Взаимосвязь механического и агрегатного состава почвы с ее микробиологической активностью Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕХАНИЧЕСКОГО И АГРЕГАТНОГО СОСТАВА ПОЧВЫ С ЕЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

В.А. Лыхман, канд. биол. наук, мл. науч. сотр. М.Н. Дубинина, аспирант, мл. науч. сотр. Федеральный Ростовский аграрный научный центр (Россия, Ростовская область, пос. Рассвет)

DOI: 10.24411/2500-1000-2020-10097

Аннотация. Количество и качество почвенных структурных фракций находится во взаимосвязи с почвенной микрофлорой. Работами Худякова доказано, что бактерии в почве поглощаются наиболее мелкими ее частями и это поглощение находится в прямой зависимости от содержания иловатых и пылеватых частиц диаметром до 0,01 мм. Путем диспергирования почвенных коллоидов можно вызвать усиление активности поглощенных бактерий и ускорить минерализацию органических соединений, находящихся в почве. Доказано, чем крупнее частица, тем больше она содержит воздушных полостей, тем больше влаги она способна задержать, тем большей обсемененностью она обладает, тем ценнее данная фракция в агрономическом отношении. Низкая активность микрофлоры мелких частиц объясняется большей однородностью химического состава, большей плотностью и низкой аэрацией.

Ключевые слова: почвенная микрофлора, коллоиды почвы, аэробные и анаэробные микроорганизмы, аэрация почвы, дисперсность почвы, почвенная структура.

Агрофизические свойства различных типов почв могут сильно различаться. Величина почвенных частиц колеблется от десятитысячных долей миллиметра до весьма крупных агрегатов. Между этими частицами в почвенном слое находятся значительные капиллярные и некапиллярные полости, образующие сложную переплетающуюся систему [1]. Минеральные частицы почвы, сами по себе в достаточной мере инертные, имеют на поверхности слой гелеобразных минеральных и органических соединений. Часть веществ этой системы переходит в почвенный золь. Работы Худякова доказали, что в почве бактерии как бы поглощаются наиболее мелкими ее частями. О величине этой сорбци-онной способности можно судить хотя бы по тому, что черноземная почва может поглощать более 5 миллиардов бактерий. Из густых суспензий почва способна сорбировать до 99% находящихся в ней бактерий. Разные штаммы бактерий, при этом, будут поглощаться почвой неодинаково [2]. Кузнецовым было установлено, что поглощение бактерий почвой находится в прямой зависимости от содержания иловатых отдельностей, частично, пылеватых

частиц диаметром до 0,01 мм. Более же крупные фракции микроорганизмов не сорбируют. Поэтому в различных по механическому составу почвах количество бактерий будет отличаться. Обычно находящиеся в почвенном растворе бактерии составляют лишь небольшой процент от количества обитающих в почве. В более глубоких слоях ее, где фракция коллоидов уменьшается, почвенный раствор содержит значительно больше коллоидов [3]. Причины этого явления до настоящего времени остаются невыясненными. Вероятно, данное явление связано с тем, что почвенные коллоиды, от присутствия которых в основном зависит поглотительная способность почв, не содержат атомарного кислорода. В пользу этого предположения говорит исследование Корсаковой. Согласно её данным облигатно анаэробные бактерии даже в поглощенном состоянии не снижают своей активности. Путем диспергирования почвенных коллоидов можно вызвать усиление активности поглощенных бактерий и ускорить минерализацию органических соединений, находящихся в почве [4].

Условия жизнедеятельности бактерий и других микроорганизмов в почвенных частицах разной величины к настоящему времени почти не изучались.

Вильямс небезосновательно полагал, что в относительно крупных агрегатах почвы поверхностные слои населены аэробными бактериями, а глубинные анаэробами [5]. Исследованием Канивца и Корнеевой (1937) установлена значительная обсемененность поверхности агрегатов аэробной микрофлорой [6].

К настоящему времени можно считать доказанным, что разные по размеру фракции почвенных агрегатов не одинаково богаты микроорганизмами. Можно ввести понятие относительной заселенности частиц почвы микробами. Чем меньше частицы, тем меньше и их относительная заселенность микроорганизмами. Так, например, в верхнем горизонте почвы заселенность фракции пылеватого песка равняется примерно 100%, а у частиц средней и тонкой пыли этот индекс снижается до 0,2%. Слабую обсемененность мелких частиц Ильенко объяснял рядом причин. Так, наиболее дисперсная система, будучи более однородной и, следовательно, бедной по химическому составу, не обеспечивает нормальных условий для роста микробов. Возможно, что с распылением частиц уменьшаются размеры воздушных полостей, пронизывающих почвенную массу, что ухудшает аэрацию. В последнем случае менее благоприятными становятся также и предпосылки для конденсации воды [7].

В своих исследованиях множество ученых задавались вопросом: не противоречат

ли указанные выше факты утверждению о том, что дисперсная часть содержит больше микроорганизмов, чем другие фракции почвы [8, 9, 10]? Более внимательное рассмотрение данного вопроса позволяет дать на него отрицательный ответ. На самом деле, следует принять во внимание, что количество частиц в весовой единице каждой почвенной фракции возрастает обратно пропорционально размеру их поперечника в третьей степени. Тогда становится понятно, что при меньшем проценте относительной заселенности мелких почвенных частиц микробами абсолютные количества частиц, содержащих бактерий на единицу массы мелких фракций, должны быть большими, чем в крупных фракциях [11].

Выводы. Таким образом, исходя из анализа различных источников литературы, можно сделать вывод о том, что в различных по механическому составу почвах минерализационные процессы должны протекать не одинаково интенсивно. Это в значительной степени определяет быстроту самоочищения почвы от попадающих в нее разнообразных поллютантов.

Свойство почв задерживать механические взвеси и отчасти химические вещества имеет огромное значение в практике очистки сточных вод на полях орошения и полях фильтрации. Фильтрующей способностью почв обусловливается не только механическое задерживание частиц почвенной массой, но и явления сорбционного порядка. Обычно даже небольшие слои почв почти полностью поглощают находящихся в фильтруемой жидкости бактерий.

Библиографический список

1. Еремеев, К.Е. Агрономические основы устройства и эксплуатации полей орошения / К.Е. Еремеев / Тезисы докладов совещания по обезвреживанию и утилизации городских отбросов и сточных вод в сельском хозяйстве (ВСНИТО), 1952. - С. 41.

2. Худяков, Я.П. Литическое действие почвенных бактерий на паразитные грибы / Я П. Худяков // Микробиология. - 1935. - № 4 (2). - С. 193.

3. Худяков, Н.Н. Адсорбция бактерий почвой и влияние ее на микробиологические процессы в почве / Н.Н. Худяков // Почвоведение. - 1926. - №2. - С. 46.

4. Корсакова, М.П. Итоги стационарных работ по биодинамике почв / М.П. Корсакова / Труды Института с.-х. микробиологии ВАСХНИЛ. - 1930. - Т. 4 (2).

5. Вильямс, В.Р. Поля орошения / В.Р. Вильямс / Собр. соч., т. 2. Сельхозгиз, 1950.

6. Канивец, И.И. О значении биохимических структурообразователей / И.И. Канивец, Н.П. Корнеева // Почвоведение. - 1937. - № 10.

7. Ильенко, В.И. О методике выделения антибиотических микробных культур из почвы / В.И. Ильенко // Микробиология. - 1946. - № 15 (3). - С. 223.

8. Имшенецкий, А.А. Нитрофицирующие бактерии и миксобактерии / А.А. Имшенецкий // Микробиология. - 1945. - № 14 (3). - С. 177.

9. Панасенко, В.Т. Экология почвенных грибов / В.Т. Панасенко // Микробиология. -1944. - № 13 (4). - С. 158.

10. Перцовская, М.И. Почва как среда для существования дизентерийных микробов / М.И. Перцовская // Гигиена и санитария. - 1951. - № 6. - С. 15.

11. Рубенчик, Л.И. Бактериологическое исследование почвы нолей орошения / Л.И. Рубенчик // Профилактическая медицина. - 1926. - № 1. - С. 14.

RELATIONSHIP OF MECHANICAL AND AGGREGATE COMPOSITION OF SOIL WITH ITS MICROBIOLOGICAL ACTIVITY

V.A. Lykhman, Candidate of Biological Sciences, Junior Researcher M.N. Dubinina, Graduate Student, Associate Researcher Federal Rostov Agrarian Scientific Center (Russia, Rassvet)

Abstract. The quantity and quality of soil structural fractions is correlated with the soil microflora. Khudyakov's work proved that bacteria in the soil are absorbed by the smallest parts of it and this absorption is directly dependent on the content of silty and dusty particles with a diameter of up to 0.01 mm.by dispersing soil colloids, it is possible to cause an increase in the activity of the absorbed bacteria and accelerate the mineralization of organic compounds in the soil. It has been proved that the larger the particle, the more it contains air cavities, the more moisture it is able to retain, the greater the contamination it has, the more valuable this fraction is in agronomic terms. The low activity of microflora of small particles is explained by the greater uniformity of the chemical composition, higher density and low aeration.

Keywords: soil microflora, soil colloids, aerobic and anaerobic microorganisms, soil aeration, soil dispersion, soil structure.