Физико-химическая и микробиологическая характеристика мерзлотных почв Еравнинской котловины Витимского плоскогорья
Автор: Дамбаев Вячеслав Борисович, Бадмаев Нимажап Баяржапович, Давыдова Туяна Владимировна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Биология, география @vestnik-bsu-biology-geography
Рубрика: Зоология и микробиология
Статья в выпуске: 3, 2017 года.
Бесплатный доступ
Исследованы физико-химические параметры и численность микроорганизмов- деструкторов органического вещества в мерзлотных почвах Еравнинской котловины Витимского плоскогорья. Полученные результаты указывают на высокую численность гетеротрофных микроорганизмов, которые активно участвуют в разложении органического вещества.
Мерзлотные почвы, органическое вещество, численность микроорганизмов
Короткий адрес: https://sciup.org/148316891
IDR: 148316891
Текст научной статьи Физико-химическая и микробиологическая характеристика мерзлотных почв Еравнинской котловины Витимского плоскогорья
Значительную часть территории Забайкалья и, в частности, Бурятии занимает вечная мерзлота с так называемыми криоаридными почвами, сформированными в условиях низких температур и недостаточного увлажнения. Эти почвы представляют хрупкие и трудновосстановимые экосистемы и все более интенсивно вовлекаются в сельскохозяйственное производство. Возрастающая потребность в повышении плодородия почв и охрана их от деградации выдвигают проблемы изучения особенностей биологических, биохимических и физико-химических механизмов почвообразования и почвенного плодородия, скорости и направленности этих процессов. Поскольку в образовании и плодородии почв определяющую роль играют микробиологические процессы, то последние в исследованиях криоаридных почв слабо изучены. Перечисленные факторы и определили важность исследования физико-химических показателей и микробиологических характеристик почвенных топорядов Еравнинской котловины юга Витимского плоскогорья.
Объекты и методы исследований
Исследования проводились на 5 ключевых станциях. Станция 1-ЕК-06 «Стационар», черноземная криптоглееватая почва; Станция 2-ЕК-06 «Березовый лес», темногумусовая почва; Станция 3-ЕК-06 «Сосновый бор», дерновая альфегуму- совая сезономерзлотная почва; Станция 4-ЕК-06 «Лиственничный лес», подбур мерзлотная почва; Станция 5-ЕК-06 «Красногорка» темногумусовая почва. Учет сапрофитов проводили на глюкозо-пептонной-дрожжевой среде с добавлением нистатина — антибиотика, ингибирующий рост грибов, в количестве 500 ед/мл [1]. Определение общей численности микроорганизмов проводили согласно методике [2].
Результаты и обсуждения
Для изученных почв Еравнинской котловины характерна слабокислая реакция среды. В карбонатном горизонте рН повышается до слабощелочной [3]. Низкие температуры воздуха характерны для таежных ландшафтов, особенно в северо-восточной части ЕК. Здесь максимальная величина температуры воздуха за зимний период равняется -(26–28) 0С, тогда как в центральной степной части -(22–24) 0С. При таких условиях поверхностные горизонты почв обычно охлаждаются до - (15–20) 0С, что приводит к накоплению в почвенной толще больших «запасов холода», медленному оттаиванию и слабой прогреваемости почв (табл. 1). Характер изменений значений рН по профилю почвы существенно не меняется.
Таблица 1
Физико-химические показатели в гумусовых горизонтах сезонно-мерзлотных и мерзлотных почвах
|
Показатели |
НТ и тип почвы |
||||
|
ЕК-1-ЧК |
ЕК-2-ТГ |
ЕК-3-ПБ |
ЕК-4-ДАГ |
ЕК-5-ТГ |
|
|
Гранулометрический состав |
сс |
сс/тс |
лс/сс |
лс, сп |
тс, глина |
|
Запас влаги при НВ, слой 0-1 см |
244 сред/высо кое |
300 высокое |
195 сред/низк ое |
180 низкое |
360 очень высокое |
|
Теплосодержание МДЖ/м2 |
26 среднее |
13 слабое |
14 слабое |
30 большое |
13 сла бое |
|
Водопроницаемость |
50 среднее |
45 среднее |
48 среднее |
60 высокое |
40 среднее |
|
Глубина протаивания почв |
350 |
300 |
320 |
промерзание до 350 см |
290-300 |
В верхних почвенных горизонтах отмечается незначительное увеличение значений рН до 6.06 за счет биогенного накопления оснований, а в нижних до 4,18 за счет слабой выщелоченности почвообразующих пород (табл. 2).
Наиболее обогащенными С орг являются верхние горизонты, с глубиной содержание С орг резко падает. Содержание органического вещества в верхних горизонтах почв варьировала от 2.9% станция 1-ЕК-06 «Стационар» до 9.57% станция 4-ЕК-06 «Лиственный лес». Вниз по профилю почвы происходит снижение содержания органического вещества. Минимальное значение С орг 2.45% было отмечено на станции З-ЕК-06 «Сосновый бор».
Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов органического вещества многочисленными были сапрофиты. Количество целлюлозоразлагающих бактерий на 2–3 порядка ниже числа сапрофитов.
Таблица 2
Содержание рН, С орг и численность бактерий-деструкторов мерзлотных почв ЕК, тыс. кл/г почвы
|
Глубина, см |
рН |
С орг ,% |
целлюлолитики |
сапрофиты |
||
|
аэробы |
анаэробы |
аэробы |
анаэробы |
|||
|
Ст. 1-ЕК-06 «Стационар» |
||||||
|
0-2 |
- |
- |
10 |
10 |
100 |
1 |
|
5-15 |
6.06 |
2.91 |
10 |
1 |
1 |
1 |
|
20-30 |
6.64 |
4.28 |
0.1 |
1 |
1-10 |
1-10 |
|
30-40 |
7.16 |
5.73 |
0.01 |
0.1 |
10 |
10 |
|
60-70 |
6.72 |
4.18 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.1 |
|
90-100 |
6.31 |
1.51 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Ст. 2-ЕК-06 «Березовый лес» |
||||||
|
0-1 |
6.69 |
3.21 |
10 |
1-10 |
100 |
10 |
|
1-9 |
5.35 |
7.8 |
10 |
10 |
100 |
1 |
|
20-30 |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
10 |
|
40-50 |
6.49 |
2.65 |
0.1 |
0.1 |
1 |
1 |
|
70-90 |
- |
- |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.1 |
|
Ст. 3-ЕК-06 «Сосновый бор» |
||||||
|
1-6 |
4.31 |
7.8 |
10 |
1 |
1 |
1 |
|
6-20 |
- |
- |
10 |
1 |
100 |
1-10 |
|
20-38 |
3.06 |
2.45 |
1 |
0.1 |
1 |
10 |
|
37-54 |
9.1 |
2.31 |
0.01 |
0.1-1 |
1 |
10 |
|
60-70 |
4.27 |
2.42 |
0.01 |
0.1 |
0.01 |
0.1 |
|
Ст. 4-ЕК-06 «Лиственничный лес» |
||||||
|
А1 — 1(3)9(13) |
5.28 |
8.0 |
1 |
1 |
10 |
100 |
|
АВ — 9(13)9(20) |
5.46 |
9.5 |
10 |
1-10 |
100 |
100 |
|
Е — 19(20)25(26) |
7.39 |
3.84 |
1 |
1 |
1 |
10 |
|
В — 25(26)59(60) |
6.42 |
3.84 |
- |
- |
- |
- |
|
Ст. 5-ЕК-06 «Красногорка» |
||||||
|
Ad — 0-2(3) |
4.78 |
3.67 |
1 |
1 |
10 |
100 |
|
A — 24-29 |
4.64 |
4.96 |
10 |
1-10 |
100 |
100 |
|
B1 — 29-36 |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
10 |
|
B2 — 68-73 |
- |
- |
0.01 |
0.1 |
1 |
0.1 |
|
Bc — 73-100 |
4.18 |
3.86 |
0 |
0 |
0 |
0.01 |
- не определено
Численность аэробных сапрофитов в изученных почвах с глубиной горизонта уменьшается от 100 тыс. кл/г почвы до 0.01 тыс. кл/г почвы, Число аэробных и анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий варьировало от 1 тыс. кл/г почвы до 10 тыс. кл/г почвы и от 0?1 тыс. кл/г почвы до 0.01 тыс. кл/г почвы соответственно.
Низкая численность сапрофитов и целлюлозоразлагающих бактерий отмечена в дерновой альфегумусовой сезономерзлотной почве 3-ЕК-06, где было отмечено низкое содержание С орг .
Общее микробное число в исследуемых почвах варьировало в широких пределах. Максимальное значения для участка 5-ЕК-06 «Красногорка» составляло 356 млн кл/г почвы, а на участке 1-ЕК-06 «Стационар было зафиксировано 897 млн кл/г почвы. Микроскопирование накопительных культур целлюлозоразлагающих бактерий и сапрофитов выявило физиологическое разнообразие бактерий, которые присутствуют в накопительных культурах: палочки, кокки, клостридиальные формы.
Высокая численность бактерий-деструкторов связана с наличием питательных веществ и благоприятным физико-химическим параметрам среды обитания.
Таким образом, проведенные исследования указывают на высокую численность гетеротрофных микроорганизмов в исследуемых почвах Еравнинской котловины, которые активно участвуют в разложении органического вещества.
Список литературы Физико-химическая и микробиологическая характеристика мерзлотных почв Еравнинской котловины Витимского плоскогорья
- Добровольская Т. Г., Скворцова И. Н., Лысак Л. В. Методы выделения и идентификации почвенных бактерий. М.: Изд-во МГУ, 1989. 40 с.
- Практикум по микробиологии / А. И. Нетрусов [и др.]. М.: Академия, 2005. 300 с.
- Бадмаев Н. Б., Куликов А. И., Корсунов В. М. Разнообразие почв криолитозоны Забайкалья. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2006. 165 с.
