Выбор микробиологических показателей для выполнения интегральной эколого-биологической оценки почв при переувлажнении
Автор: Кулагина Валентина Ивановна, Сунгатуллина Люция Мансуровна, Тагиров Рамис Марселевич, Рязанов Станислав Сергеевич, Хисамова Алина Маратовна
Журнал: Принципы экологии @ecopri
Рубрика: Оригинальные исследования
Статья в выпуске: 4 (34) т.8, 2019 года.
Бесплатный доступ
Интегральный эколого-биологический показатель предоставляет широкие возможности для оценки антропогенного воздействия на почвы и биомониторинга. Каждый вид антропогенного воздействия характеризуется изменениями определенного набора биологических параметров почвы. Для расчета интегрального показателя следует выбрать параметры, статистически значимо изменяющиеся под влиянием конкретного неблагоприятного фактора. В статье представлены результаты работы по выявлению микробиологических показателей, наиболее чувствительных к переувлажнению почв. Материалами исследования послужили образцы чернозема выщелоченного и аллювиальной дерновой почвы, находившиеся 3.5 месяца в контролируемых условиях модельного опыта по влиянию переувлажнения на почвы. Образцы выдерживались в пластиковых контейнерах при затоплении и оптимальной влажности, с добавлением и без добавления раствора сахарозы. По окончании опыта в образцах методом посева на твердые питательные среды определялась численность пяти эколого-трофических групп микроорганизмов. Определение проводилось в трех повторностях. Определялась статистическая значимость разницы численности групп микроорганизмов между затопленными почвами и почвами с оптимальной влажностью. Показано, что затопление приводит к снижению численности большинства изученных микроорганизмов. Установлено, что по чувствительности микроорганизмов к затоплению и процессам оглеения можно расположить их в следующий ряд по убыванию: микроскопические грибы, актиномицеты, амилолитические, аммонификаторы, споровые. Наиболее устойчивы к затоплению почв споровые микроорганизмы. Статистическая обработка результатов не выявила зависимости между их численностью в аллювиальных почвах и окислительно-восстановительным потенциалом. Интегральный показатель, рассчитанный с учетом численности только трех наиболее чувствительных групп микроорганизмов, имеет более высокий коэффициент корреляции с окислительно-восстановительным потенциалом почвы, чем рассчитанный с учетом всех пяти групп.
Микроорганизмы почвы, интегральный показатель, переувлажнение почв, эколого-биологическое состояние, биологическая активность, микромицеты, биомониторинг
Короткий адрес: https://sciup.org/147231277
IDR: 147231277 | УДК: 631.461
Selection of microbiological indicators to perform an integrated ecological-and-biological assessment of waterlogged soils
Integrated ecological and biological indicator provides wide possibilities for assessment of anthropogenic impact on soils and bio-monitoring. Each type of anthropogenic impact is characterized by changes in certain sets of biological soil parameters. To calculate the integrated indicator, one should select the parameters that change statistically significantly under the influence of a particular adverse factor. The article presents the results of work on the identification of microbiological parameters most sensitive to water logging in soil. The research was performed using samples of leached chernozem and alluvial sod soils which were 3.5 months in controlled conditions of the model experiment on the effect of water logging on soils. Soil samples were kept in plastic containers in conditions of water logging, at optimal moisture content, with and without addition of sucrose solution. At the end of the experiment, the population of five ecological trophic groups of microorganisms was determined by seeding on solid nutrient media. The determination was carried out in triplicate. The statistical significance of the difference in the population of microorganism groups between flooded soils and soils with optimal humidity was determined. It was shown that water logging led to a reduction in population of the most studied microorganisms. It was established that according to their sensitivity to water logging and the processes of gleization, the microorganisms can be arranged in the following series in descending order: microscopic fungi, actinomycetes, amylolyticus, ammonifiers, and spores. The spore microorganisms are most resistant to water logging. Statistical analysis did not reveal a relationship between their population in alluvial soils and ox-redox potential. It was shown that the integrated indicator calculated taking into account the population of only the three most sensitive groups of microorganisms has a higher correlation coefficient with the soil ox-redox potential than that calculated taking into account all five groups.
Список литературы Выбор микробиологических показателей для выполнения интегральной эколого-биологической оценки почв при переувлажнении
- Горобцова О. Н., Хезева Ф. В., Улигова Т. С., Темботов Р. Х. Эколого-географические закономерности изменения биологической активности автоморфных почв равнинных и предгорных территорий северного макросклона Центрального Кавказа (в пределах Кабардино-Балкарии) // Почвоведение. 2015. № 3.С.347-359.
- Григорьян Б. Р., Кольцова Т. Г., Сунгатуллина Л. М. Методические рекомендации по оценке почвенно-экологического состояния земель сельскохозяйственного назначения на соответствие требованиям органического земледелия . Казань, 2014. 52 с.
- Гридасова О. В., Верховцева Н. В., Проценко А. А., Проценко Е. П., Савченко Л. А., Неведров Н. П. Особенности микробных сукцессий в вегетационной и многолетней динамике в черноземах заповедной луговой степи и черного пара // Проблемы агрохимии и экологии. 2015. № 4. С. 37-44.
- Казеев К. Ш., Колесников С. И., Вальков В. Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований . Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2003. 216 с.
- Казеев К. Ш., Колесников С. И. Биодиагностика почв: методология и методы исследований . Ростов н/Д: Изд-во Южного федерального университета, 2012. 260 с.
- Калинкина В. Е., Сальникова Н. А., Сальников А. Л. Интегральный показатель эколого-биологического состояния нарушенных земель как объектов рекультивации // Естественные науки. 2016. № 1. С. 9-12.
- Кандашова К. А. Изменение эколого-биологических свойств почв юга России при переувлажнении : Дис. ... канд. биол. наук. Ростов н/Д, 2016. 142 с.
- Кандашова К. А., Казеев К. Ш., Колесников С. И. Изменение биологических свойств чернозема обыкновенного при глеевом процессе (модельный опыт) // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 112. С. 707-717.
- Концевая И. И., Дайнеко Н. М., Минина А. В. Влияние микробного препарата АгроМик на агрономически полезные группы микроорганизмов почвы в посевах кукурузы // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2018. № 3. С. 49-54.
- Кутовая О. В., Гребенников А. М., Тхакахова А. К., Исаев В. А., Гармашов В. М., Беспалов В. А., Че-вердин Ю. И., Белобров В. П. Изменение почвенно-биологических процессов и структуры микробного сообщества агрочерноземов при разных способах обработки почвы // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2018. № 92. С. 35-61.
- Методы почвенной микробиологии и биохимии . / Под ред. Д. Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.
- Мишустин Е. Н. Микроорганизмы и плодородие почвы . М.: Изд-во АН СССР, 1956. 342 с.
- Сальников А. Л., Сальникова Н. А., Синцов А. В., Валов М. В. Особенности системного подхода в экологическом мониторинге урбанизированных почв // Геология, география и глобальная энергия. 2018. № 1 (68). С. 109-119.
- Турусов В. И., Чевердин Ю. И., Титова Т. В., Беспалов В. А., Сапрыкин С. В., Гармашова Л. В., Чевердин А. Ю. Взаимосвязь микробиологических параметров и физических свойств черноземных почв // Агрохимия. 2017. № 11. С. 3-12.
- Asadu C. L. A., Nwafor I. A., Chibuike G. U. Contributions of Microorganisms to Soil Fertility in Adjacent Forest, Fallow and Cultivated Land Use Types in Nsukka, Nigeria // International Journal of Agriculture and Forestry. 2015. Vol. 5. № 3. P. 199-204.
- Churkina G., Kunanbayev K., Akhmetova G. The taxonomic composition of soil microorganisms in the ecosystems of southern chernozems of Northern Kazakhstan // Applied Innovations and Technologies. 2012. Vol. 8. № 3. P. 13-19.
- Gadd G. M. Geomycology: biogeochemical transformations of rocks, minerals, metals and radionuclides by fungi, bioweathering and bioremediation // Mycological research. 2007. Vol. 111. № 1. P. 3-49.
- Hagemann N., Harter J., Behrens S. Elucidating the Impacts of Biochar Applications on Nitrogen Cycling Microbial Communities // Biochar Application: Essential Soil Microbial Ecology. Elsevier Inc., 2016. P. 163-198. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803433-0.00006-0 (дата обращения: 21.06.2019).
- Hristeva Ts., Yanev M., Bozukov Hr., Kalinova Sht. Condition of soil microbial communities when exposed to some chloroacetamide herbicides // Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2015. Vol. 21. № 4. P. 730-735.
- Singandhupe R. B., Rajput R. K. Ammonia volatilization from rice fields in alkaline soil as influenced by soil moisture and nitrogen // The Journal of Agricultural Science. 1989. Vol. 112. № 2. P. 185-190.
- Singh B. P., Hatton B. J., Singh B., Cowie A. L., Kathuria A. Influence of biochars on nitrous oxide emission and nitrogen leaching from two contrasting soils // J. of Environmental Quality. 2010. Vol. 39. № 4. Р. 1224-1235.
- Sjogaard K. S., Valdemarsen T. B., Treusch A. H. Responses of an Agricultural Soil Microbiome to Flooding with Seawater after Managed Coastal Realignment // Microorganisms. 2018. Vol. 6 (1). № 12. URL: https://doi.org/10.3390/microorganisms6010012 (дата обращения: 24.06.2019).
- Szegi J. Talajmikrobiologiai vizsgalati modszerek. Budapest: Mezogazdasagi Kiado, 1976. 311 p.
- Van Zwieten L., Kimber S., Morris S., Downie A., Berger E., Rust J., Scheer C. Influence of biochars onflux of N2O and CO2 from Ferrosol // Austr. J. Soil. Res. 2010. Vol. 48. Р. 555-568.
- Wang J., Zhang M., Xiong Z., Liu P., Pan G. Effects of biochar addition on N2O and CO2 emissions from to paddy soils // Biology and Fertility of Soils. 2011. Vol. 47. Р. 887-896.
