Сообщества инфузорий в почвах Красноярского края Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 593.17

СООБЩЕСТВА ИНФУЗОРИЙ В ПОЧВАХ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

© А.Г. Карташев, Н.А. Залялетдинова

Ключевые слова: инфузории; численность; разнообразие; почвенный горизонт.

Изучены видовой состав, численность и распределение инфузорий в верхних почвенных горизонтах. Обнаружено 13 видов почвенных инфузорий, относящихся к подклассу СШа1а, - ресничные инфузории, к 6 отрядам и 9 семействам. Впервые описаны сообщества почвенных цилиат, характерные для почв Красноярского края. Выявлены виды инфузорий, составляющие основу сообществ, характерные для различных типов почв. Выявлены изменения сообществ цилиат в первых двух почвенных горизонтах Красноярского края.

Почвенные инфузории - многочисленная группа простейших организмов биотической составляющей почв [1]. В зависимости от типа почв меняется структура сообществ инфузорий [2]. Большинство почвенных инфузорий питаются бактериями, регулируют их численность, уничтожают патогенных бактерий. Участвуют в процессах продукции и деструкции органического вещества, выделяют биологически активные вещества, стимулирующие деятельность микроорганизмов. Инфузории играют важную роль в процессах почвообразования [3-7].

Биоиндикация с использованием инфузорий позволяет оценить интенсивность биогенных процессов почв различного типа [2]. В России достаточно подробно исследованы почвенные циллиаты на территории Среднего Приамурья Хабаровского края. Остальные регионы изучены значительно хуже [8]. Сведения о закономерности распределения инфузорий в почвах Центральной Сибири полностью отсутствуют в литературе. Целью работы является изучение сообществ почвенных инфузорий в различных типах почв Красноярского края.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследовался видовой состав и численность почвенных инфузорий на территории Красноярского края. Пробы почв отбирались в четырех районах: Тэтрском, Юдоконском, Верхнеманзийском и Карабульском. Почвенный покров указанных районов представлен дерново-подзолистой, мерзлотно-таежной, таежной торфяноперегнойной, таежно-гумусовой почвой, песчаниками и суглинками. Исследуемая территория входит в северную часть подзоны смешанных и мелколиственных лесов, повсеместно преобладают сочетания хвойных пород (ель, сосна, лиственница) с осиной и березой. Образцы почвы отбирали из поверхностных горизонтов: А0 (0-5 см) и А1 (5-10 см).

Оценивался видовой состав, количество почвенных инфузорий в 1 г абсолютно сухой почвы и изменения сообществ по вертикальному профилю. Учет инфузорий проводился методом предельных разведений навески почвы жидкой питательной средой, сенного настоя с почвенной вытяжкой. Подсчет почвенных инфу-

зорий проводили прямым микроскопированием (х40) в 1 мл почвенной суспензии, приготовленной из 1 г почвы с небольшим количеством дистиллированной воды в соотношении 1:10. Из одной пробы почвы приготавливалось 7 пробирок с почвенными взвесями.

При определении видов почвенных цилиат использовали следующие определители [8-12]. Статистическая обработка материала проводилась табличном процессоре Microsoft®Excel 2010 и пакете Statistica 7.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Видовой состав и численность инфузорий по исследуемым типам почв Красноярского края представлен в табл. 1 и включает 13 видов инфузорий, относящихся к 6 отрядам и 9 семействам. Основная численность почвенных инфузорий сосредоточена в верхнем горизонте почвы А0 (0-5). В горизонте Aj (5-10) наблюдается снижение численности и видового разнообразия цилиофауны.

Анализ данных, представленных в табл. 1, позволил дифференцировать почвы в зависимости от видового разнообразия инфузорий. Максимальное видовое разнообразие сообществ инфузорий характерно для дерново-подзолистых почв, менее разнообразный видовой состав характерен для мерзлотно-таежных, торфяноперегнойных, песчаников и суглинков. Минимальное число видов инфузорий характерно для таежногумусовых почв. Необходимо отметить особенности структуры сообществ почвенных инфузорий Красноярского края. Основу сообществ почвенных инфузорий составляют 4 вида, которые являются общими для всех районов исследования, и 2 вида - Colpoda cucullus O.F. Muller и Colpoda maupasi Enriquez - присутствуют во всех пробах и распространены в Амурской области [8].

Встречаемость других видов инфузорий Aspidisca costata Kahl, Dileptus elephantinus Svec, Uroleptus musculus Stein, Balantiophorus elongatus Schewiakoff, Cirotolophosis mucicola Stokes, Glaucoma pyroformis Schewikoff существенно зависит от типа почв и может быть использована при их индификации. Редко встречающиеся одиночные виды инфузорий, 8 видов, можно рассматривать в качестве сопутствующих, характерных для относительно устойчивых сообществ с богатым

1512

Таблица 1

Численность инфузорий в почвах Красноярского края, 2013 г. (экз./кг)

Г оризонт, см Ресничные инфузории Мерзлотно- таежные Таежные торфяно- перегные Таежно- гумусовые Дерново- подзолистые Песчаники Суглинки

А0 (0-5) Класс Ciliata

Aspidiscacostata Kahl, 1932 3714±1148 4857±1223 4428±1702 4857±1223

Balantiophoruselongatus Schew.,1892 42142±1830 63571±2496

Colpodacucullus O.F. Muller,1786 47713±1978 52285±6562 23571±2827 249998±5170 20428±2045 23571±2827

Colpodamaupasi Enriquez,1908 51284±2058 43285±5837 257856±4181 19000±1838

Cirotolophosismucicola Stokes,1888 23999±1240 9142±1710 59856±1779 11857±1778 9142±1710

Glaucomapyroformis Schewikoff,1889 43857±4968 46713±2745

DileptuselephantinusSvec, 1897 11285±1106 6714±778 11285±1106

DileptusgigasClaparede et Lachm.,1859 12571±2934

Litonotusvarsavinsis Wrzesniowski, 1870 27571±4423

Oxytrichapillionella Stein, 1859 11142±633

Stylonichiapustulata Ehrenberg,19838 122142±3192

UroleptusmusculusStein, 1859 12857±2016 36713±1662 6142±1421

Vorticelllanebulifera O.F. Muller, 1786 22999±766

А1 (5-10) Aspidiscacostata Kahl, 1932

Balantiophoruselongatus Schew.,1892 43712±2996 25142±2857

Colpodacucullus O.F. Muller,1786 43427±1553 34571±2234 11857±1163 115713±2888 12714±1322 17714±2766

Colpodamaupasi Enriquez,1908 27857±1207 18857±1298 113427±5847 12857±2142 17142±1624

Cirotolophosismucicola Stokes,1888 23142±880 13857±2840

Glaucomapyroformis Schewikoff,1889 2142±508 16428±1862

DileptuselephantinusSvec, 1897 7428±528

DileptusgigasClaparede et Lachm.,1859 19142±1831

Litontusvarsavinsis Wrzens.,1870

Oxytrichapillionella Stein, 1859 28999±926

Stylonichiapustulata Ehrenberg,19838 20284±1930

UroleptusmusculusStein, 1859 8571±1674

Vorticelllanebulifera O.F. Muller, 1786 5857±1056

видовым разнообразием. Иллюстрацией высказанного положения являются среднестатистические данные видового разнообразия инфузорий в различных типах почв (рис. 1-4).

Сравнительный анализ данных, представленных на рис. 1-4, позволяет заметить, что с увеличением глубины почвенного горизонта происходят изменения структуры сообществ: снижение видового разнообразия, чис-

1513

Рис. 1. Сообщества почвенных инфузорий в различных типах почв Красноярского края, горизонт: А0 (0-5)

Рис. 2. Сообщества почвенных инфузорий в различных типах почв Красноярского края, горизонт: А0 (0-5)

Рис. 3. Сообщества почвенных инфузорий в различных типах почв Красноярского края, горизонт: А1 (5-10) 1514

Рис. 4. Сообщества почвенных инфузорий в различных типах почв Красноярского края, горизонт: А1 (5-10)

ленности и доминирующих видов почвенных инфузорий. Необходимо отметить, что в нижнем слое подстилки А! (5-10), в дерново-подзолистой почве отмечено 9 видов, для которых характерен слаборазвитый гумусовый горизонт. В таежно-гумусовой почве и песчаниках встречаются 1-2 вида в подстилке, обедненной гумусом.

Наиболее выраженное снижение показателей обилия организмов отмечается в таежно-гумусовых и песчаных почвах и не изменяется в мерзлотно-таежных почвах. Вероятно, изменения в численности инфузорий во втором почвенном горизонте связаны с уменьшением влажности и растворенного кислорода [13-14].

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Впервые описаны сообщества почвенных инфузорий, характерные для почв Красноярского края.

2. Выявлены четыре вида инфузорий, составляющие основу сообществ и характерные для всех видов почв (Colpoda cucullus O.F. M., Colpoda maupasi E., Cirotolophosis mucicola St.).

3. Определены виды инфузорий, характерные для различных типов почв, и сопутствующие виды.

4. Показаны изменения структуры сообществ инфузорий с глубиной почвенного слоя, приводящие к снижению показателей обилия в различных типах почв.

5. Выделенные сообщества почвенных инфузорий могут быть использованы при биоиндикации экологического состояния почв.

ЛИТЕРАТУРА

1. Никитина Л.И., Лукашук Н.П., Красненкова Е.И. Инфузории

пахотного горизонта агробиологической станции ХГПУ// Материалы 43 научной конференции ХГПУ. Хабаровск, 1997. С. 57-60.

2. Карташев А.Г. Биоиндикация экологического состояния окружающей среды. Томск, 1999. 192 с.

3. Бабенко А.С. Экология почвенных беспозвоночных. Томск, 2006. 104 с.

4. ГиляровМ.С., КриволуцкийД.А. Жизнь в почве. М., 1985. 191 с.

5. ГиляровМ.С., Строганова Б.Р. Количественные методы в почвенной зоологии. М., 1987. 288 с.

6. Козловская Л.С. Роль беспозвоночных в трансформации органического вещества болотных почв. Л., 1976. 211 с.

7. Никитина Л.И., Кутырева Л.Т. Педобионты - индикаторы почвенных условий // Экология и охрана окружающей среды. Пермь, 1995. С. 77-78.

8. Никитина Л.И. Цилиофауна природных и техногенных экосистем Среднего Приамурья: монография. Хабаровск, 2011. 160 с.

9. Лепинис А.К, Гельцер Ю.Г. Определитель Protozoa почв европейской части СССР. М., 1973. 171 с.

10. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение: пер. с англ. М., 1992. 184 с.

11. Романенко В.Н. Почвенная зоология. Томск, 2008. 158 с.

12. Шаров И.Х. Зоология беспозвоночных. М., 2002. 592 с.

13. ГОСТ 28268-89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. М., 1989.

14. Федерова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. М., 2001. 288 с.

Поступила в редакцию 7 июля 2014 г.

Kartashev A.G., Zalyaletdinova N.A. COMMUNITIES OF INFUSORIANS IN SOILS OF KRASNOYARSK KRAI

The specific structure, number and distribution of infusorians in the top soil horizons are studied. 13 types of the soil infusorians relating to a subclass of Ciliata - ciliaryinfusorians, to 6 groups and 9 families are revealed. Communities soil Ciliat, characteristic for soils of Krasnoyarsk Krai is for the first time described. The types of infusorians making a basis of communities, characteristic for various types of soils are revealed. Changes of communities Ciliat in the first two soil horizons of Krasnoyarsk Krai are revealed.

Key words: infusorians; number; variety; soil horizon; Ci-liata.

1515

Карташев Александр Георгиевич, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: [email protected]

Kartashev Aleksander Georgiyevich, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Doctor of Biology, Professor, Professor of Radioelecronic Technologies and Ecological Monitoring Department, e-mail: [email protected]

Залялетдинова Нина Александровна, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, аспирант, кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: [email protected]

Zalyaletdinova Nina Aleksandrovna, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Post-graduate Student, Radioelecronic Technologies and Ecological Monitoring Department, e-mail: [email protected]

1516