Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

КОМПЛЕКСЫ МИКРОМИЦЕТОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АГРОТЕХНИКЕ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "КОМПЛЕКСЫ МИКРОМИЦЕТОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АГРОТЕХНИКЕ"

А-теъ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах руконнсп

ГАЛИМЗЯНОВА На ил я Фауатовна

УДК 631.46

КОМПЛЕКСЫ МИКРОМИЦЕТОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ' ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АГРОТЕХНИКЕ

Специальность 03.00.07 — микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 19Э0 г.

Работа выполнена в лаборатории прикладной микробиологии Института биологии Башкирского научного центра УрО АН СССР.

Научные руководители: заместитель директора Института

биологии БНЦ УрО АН СССР, доктор биологических -наук Ф. X. Хазнев,

старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук Р. К. Андресон.

Официальные оппоненты: ведущий научный сотрудник,

доктор биологических наук В. С. Гузев,

старший научный сотрудник, кандидат биологических наук Ф. Г. Бондаревская.

Ведущее учреждение: Московская сельскохозяйственная

академия имени К. Л. Тнмирязеа;!.

Защита диссертации состоится _М^^к--1990 г.

в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании специализированного совета К053.05.86 МГУ им. М.В.Ломоносова, по адресу: 119899, Москва, ГСП, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета -почвоведения МГУ,

Автореферат разослан ___1У90 г.

V 1С1.Ы1. С* |1Ь

спецкализироь ст«

И, П. БАБЬЕВА

Актуальность проблемы. Для современной биосферы характерным является увеличение в ее составе доли агроценоэов, Поэтому изучение закономерностей к динамики функционирования факторов лодцэржания их стабильности, в частности микробных комплексов почв, представляет большой теоретический и практический интерес» Исследования последних лет, проводимые в нашей стране и за рубежом, показали, что наиболее активный компонентом почвенной микрофлоры являятся микроскопические грибы, основная экологическая функция Koiopt^c заключается в деструкции растительных остатков (Звягинцев,1936; Мнрчинк,196Э; Anderson, Dorasch, 1980; Christensen, 1989).Применение новнх методических подходов, основанных на принципах общей экологии, позволяет получить ценную информацию о состоянии комплекса минрошцетоэ в почве агроцедаэор и его изменениях под воздействием различных агроэкологических факторов.

Цель работы. Цель» данной работы было исследование влияния агротехники (способа обработки почвы, способа выращивания растений -в монокультуре и севообороте, применения органических удобрений} иа структуру комплексов микроскопических грибов выщелоченного и типичного черноземов.

Основные задачи исследований. I. Определение видовой структуры комплексов микроскопических грибов выщелоченного чернозема при выращивании яровой пшеницы бессменно к в севообороте на разных агррфонеис. 2,Изучение воздействия мининализации обработки почвы на комплекс микроиицетов типичного чернозема. 3,Исследование динамики численности, биомассы, средней радиальной скорости роста комплекса микромицетов при внесении в почву соломы пшениц, гороха, навоза (в условиях модельного опыта). 4, Изучение видовой структуры комплексов .микромицетов приуроченных к различным стадиям разложения органических удобрений.

Г" л

Научная новизна. С использованием критериев пространственной и временной частот встречаемости впервые охарактеризован видовой состав и структура комплексов микроскопических грибов типичного и выщелоченного черноземов - основных подтипов черноземного фон. да Башкирской АССР в условиях их сельскохозяйственного использования.

Показано, что в выщелоченном черноземе под монокультурой яровой пшеницы формируется комплекс мнкромицетов с большим видоши разнообразием, чем в севообороте.

Наибольшие различия в видовом составе и структуре комплексов микромицетов под монокультурой яровой пшеницы и в севообороте проявляются по фону органо-минеральньос удобрений.

Впервые представлены данные, характеризующие структуру комплексов микромицетов цри минимальных системах обработки почвы и позволяющие оценить степень воздействия этого агротехнического приема на развитие почвенных микроскопических грибов. Установлено, что иинимализацин механической обработки почвы не приводит к существенным перестройкам в видовой структуре комплекса ыикроми-цетов типичного чернозема.

Изучена динамика кинетических параметров, дишш мицелия и видового состава микромицетов при внесении в почву органических удобрений (солоны пшеницы и проха, навоза). Показано, что внесение органических удобрений способствует развитию более разнообразного по кинетическим характеристикам сообщества грибов, чем простое увла&кенио. Значимое увеличение средней радиальной скорости роста приурочено к поздним этапам разложения органических субстратов. . ■

Цп'&тачгскал значимость. Донные об увеличении разнообразия почвенных мнкроскош-.чзских грибов под монокультурой пшеница, в том

числе за счет ввдов, обладают:« фитотоксичнымн свойствами, позволяют научно обйсновать подбор предшественников при чередовании культур в севообороте с целью предотвращения нежелательной селекции отдельных груп" микроорганизмов с узкой экологической нишей.

Выявленная тенденция к уменьшению содержания мицелия и стабилизации структурных параметров комплекса микромицетов при минима-лизании обработки почвы дает основание рекомендовать этот агротехнический прием для уменьшения потерь органического вещества, (особенно в эрознойно опасных зонах, к которым относится Башкирская АССР).

Результаты, полученные при изучении динамики кинетических параметров и видового состава микромицетов при внесении в почву различных видов и доз органических субстратов могут использоваться при разработке научно-обоснованных рекомендации по применению органических удобрений в том числе соломы бобовых и злаковых культур, способствующих воспроизводству почвенного плодородия и не нарушающих функционирования комплекса почвенных микроорганизмов.

Апрю рация работы. Основные положения диссертации доложены на конференциях молодых ученых Башкирского научного центра УрО АН СССР (Уфа,1987,1989). XI научно-производственной конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Урала и Поволжья (Уфа,1968), республиканской научно-практической конференции "Экологические проблемы агропромышленного комплекса Башкирской АССР" (Уфа,1989),

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов к Приложения, содержит 172 страниц машинописного текста, в том числе 19 таблиц, 18 рисунков. Список литературы вклочает 238 наименований, из них 90 - зарубежные.

ОБЪЕКТЫ н ьштсда 1ЮСЛЕДОВАШ

Изучение видовой структуру комплексов ни кро скош ческ их грибов при вырьщившии сельс кох оэ л Йсте енных растений бессменно и в севообороте проводили на выщелоченном черта ьне под яроьоЯ пшеницей (Московская 35), выращиваемой бессменно (с 19БЙ г.) и в сева- • обороте (горох-озимая ро.'кь-кукуруза-в^аая пшеница-картофель). Влияние бессменна посевов и чередования культур научали на двух агрофонах - без удобрений (контроль) и на фоне внесения А^о^ео^о + навоз 40 т/га (I раз в б лет).

Изучение видоэий структуры комплекса микроскопических грибов под влиянием способа обработки почвы проводили на типичном черноземе расположенной в ьшюй лесостепи башкирскогоЛредуралья на территории совхоза "Пугачевский", На участках введен севооборот (пар чершй-озныая рожь-яровая пшеиица-кук'уруаа-яроаан пшеница-ячмень). Севооборот развернут в пространстве. Изучали три системы обработки почвы - традиционную - отвальная вспашка, плоскорез-. ную и минимальную. Под яро Буй пшеницу вносили Л^у^о^зо» навоз вносили под пар - 60 т/га.

Образу выщелоченного чернозема отбирали под яроьой пшеницей в десятикратной повторной-и 4 рауа за вегетацию 1985 года. Образцы типичного чернозема отбирали под яровой пшеницей в десятикратной повторности 8 раз в течение вегетационных сезонов 19В5-106? годов. Для выделения иикро ск о пи чесю ¡х грибов использовали посев лочаённоЯ суслена ш на среду Чапека. Учет и идентификации микро-мнцегов проводили сбщепрннятши методами, Для выделения структуры комплекса микромицетов использовали показатели частоты встречаемости видов (Мирчинк,1988), индексы видового разнообразия Шеннона, сходство комплексов оценивали при гюиощи коэффициента Со-реьсйна-Ченглоьского, Сод^р;кыте гиф микромицетов в почве учитываем кетодсы кембрагашх фильтров Хансена в модификации Т.С.Деы-

киной и Т.Г.Мирчинк (1963). Изучение изменений» происходящих в комплексе микроскопических грибов типичного чернозема при разложении органических удобрений, Проводили в условиях лабораторного опыта. Воздушно-сухие образца почвы просеивали через сито с диаметром пор I мм, увлажняли (до 60$ от полной влагоемкости) с одновременным внесением измельченной соломы пшеницы в количестве 1,6 и 15 мг/г почвы, соломы гороха в тех же количествах, навоза (перегной) - 5 и 50 мг/г почвы. Внесенные количества соломы соответствуют применению их в дозах 3 и 30 т/га, навоза-Ю и 100 т/га в полевых условиях. В вариантах с пшеничное соломой бил использован дополнительный источник азота - мочевина в концентрации 5 и 50 мг /V. Контролем служила увлажненная почва без внесения органических веществ. Почву инкубировали с поддержанием указанного режима влажности цри комнатной температуре. Образцы для анализа отбирали каждые 7-10 суток (длительность эксперимента 1год). В качестве показателей, характеризующих комплекс микроыицетов при разложении органики, использовали видовой состав комплекса, численность грибов, определяемую методом посева на среду Чапека, средня» радиальную скорость роста К, длину мицелия.

Радиальную скорость роста определяли, измеряя радиус индивидуальных колоний грибов (Кочкина и др.,1978, Иванувкина, Мирчинк, 1982). Предварительно било вдотслено, что репреэ ентативно Й является выборка объемом 38-52 колонии.

Выли расчитаны коэффициенты разнообразия Шешона по радиальным скоростям роста и по обилию видов.

Статистическую обработку результатов проводили, используя критерий Стыщента, достоверность изменений встречаемости отдельных видов микроыицетов определяли методом сравнения долей (Дмитриев Л^"^) . Результаты, полученные при определении длины мицелия грибов в лабораторном опыте, были обработаны методом наименьших

квадратов на &БМ ЁС-1060,

РЕЗУЛЬТАТЫ if ОБСУЖДЕНИЕ

Комплексы микроскопических грибов выщелоченного чернозема при выращивании яровой пшеницы бессменно и в севообороте

Изменение видовой структуры комплекса грибов шцелоченного чернозема под монокультурой яровой пшеницы выражается в увеличении встречаемости многих видов микромицетов (вероятность У5$). Под монокультурой выделены два вида микромицетов.которые не встре-т чались при выращивании пшеницы в севообороте - ilium nig-

ricans, Penicillium velutlmm (табл ,1). •

Комплекс микр&мицетов в почве севооборота на фоне внесения органических и минеральных удобрений характеризуется уменьшением встречаемости 12 типичных видов, сокращенней группы редких.*

Расчет коэффициентов Соренс^на-Чекановского показал,что наибольшие отличия существуют между комплексами микромицетов под монокультурой и в севообороте на удобряемом фоне С в =6956). Внесение органо-минеральншс удобрений под монокультуру не вызывает существенных изменений в видовом составе микроскопических грибов ( £ , тогда как в условиях севооборота действие этого фактора приводит к уменьшению сходства комплекса с вариантом контроля ( S а ,

Анализ встречаемости видов, которые по литературным данным известны как фитотоксичныв, показал, что лод монокультурой до сравнению с севооборотом достоверно увеличивается встречаемость

PismcilliLm jontiBallum, P.nigricans,P.pnoeniсейш ,

а на фоне внесения удобрений и iaiarooycos flavus.

При расчете ивдексов разнообразия Шеннона оказалось,что наибольшее видовое разнообразие-присуще комплексу микромицетов под

Таблица I

Структура комплексов микромицетов выщелоченного чернозема йод монокультурой пшемнцн и в севообороте

Виды

Частота встречаемости (%)

монокультура : севооборот

кон— : /угк + : кон- ;/Упе + троль ; навоз : троль ; навоз

¿Омт1ащпде

Aspergillus uetus(Bein. )Июш 90

Fusarium o.vyspoxnm Schlecht. 97,5

Pénicillium сааэаоепа Sopp. 62,5

P.cozy 11ophillum Dierctac 62,5

, P.funiculosum ÎIioq 57,5

* P.piïoerdoeum v.Beytna 70

* P.sImpliclssimum(Oud.)Thom 92,5 " Rhirepus oryratj Vient.et.Pria. 62,5

Trichoderma viride Pers. 00

чдстце

Actinomcor eleeana (Eiie»^" 37,5

"Altemarift'elterB«t«(Fr)Eftieel. 32,5 Aspergillus ni ter v.Thiégïter 1

Gliocladium dellcjuaBcena Sopp. 35

Ohße 1;ош1ига sp. * 35

Heosartorya fisherii(Wehm)Mail. 47,5

'Pénicillium casei Btaub, ад

P; jaatinellum Bioui-ge Ц5

P.raiatilskii Smith 47,5

P.velutimra v.Bsyma 32,5

ГвдкЦИад öp, 1 52,5

ï'alar-олуоез flavus(Klok)Stolk 35

Типичше .гздкие.

Aspergillus wsntil Wehm. 17,5

Qliooladium penloilloidea Cda. 5

*P«Bicillium nigricans(Bain)Thon 22,5

P.trevi-compactua Dietckx 12,5

P,Aigriс ans var.eulfurum АЪе 22,5

P.plceum fiàper et Feimall 12,5

P.steckii Zal, 25

*Trichoderma polysporum{Lk.)Eifal 22,5

95

95.

67,5

50.

63,5

8?,5

97,5

70

S7.5

50.

SU

20

55

55

52,5 40

47,5 52,5 12,5 20 *7,5

7,5 22,5

25

37,5

52,5 47.5

85

90

72,5

57,5

72,5

57,5

95

40

B5

82,5 17,5 27,5 55

22,5 50

12,5 57,5

35

20 15

17,5 57.5

30 25

65

67,5

65. 42,5 45 20

35 . 77,5

82,5 12,5 10 25

17,5 15

20 40

7,5 17,5

17,5

27,5 25 10 15 10

Примечание: x - обозначит виды встречаемость которых достоверно выше под монэкультурой

монокультурой пиеницы, на получавшей удобрение (Н=3,2). Видовое разнообразие микроскопических грибов в почве севооборота несколько ниже н соответствует веливдне 11=2,6. УдоСрвнвдй вариант монокультуры занимал промежуточное положение (Н*&,9)* Ранее было по-• казано, что при длительном бессменном выращивании шеницы в почве происходит накопление труднораэлагаемых пожнивных остатков,что способствует увеличению ■ численности грибов, смещению равновесия грибы-бактерии, уменьшению видового богатства бактериальной части микробного комплекса (Берестецкий и др.,1960; Берестецкий, Зубец, 1981). Проведенный нами анализ структуры комплексов микроми-цетов при бессменном выращивании яровой пшеницы и в севообороте показывает, что под монокультурой в щцелочеином ^черноземе преимущества грибов могут реализоваться не только в увеличения численности , но и в возрастании видового разнообразия.

Изучение влияния минимализации обработки почвы на комплекте микроскопических грибов типичного чернозема ,

Видовой состав микроскопических грибов типичного чернозема при различных способах его обработки представлен в таблице 2. Состав домин&ктов при всех способах обработки был сходен. Применение' элементов минимализации вызвало увеличение встречаемости РепАсПИцщ ригригоиешш, который из группы типичных частых видов (отвальная вспашка) переместился в доминирующую (шюскореа-ная, минимальная обработка).

При плоскорезной обработке из комплекса исчезают некоторые виды, которые были типичными при отвальной вспашке ( ¿грел^Шиз

ьыаосгоща ). . Другие

виды { Лд^сИПиш гиеи1о£1щ,Р, е11пр1ас1яа1аио) не выявлявшиеся при отвальной вслаике, ет&иоьй'^я типичными.

При минимальной обработке типичного чернозема отмечено уводи-

Таблица 2

Структура комплексов мякромицетов типичного чернозема гтрй разных способах его обработки

* Частота встречаемости (¡6)

® и д м ; отвадь-¡плоско- f минималь-

; ная ;реэная ; над обра; 8сяашкл:обработ.; ботка

Доминонтше

Aspergillus wentii Wehm« 72 82

Fusarium oxysporuin Sohleoht. 80 76 92

Peecilomycee illacinue(Thenn)Gauss. 62 . 54 56

Ria 1гopus огуеае Went. et Prin. 72 80 100

TricKoderma Tiride Регз. 84 ** 84 06

Титичные частые

Aspergillus olger v.Thteglu & 20 18

Penicllllwa eyaneum Eain.eti Bart» . 52 62 60

P,brevi-comp'acttim Dierctac 40 50 Я

Ptfellutamia fliourge 42 44 26

P.piceum Kaper et Fermell $6 26 20

P,purpurogemim Stoll 50 70 76

Ptateck.il Zal. ^ 50 44

P.virldlcatuffl Waetl. 32 24 24

Типичные редкие

Actlnomucor elegaos(EIdoa) 18 16 28

Alternar!a altoraate(Fr« )Ка1еэ1. в 18 36

Aspergillus koüögaveenaia Hehire в - 12

Aspergillus tketusiBain.^Thota 14 16 36

Glioclödlum pénicillóldes Oda; 12 — 18

ailooladium deltquesceiis Sopp. - — 10

Ciiaetoiaiua sp. - - 20

Peaioilllua caneSeena Борр. 1в - 32

PioyclopluaWcatl. ' 18 20 18

Pifuniculoaua Thom ia '22 28

P.Islanülcuffi Sopp* 14 14 10

Pimslaagrinun Biourga Pipboeniceun т.Бвуща 26 34 46

12 10 14

Pipsittacinum Thom 10 6 4

Pipttberulum Bala. 14 — 32

P.rosao-púrpureuin Dierckx 14 6 12

Piiugulosum Thcm - 10 -

P.aiepllclaaimuoCChid. }ThOm Panicllliuia sp; — . 20 -

á 14 -

Rhizoctonia sp. го — 20

Trlcüodeima polysporuaíLtc. )Rifai в 20 26

чевде встречаемости Alternaría altirmata, PenicilliLun canes asna, Pealeillium fuñículоaum,P.pufc eiulúa .palyэрошш • Вида Peni с i 11 luía adatas t i ii, Peale il Паи sp., обнаруженные При отвальной вспашке к шюскорезной обработке* ко шаявляшсь |фи минимальной обработке. Только для систеш минимально!! обработки почвы оказался типичным представитель рода Cbaotouiiim. .

Оценка разнообразия по индексам Шеннона показала, что при почвозащитных система видовое разнообразие комплекса мнкромице-тов несколько выше, чем при отвальной вспашке (олоскореэная обработка (1=2,74, минимальная Н=2,85, отвальная вспашка Н*2,б8).

Расчет коэффициентов Сореисена-Чекановского (табл.3) показал высокую степень сходства комплексов микромицетов типичного чернозема при различных способах его обработки, что, по-видимому, является отражением близких условий среды, мало изыеняшцихся йод влияние« изучаемых систем обработки почвы. Это по дтеерждается, в частности, показателями водно-физических свойств типичного чернозема при различных способах обработки, которые не имели достоверных отличий.

Таблица 3

Коэффициенты сходства комплексов мцкромицетов типичного чернозема при различных способах его обработки

Способ обработки

Отвальная; Плоскорезная вспашка : обработка

Минимальная обработка

Отвальная вспашка - 0,81 . 0,76

Плоскорезная обработка 0,61. - 0,79

¡Минимальная обработка 0,7о 0,79 - .

Определение дайны мицелия микромицетов при разных способах oSpatSoTwt типичного чернозема показало, что при почвозащитных системах наблюдается тенденция к уменьшению содержания Гиф.осо-

бенно в начале вегетации раетзний. Так, в'мае 1966 г. длина мицелия грибов а лйчве, обрабатываемо!! отвально составляла 32,3+4,9 м/г, а при шюскорезноП и минимальной обработках 13,7+3,6, 15,7+ 1,6 м/г соответственно. Таким образом, почвозащитные способы обработки почвы могут оказывать определенное регулирующее воздействие на биомассу грибов, что можно рассматривать как фактор, предотвращающий ускоренное разложение органического вещества в почве (Звягинцев,198?).

Изменение видового состава комплекса микроми-цетов типичного чернозема в процессе разложения органических удобрений

Искусственное изменение состояния комплекса микооорганиэмов путем внесения в почву различных органических субстратов дает возможность более Глубоко изучить характер и динамику микробных сукцессия. Из исходной (сухой) почвы было выделено лишь 6 видов грибов, принадлежащих 4 родам, в ходе длительного лабораторного эксперимента при совместном с увлажнением внесении органических субстратов (соломы пшеницы, гороха, навоза) - более 30 видов мик-ромйцетов, относящихся к 17 родам.

Характерным оказалось наличие в составе популяции на протяжении всего срока исследований вида АэрегдШиз который выделялся в качестве доминанта иэ типичного чернозема и при проведении полевых исследований (табл.2)•

В комплексе микроскопических грибов - контрольного варианта присутствовали в основном вида родов Азрег§1Ииэ, Ред1с11Ишп, наибольшую часть комплекса составляли грибы р.РеШсАШшв -РеМсНИиш пв1еакг!ши, РепЮШыш сапезсепэ, Р,1з1аай1сит.

При внесении в почву высоких доз соломы пшеницы и гороха на всем (протяжении эксперимента в составе комплекса преобладал представитель р. сьае1;ст1ип, составляя 30-5Ц5 от состава комплекса.

При внесении низкой дозы соломы пшеницу существенных отличий видового состава грибов в различные сроки исследования по сравнена) с контрольным вариантом не вдавлено* При низкой дозе соломы гороха максимум видового разнообразия отмечался на £7 сутки. В . , процессе освоения органического субстрата в атом варианте отмечено увеличение в составе комплекса доли фузариумов, начиная со 129 суток. •

При внесении низкой дозы навоза основными структурными компонентами комплекса являются Aspergillus wentti, Р.оапвзсопз.

В ходе екелерим&нта увеличивалась доля быстрорастущих грибов

ЙМгориз огугае, Trichodenaa vilide« •

(Три применении высокой дозы навоза наряду с микроыицетамк, имевшими высокую численность при внесении низкой дозы, в комплексе выделялись J&nicillium fre^tíentbns, Faec tloioyoes lilacinua, Uyrotbecium cattenulatuu наиболее высокая численность которого отмечалась на начальных стадиях сукцессии. Увеличение доли бистро- . растущих грибов в составе комплекса бшю приурочено к 129-187 суткам.

Анализ динамики индексов видового разнообразия показал, что, за .включением варианта с внесением низкой дозы соломы пшеницы, максимум разнообразия достигается лишь спустя суток (навоз, низкая доза), 106-116 суток - полома гороха в обеих дозах, высо-. кал доза пшеничкой соломы и навоза. Сравнение индексов разнообразия, вычисленных исходя из.кинетических параметров (радиальной скорости роста колоний) и соотношения видов, '»оказало, что на всем протяжении инкубации видовое разнообразие ьчше, чем кинетическое, причем на фоне высоких доз навоза и соломч пшеницы выяв- , лены стадии, отличакациося значительным (до 1,5 раз) превышением разнообразия по видам над кинетическим (64, $4, 100, 107 сутки при внесении соломы пшеницы и 7, 98, 106, 187 сутки при внесении

навоза & доза 50 мг/г почвы (табл.4).

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что сложные, многокомпонентные субстраты, очевидно, способны обеспечивать непродолжительное существование одновременно достаточно большого количества видов, имеющих сходные кинетические характеристики ,

Таким образом, внесение в почву органических удобрений'приводит к изменению видовой структуры комплекса микромицетов типичного чернозема и увеличению видового разнообразия.

Динамика средней радиальной скорости роста К^^, численности, индексов разнообразия по скоростям роста комплекса микромицетов. в процессе разложения . органических удобрений

Использование в качестве показателя, характеризующего динами*" * ' • *

ку развития грибов радиальной скорости роста колония позволило выявить^ что а комплексе микроскопических грибов типичного чернозема преобладали грибы с низкими скоростями роста {0,03-0,12 мм/ч), редко выявлялись микромицеты со скоростями роста 0,15-0,20 мм/ч, быстрорастущие виды (0,6 мм/ч и выше) лишь & конце исследований имели значительную долю в составе комплекса.

Преобладание в комплексе микромицетов типичного чернозема грибов с низкими скоростями роста отражает высокую степень "зрелости" сообщества, устойчивости его к дестабилизирующим воздействиям (Звягинцев,1987)„

Па рис.1 показана динамика средней радиальной скорости роста при внесении в почву соломы пшеницы й гороха, навоза. В вариантах о внесением высокой дозы соломы пшеницы, солош гороха и низкой дозы Навоза динамика К;ср> была однотипной и существенно не обличалась от динамики этого показателя в варианте простого увлажнения (рисЛ). Начальные этапы разложений органических субстратов (.3-07 сутки) характеризовались развитием крупной популяции мед-

Таблица 4

Динамика индексов разнообразия комплекса грибов типичного чернозема при внесении органических, удобрений

Время :

инку- :-

бацни ;уелаж-(сутки);нение

Варианты опыта

солома пшеницы

1,5 мг/г: 15 мг/г

солома гороха

навоз —

1,5 мг/г;15мг/г! 5мг/г)50 мг/г

7 1.6 2.В 2.0 2.6 ■ - 2.8 3.4

2,6 2,9 2,9 2,9 2,4 2,5 2,2

27 2.8 3,1 3.2 2,8 2.4 2,7

3.3 3,8 ■ 2,8 3,5 2,7 3,3 3,1

35 1*2 2.9 2.7 2,8 2.8 2.6 2.9

3,3 2,8 2,1 3,1 2,9 3,0

54 2.4 2.1 2.4 2.7 2.3 1&

3,6 3,3 3,1 3,5 .2,6 2,1 2,9

75 2.3 - | 2,8 1.4 -

3,2 - 2,6 3,3 2,3 3,9 3,11

98 2.7 2,7 2.3 2.6 2.4 2.3:

2,9 2,9 2,5 2,7 ' 2,6 2,3 . 3,6

108 2.6 3.3 2.9 2.8 2.7 ' 2.7

2,9 3,4 ' 3,4 3^2 2,9 3,2 3,8 *

143 2.3 2^4 2.8 2.8 2.9 3,2 гл

2,6 3,3 2,6 3,1 3,3 - 3,2

187 3.2 2.3 2.1 2^4 2.9 2.3

2,9 - 3,5 2.6 3,3 3,5

364 2.8 3.2 2.6 3.3 2,7 2.3 1.6

3,5 2,2 3,1 2,8 2,9 3,1 2,1

Примечание: числитель - индекс разнообразия Шеннона, вычисленный

по радиачьнда скоростям роста ( Д ) - индекс видового разнообразия С Н)

знаменатель Дисх - М.

н

исх

1,78

Йю.1. Динамика средней радиальной скорости роста К^р в процессе разложения органических удобрений {а - увлажнение-контроль; б - внесение соломы гагеницы; в - внесение солокы гороха; г — внесение навоза; I - низкая доэа, 2 - высокая)

ленпорастущих (скорости роста 0,03-0,12 мм/ч) грибов. Увеличение средней радиальной скорости роста было приурочено к. интервалу 129-187 сутки и происходило за счет возрастания в составе комплекса доли грибов родов Rhizopu3(Xttchoderraa, Внесение соломы пшеницы и гороха в низкой дозе и высокой доз« навОэа приводило К развития мияромицеюв с относительно высокими скоростями роста (больше 0,2 мм/ч) уже в начале инкубации [7-20 сутки) (рис Л), представленных в этих вариантах грибами p.Fusarluo, Rhisopus, Trichodei-ma, Рассмотрение динамики численности микромицетов, определяемой методом посева, показывает, tfro все варианты опыта имели сходный характер изменений количества пропагул грибов s зависимости от срока инкубации, при этом максимум йх численности достигался уже на 12 сутки исследования. 8 ходе даяьнейпей инкубации статистически значимых отличий в динамике численности грибов между вариантами эксперимента не выявлено. Лишь при внесении соломы гороха высокая доза, начиная с 35 суток, способствовала увеличению количества микромицетов по сравнению с низкой дозой (рис.2). Таким образом, учет численности грибов методом посева , не дал возможности выявить различия в динамике их развития при разложении органических субстратов.

Анализ значений индексов разнообразия Шеннона по радиальной скорости, роста свидетельствует о том, что »тот показатель наиболее четко-отражает характер изменений в комплексе грибов, происходящих в ходе разложения органических удобрений. Несмотря на значительные флуктуации индексов разнообразия в течение периода инкубации, было выявлено, что в варианте простого увлажнения отмечаются два периода высокого разнообразия по кинетическим параметрам (3S и 187 сутки), причем более высоким разнообразием хв*-рактериэовались небольшие в количественном отношении популяции ■ медленнорастущих Грибов. При внесении низких доз соломы шеницм,

М Г!

Ьп t

3 7 -2(5 54 153 . 3 ? 20 54, 153 3 7 20 54' 153 з' 7 20 54

Рис.2, Двкамика численности микроскопических грибов типичного чернозема при внесении органических удобрений (к - число колонне образующих единиц на I г почвы) (Обозначения как на рисЛ).

гороха, навоза максимальное разнообразие по скоростям роста отме-одлось в конце срока исследования (353, 364 сутки - д^я соломы, 333 сутки - для навоза), что связано с возрастанием доли быстрорастущих грибов. Высокие розы субстратов обусловливают увеличение разнообразия уже на начальных стадиях превращейня (20-27 сутки - при внесении соломы, 7 - сутки при внесении навоза). Как и в варианте увлажнения, высокое разнообразие отмечалось у немногочисленных популяций медленнорастущих грибов (табл.4).

Таким образом, в ходе длительного эксперимента было установлено, что комплекс минромицетов типичного чернозема характеризуется преобладанием грибов с низкими скоростями роста (К-страте-гов), что обеспечивает его устойчивость к дестабилизирующим воздействиям. Внесение различных органических субстратов способствует "омоложению" комплекса микроскопических грибов, увеличение доли быстрорастущих видов грибов в составе популяций происходит на поздних стадиях утилизами органического вещества. Использование в эксперименте дозы органических удобрений не вызывали существенных изменений в кинетической структуре комплекса микромице- -тов типичного чернозема.

Динамика длины мицелия при разложении органических удобрений в типичном черноземе

Длина мицелия, учитываемая методом мембранных фильтров дает определенное представление о функциональной активности комплекса микроскопических грибов! В исходной сухой почве длина гиф минромицетов составляла 34 ч/г почвы. Увлажнение вызвало редкое увеличение длины мицелия грибов, которое уже на 3,сутки превышало исходную величину почти в 2 раза (рис.3) затем происходило медленно еснижение биомассы грибов, в интервале. 27-108 сутки ее величи-; на становится ниже исходной. Второй пий развития грибов наблвдал-

I 2 3.45 1л Л ' 1 23 4 5 6 Ь» * I 23 4 Рис.З. Влияние органических удобрений на динамику длины мицелия микромицетов

(.к- - длина мицелия, м/г; А - внесение соломы пшеницы, Б - соломы гороха, Ь - наэоза; 1 - увлажнение-контроль, 2 - низкая доза - солома - 1,5 мг/г, навоз - Б мг/г, 3 - вы-,/сокая доза - солома - 15 мг/г, навоз 50 кг/г почвы)

ся на 269 сутки, он бил также непродолжительным н уступал по величине первому. Существенный прирост биомассы, отмеченный в варианте простого увлажнения, связан с запуском процесса использования резервов органического вещества почвы, запасы которого, судя по размеряй биомассы, в типичном черноземе значительны.

Внесение соломы пшеницы существенно изменяло динамику накопления мицелия. Увеличение биомассы происходило с задержкой по сравнению с контролем. В варианте с низкой дозой прирост мицелия не отличался от контрольного, а при внесении высокой дозы величина биомассы превшала значения полученные при внесении низкой дозы и простом увлажнении (рис.ЗД), Вторичное увеличение длины мицелия отмечалось в варианте с низкой дозой - на 153 сутки, при внесении высокой дозы - на 289, при этом длина мицелия достоверно превышала соответствующий показатель в варианте с низкой дозой.

Динамика длины мицелия при внесении соломы гороха в дозе 1,5 мг/г, сходна с данными, полученными при простом увлажнении,лишь в интервале 27-35 сутки длина мицелия в этом варианте превнпала соответствующие значения, полученные для контроля. Значительные -изменения в динамике биомассы грибов отмечены при внесении высокой дозы соломы гороха. В начале инкубации происходит некоторое ' уменьшение содержания гиф, а максимум их развития приходится на £7 сутки. Дальнейшее инкубирование показало, что микромицет» в этом варианте развиваются менее интенсивно, чем при простом увлажнении или внесении низкой дозы соломы.

Одновременное с увлажнением внесение навоза (перегноя) способствовало более медленному, чем в. контроле накоплению мицелия, лишь на 27 сутки длина гиф возросла по сравнению с исходным уровнем. Второе увеличение длины мицелия приурочено к 333 суткам, но оно не имело достоверного отличия от уровня, отмеченного в начале инкубации. ' ■ . ■ •

Максимальное увеличение'биомассы грибов (более, чем в 5 раз по сравнению с исходнш уровнем) отмечено в варианте с внесением навоза в дозе 50 иг/г почви. Уменьшение содержания гиф в атом варианте происходило замедленными'темпами, величина этого показателя оставалась выше, чем в варианте контроля (рис.3,В).

Таким образом, ддаамика длины мицелия как при простом увлаж-нениц, так и при одновременном с шил внесении органических удобрений имеет общие черты - накопление мицелия в течение эксперимента характеризуется двумя пиками - сразу после увлажнения и внесения субстратов, затем в конце инкубирования. Внесение соломы пшеницы, гороха в обеих дозах и навоза в низкой дозе привело к Некоторой задержке в накоплении мицелия в начале инкубации. Вероятно, эти процессы связаны с конкуренцией за субстрат бактериальной флоры, активно участвующей в утилизации растительных остатков

(Емцев, Ницэ,19в0! ,1908).

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что комплексы шкромицетов выщелоченного чернозема под монокультурой яровой пшеница и в севообороте различаются, особенно, на фоне органо-ышеральных удобрений. Комплекс микромицетов п»чвы под монокультурой яровой пшеницы характеризовался большим видовым разнообразием по сравнении с севооборотом. Выделены вида микроскопических грибов ( Реп1с1111ии ¿ад^ьеНша, Реп1й.Ц11чт п1ёг1<5апз, Реп1сШ.1ша рЬоеп1сецщ,Та1агои1усез

обладающее фитотоксичными свойствами, встречаемость которых возрастала в почве при бессменном выршцивами яровой пшеницы по сравнению с севооборотом. . ' . ' ~ ■

2. Системы обработки почвы, включающие элементы минимализации, ' не вызывают существенных изменений в видовой структуре комплексов микромицетов типичного чернозема по сравнению с отвадьнбй вспат-.

кой. Отмечено некоторое возрастание видового богатства комплексов микромицетов почвы при минимализации обработки. Выявлена Тенденция к уменьшению содержания мицелия микромицетов в типичном черноземе при мннимализации его обработки.

3. В длительном лабораторном эксперименте £364 бутон) с исполь зованием органических удобрений определен видовой состав микроми-цетов, приуроченных к разным стадам разложения субстрата, При простом увлажнении в составе популяций преобладали представители рОДОВ ■"• Aspergillus, Pénicillium.

При внесении соломы пшеницы.в высокой дозе и соломы гороха в обеих дозах максимальную численность в составе популяций имели грибы p. Chaatomium, их представленность оставалась высокой до конца срока исследований. Внесение навоза привело к преобладанию на начальных этапах превращения органического вещества видов Myrothecium cattenulatura,P.canescens, на поздних этапах - быстро растущих видов Rhizopus огугае, Trichoderma viride.

4. Установлено, что внесение органических удобрений и увлажнение почвы вызывают значимое увеличение средней радиальной скорости роста грибов на поздних этапах разложения органических удобрений.

Наибольшее разнообразие комплекса микромицетов по радиальным скоростям роста при применении высоких доз соломы и навоза приурочено к начальным стадиям их трансформации (7-27 сутки), а при использовании низких доз - к конечным этапам эксперимента (333364 сутки).

Динамика длины мицелия грибов в процессе разложения органичес ких субстратов характеризовалась наличием двух пиков развития микромицетов в интервалах 3-27 сутки и 333-353 сутки. Показано, что внесение высокой дозы навоза обусловливает максимальный прирост биомассы грибов в начале инкубации (3 сутки)..

Список.работ, опубликованных по теме диссертации

1. Галимзянова П.Ф. Влияние способов возделывания яровой пше-ншр на комплекс микромицетов выщелоченного чернозема // Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов. -Уфа, 196?. - С,95. .

2. Галимзянова 1уренко Е.Ю., Ацдресон Р.К. Влияние различных систем обработки на микрофлору типичного чернозема Башкирского Предуралья // Научные основы и практические приемы повшвг-ння плодородия почв Урала и Поволжья.- Уфа, 1968. - С.83.

3. Галимзянова Н.Ф. Влияние систем обработки почвы на развитие микромицетов в типичном черноземе // Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов.- Уфа, 1569,- Т.1. -

ель. . ..

4. Галимзянова Н.Ф., Аадресон. Р.К. Структура комплекса микромицетов типичного чернозема при различных системах обработки почвы // Экологические проблемы агропромышленного комплекса Башкирской АССР.-, Уфа, 1989.- С.39. .

5. Галимзянова Н.4., Аадресон Р.К. Динамика роста популяций микромицетов при разложении органических веществ в почве (в печати ж."Почвоведение").

Ь. Галимзянова Н.4., Андрееон Р.К. Регулирование видового состава и содержания мицелия почвенных микромицетов с помощью агротехнических приемов как аспект почвенной биотехнологии // Акту--адьные вопросы биотехнологии.- Уфа, 1990.- С.14-21.

Галимэямова Наиля Фяуатовка

УЖ 631.46

КОМПЛЕКСЫ МИКГОШВДГОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АГРОТЕХНИКЕ

Специальность 03,00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано к печати 20.03.90.,П06129 Формат.60x84 1/16. Бумага писчая Т' ¡..Печать плоская, Уч.-иэд.л. 1.0.Т.Ю0 Заказ ШSЗG

Ротапринт филиала при УАИ УРГ-2 Госкомиздата Башкирской АССР 450000, Уфа К.Маркса, 12