В А Нікорич - Біогенність бурувато-підзолистих Ґрунтів різних екосистем передкарпаття - страница 1

Страницы:
1  2 

УДК 631.46:582.23

В. А. Нікорич1, Т. М. Чорневич1, І. А. Мальцева2

БІОГЕННІСТЬ БУРУВАТО-ПІДЗОЛИСТИХ ҐРУНТІВ РІЗНИХ ЕКОСИСТЕМ ПЕРЕДКАРПАТТЯ

1 Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича 2Мелітопольський державний педагогічний університет Наведено результати досліджень просторового розподілу, чисельності та біомаси ґрун­тових бактерій, грибів та водоростей бурувато-підзолистих ґрунтів Передкарпаття. Надано екологічну характеристику структури альго- і мікробоценозу досліджуваних ґрунтів різних екосистем.

Ключові слова: ґрунтова мікрофлора, грунтові водорості, екосистеми.

V. А. Nikorych1, Т. М. Chornevych1, І. А. Maltseva2 1 Chernivtsi Yu. Fedkovych National University 2 Melitopol State Pedagogical University BIOLOGICAL CHARACTERISTIC OF THE BROWN-PODZOLIC SOILS

OF DIFFERENT ECOSYSTEMS OF THE PEREDCARPATTYA

The soil bacteria, fungi and algae of the brown-podzolic soils of Peredcarpattya, depending on horizon of soil profile, quality and biomass are covered. Ecological structures of algae- and microbo-cenosis investigated soils of different ecological systems are analysed.

Keywords: soil microflora, soil algae, еcological systems.

Сучасний етап розвитку суспільства характеризується інтенсивним втручанням людини в довкілля, що призводить до порушення природного функціонування еко­системи. Змінєні господарською діяльністю людини біогеоценози (БГЦ) необхідно розглядати як модифікації природних ландшафтів. Оцінити антропогенний вплив на екосистеми можна за різними показниками, у тому числі i за реакцією ґрунтових водоростей та всього редуцентного блоку біоценозу, оскільки вони - невід'ємний компонент наземного БГЦ. Мікробо- та альгоценоз відіграє важливу роль у процесах ґрунтотворення, впливає на родючість, енергетику та біологічну активність едафото-пів. Крім того, вони мають велике індикаційне значення, чутливо реагуючи на зміни ґрунтових режимів, а також на антропогенне забруднення едафотопів тощо (Голлер-бах, 1969; Штина, 1976; Андреюк, 1981, 1992; Кабиров, 2004; Мальцева, 2001, 2002, 2004; Нікорич, 2003; Нікорич, 2005; Іутинська, 2006).

вторично склалося так, що бурувато-підзолисті оглеєні ґрунти, як i весь ґрун­товий покрив Передкарпаття, досліджені нерівномірно. У значному обсязі вивчені їх будова, склад, фізичні, фізико-хімічні, хімічні та агрохімічні властивості. Ряд робіт присвячений генезису цих грунтів (Назаренко, 1996; Паньків, 1998; Назаренко, 2001; Назаренко, 2005). Але недостатньо вивченими залишаються біологічні властивості цих едафотопів, зокрема екологічні особливості, зміна чисельності, якісного складу та динаміка альгосинузій в залежності від способу використання ґрунту. Нерозроб-леною залишається також мікробіологічна та альгологічна діагностика ЕГП, відсутні дані про динаміку угруповань ґрунтових бактерій, грибів та водоростей залежно від домінування того чи іншого процесу.

ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ

Об' єктом наших досліджень були фонові для Передкарпаття бурувато-підзо­листі оглеєні ґрунти еталонних та антропогенно-трансформованих БГЦ.

Розріз Ст. 1. Бурувато-підзолистий оглеєний середньосуглинковий на елювіально-делювіальному суглинку, окультурений. Екосистема: агроценоз (поле польової сіво­зміни).

© Нікорич В. А., Чорневич Т. М., Мальцева І. А., 2006

Формула ґрунту: Не орн. + Еґщі + Igl + Pgl.

Розріз Ст. 5. Бурувато-підзолистий оглеєний легкосуглинковий на елювіальному суглинку.

Екосистема: ліс хвойний (домінантна мертвопокривна парцела). Формула ґрунту: Но + Не (gl) + Еgl +      + Igl + PGl.

Розріз Ст. 6. Бурувато-підзолистий легкосуглинковий на елювіальному суглинку. Екосистема: ліс широколистяний (5Гр4Бк1 Д). Формула ґрунту: Но + Не + Еґі + Іе + Im + Pmq.

Розріз Гл. 4. Бурувато-підзолистий оглеєний середньосуглинковий на елювіально-делювіальному суглинку.

Екосистема: пасовище неокультурене (домінантні злаково-бобові трав'янисті асо­ціації).

Формула ґрунту: Щ + Не/gl + Еgl + !gl + Pgl.

Дослідження проводилися з метою з'ясування екологічних особливостей альго-угруповань та активних компонентів редуцентного блоку, визначення їх місця у біо-геоценотичних процесах та діагностичних ознак для встановлення педогенезу.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Загальну кількість мікроорганізмів визначали: методами прямої мікроскопії та шляхом висіву на тверді поживні середовища МПА; Чапека; голодний агар; Чапека-Докса (Методы .., 1991); чисельність мікроорганізмів на середовищах різної концент­рації з метою розрахунку показника оліготрофності визначали за Аристовською Т. В. (1980). На основі мікробіологічних аналізів розраховували інші показники біогеннос-ті та функціонального стану мікрофлори досліджуваних грунтів (Андреюк, 198, 1992; Миронова, 1986) та оцінювали мікробіологічну біогенність мікробоценозу згідно з шкалою Звягінцева (Методы .., 1991). Варто зауважити, що індекс інертності (Іі), по­казник мінералізаційної здатності (Пм) та показник оліготрофності (По) розрахову­вали традиційно. Для характеристики комплексу нищих грибів, що здатні продукува­ти органічні кислоти та провокують кислотний гідроліз мінеральної частини ґрунту, нами був запропонований показник ацидотолерантності (Пат), який виражав спів­відношення мікроміцетів, що визначались на нейтральних середовищах до грибів, які розвивались при низьких значеннях рН (середовище Чапека-Докса з рН = 3,5-4,5)

(Нікорич, 2006).

Збір матеріалу для альгологічних досліджень здійснювався за Голлербахом та Штиною (1969). Камеральне опрацювання зібраного матеріалу проводили методом ґрунтових культур зі скельцями обростання, а також агарових (1,5 %) культур на се­редовищі Болда з потроєною кількістю азоту. Визначення систематичної належності проводили відповідно до монографії «Водорості ґрунтів України (історія та методи дослідження, система, конспект флори)» (Костіков, 2001).

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Аналіз загальної біогенності не тільки дає уявлення про чисельність активного педотрансформуючого комплексу окремого типу ґрунту, але й робить можливим по­рівняння едафотопів, близьких за генезисом. Тому для порівняння досліджуваних ґрунтів нами був проведений разрахунок кількості ґрунтових бактерій, грибів та во­доростей. Виявлено, що незалежно від типу екосистеми мікробіологічний ценоз представлений в основному бактеріями, чисельність яких на порядок вища, в порів­нянні з комплексом ґрунтових мікроміцетів і значно переважає альгоценоз. Загальна кількість мікроорганізмів, підрахованих прямим методом Виноградського, колива­лась у межах 2,56-9,00 млн/г (табл. 1). Отримана суттєва амплітуда пояснюється гли­бинним розподілом мікрофлори, а також генетичними особливостями досліджуваних ґрунтів. Зокрема, у нижніх генетичних горизонтах зростає частка хемотрофної мік­рофлори, що встановлено в наших попередніх дослідженнях (Нікорич, 2003). Профі­льному перерозподілу бактерій сприяє і промивний тип водного режиму на фоні до­мінування у досліджуваних едафотопах елювіальних та метаморфічних грунтотвір-них процесів.

У грунті лісових екосистем краще розвивались бактерії, що асимілюють нітро­ген органічних сполук (середовище МПА). Під трав'янистими асоціаціями та в ан­тропогенно-трансформованих БГЦ, навпаки, кращого розвитку зазнають асимілятори мінеральних форм.

Таблиця 1

Характеристика бактеріального комплексу досліджуваних ґрунтів

чний ;онт

Глибина, см

овище ПА

овище іека

овище

ино-

;ьким

Середовище Арис-товської

Й X

Еколого-мікробіологічні показники

Генети гори-з

 

Серед МІ

Серед Чаг

Серед за В градс

нор­мальної концент-

обез-золене

Загальн маса, n

Пм

Іі

По

 

 

1 млн/г

рації

 

 

 

 

 

Розріз Ст. 1

Не орн

0-30

3,44

4,31

9,00

1,82

0,65

18,0

1,25

1,16

0,36

Ehgl

30-57

2,58

2,13

6,22

1,12

0,98

12,4

0,83

1,32

0,88

Igl

57-107

2,19

2,62

6,11

1,02

0,85

12,2

1,20

1,27

0,83

PGl

>107

1,45

1,99

4,02

0,99

0,71

8,04

1,37

1,17

0,72

Розріз Ст. 5

He(gl)

3-22

3,82

2,81

7,85

1,40

2,98

15,7

0,74

1,18

2,13

Egl

22-33

2,33

1,91

4,32

1,18

3,85

8,64

0,82

1,02

3,26

EIgl

33-60

1,92

1,25

4,56

1,05

2,78

9,12

0,65

1,44

2,65

IGl

60-100

3,06

2,94

6,99

1,39

3,51

14,0

0,96

1,17

2,53

PGl

>100

1,52

1,42

2,56

0,79

1,15

5,12

0,93

0,87

1,46

Розріз Ст. 6

He

2-18

4,25

3,02

8,14

1,34

1,21

16,28

0,71

1,12

0,90

Eh

18-36

2,32

2,15

5,02

2,15

2,65

10,0

0,93

1,12

1,23

Ie

36-50

2,15

1,62

4,53

1,98

2,69

9,06

0,75

1,20

1,36

Im

50-72

3,26

2,25

6,02

2,18

2,54

12,0

0,69

1,09

1,17

Pmq

>72

2,01

1,02

3,51

1,12

1,58

7,02

0,51

1,16

1,41

Розріз Гл. 4

Hd

0-15

3,58

4,02

8,56

2,44

2,65

17,12

1,12

1,13

1,09

He/gl

15-33

3,31

2,95

7,10

2,16

2,68

14,2

0,89

1,13

1,24

Egl

33-47

3,28

2,31

5,26

1,72

2,05

10,5

0,70

0,94

1,19

Igl

47-105

2,89

2,78

6,18

2,15

2,64

12,4

0,96

1,09

1,23

Pgl

>105

1,75

1,21

3,65

1,85

1,89

7,30

0,69

1,23

1,02

Поряд із зміною характера функціональних груп, у агроекосистемах зросла час­тка активних бактеріальних форм. Аналіз профільного розподілу бактерій виявив чіткий елювіально-ілювіальний перерозподіл з першим максимумом акумуляції у гумусо-елювійованому горизонті.

Максимальне накопичення прокаріотів у поверхневому горизонті та їх менша «інертність» є наслідком значної концентрації органічної речовини з щорічним опа-дом. Другий максимум в горизонті вмивання, на нашу думку, пов'язаний з процесом опідзолення. В антропогенно-трансформованих грунтах профільні екстремуми знач­но менш амплітудні, що є результатом і одночасно свідченням незначного гальму­вання підзолистого процесу, а профільний розподіл бактерій взагалі трансформував­ся в прогресивно-рівномірний тип.

Установлено, що максимальна оліготрофність притаманна елювіальному (По = = 3,26) горизонту. На нашу думку, це є свідченням адаптивної реакції мікробоценозуна ліміт факторів росту, що є теж наслідком елювіальних та метаморфічних ЕГП. Отже, саме цей показник доречно використовувати для діагностики опідзолення.

Аналіз інших еколого-мікробіологічних показників функціональної організації мікробних ценозів підтвердив отримані тенденції. Зміна характеру рослинності при­звела до трансформації напруженості мінералізаційних процесів. Під пасовищем, у порівнянні з грунтом лісових екосистем, інтенсивність мінералізації була вищою в загальному на 15-25 %. Поряд з цим показник мінералізаційної (Пмз) здатності мік­рофлори в межах 0,51-1,37 є дуже низьким. Для порівняння, в чорноземі типовому цей показник коливається в межах від 3 до 7 (Миронова, 1986).

Розрахований для виявлення частки активних форм мікрофлори індекс інертно­сті Нікітіна (Іі) виявив сильну спорідненість ґрунтів, незалежно від типу екосистеми. Аналіз профільного розподілу індекса інертності продемонстрував тенденцію до зро­стання чисельності неактивних форм мікроорганізмів з глибиною. Найвища пасив­ність мікрофлори в елювіальному горизонті може бути пояснена «збідненістю» цього шару на фактори росту. Проте найвищу пасивність мають ілювіальні горизонти та материнська порода. Даний факт пояснюється несприятливими екологічними умова­ми, що створюються на цих глибинах. Насамперед це погіршення аерованості (веде до зменшення чисельності аеробів), низький уміст органічної речовини (нестача дже­рела вуглецю), надлишкове перезволоження та низькі значення ОВП (відновлення речовин та виділення токсичних сполук) тощо.

Згідно з оціночною шкалою Звягінцева досліджувані грунти є середньозабезпе-ченими на асиміляторів органічного азоту та бідними на трансформаторів мінераль­них форм. Едафотопи пасовищних екосистем за всіма показниками - середньозабез-печені.

Дослідження комплексу нижчих грибів виявили тенденції, аналогічні для про­фільного розподілу грунтових бактерій. Загальна чисельність грибів у досліджуваних ґрунтах коливалась у межах від 25,1-230 тис./г (під хвойним лісом) до 86,5-221 (під трав'янистими асоціаціями на пасовищі) (табл. 2).

Таблиця 2

Характеристика мікроміцетного комплексу досліджуваних ґрунтів

Генетичний

 

Середовище

Середовище

Показник

 

Глибина, см

Чапека-Докса

голодний агар

ацидотолерантності

горизонт

 

тис./г

(Пат)

1

2

3

4

5

Розріз Ст. 1

Не орн

0-30

168

212

0,79

Ehgl

30-57

155

132

1,17

Igl

57-107

102

85,4

1,19

PGl

>107

98

86,2

1,14

Розріз Ст. 5

He(gl)

3-22

230

154

1,49

Egl

22-33

172

108

1,59

EIgl

33-60

102

95,4

1,07

IGl

60-100

132

85,3

1,55

PGl

>100

35,5

25,1

1,41

Розріз Ст. 6

He

2-18

222

212

1,05

Eh

18-36

216

182

1,19

Ie

36-50

154

172

0,90

Im

50-72

168

195

0,86

Pmq

>72

102

140

0,73

Закінчення таблиці 2

1

2

3

4

5

Розріз Гл. 4

Hd

0-15

180

221

0,81

He/gl

15-33

186

202

0,92

Egl

33-47

125

135

0,93

Igl

47-105

142

148

0,96

Pgl

>105

100

86,5

1,16

У ґрунтах агроекосистеми чисельність грибів була дещо меншою в порівнянні з еталонними БГЦ. У межах лісових екосистем грибний компонент мікробоценозу в більшій мірі представлений ацидотолерантними формами, про що свідчить величина Пат. Чим він вищий, тим потужніший комплекс ґрунтових грибів, здатний до проду­кування вільних органічних кислот, які, у свою чергу, спричиняють кислотний гідро­ліз ґрунтових мінералів. Установлено, що в фонових для Передкарпаття ґрунтах фо­рмується досить статичний за своїм складом мікроміцетний комплекс. Значущої різ­ниці за показником ацидотолерантності в едафотопах під трав'янистими і багаторіч­ними дерев'янистими фітоценозами не виявлено.

Дослідження альгоценозів виявили залежність видового різноманіття ґрунтових водоростей від типу БГЦ та від ступеня антропогенного навантаження на них, хоча аналіз екологічної структури альгоугруповань свідчить про їх відносну подібність у межах генетичного типу бурувато-підзолистого ґрунту (табл. 3).

Таблиця 3

Характеристика альгоценозу досліджуваних ґрунтів

Глибина відбору зразків, см

Весняний відбір

Літній відбір

 

Вологість ґрунту, %

Зелені, жовтозелені

Діатомові

Вологість ґрунту, %

Зелені, жовтозелені

Діатомові

 

 

тис./г

 

тис./г

1

2

3 1

4

5

6 1

7

Розріз Ст. 1

2-5

13,8

16,4

19,5

16,8

13,8

3,0

5-10

15,7

12,1

15,6

20,3

9,2

1,8

10-20

16,1

8,2

7,1

20,9

7,1

0,9

20-30

17,4

6,1

-

22,1

4,1

-

30-50

19,0

2,5

-

23,6

1,9

-

50-100

19,3

-

-

28,0

-

-

100-110

17,2

-

-

26,2

-

-

Розріз Ст. 5

0-3

25,8

11,7

35,7

28,9

7,6

19,9

3-22

23,8

7,3

20,1

21,0

5,0

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В А Нікорич - Біогенність бурувато-підзолистих Ґрунтів різних екосистем передкарпаття