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

поиск по серверу

4022 посещений с 22.01.2001
Последнее изменение 21.01.2001

(c) Institute of Biology, 1999