WIN - KOI - DOS - ISO - MAC - LAT
МИКРОМИЦЕТЫ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ
к.б.н. Е. Лаптева, к.б.н. Ф. Хабибуллина, асп. Ю.
Пелихова
В условиях активного антропогенного
преобразования ландшафтов особую значимость
приобретают выявление природного разнообразия
микромицетов и специфических микологических
популяций, адаптированных к конкретным
экологическим условиям, изучение
пространственной организации и экологических
функций микоценозов. Это связано с тем, что
микроскопические грибы, один из уникальных
компонентов почвенной биоты, занимают
лидирующее положение в блоке микродеструкторов
растительного опада. Они синтезируют и выделяют
во внешнюю среду разнообразные гидролитические
ферменты, расщепляющие любые органические
субстраты вплоть до лигнина, многие органические
кислоты, что способствует растворению
труднодоступных фосфатов и оказывает влияние на
питание растений фосфором и другими
минеральными элементами, извлекаемыми из
минералов. Почвенные грибы способны
осуществлять процесс гетеротрофной
нитрификации, что имеет особое значение в кислых
подзолистых почвах, где автотрофная
нитрификация отсутствует. Кро ме того, многие
виды микромицетов образуют темноокрашенный
мицелий за счет синтеза и аккумуляции в гифах
меланиноподобных пигментов, близких по своему
строению и свойствам к гуминовым кислотам. После
отмирания и лизиса мицелия эти вещества,
благодаря высокой устойчивости к микробной
деструкции, накапливаются в почве и могут
входить в состав почвенного гумуса или служить
основой для синтеза гумусовых кислот [1, 7].
Мелиоративное осушение заболоченных территорий,
распахивание почв с последующим созданием
агроценозов ведут к изменению и уничтожению
природного разнообразия экотопов и,
следовательно, к исчезновению многих уникальных
видов и штаммов почвенных микроорганизмов,
которые могли бы быть использованы в
биотехнологии и биорекультивации. Оценка
природных ресурсов микроорганизмов в почвах (в
том числе и микромицетов) необходима для
определения потенциальной биологической
продуктивности почв, выявления направленности
процессов гумификации и гумусообразования в
различных природных экосистемах, для анализа
разнообразия почвенных микроорганизмов [4].
Учитывая, что в Республике Коми практически не
исследован комплекс микроскопических грибов,
обитающих в аллювиальных почвах пойменных
экосистем, нами проведено детальное изучение
видового разнообразия, таксономической
структуры и численности микромицетов основных
типов аллювиальных почв долины р. Вычегда.
Как показали наши исследования, основная масса
микроскопических грибов в аллювиальных почвах р.
Вычегда сосредоточена в органогенных
горизонтах, где накапли ваются растительные
остатки и протекают основные процессы
минерализации опада надземной фитомассы (Адер) и
отмершей корневой системы травянистых растений
(Адер, А1). Вниз по профилю численность грибных
пропагул резко снижается. Глубина
распространения микромицетов в аллювиальных
почвах долины р. Вычегда, в первую очередь,
определяется особенностями их гидрологического
режима и генетической областью поймы. В почвах
прирусловой части поймы (и в дерновых слоистых,
занимающих вершины грив, и в луговых слоистых
межгривных понижений) микроскопические грибы
проникают на глубину до 100-120 см. В то время как в
дерновых почвах центральной поймы глубина
проникновения ограничивается 80 см, в луговых - 50-65
см, в лугово-болотных - 25 см. Интересно, что и в
типичных подзолистых почвах, характеризующихся
промывным водным режимом, микологический
профиль вытянут до 1 метра, хотя основная масса
грибов также сосредоточена в органогенных
горизонтах. Возможно, в пойменных почвах
прирусловой части поймы в послепаводковый
период складывается выраженный нисходящий ток
влаги, благодаря более глубокому залеганию
почвенно-грунтовых вод не только в дерновых, но и
в луговых слоистых почвах по сравнению с почвами
центральной поймы.
При усилении степени гидроморфизма аллювиальных
почв наблю дается уменьшение численности
микромицетов в дерновом горизонте и более резкое
снижение ее при переходе к
гумусоаккумулятивному горизонту. Эта тенденция
отмечена для почв и прирусловой, и центральной
частей поймы, но наиболее ярко она проявляется в
лугово-болотных почвах, характеризующихся ярко
выраженной переувлажненностью почвенного
профиля.
Общее число видов, формирующих микромицетный
комплекс определенной почвы (т. е. выделенных из
конкретного почвенного разреза), тесно связано с
геоморфологической областью пойменной террасы.
Максимальным числом видов (32-42) и наибольшим
видовым разнообразием мицелиальных грибов
(индекс Шеннона 2.7-3.2) характеризуются почвы
центральной части пойменной террасы. В почвах
прирусловой части поймы выделено 26-27 видов, а
индекс Шеннона - 2.4-2.9. При этом в почвах
центральной поймы, которые по сравнению с
почвами прирусловой части пойменной террасы в
эволюционном плане считаются "зрелыми",
максимум видового разнообразия микромицетов
смещается в гумусоаккумулятивный горизонт А1, в
то время как максимальная численность
микроскопических грибов приходится на дерновый
горизонт. Аналогичная зависимость выявлена Д.Г.
Звягинцевым и др. [3] при изучении
вертикально-ярусной организации микромицетных
комплексов лесных биогеоцено зов. В ряду
поверхность растений - лесная подстилка - почва
нарастает число видов микроскопических грибов,
однако, численность грибных зародышей и биомасса
их грибного мицелия достигают максимальных
значений в подстилке и значительно снижаются в
почве, где многие виды находятся в неактивном
состоянии (преимущественно в виде спор). По всей
видимости, именно такая структура
вертикально-ярусного распределения
микроскопических грибов является отличительной
(характерной) чертой стабильно функционирующих
зрелых экосистем.
Таксономический состав микоценозов
аллювиальных почв р. Вычегда, вне зависимости от
типа почвы, характеризуется обилием
представителей родов Penicillium (7-10 видов), Mortierella (4-5),
Mucor, Fusarium, Trichoderma (по 3), в то время как остальные
роды представлены 1-2 видами. В целом, полученные
нами данные близки к литературным. Как отмечают
Т.А. Стенина [5, 6], И.П. Бабьева [2], в пойменных
почвах таежно-лесной зоны (южная тайга, северная
тайга) как правило доминируют роды Penicillium, Mortierella,
Trichoderma. Однако отличительной особенностью почв
центральной поймы долины р. Вычегда является
участие в структуре мицелиальных грибов видов
рода Chaetomium (см. рисунок), содержащих
меланиноподобные пигменты, и темноцветных
дейтеромицетов. Для них же в большей мере
характерно и присутствие видов, встречающихся в
зональных подзолистых почвах (Penicillium paxilli; P. sartoryi;
Dematium sp.; Clado-sporium epiphyllum). Последнее может быть
связано с поступлением пропагул указанных
микромицетов с поверхностным стоком талых вод с
водораздельных территорий в долину реки и
оседание их, в первую очередь, на той части
пойменной террасы, которая расположена ближе к
склону речной долины. Возможно, этим же
объясняется и большее видовое разнообразие
микроскопических грибов в почвах центральной и
притеррасной частях поймы, которое обусловлено
повышенной долей в составе микоценозов этих почв
редких и случайных видов.
По видовому составу микромицетов почвы
прирусловой и центральной поймы существенно не
различаются (коэффициент Серенсена 62 %). Однако
детальный анализ таксономической структуры
микоценозов, приуроченных к различным типам и
подтипам аллювиальных почв, позволил выявить
широко распространенные виды (встречающи еся
практически во всех типах пойменных почв и,
следовательно, характеризующиеся высокой
экологической пластичностью); виды, характерные
для определенных типов почв (т. е. обитающие в
узко обозначенных гидротермических и
физико-химических условиях среды), и случайные
виды, не имеющие четкой приуроченности к
конкретному типу почв. Из видов, приуроченных к
конкретным экологическим условиям, четко
выявляется Mucor circinelloides, который входит в
структуру микоценозов только аллювиальных
дерновых почв. В гидроморфных почвах (луговых и
лугово-болотных) встречаются Stemphylium sp., Chae-tomium
spirale, Ch. spiralliforum, Monilia koningii, Trichoderma koningii.
Таким образом, общий список видов
микроскопических грибов, выделенных нами из
аллювиальных почв долины р. Вычегда, представлен
71 видом из 22 родов и трех классов (включая два
"вида" стерильных форм мицелия). Комплекс
доминирующих видов (с частотой встречаемости от
50 до 100 %) включает 16 представителей: Penicillium funicu-losum,
P. lanosum, P. notatum, P. tar-dum, Trichoderma sympodianum, Cladosporium herbarum,
Mycelia sterilia (Mucedin.), Mycelia sterilia (Dematiac.), а также виды
родов Mucor и Fusarium. Некоторые из них часто
встречаются в сообществах микроскопических
грибов не только пойменных, но и подзолистых
почв, формирующихся на водоразделах в подзоне
средней тайги, например, Penicillium tardum, Trichoderma sympodianum,
Cladosporium herba-rum, а также светло- и темноокрашенные
представители Mycelia sterilia. Расчет коэффициента
Серенсена (46 %) свидетельствует о том, что по
качественному составу микроскопических грибов
пойменные почвы долины р. Вычегда, формирующиеся
под травянистыми ценоза ми, более близки к
зональным подзолистым почвам, чем к пойменным
почвам южных регионов европейской части России
(коэффициент Серенсена 22-26 %). При этом в структуре
микоценозов пойменных почв, формирующихся под
луговой растительностью в лесостепной и степной
зонах, выше доля аспергиллов, видов родов Fusarium,
Cladosporium, меньше участие представителей родов Mucor,
Mortierella, Trichoderma и отсутствуют виды родов Chaetomium и
Spicaria, встречающиеся в почвах бассейна р. Вычегда.
Таксономический состав, численность
микроскопических грибов и их профильное
распределение в аллювиальных почвах долины р.
Вычегда в первую очередь связаны с условиями
формирования почв, т. е. геоморфологической
областью пойменной террасы и гидрологическим
режимом почв. Зональные климатические факторы
оказывают существенное влияние на формирование
качественного состава комплекса микромицетов в
пойменных почвах средней тайги. В эволюционно
"зрелых" почвах центральной поймы,
характеризующихся высоким потенциальным
плодородием (по сравнению с почвами прирусловой
части поймы), вертикально-ярусная организация
микромицетного комплекса аналогична зональным
почвам лесных экосистем. Возрастание доли
темноокрашенных микромицетов в структуре
микоценозов почв центральной поймы позволяет в
качестве одной из причин их значительной
гумусированности признать накопление и
включение в состав гумуса термодинамически
устойчивых меланинсодержащих грибных пигментов,
закрепление которых облегчается высокими
сорбционными свойствами тяжелосуглинистых и
легкоглинистых луговых почв долины р. Вычегда.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов
почвообразования. Л.: Наука, 1980. 187 с.
2. Бабьева И.П. К микробиологической
характеристике почв пойм реки Клязьмы в районе
Чашникова // Пойменные почвы русской равнины. М.:
Изд-во МГУ, 1962. С. 196-218.
3. Вертикально-ярусная организация микробных
сообществ лесных биогеоценозов / Д.Г. Звягинцев,
И.П. Бабъева, Т.Г. Добровольская и др. //
Микробиология, 1993. Т. 62. Вып.1. С. 5-36.
4. Теоретические основы экологической оценки
микробных ресурсов почв / Д.Г. Звягинцев, Т.Г.
Добровольская, Л.М. Полянская и др. //
Почвоведение, 1994. № 4. С. 65-73.
5. Стенина Т.А. Биологическая активность
некоторых почв Коми АССР // Материалы по почвам
Коми АССР. Сыктывкар, 1974а. С. 35-42.
6. Стенина Т.А. Микрофлора подзолистых почв
северо-востока европейской части СССР //
Современные процессы в подзолистых почвах
Северо-восточной европейской части СССР. Л.:
Наука, 1974. С. 92-107.
7. Туев Н.А. Микробиологические процессы
гумусообразования. М., 1989. 239 с.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность
Информационные ресурсы -
Новости -
Поиск по
серверу -
Карта сервера