Роль микроорганизмов в обмене органических веществ в лимнических экосистемах

Микроорганизмы лимнических экосистем осуществляют сложный комплекс изменений и превращений веществ. Минерализуя органические остатки, они возвращают в круговорот углерод, серу, азот и фосфор, и также микроэлементы, необходимые водорослям и другим гидробионтам.

С биохимической активностью микроорганизмов связан кислородный режим водоемов и водотоков, трансформация биогенных элементов исследования дает возможность расшифровывать ход деструкция органического вещества в водоемах, для чего необходимо располагать данными по численности микроорганизмов, скорости их размножения, интенсивности дыхания, продукции.

В результате жизнедеятельности бактерии в природных водоемах постоянно и одновременно происходят два крупных процесса: бактериальное окисление органического вещества и бактериальный биосинтез. Бактериальное окисление или деструкция органического вещества бактериальный биосинтез являются наряду с фотосинтезом водорослей самыми крупномасштабными биологическими процессами, протекающими в водоемах [2,3].

Поступающее в водные экосистемы органическое вещество подвергается лишь частичной деструкции в водной толще и, опускаясь на дно, приводит к образованию органической фракции отложений. В результате деятельности некоторых групп микроорганизмов органические вещества в грунтах подвергаются деструкции и минерализации. Интенсивность процесса зависит от гидрологических особенностей водоема, его трофического статуса, определяющих в свою очередь кислородный режим, окислительно-восстановительные условия в нем. В том случае, когда при стагнации в нижних слоях воды и донных отложениях создаются анаэробные условия, ОВ подвергается деструкции определёнными видами бецтосного микробного сообщества, в основном, бродилыциками, сульфатредукторами и метаногенами. Конечными продуктами анаэробной минерализации органических веществ являются С02, СН4 и Н28 [4].

В течение 2021-2022 гг были проведены микробиологические исследования лимнических экосистем Республики Каракалпакстан, имеющих исключительно речное питание.

Результаты исследования по содержанию микроорганизмов и их форм показали, что межгодовые изменения общего числа микроорганизмов на озерах Шегекуль и Макпалкуль незначительны. Однако, уровень распространения бактерий в течении всего года и по всем станциям оказался намного выше, чем в предыдущие годы. Для внутригодовых колебаний характерны весенние и летне-осенние пики, причем максимальные величины смешаются на конец лета, начало осени.

Общее число бактерий по прямому счету в воде изученных озер и заливов распределено неравномерно по станциям и колебалось в очень широких пределах от 1,0 до 2,3 млн/мл клеток в зависимости от места отбора проб и сезона года. Наибольшее число бактерий было в прибрежных зонах, в старых руслах, интенсивно заросших тростников и водопогруженной растительностью, значительно меньшее число микроорганизмов отмечалось на открытых плесах. Для водоемов характерна бактериальная стратификация, по максимальное число микроорганизмов отмечалось в придонных слоях. Общая численность микробов в озерах и заливах значительно колебалась по сезонам тогда, отмечено два максимума – летом и ранней осенью. Для каждого водного объекта нами измерено на окрашенных мембранных фильтрах с помощью окулярного микрометра по 50 клеток разных морфологических групп, коэффициент усыхания бактериальных клеток в фильтрах не учитывался [1].

Изучение распределения сапрофитов лимнических экосистемах в годовом цикле и по вертикали позволило выявить преимущественно летний максимум, причем он наиболее выражен в поверхностном слое. Значительно обогащен сапрофитом слой на глубине 1м. В осенние месяцы регистрируется большие количества сапрофитов, чем в другие сезоны года.

Зимой содержание сапрофитных бактерий колеблется от 488 до 621 клеток в мл, часто минимальное число сапрофитных бактерий выявлялось весной. Весьма важным показателем при определении участков загрязнения в озерных водах может служить соотношение морфологических форм гетеротрофных бактерий (палочек, кокков).

Преобладание палочек, например, свидетельствует о том, что участок загрязнен легкоокисляемым органическим веществом. Было выявлено, что в зоне загрязнений в озерах и заливах преобладали грамотрицательные формы бактерий. Увеличение грамотрицательных форм еще раз позволяет говорить об антропогенном загрязнении водоема. В зонах повышенного содержания органического вещества увеличивается морфологическое разнообразие клеток, плотность бактериального перифитона. По мере уменьшения концентраций органических веществ, и количество перифитона уменьшается.

Таким образом, по численности микроорганизмов, скорости их размножения, интенсивности дыхания, продукции. дает возможность расшифровывать ход деструкция органического вещества в водоемах.