CC BY
108
Содержание микроэлементов в изученных сообществах, мг/кг
Растительные сообщества Zn Co Cr Cd
Ковыльно-типчаково-пятилистниковое 20,3 6,23 3,09 1,244 0,19
Нителистниково-разнотравное 12,6 7,13 1,82 2,49 0,05
Сведорожконосное 32,4 7,67 1,59 1,02 0,29
Сведорожконосное сообщество, произрастающее на солончаках хлоридно-натриевого засоления, имеет более высокое по сравнению с другими сообществами содержание азота (2,38%), калия (0,84%) фосфора (0,23%), магния (0,43%), железа (0,08), цинка (32,4%) и меди (7,64%). Особенно высоки концентрации № (0,19%). Растительные остатки Биаеёа согтсиШа,, доминирующие в данном сообществе, избирательно концентрируя определенные элементы, в том числе и натрий, приспособились к жизни в сильно засоленной среде, которая в то же время оказывается неблагоприятной для других видов растений.
Таким образом, изученные степные фитоценозы соответственно своим ботаническим показателям имеют относительно хорошую кормовую ценность по биохимическим показателям: по содержанию протеина, жира, клетчатки. С целью профилактики эндемических заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов (цинка, меди), необходима оптимизация их содержания путем обогащения ими кормовых и пищевых растений.
Работа выполнена при поддержке гранта МО РФ РНП 2.1.1/2165 и НОЦ «Байкал»
ЛИТЕРАТУРА
1. Практикум по агрохимии / под ред. Б. А. Ягодина - М.: Агропромиздат, 1987 - 143 с.
2. Меркушева М.Г., Убугунов Л. Л., Лаврентьева И.Н. Биопродуктивность и химический состав надземной и подземной фитомассы растительности степных пастбищ Западного Забайкалья // Агрохимия. - 2000. - №12. -С. 36-44.
3. Кашин В.К., Иванов Г.М. Содержание микроэлементов в растениях Юго-Западного Забайкалья. Ресурсы растительного покрова Забайкалья и их использование. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО АН СССР, 1991. - 185 с.
4. Методы биохимических исследований растений / под ред. Л.И. Ермакова. - Л.: Агропромиздат, 1987. - С. 161-162.
5. Жамьянова Б.Б., Чимитдоржиева Г.Д. Растительные остатки - главный фактор плодородия дефлирован-ных почв // Агрохимия. - 1995. - №9. - С. 25-30.
УДК 577.472. (571.5)
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОФИЛЛА «А»
В ТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКАХ УРО И ГОРЯЧИНСК
З.М. Потапова, А.В. Тудупов, Д.Д. Цыренова, Д.Д. Бархутова
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ. E-mail: Z_potapova@mail.ru *Бурятский государственный университет, Улан-Удэ
Исследовано изменение содержания хлорофилла «а» и накопление биомассы при различных гидрохимических условиях среды в термальных источниках Уро и Горячинск (Бурятия). Между температурой воды и содержанием хлорофилла «а» наблюдалась прямая зависимость.
Ключевые слова: хлорофилл «а», гидрохимические условия среды, термальные источники.
INFLUENCE OF TEMPERATURE ON MAINTENANCE OF CHLOROPHYLL «A»
IN HOT SPRINGS URO AND GORY ACHIN SK Z.M. Potapova, A.V. ^dupov, D.D. Tsyrenova, D.D. Barkhutova Institute of General and Experimental Biology SD RAN, Ulan-Ude Buryat State University, Ulan-Ude
The change of maintenance of chlorophyll «а» and accumulation of biomass under various hydrochemical conditions of environment in hot springs Uro and Gooyachinsk were investigated. Between temperatnre of water and the maintenance of chlorophyll «a» defoec deperdercc woc onssevad.
Key words: chlorophyll «а», hydeochepicut сhoditiooc ooepcaroomupC hho sppings.
Цианобактерии являются единственной группой бактерий, содержащих хлорофилл «а», характерной для фотосинтетических эукариотных организмов [1]. Данные по содержанию хлорофилла «а»
дают достаточно много информации о состоянии фитопланктона при сопоставлении их с концентрацией органического вещества сестона и с величинами первичной продукции [2].
Целью нашей работы было изучение содержания хлорофилла «а» цианобактерий в зависимости от температуры в гидротермах Бурятии (Уро и Горячинск).
Методы исследования
Исследования термальных источников Уро и Горячинск были проведены в 2007-2008 гг. Гидротерма Уро расположена в отрогах Икатского хребта, Горячинск - в Прибайкальском районе.
Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия). Пробы матов для определения содержания хлорофилла «а» отбирали пробочным сверлом площадью 1 см2. В работе был использован спектрофотометрический метод, основанный на анализе спектра поглощения раствора пигментов. Содержание хлорофилла «а» определяли по значениям оптической плотности спиртовых и глицериновых экстрактов. Процесс определения состоит из получения раствора пигментов, съемки и анализа спектров. Экстракцию пигментов осуществляли в 96%-м этиловом спирте. Для полной экстракции пигментов был применен метод разрушения клеточных мембран ультразвуком на дезинтеграторе UD-20 (Польша) при частоте 22 кГц в течение 30 мин, с охлаждением интервалом в 3 с.
Спектры фотосинтетических пигментов получены при приборе CECIL 1021 (Германия). Расчеты производили по формуле:
С= 11,9-(ОПбб5-ОПси)' V/11/S10, где С - концентрация хлорофилла «а» (мг/м2), V - объем экстракта, мл, S - площадь сверла, см2, 1 -толщина кюветы (1 см).
Математическую обработку полученных результатов проводили при помощи программы Microsoft Excel. Величину биомассы рассчитывали согласно литературным данным о концентрации хлорофилла «а» [2]. Концентрация хлорофилла «а» составляет примерно 25% от веса сухой биомассы или 6,75% от содержания органического углерода. Таким образом, при переходе от концентрации хлорофилла «а» к биомассе, выраженной в единицах углерода, допустимо использовать пересчетный коэффициент 15 [3]:
Вс=15 Chla,
где Chla - концентрация хлорофилла «а».
Результаты и обсуждение
Важнейшим экологическим фактором, влияющим на формирование микробных сообществ гидротерм, является температура. Исследованные термальные источники Горячинск и Уро характеризовались различной температурой (табл. 1). Температура источника Уро изменялась в широких пределах от 250С до 650С. Минеральные воды источника Горячинск имели температуру от 200С до 55оС.
В результате работы были получены количественные характеристики содержания хлорофилла «а» и биомассы в цианобактериальных матах гидротерм. Среднее содержание хлорофилла «а» в источниках находится в пределах 5,1-22,47 мг/м2. Максимальная концентрация хлорофилла «а» обнаружена в источнике Уро при температуре 25оС, что составляло 22,47 мг/мл, в цианобактериальных матах значения совпадали с максимумами биомассы цианобактерий, равной 337,00 мг/мл; между этими показателями наблюдалась достоверная корреляция. Высокие значения содержания хлорофилла «а» связанны с массовым развитием цианобактерий в микробных матах (рис. 2). Так, при температурах 25оС, 45оС и 40оС максимальные показатели содержания хлорофилла «а» (22,47 мг/мл; 20,25 мг/мл; 15,78 мг/мл соответственно) и биомассы цианобактерий (337,00 мг/мл; 303,75 мг/мл; 236,70 мг/мл) в основном совпадали (табл. 2).
Таблица 1
Физико-химическая характеристика гидротерм Бурятии
Источник Станции Т, 0С Описание матов
Уро 1 42 Многослойный цианобактериальный мат
Уро 2 54 Т олстые многослойные зеленые маты
Уро 3 34 Черные обрастания Oscillatoria
Уро 4 31 Колонии пурпурных бактерий на мате
Уро 5 65 Обрастания по краю ручья
Уро 6 60 Розовые нити
Уро 7 61 Относительно тонкие, слоистые маты
Уро 8 62 Бурые и зеленые обрастания
Уро 9 54 Цианобактериальный толстый мат
Уро 10 59 Зеленые плотные обрастания по краю ручья. Тонкие обрастания темно-зеленого цвета
Уро 12 44 Ярко-зеленый цианобактериальный мат
Уро 13 25 Буро-зеленые обрастания Ь до 3 мм
Уро 15 46 Цианобактериальный трехслойный мат
Г орячинск, 2007 3 20 Цианобактериальный мат темно-зеленого цвета
1 40 Цианобактериальный мягкий, однослойный мат изумрудно-зеленого цвета
41 Сверху цианобактериальный мат темно-зеленого цвета. Пурпурный слой
51 Цианобактериальный мат слоистый, кожистый, уплотненный
55 Цианобактериальный мат кожистый, уплотненный
Г орячинск, 2008 45 Однослойный цианобактериальный мат
Содержание хлорофилла «а» в гидротермах варьировало от 5,01 до 22,47 (табл. 2, рис. 1, 2), что объясняется разными физико-химическими показателями среды. Изучение показателей спектрального анализа отобранных проб показало, что распределение содержания хлорофилла «а» в матах было неравномерным. С понижением температуры (25оС) концентрация пигмента - хлорофилла «а» возрастала, что объясняется более интенсивным развитием сообщества, образованием многослойных цианобактериальных матов (табл. 3).
В заключение следует отметить, что, несмотря на большое различие температуры, концентрации хлорофилла «а» в цианобактериальных матах колебались в узких пределах: 5,01-10,20 мг/мл и 10,5722,47 мг/мл. Высокое содержание хлорофилла «а» в источнике Уро по слоям свидетельствует о массовом развитии цианобактерий, которые формировали основу биомассы фитопланктона в таких условиях, а также о преобладании в цианобактериальных матах именно этого пигмента, который содержится только у представителей этой группы. В источниках гидрохимические показатели обеспечили оптимальные условия для развития цианобактерий, в то время как вклад в общую биомассу фитопланктона других групп (диатомовые и золотистые) при таких условиях был значительно ниже. Этим объясняется высокое содержание хлорофилла «а», для которых характерен этот фотосинтетиче-ский пигмент.
Т аблица 2
Средние значения содержания хлорофилла «а» и биомассы в цианобактериальных матах в термальных источниках Уро и Горячинск
Источники Станции Т, 0С Средние значения Си, мг/м Вс, мг/м
Уро 1 42 11,12 155,23
2 54 13,47 119,86
4 31 5,01 75,09
5 65 6,05 90,68
6 59 13,49 202,33
7 60 5,61 84,15
8 62 10,20 153,06
9 54 7,71 115,67
10 59 7,82 117,32
12 44 12,17 182,61
13 25 22,47 337,00
15 46 10,57 158,51
Г орячинск, 2007 г 3 20 8,23 123,45
1 40 15,78 236,70
1 41 9,34 140,10
1 51 14,82 222,30
1 55 10,76 161,40
Г орячинск, 2008 г. 1 45 20,25 303,75
Содержание хлорофилла «а» и биомасса по слоям в цианобактериальных матах в термальных источниках Уро и Горячинск
Источник Слои Схл, мг/мл Вс, мг/мл
Уро-1 1 слой желто-зеленый 11,05 165,75
2 слой ярко-зеленый 13,60 203,94
3 слой - белая пленка 6,40 96,00
Уро-2 1 слой желто-зеленый 9,25 138,73
2 слой ярко-зеленый 10,41 156,22
3 слой - белая пленка 4,30 64,62
Уро-4 1 слой ярко-зеленый 2,77 41,55
2 слой желтый 7,24 108,62
Уро-5 6,05 90,68
Уро-6 13,49 202,33
Уро-7 1 слой белесый налет 3,98 59,76
2 слой оранжевый 7,61 114,10
3 слой тонкий ярко-зеленого цвета 8,80 132,02
4 слой студенистый, оранжевый 2,05 30,70
Уро-8 10,20 153,06
Уро-9 1 слой желто-зеленый 8,06 120,95
2 слой ярко-зеленый 8,63 129,41
3 слой белесый налет 6,44 96,66
Уро-10 Зеленые плотные обрастания 10,53 157,88
Тонкие темно-зеленого цвета обрастания 5,11 76,75
Уро-12 1 слой белесый слой 7,00 105,00
2 слой ярко-зеленый 14,45 216,70
3 слой ярко-зеленый 15,07 226,12
Уро-13 22,47 337,00
Уро-15 1 слой желто-зеленый 8,31 124,77
2 слой ярко-зеленый 17,92 268,73
3слой белесый, розовый 5,47 82,04
Температура, С
Рис. 1. Зависимость содержания хлорофилла «а» от температуры в источнике Уро 5 2,5
;га 2 "пз
1,5 1
0,5 0
0
10
50
20 30 40
Температура, С
Рис. 2. Зависимость содержания хлорофилла «а» от температуры в источнике Горячинск
15 -
10
5
0
0
10
Выводы
• Исследования показали, что содержание хлорофилла «а» в микробных матах может сильно различаться. Содержание фотосинтетических пигментов, особенно хлорофилла «а», отражает не только биомассу и уровень продуктивности фитопланктона, но и физиологическое состояние водорослей, и позволяет оценить интенсивность фотосинтетических процессов.
• Содержание хлорофилла «а» позволяет учесть состояние трофического уровня и уровень трансформации экосистемы водоема под влиянием факторов среды, в особенности от температуры.
• По полученным данным, наблюдаются два максимума содержания хлорофилла «а» 22,47 мг/мл в источнике Уро при температуре 25оС и 20,25 мг/мл в Горячинске при температуре 45оС, что, очевидно, связано с экофизиологией цианобактериальных сообществ.
Работа выполнена при поддержке грантов Президиума СО РАН № 38 и 95, МО РФ РНП 2.1.1/2165 и НОЦ Байкал
ЛИТЕРАТУРА
1. Шлегель Г. Общая микробиология. - М.: Мир, 1987. - 567 с.
2. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. - Л.: Наука, 1983. - 148 с.
3. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. - Минск: Изд-во АН БССР, 1960. - 329 с.
4. Федоров В.Д., Карауш Г.А. Исследование физиологически активных моно- и смешанных культур некоторых синезеленых водорослей. - М.: Наука, 1974. - С. 90-98.
УДК 577.472. (26)
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЗЕРА БЕЛОЕ
Е.Ю. Абидуева, Б.С. Цыренов, В.В. Хахинов*
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ. E-mail: khakhinov@mail.ru Бурятский государственный университет, Улан-Удэ
Проведенные исследования в содовом озере Белое показали, что преобладающим ионом в катионном составе исследуемого озера является магний, среди анионов ведущее место принадлежит ионам хлора и гидрокарбоната.
Ключевые слова: содовое озеро, гидрохимический состав.
THE SEASONAL DYNAMIC OF HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF SODA LAKE BELOYE E.Yu. Abidueva, B.S. Tsyrenov, V.V. Khakhinov Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude Buryat State University, Ulan-Ude
The hydrochemical parameters of the soda lake Beloye were investigated. Magnesium is dominant cation of the soda lake Be-loye. Chlorine and hydrocarbonate are major among anions.
Key words: soda Lake, hydrochemical
Озеро Белое расположено в Оронгойской впадине в долине реки Селенга 47 км на юго-восток от г. Улан-Удэ. С запада и севера впадина окаймлена хребтом Хамар-Дабан. Озеро Белое расположено в замкнутой котловине округлой формы, наибольшая площадь озера 0,63 км2, максимальная глубина 2,10 м. Глубина и площадь озера меняются в зависимости от метеорологических условий. Дно озера ровное и покрыто вязким илом. Верхние горизонты осадков представлены черным илом маслянистой консистенции с запахом сероводорода, на горизонте 10-15 см и ниже илы имеют серый цвет и без растительных остатков. Вода в озере прозрачная, солоноватая. Водно-солевое питание озера происходит за счет близко залегающих грунтовых минерализованных вод, атмосферных осадков и их потоков. Берега озера пологие со всех сторон. Регион характеризуется криоаридным климатом.
Объекты и методы
Исследования были проведены на озере Белое (Оронгойском) в 2006-2007 гг. Площадь его составляет 6,25 га. Водно-солевое питание озера происходит за счет близко залегающих грунтовых минерализованных вод. В данном водоеме были исследованы следующие физико-химические параметры: температура, активная кислотность среды рН, минерализация, окислительно-восстановительный потенциал.
