0,5 мл ДТ и делили ее на 2 части, в одну из которых добавляли 18 г/л №С1 и 2% агар-агара, в другую только 2 % агар-агара. Обе части среды стерилизовали при 0,5 атм. ДТ добавляли в колбы с питательной средой непосредственно до ее распределения по чашкам Петри. Колбы со средой нагревали до кипения и охлаждали до
40—45°С. ДТ брали стерильной пипеткой, после внесения его в среду колбу встряхивали так, чтобы ДТ оказалось более или менее равномерно распределенным как внутри, так и на поверхности среды. Бактерии, предварительно выращенные на мясопептонном агаре (МПА) при 18—20 °С в течение 5 сут (грибы на суслоагаре — CA при 18—20 °С в течение 10 сут), были высеяны на все перечисленные выше среды, каждый вид отдельно. Почвы выдерживали при температурах 18—20, 4—6 и 0—2 "С.
Контролем служили посевы грибов на СС и ПА без добавления ДТ. Необходимые сроки выдерживания посевов при разных температурах (продолжительность лаг-фазы) определяли экспериментально. Посевы инкубировали в зависимости от вида бактерий или грибов и от состава среды при 18—20 "С 2—10 сут (бактерий) и 5—15 сут (грибы), а при 4—6 и 0—2"С — соответственно 5—30 и 50—90 сут (бактерий) и 10—40 и 25—100 сут (грибы).
Исследование показало, что все изучаемые виды бактерий способны к развитию на ПА при температуре 18— 20 °С как без добавления ДТ, так и при добавлении в среду ДТ в количестве от 5 до 17 мл (табл. 1). Исключение составили В. polymyxa при содержании ДТ 10 и 17 мл и В. polymyxa и Ps. denitrific^ns при содержании ДТ 17 мл. При температуре среды 4—6°С количество видов бактерий, способных к развитию при добавлении в среду ДТ, уменьшалось при количестве ДТ 10 мл до 4 и при ДТ 17 мл до 1 (Ps. aeruginosa) из 9 исходных видов бактерий. При температуре среды 0—2 °С в присутствии ДТ развивались только штаммы Ps. fluorescens. Численность бактерий при добавлении в среду ДТ по сравнению с таковой без добавления ДТ, значительно уменьшалась. ДТ в количестве 5 мл (на 50 мл среды) при 18—20 °С не угнетало рост изучаемых видов грибов (табл. 2). Исключение составили 4 вида грибов, численность которых при добавлении ДТ резко уменьшалась. При количестве 10 и 17 мл ДТ росло соответственно 12 и 10 из 17 исходных видов грибов. При температуре среды 4—6 °С количество видов грибов, способных к росту при добавлении в среду ДТ, уменьшалось до 9, 7 и 5 видов при количестве ДТ 5, 10 и 17 мл соответственно. При температуре 0—2 °С в присутствии ДТ росли только
Таблица 1
Количество почвенных бактерий (1-106), развивающихся на почвенном экстракте при разных температурах в присутствии ДТ
Количество ДТ на 50 мл среды, мл
Вид бактерий 0 5 10 17
температура инкубирования посевов, "С
18 — 20 4 —6 0—2 18 — 20 4 — 6 0-2 18 — 20 4—6 0-2 18 — 20 4 — 6 0-2
В. mycoides 40 _ _ 20 _ _ 15 _ _ 0,03 _ _
В. cereus 49 — — 53 — — 0,5 — — 0,03 — —
В. subtilis 5000 — — 60 — — 40 — — 0,25 — —
В. megatherium 6700 4500 — 5000 2900 — 26 0,68 — 0,004 — —
В. pumilus 8500 7000 — 68 0,85 — 0,74 0,31 — 0,009 — —
В. polymyxa 30 20 — 0,14 0,009 — — — — — — —
Ps. denilrificans 9300 7000 2600 1100 29 — 0,3 — — — — —
Ps. aeruginosa 7400 5500 — 1900 27 — 62 0,13 — 0,007 0,002 —
Ps. fluorescens 4500 1800 50 3800 61 18 45 18 — 0,006 — —
Примечание. Здесь и в табл. 2 прочерк — развитие не отмечалось.
Таблица 2
Количество почвенных грибов (1-Ю3), развивающихся на агаризованном почвенном экстракте при разных температурах
в присутствии ДТ
Количество ДТ на 50 мл среды, мл
0 ¡ S ¡ Го ¡ ¡7
температура инкубирования посевов, °С
18-20 4—6 0-2 18 — 20 4—6 0 — 2 18 — 20 4 — 6 0 — 2 18—20 4 -6 0 — 2
Verticillium effusum 8 0,03
Trichoderma viride 5 — — 7 — 0,02 — — 0,02 — —
Cephalasporium acre-
monium 16 10 0,04 20 15 — 17 0,06 — 0,05 0,02 — -
Aureobasidium pullu-
lans 14 9 — 16 0,06 — — — — — — —
Chaetomium globosum 7 5 3 10 6 — 3 2 — 2 — —
Acremonium vitis 42 37 25 56 0,14 — 30 0,C9 — — — —
Gliocladium penicilloi-
des 11 8 0,05 0,06 — — — — — — — —
Botrytis cinerea 69 75 46 50 39 — 50 47 — 37 12 —
B. bassiana 105 90 85 87 60 — 34 39 — 20 10 —
Penicillium pfefferia-
num 64 49 18 51 32 15 27 14 9 20 18 0,02
P. canescens 51 60 44 55 39 18 30 27 — 26 12 —
P. nigricans 17 20 0,05 0,06 0,03 — — — — — — —
P. lilacinum 4 0,02 — 0,01 — — — — — — — —
Fusarium oxysporum 7 3 — 4 — v ^r..' 0,02 — — 0,01 — —
F. nivale 5 5 0,03 3 — — 2 — — 0,02 — —
F. merismoides 9 10 7 5 — — 0,02 — — — — —
F. culmorum 15 17 8 12 — — 6 — — 0,03 — —
Р. рГеГГепапит и Р. сапезсепз. Численность грибов при добавлении в среду ДТ понижалась в зависимости от вида гриба и температуры среды у некоторых видов в 102—104 раз.
На СС в присутствии ДТ как единственного источника углерода при температуре 18—20°С росло 5 видов бактерий и 6 видов грибов. При снижении температуры среды до 4—6°С к росту были способны только грибы (5 видов). Их численность при температуре 4—6 °С резко снижалась и при 0—2 °С изучаемые бактерии и грибы на этой среде не росли.
Исследование показало, что ингибирующес действие ДТ на рост и жизнеспособность почвенных бактерий и грибов различается в зависимости от их вида, а также штамма одного вида и температуры среды; в частности, оно усиливается как при снижении температуры среды, так и при увеличении дозы загрязненности среды ДТ. При этом отдельные виды микроскопических грибов оказались менее чувствительными к его действию, чем бактерии. Изученные виды почвенных бактерий и грибов по влиянию на их жизнедеятельность ДТ можно было бы разделить на 3 группы. К 1-й группе относятся виды бактерий и грибов, развитие которых под влиянием ДТ прекращается и они через некоторое время погибают. Развитие бактерий и грибов 2-й группы при благоприятной температуре, хотя и замедленными темпами, но продолжается, однако в качестве источника углерода они ДТ не употребляют. Зато бактерии и грибы 3-й группы способны потреблять ДТ в качестве единственного источника углерода. Количество бактерий и грибов 3-й группы невелико, и использовать ДТ в процессах метаболизма они способны только при температурах среды, более близких к оптимальным температурам их развития в природе. Можно предположить, что именно эти виды бактерий и грибэв в
большей или меньшей мере участвуют в микробиологиче« скйх процессах деградации ДТ в природе.
Нами доказано, что загрязнение почвы ДТ тормозит развитие многих видов почвенных бактерий и грибов, обеспечивающих плодородие почвы.
Процессы микробиологического восстановления качества почвы, загрязненной ДТ, вероятно, происходят очень замедленными темпами и в холодное время года вообще прекращаются. ДТ остается при этих условиях в почве на долгое время, может проникать в водоемы, а его летучие компоненты могут поступать в атмосферный воздух. Угнетающее действие ДТ на развитие бактерий и микроскопических грибов особенно сильно проявляется осенью или зимой, когда температура почвы опускается до нуля и ниже.
Литература
1. Алтон Л. В. // Микробиол. журн.— 1983. — Т. 45, № 4.— С. 16—21.
2. Алтон Л. В. //Там же.— 1985.— Т. 47, № 5. — С. 68— 72.
3. Ворошилова А. А.. Дионова Е. В. II Микробиология. — 1952.— Т. 21, № 4.— С. 408—415.
4. Методы почвенной микробиологии и биохимии.—М., 1980.
5. Bergeys Manual of Determinative Bacteriology. — 8-th Ed. —Baltimore, 1975.
6. Bowen H. J. M. II Soil Sei. — 1964, —Vol. 97, N 4. — P. 255—260.
7. Giltnan G. I. A Manual of Soil Fungi. — The Iowa State College Press. Amer., 1957.
Поступила 17.03.87
