Микробная сукцессия в почве

Полянская, Любовь Максимовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Микробная сукцессия в почве
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Микробная сукцессия в почве"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи

ПОЛЯНСКАЯ Любовь Максимовна МИКРОБНАЯ СУКЦЕССИЯ В ПОЧВЕ

Специальность 03.00.27 - почвоведение 03.00.07 - микробиология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре биологии почв факультета Почвоведени: Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Официальные оппоненты - доктор биологических наук, профессор

Л.О.КАРПАЧЕВСКИЙ

доктор биологических наук, профессор В.Т.ЕМЦЕВ

доктор биологических наук Д.И.НИКИТИН

Ведущая организация - Институт почвоведения и фотосинтеза РАН

Защита диссертации состоится 1996 гс

в 15 час.30 мин. в аудитории М-2 на заседании Диссертационного coi Д.053.05.31 при МГУ им.М.В.Ломоносова по присуждению ученой стег доктора биологических наук.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета по1 ведения МГУ.

Диссертация разослана 4 \ 996 года.

Приглашаем Вас принять участие в ообсуждении диссертации на за даниии специализированного совета, а отзывы на диссертацию в 2-х земплярах просим направлять по адресу: 119899. Москва, Воробьевы гс МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, ученый совет.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук

Л. А. Лебедева

Род проходит, и род приходит, а земля пребывает вовеки Еккл., 1, 4.

ктуаяыюсть. Глобальный характер почвенного покрова и его исключи-ельная роль в равновесном функционировании наземных экосистем предоп-еделили давний интерес исследователей к активному компоненту почвы -икробным сообществам (Роде, 1971; Добровольский, Карпачевский, 1996). се более осознается необходимость изучения закономерностей, определя-рх деятельность микробных комплексов (Заварзин, 1974, 1984, 1993; ишустин, 1975; Звягинцев, 1986; Кипе, 1994). К настоящему времени пожилась и даже приобрела традиционный характер иерархия исследова-эльских задач почвенной микробиологии. В первую очередь исследовате-эй интересуют общая численность почвенных микроорганизмов, их физио-эгическая активность, соотношение численности основных групп (грибы, актерии и актиномицеты), видовое разнообразие, межпопуляционные взаи-здействия и прочее. Особое место занимают проблемы непосредственных заимоотношений между почвенными микроорганизмами и растениями и воз-эжность контроля микробных популяций в почве.

Решение этих задач невозможно без изучения последовательности со-тш в ходе микробных сукцессий, так как очевидно, что равновесие эчвенных экосистем носит динамический характер. Под сукцессией обычно снимают последовательную смену биоценозов, приемственно возникающих в зном и том же биотопе под влиянием как внешних воздействий, так и на-эплением внутренних противоречий развития самих биоценозов (Одум, )86; Реймерс, 1994). В нашем случае наблюдается последовательная сме-1 групп господствующих микробных популяций, приводящая к глубокой пе-^стройке всей системы экологических взаимоотношений, т.е. по-существу последовательной смене микробных сообществ в почве. Сезонный харак-;р изменений температуры, влажности, содержания органического субс-)ата ведет к существенным перестройкам микробных систем, в основном сладывающимся в годовой цикл. При всей важности внешних воздействий I микробную экосистему огромную роль играют межпопуляционные взаимо-!йствия, определяющие направленность и скорость происходящего процес-и Помимо естественных изменений среды обитания микроорганизмов имеют !Сто антропогенные воздействия, также вызывающие сукцессионные пропсы. Сукцессионный подход позволяет более адекватно судить об общих (инципах функционирования почвенных экосистем и об особенностях, юйственных различным типам почв в различных природных зонах.

- г -

Несомненный интерес представляет изучение микробных сукцессии полевых условиях. Однако моделирование сукцессии в лаборатории тар целесообразно, так как инкубирование почвенного образца при постоям-температуре и влажности позволяет устранить возмущающие воздействия проследить "внутреннюю логику" в последовательности сукцессионных с бытий. Представляет интерес изучение сукцессии, модифицированной Bt-сением специфического субстрата, загрязнителя и т. п., а также суд£ конкретной микробной популяции в ходе сукцессии микробоценоза.

Состояние вопроса. В последнее время появилось новое представле? [14J о том, что в системе почва-микроорганизмы происходят закономерь изменения общей численности и видового состава. В самом деле, микрс ное сообщество почвы, состоящее из большого числа специализирован популяций может находиться лишь в динамическом равновесии, когда с дельные функциональные группы меняют свою численность и физиологич( кую активность в ходе сукцессии, направляемой как внешними воздейстс ями, так и внутренней логикой процесса.

Сукцессии являются излюбленным объектом ботаников и зоологов и } рошо изучены на сообществах высших организмов (Одум, 1986; Бигон др., 1989). Сукцессионный подход в почвенной микробиологии мало i пользовался. Традиционный подход к изучению сукцессии предполагг исследование характера изменения видового состава. Изучались микроб! сукцессии в относительно простых модельных системах (сенной отвг сточные воды) (Woodruff, 1912). Предпринимались исследования колони; ции почвенными микроорганизмами крахмала, т.е. сукцессии в искусств« ной системе, моделирующей условия отдельных почвенных микрозон на < ределенных этапах освоения субстрата (Гузев и др., 1985). Сведение микробных сукцессиях в природных биотопах (вулканические пеплы, гор} отвалы, речной песок) немногочисленны и фрагментарны (Сушкина, Taej 1975; Torster & Nicilcon, 1981; Тен Хак Мун, 1983; Каравайко и д; 1984; Lindeaiarin et al., 1984).

Для нас наибольший интерес представляют исследования сукцесси! лесных подстилках наиболее близких к почве как по характеру субстрат так и по сезонной динамике. Для подстилок отмечается превалировш грибов над прокариотными микроорганизмами и выраженная смена домини; ющих популяций в грибном комплексе в ходе сукцессии. Проводились и< ледования микробных сукцессии и в почве, причем сделано заключен; что тип подстилки, и в определенной степени, климат и почвы, им<

кное значение для видового состава (Webser & Hudson, 1958; Hogg & ison, 1966; Hudson, 1968; Частухин, Николаевская, 1969; Vasser & Vinson, 1975; Soderstrom, 1975; Crlstensen, 1977; Bisset & Parkln-i, 1979; Kjoller, Strume, 1980, 1982; Baath, 1981; Мирчинк, 1984, 38 ).

Традиционный подход к изучению микробных сукцессии заключался в ссании ограниченного числа сменяющих друг друга доминирующих популя-i микроорганизмов, выделяемых на питательных средах. Однако весьма кно знать динамику общей численности микроорганизмов в ходе сукцес-1, а также динамику их структуры (активные и покоящиеся формы). Критский анализ применяемых методов не позволяет остановиться на одном них как наилучшем для изучения микробных сукцессии (Foster & Маг-1, 1981; Karl, 1986). Наиболее полезна комбинация взаимодополняющих fr друга методов.

Дель настоящей работы - изучение динамики численности и структуры лплексов микроорганизмов в ходе микробной сукцессии в почве и при-жевой зоне растений. Такое изучение необходимо для понимания зако-¿ерностей строения и принципов функционирования микробных сообществ, з дает возможность подойти к разрешению общих проблем регуляции мик-зиологической активности почв.

Основные задачи:

1. Учет численности и биомассы основных групп микроорганизмов по эфилю различных почв в ходе годовой сукцессии в почвах.

2. Изучение корреляции между биомассой микроорганизмов в различ-с почвах и горизонтах и показателями актуального и потенциального сания.

3. Определение степени жизнеспособности грибного мицелия и спор в мичных почвенных горизонтах.

4. Определение доли углерода биомассы микроорганизмов в общем со-)жании углерода органического вещества в почвах.

5. Изучение комплекса микромицетов в ходе микробных сукцессий в ше: кинетическая и таксономическая структура.

6. Изучение особенностей динамики как отдельных популяций, гак и ;го комплекса почвенных актиномицетов. Разработка методов для слеже-î за судьбой конкретных видовых популяций почвенных актиномицетов.

7. Изучение особенностей строения микробного комплекса прикорне-i зоны растений и процессов первичной колонизации корня.

- А -

8. Изучение типов взаимодействия микробных популяций, внесенных почву: влияние партнера, природы вносимого субстрата, стадии сукцессь в почве.

Научная новизна. Многолетние исследования почвенных микробоценозов модельных и полевых условиях позволили подробно описать сезонные коле бания численности и биомассы в целом, различных систематических груг и видовых популяций микроорганизмов в почвах разных типов.

Впервые с помощью люминесцентно-микроскопического метода изучен вертикальное распределение микроорганизмов разных групп по профилю ос новных типов почв в контрастных природных зонах на территории России СНГ. Показано, что почвенные микроорганизмы в значительных количестве встречаются по всему профилю большинства типов изученных почв, чт противоречит сложившемуся ранее (на основании данных метода посевг представлению о резком убывании численности микроорганизмов с глуб{ ной. Концентрация микроорганизмов всех групп значительно выше в вер; них горизонтах и особенно в лесных подстилках, однако общие запа< микроорганизмов в почвенном профиле значительно выше, чем в подстилк< и измеряются десятками г/га. Установлено, что в микробной биомассе д< минируют грибы.

Показано, что каждый тип почв характеризуется не только опред< ленным количеством микробной биомассы, но и спецификой ее распредел< ния по профилю и во времени. Существует и сезонная и межгодовая дин; мика численности как прокариотных, так и зукариотных микроорганизмо) в которой одним из определяющих факторов является влажность.

Доля углерода микробной биомассы (прежде всего биомассы грибов) запасах углерода всего содержащегося в почве органического материа весьма велика и может составлять от 5-17% в подстилке изученных почв до 50-70% в минеральных горизонтах, содержащих основную часть микром ной биомассы. При этом большая часть грибной биомассы во всех горизо] тах изученных почв жизнеспособна. Процент прорастания мицелия гриб< составляет от 50 (в нижних горизонтах) до 85% - в слоях подстилки, д спор этот показатель существенно выше (70-100%).

Принимая во внимание глобальность почвенного покрова и огромн запасы жизнеспособной грибной биомассы в нем, придется, по-видимом внести существенные коррективы в расчеты общего количества живого в щества биосферы. Полученные результаты дают основание для переосмысл

I роли царства грибов в биосферных процессах, так как, неизмеримо ¡восходя по биомассе весь остальной микробоценоз почвы, грибы явля-:я сажным средообразующим фактором и, проводя свою деятельность по шожению полимерных соединений, они поддерживают и определяют прак-¡ески всю биохимическую активность почвенных микроорганизмов.

Наряду с традиционным подходом почвенной микробиологии, основан-< на выделении и идентификации микроорганизмов, для характеристики шлекса грибов и актиномицетов введены интегральные критерии, динаса которых позволяет судить об изменениях в структуре комплекса на ¡ных стадиях микробной сукцессии. На основании этих критериев и ана-¡а динамики отдельных группировок установлены тенденции развития (цессий в микробной системе. Доминирование медленнорастущих гри-¡-гидролитиков является общей чертой функционирования грибных комп-ссов во всех типах изученных почв. Показана возможность регистрации сцессионных изменений и в комплексе почвенных актиномицетов с по-?ью кинетического описания. В ходе сукцессии растет разнообразие ак-юмицетов, на поздних этапах сукцессии доминируют быстрорастущие по-

1яции.

Исследование сукцессии комплекса микромицетов прикорневой зоны юха и ячменя показало, что ризоплана растений как местообитание сроорганизмов специфична. Несмотря на то, что прикорневая зона засекся микроорганизмами преимущественно из почвы, видовая структура шлексов микромицетов ризопланы отличается от почвенной. Ризосфера тяется переходным местообитанием между собственно почвой и ризопла-напоминая почву динамикой численности основных групп микроорга-шов, а ризоплану спецификой видового состава микромицетов. Комплек-микромицетов прикорневой зоны гороха и ячменя существенно различа-;ь. Таким образом, показана специфика комплексов грибов прикорневой м таких таксономически далеких растений как горох и ячмень.

Впервые в экологии почвенных актиномицетов применен прямой метод 'оресцирующих антител в комбинации с автофлуоресценцией. Это позво-то выявлять и количественно учитывать конкретные видовые популяции гиномицетов в почвах. Полученные данные позволяют сделать вывод о )днородности актиномицетов по типам экологической стратегии. С по-;ью люминесцентной микроскопии впервые получены прямые доказательст-синтеза антибиотика в естественной среде обитания (в почве).

аашческая значимость. В области почвенной микробиологии изучение сробной сукцессии углубляет понимание экологических функций почвы,

связанных с ее биотой, проясняет такие аспекты экологии, как структура почвенных микробных комплексов, запасы микробной биомассы. Большая биомасса микробных комплексов является важным фактором стабильности почвенных экосистем и этот показатель может служить одним из критериег для оценки способности систем поддерживать гомеостаз. Исследования динамики биологического разнообразия микроорганизмов в ходе почвенны; сукцессии служат методологической базой для решения проблемы индикацш экологического состояния почв по биологическому разнообразию населяющих их микроорганизмов.

Разработаны интегральные количественные критерии для характеристики микробной сукцессии. Эти достаточно надежные и сравнительно нетрудоемкие индикаторы состояния микробного сообщества могут использоваться для контроля и прогнозирования сукцессионных процессов в почве, ризосфере и ризоплане растений.

Вскрыты механизмы регуляции численности микроорганизмов в почве, показана принципиальная возможность управления численностью микробны; популяций, моделирования отдельных стадий микробных сукцессии в почве, Полученные при этом результаты могут способствовать решению вопросов, связанных с организацией контроля за применением бактериальных удобрений или удалением нежелательных (фитопатогенных) микроорганизмов и; почвы.

Впервые полученные прямые доказательства синтеза антибиотика : нестерильной почве являются серьезным основанием для переосмыслени. проблемы экологической роли антибиотиков. Показана возможность исполь зования антагонизма как контролирующего механизма при развитии микро организмов в почве.

В области биотехнологии подобные исследования дают исходный мате риал для инвентаризации ресурсов микробного населения и теоретическое обоснования методов направленного поиска и выделения промышленно важ ных микроорганизмов (например, продуцентов антибиотиков).

В области сельскохозяйственной микробиологии сукцессионный подхо дает возможность определить оптимальные сроки для внесения микробны популяций, стимулирующих рост сельскохозяйственных культур. На основ знания сукцессионных изменений, происходящих в почве, может проводить ся целенаправленная регуляция численности микробных популяций. Возрас тание численности микроорганизмов в ризоплане растений в присутстви дополнительного азота дает основание для оптимизации процедур управле ния как полезными, так и вредными популяциями микроорганизмов, в го

те и фитопатогенными.

При решении проблем охраны окружающей среды изучение микробной цессии в эталонных образцах из ненарушенных биотопов (заповедники) стабильными биотическими сообществами дает возможность выявлять юнь нарушений при различного рода антропогенных воздействиях. Мик->ганизмы могут быть чуткими индикаторами таких нарушений.

>Лщия работ. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всесо-ш совещании "Проблемы и методы биологической диагностики и индика-почв" (Москва, 1976), на республиканской конференции " Микробиоло-;ск;:е процессы в почвах и урожай сельскохозяйственных культур" 1ьнюс, 1978), на конференции "Окружающая среда - производственный юр, здоровье человека" (Москва, 1984), на VII съезде Всесоюзного юбиологического общества (Алма-Ата, 1985), на Международном симпо-ге~псгбиологии" актнноыицетов (Будапешт, 1986), на научно-практичес-конференции " МГУ - ГЛАВМИКРОБИОПРОМ" (Москва, 1986), на III Все-мой конференции " Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Москва, i), на Всесоюзной конференции " Агропочвоведение и плодородие почв" мнград, 1986), на конференциях "Биофизика микробных популяций" .сноярск, 1987), "Биадеструкция полимеров" (Хабаровск, 1987), на шзном совещании "Экология популяций" (Новосибирск, 1988), на кон-нции "Изучение грибов в биогеоценозах" (Свердловск, 1988), на Все-ном симпозиуме "Биодинамика почв" (Таллин, 1988), на 10-ом Междудном симпозиуме по почвенной биологии (Кестхей, 1989), на конфе-ш "Лесная экология" (Москва, 1990), Ломоносовских чтениях (Моск-

1990; 1995), на Международной конференции по структуре и функциям обных сообществ почв и влиянию на них антропогенных факторов (Чес-удеевице, 1990), на IV Всесоюзной начной конференции " Микроорга-ы в сельском хозяйстве" (Пущнно, 1992), на Международном симпозиу-Blogeomon" (Прага,1993), на 7-ом Международном конгрессе по бакте-огии и прикладной микробиологии (Прага, 1994), на конференции "Би-нология защиты окружающей среды" (Пущино, 1994), на 9-ом Междуна-ом симпозиуме по биологии актиноыщетов (Москва, 1994), на 7-ом ународном симпозиуме по микробной экологии (Сан-Паулу, 1995), на й Международной конференции по клубенькам актиноризных растений ис, 1995), на 8-ом Международном конгрессе по бактериологии и ладной микробиологии (Иерусалим, 1996), на II съезде общества поч-дов при РАН (Ленинград, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 100 работ, в том ч. 51 экспериментальная статья в отечественных и международных издан Основные материалы диссертации обобщены в монографии "Microbial cession in Soi 1"[74], в коллективных монографиях "Экологическая i микробных метаболитов" [26], "Микроорганизмы и охрана почв" [45] и обзорных и обобщающих статьях " Методы изучения микробных сукцессн почве"[14], "Популяционная экология почвенных актиномицетов и ее ; в регуляции численности комплекса почвенных микроорганизмов" [17] Регуляция численности клубеньковых бактерий в почвах" [43], " Теор ческие основы экологической оценки микробных ресурсов почв" [68] Почва как природный банк микроорганизмов" [72], " Биоразнообразие бов и актиномицетов в почвах и их экологические функции" [94]. Нал ны главы по методам люминесцентной и иммунолюминесцентной микроск в учебном пособии "Методы почвенной микробиологии и биохимии" [55] теме диссертации опубликовано 38 тезисов, в том числе 12 на межд родных симпозиумах и конференциях.

Место проведения работы. Работа в основном проводилась на кафедре логии почв факультета почвоведения МГУ, возглавляемой професс Д.Г.Звягинцевым, и являлась частью плановой тематики кафедры. Иссл вания по экологии актиномицетов частично были выполнены в лаборат антибиотиков биологического факультета МГУ совместно с к.б.н. К.А ноградовой и З.Г.Соколовой. В идентификации грибов была оказана по к. б. н. Т. Г. Мирчинк (кафедра биологии почв, МГУ), Т. П. Сизовой (каф микологии и альгологии, МГУ), С.М.Озерской, Г.А. Кочкиной, H.Е. нушкиной (ВКМ ИБФМ). Всем им автор выражает сердечную благодарност помощь в работе.

Автор выражает глубокую признательность своему учителю профес Д. Г. Звягинцеву за постоянное внимание к работе и поддержку.

Автор благодарит своих коллег и соавторов вед. н. сотр. Т. Г. До Вольскую и П. А. Кожевина; к. б. н. Г. А. Кочкину и Н. П. Кириллову, с к рыми начинала эти исследования; друзей и родных - за благожелател интерес и поддержку.

Автор признателен профессорам А. В.Владыченскому и А. С. Шобе, центу С.Я.Трофимову за помощь в идентификации почв.

Автор благодарит своих учеников M.Е. Додзина, Е. И. Волкову, M Миргани, Е.Г. Тригер, A.B. Головченко, М.Х. Оразову, Н.И. Бабн 0. С. Павлову, Л. А. Емельянова, А. В. Свешникову, В. В. Гейдебрех А.Н. Паникову за большую помощь в работе.

шые защщег.ж положения.

1. Почвы содержат огромные запасы микробной биомассы, относитель-щномерно распределенной по всему профилю. Свыше 90% микробной би-:ы приходится на споры и мицелий грибов. Запасы микробной биомассы !вах изменяются по сезонам (т.е. в ходе годовой сукцессии), причем «них горизонтах колебания значительны, а в нижних - невелики. Уг-! микробной биомассы составляет весьма значительную часть общих 'ов органического углерода в почвах. Существенно, что большая

микробной биомассы почв жизнеспособна и, таким образом, почвы жат огромные запасы "живого вещества".

2. Изучение сукцессии комплекса почвенных м,?крссргзнпзмсв ~ мстс-кий прием, позволяющий расширить круг параметров, по которым мож-поставлять почвы разных типов, оценивать разнообразие комплексов зличных сукцессионных этапах, прогнозировать события в связи с етными воздействиями, а также индицировать степень экологической нности почв.

3. Структура комплекса почвенных грибов по показателю радиальной сти роста и ее динамики различается в разных типах почв. Домини-ие медленнорастущих грибов является общей чертой функционирования ых комплексов всех типов изученных почв. Динамика показателя раз-азия почвенных грибов по радиальной скорости роста совпадает с икой их видового разнообразия, что дает основание анализировать

структурные изменения в комплексе почвенных грибов без трудоем-роцедуры определения видов. Список видов грибов, выделенных из , удается расширить в ходе сукцессии. Приуроченность определенных яций к отдельным этапам сукцессии является основанием для оптими-процедуры выделения конкретных видов.

4. Динамика численности и структуры почвенных актиномицетов под-гся определенным закономерностям, т. е. данный комплекс может зтривагься как сообщество с определенной организацией, где можно ять объекты с разными экологическими стратегиями. Взаимоотношения ■¡ном комплексе весьма напряжены, тип отношений может меняться в сукцессии, а также при смене условий среды. Процесс прорастания ;трептомицетов как in vitro, так и in situ контролируется специ-<им внутрипопуляционным механизмом, который может быть охаракте-зн как ауторегуляторное ингибирование. Выявленный механизм регу-необходимо учитывать при изучении микробостазисов, поскольку ог-зие прорастания спор при их внесении в почву может определяться злько характеристиками среды, сколько высокой популяционной плот-

ностью.

5. Структура комплекса микромицетов прикорневой зоны растет местообитания микроорганизмов специфична. Прикорневая зона засе/. микроорганизмами преимущественно из почвы, однако видовая стру комплексов микромицетов ризопланы и ризосферы отличается от почве При этом комплексы микромицетов прикорневой зоны разных растений щественно различаются. Ризосфера является переходным местообит между собственно почвой и ризопланой, напоминая почву динамикой ленности основных групп микроорганизмов, а ризоплану спецификой вого состава микромицетов, существенно отличающегося от почвен Микробное население поверхности различных участков корня сущест различается и его динамика в меньшей степени сопряжена с собст почвенной сукцессией, т.е. отдельные участки корня обладают собс ной спецификой как местообитания микроорганизмов.

Объект и методы исследования

1. Объекты исследования. Поставленные проблемы решались в исследования 38 типов почв, представляющих биогеоценозы, резко р< чающиеся по климатическим и геологическим условиям (табл.1). 06i отбирались в различные сезоны и годы.

2. Методика подготовки образцов почвы к микробиологическому лизу

В качестве основного приема предварительной обработки обра для микробиологического анализа использовали ультразвуковое диспе рование на низкочастотном диспергаторе типа УЗДН-1 ( 22 кГц, 0,44 мин) [551.

3. Методика исследования комплекса почвенных микроорганизмов

Общее количество микроорганизмов определяли с помощью метода минесцентной микроскопии. Препараты для подсчета бактерий и миц актиномицетов окрашивали акридином оранжевым, для учета спор и миц грибов - калькофлуором белым Г19, 38, 55, 583. Вычисляли численн микроорганизмов и их биомассу. Для численности бактерий среднее к ратическое отклонение (3 п-1) не превышало 5%, для мицелия и спор бов, а также для актиномицетного мицелия - 10%. Удельная масса (п, ность) микроорганизмов равна 1 г/см3, а содержание воды в клетка 80%. Показатели сухой биомассы составляют для 1 бактериальной кл объемом 0.1 мкм3 - 2 -10 14 г, для 1 м мицелия актиномицетов диаме' 0.5 мкм - 3.9-10"8 г [3.113. Показатели сухой биомассы составляют

Таблица 1

Характеристика объектов исследования

Название почвы

Район взятия образцов

1.Дерново-подзолистая

2.Дерново-подзолистая

3. Дерново-подзолистая

4. Дерново-подзолистая

5. Дерново-слабоподзолистая 6 Дерново-подзолистая

7.Дерново-подзолистая грунтово-глеевая

8.Серая лесная

9.Белоподзолистая

10.Бурозем под ельником (1)

11.Бурозем под смешанным лесом (2)

12. Мелко-торфянисто подзолистая

(ельник-кисличник)

13.Дерново-слабоподзолистая (сосняк-зеленомошник)

14.Песчаная поверхностноподзолистая (сосняк-беломошник)

15. Аллювиально-дерновая (пойменная дубрава)

16.Аллювиально-дерноволуговая (пойменный луг)

17.Слабодерновоподзолистая (ббрбзняк)

18.Низинный нормальнозольный торфяник

19. Низинный высокозольный

торфяник

20.Дерново-подзолистая

21.Верховой торфяник

22.Торфянисто-подзолистая 23.Чернозем типичный

24.Чернозем обыкновенный 25.Чернозем выщелоченный

26.Каштановая

27. Темно-каттановая

28.Серозем

29. Желтозем слабооподзоленный

30.Желтозем

31. Краснозем глинистый

32.Коричневая типичная

33. Коричневая карбонатная

34.Коричневая выщелоченная

35. Черно-коричневая 1

36. Черно-коричневая 2

37.Серо-бурая

38.Буро-коричневая

Московская обл.. (Ступинский р-он), (Чашниково), (Почвенный стационар) (Пущино), (Пущино, ПТЗ) (Серпуховской р-он) Владимирская обл., Судогодский р-он. Тульская обл. Тверская обл., ЦЛБГЗ Там же

Тульская обл.,

Окский

заповедник

Там же

Тверская обл.,

Западнодвинский

стационар

Там же Там же Там же

Воронежская обл.. (п.Хреновое). (Талловский р-он) Курская обл., (Курский р-он) Ростовская обл., (Пролетарский р-он) Андижанская обл. (Грузия, Мокви), (Сухумский ботсад) (Грузия, Чаква) Юго-западный Тянь-Шань Там же Там же Там же Памир

Джаушангоз

1 м грибного мицелия с условным диаметром 5 мкм - 3.9-10"6 г, дл грибной споры с условным диаметром 5 мкм - 1-10"11 г [10,77]. С уч( замеренного диаметра спор и мицелия грибов реальную биомассу вычиа по формуле (для спор - 0.0836г3 • 10"11 г, для мицелия - 0.628 г2 • 1С [781.

Прорастание грибных спор и гиф определяли на препаратах, коте не фиксировали после приготовления, а помещали на двое суток во в; ную камеру (при 28°). Затем препараты высушивали, фиксировали и оь шивали. 0 прорастании спор судили по выбрасыванию ростовой трубки, прорастании мицелия - по удлинению и образованию боковых гиф и мю колоний [85, 87].

4. Методика подготовки образцов почвы и корней к микробиологии кому анализу

Изучали микробные комплексы прикорневой зоны растений гороха ( sum sativum L..сорт "Viola") и ячменя (Horâeum vulgare L. .сорт "L лон"). В каждый сосуд высевали по 10-15 семян гороха и ячменя. В/ ностъ почвы поддерживали на уровне 60% от полной влагоемкости, тем ратуру - 18-20°С.

В опытах проводили отмывание как корней в целом, так и различ участков корней от почвы. Для этого корни с прилипшей к ним почвой мещали в 100 мл стерильной водопроводной воды и встряхивали на кача при 180 об/мин в течение 3-х минут. Отмытая почва представляла обра ризосферы (Pc). Корни переносили в следующую колбу со стерильной допроводной водой. Они представляли образец ризопланы(Рп). В качес контроля исследовали почву без растений, которую увлажняли до 60% общей влагоемкости и инкубировали в тех же условиях [65].

Количество отмытой с корней почвы определяли гравиметрическим тодом после фильтрования суспензии через бумажный фильтр с синей л той. Измеряли вес воздушно-сухих фильтров с почвой и без нее. Во в< вариантах опытов измеряли также массу свежих корней и их длину.

При изучении гетерогенности корня гороха проводили дифференциа ный учет численности микроорганизмов и их биомассы на различных уча ках корня и прилежащей почвы. Для этого в стерильную чашку Петри от1 рали 5-10 проростков на 1,2,4 и 6-ые сутки. Первый листок на растеге гороха появлялся на 4-ые сутки, боковые корни - на 7-9-ые сутки. Кор< делили на следующие участки:кончик (1-2 мм), апикальный, прилегакшр кончику, базальный, прилегающий к семени и средний, промежуточный mî ду базальным и апикальным. В ходе опыта не анализировали микрофле

шка из-за методических трудностей. Все участки корня отмывали от т для анализа ризосферной микрофлоры, как описано выше. Отмытые ;тки корня представляли образцы ризопланы. Опыты проводили в фитог-5 при постоянной влажности 60%, температуре 18°С днем и 10°С ночью, ^ценность 12 ООО люкс [67].

В опытах по изучению влияния азота на колонизацию микроорганизма-сорневой поверхности ячменя в почву вносили азот в виде соли NH4 N03 зличестве 0,02 г в пересчете на азот на 1 кг почвы, что соответс-;т 40 кг/га [66].

Динамику различных групп почвенных грибов изучали методом посева ;реду Чапека с 2% сахарозы. Для подавления роста бактерий в среду шляли молочную кислоту (0,004 мл/мл среды). Динамику численности шчных групп актиномицетов и бактерий изучали методом посева на ми-шьную среду Гаузе-1. Для подавления роста грибов в среду добавляли ¡дион (100 мкг/л среды). На этих же питательных средах определяли !альные скорости роста колоний почвенных грибов и актиномицетов (иллова, 1983), [ 27, 30, 353. Оценку разнообразия сообщества про-гли с помощью коэффициента Шеннона.

Идентификацию грибов, выделенных в ходе опыта, проводили на сре-обычно использующихся для этой цели, согласно требованиям, изло-ш в современных определителях (Литвинов, 1967; Пидопличко, 1972; iKO, 1974; Кириленко, 1977; Booth, 1971; Bills, 1971; GiIman, 1957; ,, 1979; Raper & Fennel, 1965; Raper L Thorn, 1968; RIfai,1969; pper, 1976).

1. Численность и биомасса тасраорганизтв в почвах

В почве происходят разнообразные химические превращения, главную

в этих процессах несомненно играют микроорганизмы. Для того, что-шять функционирование почвы как системы, важна как качественная ктеристика почвенной микробиоты, т.е. видовой состав и разнообра-(Звягинцев и др., 1993; Добровольская и др., 1996; [71, 83]) , так личественная оценка общих запасов живых микроорганизмов в почвах ых типов и в их различных горизонтах [84, 88, 92].

Господствующая до настоящего времени в почвенной микробиологии дигма , основанная на данных метода посева, заключается в том, что вные запасы микроорганизмов сосредоточены в подстилке и верхних сированных горизонтах.

Отдельные исследования, посвященные изучению микробной заселен-

ности почвенного профиля, преимущественно касались прокариотных мм организмов (Багоев, Гильманов, 1982; Лимарь и др., 1975; OKano et г 1989; Мао et al., 1992), а немногочисленные данные по численное? биомассе грибов (Демкина, Мирчинк, 1983; Мирчинк, Паников, 1985; А чинк, 1988; Anderson & Domsch. 1973; 1978; 1986; Frankland et i 1978; Elmholt h. Kjoller, 1987), которые имеются, получены иными ме дами, чем те, которые применяются для учета бактерий, что не позво; сопоставить биомассу прокариотных и эукариотных комплексов.

Уровень заселенности микроорганизмами нижних и средних почве} горизонтов представляет большой интерес. На огромных площадях проис дят процессы эрозии и "вчерашние" нижние горизонты оказываются сег няшним пахотным слоем, а его микробное население влияет на его плс родие, токсичность и фитопатогенный потенциал почв.

дятся микроорганизмы в почве и, в первую очередь, в ее минеральных ризонтах, как они обеспечены питанием, учитываем ли мы живую или пр мущественно мертвую биомассу прямыми методами? Наконец нужно знг какую долю составляет микробная биомасса во всем содержащемся в пс органическом материале (Реймерс, 1994).

Значительный теоретический и практический интерес представ/ вопрос о том, как меняется численность и биомасса микроорганизмов времени. Особое значение имеет изучение годовой сукцессии микроор низмов во всех почвенных горизонтах.

1.1. Распределение микроорганизмов по профили почв (численное! биомасса)

Оценка численности почвенных микроорганизмов имеет первостепеь значение для понимания происходящих в почве микробиологических прои сов. Представление о численности и биомассе микроорганизмов сильно нялось с разработкой новых более совершенных методов.

В настоящее время люминесцентно-микроскопический метод учета ч ленности почвенных бактерий пользуется широким признанием, как обес чивающий высокую полноту учета и хорошую сопоставимость результат получаемых в разных лабораториях (Shields et al., 1973; Hobble et a 1977; Звягинцев, 1978; Кожевин, Звягинцев, 1980; Sakamoto & О 1994).

Нами предложен люминесцентно-микроскопический метод учета спор мицелия грибов с окрашиванием калькофлуором белым [19, 38]. Модель исследования показали, что этот метод позволяет учитывать до 100%

жащейся в почве биомассы микромицетов. Параллельный учет прокариот-[ и эукариотной компонент почвенной микробиоты на одних и тех же паратах дает возможность наиболее строго подойти к вопросу о соот-:ении их биомасс в ходе микробной сукцессии [ 48, 56, 60, 63, 64, 78. 79, 80. 81. 82, 85. 86].

Биотопами с максимальной концентрацией бактериальных клеток во 1гих изученных почвах являются лесные подстилки, дернина и верхние [усированные горизонты, где численность бактерий в 5-10 раз выше их ценности в минеральных, причем в минеральных горизонтах она слабо вает с глубиной (рис. 1). Численность бактерий »огет и не .меняться профилю почв: почвы пойменных лугов, торфяники (рис. 2). Длина мице-[ актиномицетов изменяется слабо по профилю всех изученных почв.

Длина мицелия грибов, максимальная в подстилке и верхних гумуси-¡анных горизонтах (рис.3), может резко-снижаться вниз по профилю -: в черноземе, или плавна - как в каштановой почве, может меняться

дерново-подзолистая почва

шишшш

Г.

шло

111Ч1М

пптт

» 1 2 * 4 }

коричневая типичная почет

нннншшнишпи

шпппш пш

ЕШШШ

ЕНП Щ]

I г » * з <

коричневая выщелоченная почва

цппштштп

каштановая почва

иниининипиини

черво-в>р»НИИ почва

ЕШ

!ШПП1

Л № :п

С 1 1 $

I 2 » 4 3 в

3 4 »12 3 4 3«

Рис. 1. Распределение численности бактерий (млрд. клегок/г почвы) по профилю изученных почв.

Рис.2а. Распределение бактерий по вертикальному профилю болотно-леснь биогеоценозов. I - черноольшанник крупногравно-крупнопапоротниковый t низинном высокозольном торфянике, II - сосняк болотно-травяной на ни зинном нормальнозольном торфянике, III - сосняк андромедово-пушице во-сфагновый на верховом торфянике, IV - сосняк зеленомошник на торфя нисго-подзолистой почве, v - ельник кислично-зеленчуковый на дерно во-подзолистой почве. Растительные субстраты: а - хвоя, б - листья,

- трава, г - мох, д - подстилка. Торфа: 1 - верховой; 2 - перходный;

- низинный. Сапропели: 4 -смешанно-водорослевый; 5 - известково-желе зистый; 6 - подстилка. Минеральные грунты: 7 - оглеенные пески; 8 суглинки. N - количество клеток/г субстрата; h - метры.

Рис. 26. Распределение грибного (а) и актиномицетного (б) мицелия п профилю исследуемых почв. Обозначения I-V см. на рис.2а

сера лесам почва

1 г

из

I „

шш

рнчвдоя та I 1П8« почв 1

1ева1 шшсдочсвав

2СЕЗ

«ерво-корлнеаяж почва

2ЕЗ

-'Л'/З

с. 3. Распределение длины мицелия грибов во профилю разных типов почв

еерая лесная почва

—. -

3 г

•с

=3 с

хштяов» почва

хорвчвгвах пиигев)

ыряшевая кярбояатяах почва

■но-горэтвева« почва

« «вое те лее* мам

с. 4. Распределение биомассы микроорганизмов по профилю изученных почв.

Л»

ас

0 ХЖ

М «I м м км

и/г

г/

слабо - горные почвы, торфяники. Численность грибных спор слабо ф; туирует по профилю большинства изученных почв.

На основании полученных данных по численности основных групп ь роорганизмов были рассчитаны биомассы и их распределение по про$ почв {рис.4). Как видно, максимум биомассы отмечается в тех гориа тах, где либо велика численность грибов - чернозем, каштановая поч либо велика мощность почвенного горизонта - горизонты В2 серой лес и дерново-подзолистой почв; или эти факторы сочетаются вместе - гор коричневые почвы. Прокариотная биомасса меняется по профилю почв в висимости от обоих факторов.

В табл. 2 представлены запасы микробной биомассы в почвах раз

Таблица 2

Запасы микробной биомассы 8 основных типах почв шротной зонально

г 1 1Почва 1 1 1 Биомасса , кг/га (%)

1 1 ... 1 1 Общая 1 Бактерии!Мицелий 1 1 [Мицелий!Спор

1 1 биомасса 1 | !актиномицетов 1грибов ¡гриб 1 |

1 1 (Серая лесная 15670 661 1 1 38 1 1 1 3127 11845

1 1 1 1 (11.6) I (0.8) 1 ! (55.1)1(32. I |

! 1 1 Дерново-подзолистая 113946 195 1 ! 27 1 1 1 11914 11811

1 1 1 I (1.4) 1 (0.2) 1 1 (85.4)1(13) 1 |

1 1 1 Чернозем обыкновенный!15123 421 1 1 66 1 1 1 13282 11353

! I 1 { (2.8) 1 (0.4) | 1 (87.8) 1(9.0] 1 |

1 ) 1 Каштановая почва 131830 280 1 41 1 1 1 28689 12821

1 1 1 1 1. 1 . (0.8) . 1 (0.1) 1 I 1 (90.1)1(8.91 1 1 1 1

типов. Биомасса составляет от нескольких тонн (как в серой лесной пс ве) до десятков тонн (чернозем, дерново-подзолистая и каштановая пс вы). Большая часть биомассы представлена мицелием грибов (55-90%) лишь от 8 до 33 % - спорами. За исключением серой лесной почвы, г биомасса прокариот составляла 12%, доля биомасс бактерий и актинов цетного мицелия невелика и составляла не более 3%. Аналогичные покаг

1и получены для горных коричневых и черно-коричневых почв (табл. 3), )фяных почв, почв лесных экосистем Окского и Центральнолесного биос-1ного государственного заповедников.

Таблица 3

Запасы микробной биомассы в некоторых типах почв вертикальной зональности

-----!

1чва I Биомасса , кг/га (%) I !-1-1-1-1-1

1 Общая Бактерии¡Мицелий Мицелий Споры

1 биомасса 1 Iактиномицетов 1 грибов грибов

ричневая 1 122679 888 1 1 40 20186 1567

личная 1 (3.9) 1 (0.2) (89) (6.9)

ричневая 18537 458 1 40 7514 6524

рбонатная 1 (5.4) 1 (0.5) (88) (6.1)

ричневая ¡16122 405 1 43 14935 740

щелоченная 1 (2.5) I (0.3) (93) (4.6)

рно-коричневая, 16423 541 I 32.5 5275 574

зрез 1 1 (8.4) 1 (0.5) (82) (8.9)

рно-коричневая, !16062 192 1 37.4 13493 2284

зрез 2 1 (1.2) 1 (0.23) (84) (14.2)

J_|_|_1_I.

Таким образом, по биомассе в микробном сообществе абсолютно доми-уют грибы и именно они, несомненно, проводят основные процессы трукции растительного материала в почве. Становится понятным часто аруживаемый дефицит связанного азота в почвах, несмотря на большое ичество азотфиксирующих бактерий. Основную работу по разложению тигельных остатков проводят грибы, а они не фиксируют азот.

1.2. Годовая сукцессия численности и биомассы микроорганизмов в почвах

На примере почв Окского и Центральнолесного биосферного государс-нного (ЦЛБГ) заповедников была изучена годовая сукцессия основных пп микроорганизмов [93, 100]. Исследования проводились в разных талесов, расположенных на разных элементах рельефа, где сформирова-ь различные типы почв. Для обоснованной интерпретации полученных ультатов необходимо обратить внимание как на особенности исследо-кых почв, так и на гидротермические условия во время отбора образ-

цов. Лесные почвы Окского заповедника сформировались на толще флюви( ляциальных и аллювиальных песчаных отложений, поэтому характеризую' легким механическим составом, укороченным почвенным профилем, низ; содержанием гумуса, низкими значениями рН. На территории ЦЛБГЗ исси довались почвенные разности - "белоподзолистые" почвы и почвы с бу( недиференцированным профилем - буроземы. Оба типа почв характеризуют средним и тяжелым механическим составом. Для всех исследуемых тиг БГЦ на территориях обоих заповедников наш выявлены общие законом« ности в распределении микроорганизмов всех групп: высокая численнос микроорганизмов в лесных подстилках и их убывание - резкое или nocí пенное, в зависимости от типа почв, вниз по почвенному профилю.

Таким образом, максимальная концентрация микроорганизмов вс групп в лесных экосистемах наблюдается в надземном ярусе, г. е. по; тилках, и в пойменных ландшафтах - в дернине. Сходные результаты по/ чены при изучении подстилок лесных экосистем Англии (Frankland et а] 1978). Однако, при расчете общих запасов микробной биомассы ее макс мум смещается из подстилки в почвенные горизонты, благодаря как бо/ шему объемному весу почвы, гак и большей мощности (толщины) минера/ ных горизонтов. Запасы микробной биомассы (во всем почвенном профи/ в исследованных типах почв даны в табл. 4. Наибольший пул микрооргаш-мов зарегистрирован для Окского заповедника в подзолистой почве -т/га и подзолисто-глеевой огорфованной почве ЦЛБГЗ - 65 т/га. Наблюл ется явная корреляция между наличием органических горизонтов (тор^ нистых и дерновых) в почвах в начале ряда и содержанием в них микрс ной биомассы. 8 конце ряда располагаются почвы, не содержащие гумус вых горизонтов, либо пойменные почвы Окского заповедника, в котор под дерниной практически сразу идет песчаный горизонт. Запасы микрс ной биомассы в почвах непостоянны, они значительно меняются по сез нам, при этом наиболее значимыми факторами, определяющими их динами являются влажность, и механический состав почв. В почвах ЦЛБГЗ набл дали постепенное нарастание численности всех групп микроорганизмов микробной биомассы от весны к осени (рис.5). В почвах Окского запове ника картина была диаметрально-противоположной: значительное уменьш ние численности и биомассы микроорганизмов от лета к осени (рис. 6 Учитывая песчаный мехсостав почв Окского заповедника, а, следовател но, высокую скорость вертикальной фильтрации влаги в них во время до дей, можно предположить существенное вымывание микроорганизмов вниз дождливые периоды, что подтверждается как падение их численности почвенном профиле.

Таблица 4

Запасы микробной биомассы в разных почвах Окского и ЦЛБГ заповеЗнихов (т/га)

т-г

1992 г.

шоведник1Тип леса 1Тип почвы

1СКИЙ 1Ельник- 1Торфянисто-

1 кисличник I 1 подзолистая 1

1 1СОСНЯК- 1 1 Поверхностно-

1 беломошник подзолистая

1Сосняк- 1Дерново-слабо-

1зеленомошник!подзолистая

1 Березняк 1Дерново-слабо-

1 1 подзолистая

(Пойменная 1Аллювиально-

1 дубрава 1 дерновая

¡Пойменный 1Аллювиально-

1луг 1дерново-

1 1 1 луговая 1

¡нтраль- ) !Ельник- 1Белоподзо-

>лесной 1 черничник 1 листая

юсферный1 1

)сударст- ■ 1 Ельник 1Бурозем с

;нный за- •1 сложный 1 хвойной

©едник 1 1подстилкой

1ЛБГЗ) 1 (Бурозем с

1 1 лиственной

1 1 1подстилкой

осень (сухая)

41.3

26.4

54.9

19.3

7.6

1993 г.

~г

весна

лето

19.8

11.6

37.5

14.0 10.9

9.4

осень (влаж-

6.3

4.8

10.6

4.0

11.7

36.2

29.4

58.0

65.0

20.0 I 30.4

б)

т/га

бел оподзолистая почка ^^

белоподаолистая почва

т/га

бурозем

кг/га

Ишмрамшш „ ,

бмммк« Пооечшляа

мридеыж

Рис. 5. Содержание микробной биомассы во веем профиле, подстилке и минеральных горизонтах (а) и сс распределение по горизонтам (б) в белопод золистой почве и буроземе в разные сезоны года.

елышь-черннчинь

вI Е

ер

пойменная дубрава

■ 3

□ 2

т/га

сосняк-беломошник

т/и

пойменный луг

■ з

□ 2

т/га

Рис. 6. Распределение биомассы микроорганизмов по профилю почв Окского заповедни летом (2) и осенью (3) 1993 года.

На рис. 7 представлены данные по динамике длины мицелия грибов по офилям зональных типов почв в сухое лето 1992 и дождливое - 1993 гг. ина мицелия грибов в 1993 году существенно превышала таковую в 1992 ду, причем для двух почв лесной зоны эта разница была весьма велика, для двух почв степной зоны - значительно меньше. В наибольшей степе: уровень увлажнения повлиял на состояние грибного комплекса серой сной почвы, где общая длина мицелия возросла на порядок (около 400 м 1992г. и 4200 м в 1993 году). Если в сухое лето 1992 г. наибольшее держание грибных гиф было зарегистрировано в каштановой почве, за 1Торой следовали в порядке убывания чернозем, дерново-подзолистая и рая лесная почвы [77], то в 1993 году порядок был иной: дерново-лод-шистая, серая лесная почвы, чернозем и каштановая почва [78]. Таким ¡разом, численность и запасы микробной биомассы в почвах непостоянны, и меняются как по сезонам, так и по годам. Существенным фактором, ияющим на эти параметры, является влажность.

1.3. Влияние антропогенной нагрузки на структуру и численность микроорганизмов в почве

Если в нетронутых хозяйственной деятельностью почвах в структуре ¡кроорганизмов доминирует грибной мицелий, то иная картина наблюдает-I в эксплуатируемых почвах, подвергнутых сельскохозяйственному освоено. Характер и интенсивность антропогенного вмешательства существенно сазываются на численности и биомассе почвенных микроорганизмов и их »определении по профилю. Окультуривание почвы приводит к общему сни-знию микробной биомассы и, в первую очередь, к снижению биомассы жбного мицелия (рис.8). Это коррелирует с имеющимися в литературе шными о снижении в окультуренных почвах видового разнообразия грибов Аарфенина, Мирчинк, 1988; Марфенина, 1994). Можно отметить, что ого-здная почва по ряду микробиологических показателей существенно отли-*ется от пашни и ближе к лесной почве. Фактором наиболее сильно вли-щим как на общее содержание микроорганизмов, так и, в первую оче-5дь, на содержание грибного мицелия является известкование, которое эстоверно снижает оба эти основных показателя, характеризующих мик-эбный комплекс [98]. В процентном содержании основных компонентов «робного комплекса биомасса спор и мицелия грибов здесь примерно чинаковы. Внесение навоза и ИРК частично компенсирует эффект от из-эсткования, повышая количество грибного мицелия.

Существенные сдвиги в составе и численности почвенных микроорга-лзмов сельскохозяйственных угодий являются важным симптомом нарушений лиственных процессов поддержания плодородия почв. Полученные данные

чернозем

каштановая почва

Ч/г5000

,/Г5000

Рис.7. Распределение длины грибного мицелия по профилю поча зонального ряда (сухое лето 1992г. и дождливое лето 1993г.).

Рис. 8. Запасы (т/га) и структура (%) микробной биомассы в дерново-подзолисто! почве леса, пашни и огорода. МГ и СГ - мицелий и споры грибов, МЛ - мицелий акгиномицетов, Б - клетки бактерий.

зволяюг количественно подойти к оценке последствий антропогенного здействия на почвенный микробный комплекс.

1.4. Микробная биомасса и углерод органического вещества Проведенные расчеты на основании литературных данных о содержании ганического углерода в профиле почв ЦЛБГЗ и полученных нами данных о спределении биомассы почвенных микроорганизмов по профилю показыва-, что доля углерода микробной биомассы (в расчетах принимали, что лерод составляет 50% от общих запасов микробной биомассы) в общем держании органического углерода в минеральных горизонтах достигает % и выше (до 70%), тогда как в верхних горизонтах (подстилка) этот казатель значительно ниже (5-1755) (табл.5) [853.

Таблица 5

Содержите уаяеройа (С) микробной биомассы в узлероЭе органического вещества почв

Почвы 1 ! 1 С*органического! 1 вещества; кг/га1 С микробной биомассы; кг/га 1 I 1 С микроор. i 1 С орг. в-ва 1 1 {%) 1 I |

елоподзолистая: 1 84500 1 20400 i 1 1 24.1 1

Подстилка 1 65600 1 11300 i 17.2 1

Минеральные 1 1

горизонты 1 19000 1 9100 1 47.8 1

■урозем: 1 51800 1 29000 1 56.0 1

Подстилка 1 9800 1 500 \ 5.5 !

Минеральные 1 1

горизонты 1 41900 1 1 | 28500 1 67.9 1 | I

Данные Трофимова С.Я., Дорофеевой Е.И.(Почвоведение, 1994)

Одним из основных параметров, которыми принято характеризовать знсдеятсльность почвенных микроорганизмов является интенсивность ды-ния. Почти все использованные в работе типы почв были изучены по ому параметру. Измерялось как актуальное, так и потенциальное (с есениен глюкозы) дыхание в почвенных образцах.

При сравнении интенсивности дыхания в различных типах почв, в .зличных горизонтах, в различные сезоны отмечается отсутствие прямой рреляции уровня дыхания и содержания микробной биомассы. Так уровень хания в подстилке и верхних гумусированных горизонтах всегда выше, м в минеральных горизонтах, что вполне понятно [77, 78]. Но при авнении подстилок, верхних гумусированных и минеральных горизонтов .зных почв, резко различающихся по численности микроорганизмов мы не

находим соответствия между дыханем и содержанием микробной биомасс (рис. 9).

Это наблюдение делает особенно актуальным вопрос о том, в какс состоянии находятся микроорганизмы в почве, в первую очередь, мицелл грибов. Учитываем ли мы прямыми методами преимущественно живую и/ мертвую биомассу?

Разработанный нами метод проращивания грибных пропагул [85, 87 показал, что большая часть грибной биомассы во всех горизонтах изучеь ных почв жизнеспособна (рис.10). Процент прорастания мицелия грибе (за исключением нижнего горизонта бурозема) составляет от 50 (в ниж№ горизонтах) до 85% - в слоях подстилки, для спор этот показатель су щественно выше (70-100%). Приходится констатировать, что грибной мице лий сохраняет жизнеспособность даже в нижних горизонтах почвы при поч ти полном отсутствии субстрата [85).

Таким образом, почвы содержат огромные запасы микробной биомассь относительно равномерно распределенной по всему профилю. Свыше 9С микробной биомассы приходится на споры и мицелий грибов. Запасы мин робной биомассы в почвах изменяются по сезонам (т.е. в ходе годова сукцессии), причем в верхних горизонтах колебания значительны, а нижних - невелики. Углерод микробной биомассы составляет весьма значи тельную часть общих запасов органического углерода в почвах. Сущест венно, что большая часть микробной биомассы почв жизнеспособна и, га ким образом, почвы содержат огромные запасы "живого вещества". (Следу ег отметить, что вопрос о природе органического вещества почвы до нас тоящего времени остается дискуссионным. Взгляд на гумус, как на про дукт освоения микроорганизмами растительного субстрата, имеет давню историю (Орлов, 1992)).

Принимая во внимание общее количество грибной биомассы в почва необходимо пересмотреть наши представления о роли грибов в биосферны процессах.

2. Сукцессия комплекса почвенных грибов

В настоящее время наши знания о биомассе мицелия и спор микроми цетов в почве существенно расширились. Наблюдаемое с помощью разны методов количественное доминирование микромицетов в почвенном биогео ценозе свидетельствует о функциональной значимости микромицетов, но н дает представления о разнообразии данного комплекса и присущих ему ме ханизмах регуляции. Для этого необходимо вернуться к классическом описанию структуры почвенных микромицетов (Swift, 1976), пополнив ег динамическими наблюдениями по ходу микробных сукцессии и современны экологическим анализом (Chrlstensen, 1989), включая сравнение разны. способов описания разнообразия, определения общего числа видов и раздела экониш между ними [46].

дерново-подэолистая почва

Г £В

зс

серая лесная почва

О 5 ю 15 20 25 30

О Ъ То Т5 20 25 зд1

чернозем

каштановая почва

о 5 10 15 20 25 50 N

5 Ю 15 20 25 30ы

.9. Интенсивность актуального (1) и потенциального (2) дыхания в изонтах изученных почв зонального ряда. N - мкг С02-С/г/ч.

белоподзопистая почва бурозем

Рис. 10. Прорастание (%) гиф (ГП) и спор (С1Т) грибов в разных горизонтах белоподзолистой почвы и бурозема.

2.1. Видовой и кинетический подходы к описанию сукцессии грибо

Известно по крайней мере два способа описания структуры кашле почвенных грибов. Традиционное решение, предлагающее составление сп ка видов с оценкой степени их доминирования (Domsch, 1975; Soderstri 1975; Мирчинк, 1988), дает важную и детальную информацию, но связан! большим объемом работы и может быть реализовано только специал том-систематиком. Второй способ в отличие от видового описания бази] ется на кинетической разнородности объектов и разграничение проводи' по значению радиальной скорости роста (Кочкина и др., 1978; Кирилло! 1983). Анализ распределения грибов по классам с различной радиалы скоростью роста позволяет судить о соотношении быстро и медленнорас: щих видов на различных этапах сукцессии, об изменении в ходе сукцесс их роли в функционировании микоценоза (рис.11 ). На протяжении вс сукцессии в почве доминируют популяции медленнорастущих грибов, наи£ лее активных гидролигиков. При этом малочисленные быстрорастущие t.« ромицеты также постоянно присутствуют, претерпевая в ходе инкубги. свои изменения [14, 39, 40]. Внесение мономера способствует многокрг ному увеличению численности популяций быстрорастущих грибов. То, \ при обогащении почвы сахарами быстрорастущие грибы получают очевидь преимущество, по-видимому, свидетельствует о том, что в природе, утрачивая способности к гидролизу, они могут за счет особенностей и нетики роста эффективно использовать продукты гидролиза, образуем другими микромицетами, в первую очередь, более многочисленными медле норастущими. Интегральный показатель радиальной скорости роста ком пенса почвенных грибов, выделяющихся на разных этапах сукцессии,мож служить индикатором стадии сукцессии [14].

Как видовое, так и кинетическое описание структуры имеют самост ятельную ценность, однако, вопрос о связи между разными способами оп сания пока не ставился. Нерешенным до конца остается и вопрос о ме неполноты описания структуры по данным однократного анализа образ: почвы. Указанные пробелы решены нами на примере чернозема [30, 46. Основные черты динамики рассматриваемых индексов разнообразия близ1 или совпадают (рис.12). Это позволяет с достаточным основанием анага зировать общие структурные изменения в комплексе почвенных грибов б< определения видов. Однако разные видовые популяции микромицетов мог] иметь близкие радиальные скорости роста, и в тех случаях, когда сопо< тавляются сукцессии, например, разных вариантов агрохимических опыте на одной почве, видовая идентификация оказывается необходимой. Дейс твительно, существенных различий по радиальной скорости роста в разнь

мантах опыта не было установлено, между тем видовая идентификация [вила как качественные, так и количественные различия [34, 102]. В 1ианте с простым увлажнением доминирующим был вид Pénicillium och-■hloron, в варианте с внесением хитина - на 6-13-е сутки - j4spergil-

Рис.11а. Динамика структуры комплекса почвенных грибов по ■¡адиальной скорости роста а черноземе при инициации сукцессии увлажнением. N — численность грибов п— класса (с одинаковыми скоростями роста, %; п = 0,05п мм/час). Iисрры на графике означают дни проведения исследований.

■о %_а) х 10 кое/г_б)

'ис.116. Распределение колоний микромицетов в черноземе (а) ю классам радиальной скорости роста (Кг) и общее число колоний грибов в г почвы (б) после инициации сукцессии внесением глюкозы (обозначений см.рис.11а).

fumigatus. Martierella alpina, начиная с 30-х суток, абсолютным инантом был вид Мусogone nigra. В сукцессии, инициированной увлаж-ием с внесением целлюлозы, на ранних стадиях доминировали микроми-ы из рода Acremonium, а с 30-х суток опыта в структуре комплекса венных грибов доминирующее положение занимали грибы М.nigra и Humi-з grísea (рис.13). Таким образом, видовое описание дает более де-ьную информацию и незаменимо при сравнении близких вариантов опыта, веденные исследования позволили получить подробное описание сукцес-для всех вариантов эксперимента. Отмечается приуроченность разви-разных грибов к определенным этапам сукцессии, что является осно-ием для оптимизации процедуры выделения нужных видов на основе аукционных закономерностей.

а)

—i -*-г

<Л

«о

Р. ochrocloron ni О2 Ш

20 40 60 80 100

120 140 сутки

О 6 13 21 2S 27 30 51 120 14

cyiij

Ь)

М. nigra

20 40 60

100 120 140

сутки

0-6 и И 2 S 27 за S1 220 241

сули

Н. grísea

20 40 60

¡00 120 140

супа

Рис.12.

6 13 2) 25 27 30 51 J20 140 суть£

Рис.13.

Рис.12. Дтшмика ицдексов разнообразия (О) хрибов по Кг (1) и видовому составу (2) в черноземе при инициации сукцессии увлажнением (а), увлажнением с внесением хшива (Ь) и целлюлозы (с).

Рис. 13. Динамика численности некоторых доминирующих видов грибов (_%) при инициации сукцессии увлажнением (1), увлажнением и внесением хитина (2) и целлюлозы (3).

5 15 1

Рис. 14. Геометрическое распределение относительного доминировав микромицетов в ходе микробных сукцессии. По оси ординат - относител) ная значимость; по оси абсцисс - ранг вида.

2.2. Анализ ранговых распределений значимости видов

Распределение значимости видов в большинстве случаев может быть писано геометрическим рядом (рис.14), которому соответствует гипотеза перехвата" ниш (May, 1975). Выборка учитываемого комплекса микромице-ов характеризуется относительно небольшим числом видов (обычно не бо-ее 15) с явно выраженным доминантом, занимающим значительную часть кониши. Второй по обилию вид занимает аналогичную часть оставшегося ространства и т.д.

Геометрическое распределение описывается уравнением П! = П! (1-k)1"1 (May, 1975), де п> и П| - относительная значимость 1-го и первого видов соответс-венно; к - степень захвата ниши. В условиях эксперимента к = 0.53, .е. каждый последующий вид использует примерно половину оставшихся му ресурсов. Наблюдаемое распределение в общем случае характерно для есгкой конкуренции за ограниченные ресурсы в неблагоприятных местоо-итаниях. Отметим, что в данном случае конкуренция в комплексе прояви-ась четко, поскольку, во-первых, экониши выявленных грибов близки учет на заданной среде) и, во-вторых, мицелиальный характер роста водит к минимуму пространственную разобщенность и ограничения, свя-анные с поиском ресурсов в гетерогенной среде. Конечно, это несколько прощенная ситуация.

Полученная формула позволяет по экспериментально установленной ясленности доминанта рассчитать ожидаемую численность вида, занимаю-эго любое место i в ранжированном ряду. Так как зависимость определе-з. на основе данных для разных сукцессий, можно сказать, что структура арактеризуется определенной инвариантностью. Однако, в этой инвариантен по форме структуре, описываемой геометрическим рядом, происходит эстоянная сукцессионная смена видов, что особенно четко прослеживает-ч по доминантам (рис.13).

Вместе с тем непрерывный процесс замещения видов не сопровождает-ч в данном случае заметным изменением рангового распределения. Под-эржание определенной формы структуры комплекса почвенных микромицетов условиях конкуренции и смены доминангов указывает на своеобразную злостность комплекса и на его сходство с сообществом, когда под сооб-зством понимается система взаимодействующих популяций с закономерной груктурной организацией и заданной областью сукцессионных траекторий.

2.3. Оценка сходства комплексов и сопряженности видов

Для определения сходства комплексов в разных вариантах сукцессий ;пользовали индекс сходства сообщества:

2 С

5 =- _

А + В

где С -число общих видов в обеих пробах, А и В - число видов в перво) и второй пробах (Мирчинк,1988). Расчет показал, что по средним значениям наиболее сходны (Б = 0.53) комплексы микромицетов в сукцессиях < внесением целлюлозы и хитина. Варианты сукцессий, инициированных простым увлажнением и внесением целлюлозы, занимают промежуточное положение (Б = 0.44), а наименьшее сходство (Б = 0.39) наблюдалось для сукцессий с хитином и увлажнением. В последнем случае на 30-ые сутки зарегистрировано самое низкое значение (Б = 0.25). К 140-ым суткам флуктуации индекса сходства увеличиваются во всех вариантах (Б : 0.42-0.57), что свидетельствует о формировании климаксного сообщества.

Проведен также анализ взаимосопряженности популяций с помощью четырехпольной корреляционной решетки (БоиМетоос!, 1978):

ай - Ьс

г = - ,

^ (а + Ь) (с + й) (а+с) (Ь + с1)

где г - индекс сопряженности, а - число проб, в которых представлен! обе популяции; Ь - число проб, в которых имеется первая популяция, н< отсутствует вторая; с - число проб со второй популяцией без первой; с - пробы, в которых рассмотренные популяции не представлены. В частности, для популяций Мисог врр. и МогИегвИа Брр. а=3, Ь=2, с=7, ¿1=10. Расчетное значение индекса близко к нулю (г = 0.054), а критерий X2 1.14 меньше табличного (3.84 для 5%-ного уровня значимости), что № позволяет сделать вывод о наличии сопряженности для указанных популяций.

Для Ривагшт гоХая! и других видов этого же рода получены следующие величины: а=5, Ь=0, с=8, <1=6. В данном случае г = 0.28, X2 = 5.27, что указывает на достоверную положительную связь. Результат имеет прикладное значение для борьбы с фузариозом, поскольку потери урожш могут возрастать за счет кооперативного действия разных видов этогс рода.

2.4. Определение общего числа видов грибов

В любую выборку попадает лишь ограниченное число видов. Поэтом! важнейшим является вопрос об общем (истинном) числе видов в местообитании. В исходных воздушно-сухих образцах почвы обнаружено относительно высокое количество видов (20), причем в этом случае (рис.15) наблк дается не геометрическое, а лог-нормальное распределение Престонг

Мау, 1975). Лог-нормальное распределение характерно для ситуации с ыравниващим действием многих независимых факторов, которые по-разно-у влияют на различные виды. В этом случае появляется возможность рас-етного определения общего числа видов на основе статистического ана-иза данных однократного выделения:

N = (/« /0.2,

де N - общее число видов. М3 - число видов в модальной октаве изучен-эй выборки. Поскольку N0=7 (рис.15), получаем N * 62, т.е. расчет-эе число видов примерно в 3 раза превышает число видов, выявленных в радиционном однократном анализе. Использование сукцессионных законо-зрностей позволяет повысить полноту выявления видов еще в 1.5 раза оис. 16).

7 Ой

20 О

Рис. 15

•щ

ч— ш

V ■ С

ы "Г, щ Ж 'Ш -

Г '1

0 7 15 30 51 120 140

сутки

Рис. 16

Рис. 15. Гистсграмма распределения видов микромииетов в воз душно-сухой почве. По оси абсцисс - номер октавы.

Рис.16. Количество выявленных видов грибов (ось ординат) в ходе микробной сукцессии.

ш выборки. Поскольку N0=7 (рис.15), получаем N « 62, т.е. расчет-зе число видов примерно в 3 раза превышает число видов, выявленных в )адиционном однократном анализе. Использование сукцессионных законо-зрностей позволяет повысить полноту выявления видов еще в 1.5 раза шс. 16).

3. Сукцессия комплекса почвенных апретипожцетов Почвенные стрептомицеты играют важную роль в разложении полимер-IX органических соединений в природе (Красильников, 1958; Мишустин, >75; Калакуцкий, Агре, 1977). Вместе с тем до последнего времени >едставления об экологии данной группы оставались весьма приблизи-■льными (МауПеЫ е1 а1., 1972; Ш11атзе1а1.. 1984; Калакуцкий, ■нова, 1984). Они основывались преимущественно на результатах иссле-

дований , проведеншх с чистыми культурами в лабораторных условиях Для надлежащего понимания экологии почвенных стрептомицетов, их роли i микробоценозе и решения прикладных задач по управлению микробиологическими процессами необходимо изучение стрептомицетов непосредствен» в природном местообитании (Williams et al., 1970).

При этом нужно выделить две задачи. Во-первых, необходимо понимание места комплекса почвенных стрептомицетов в микробной системе почв! и особенностей динамики этого комплекса. Во-вторых, нужна информация < месте отдельных видовых популяций в рамках комплекса стрептомицетов, динамике их численности и структуры.

Увеличение численности почвенных стрептомицетов происходит № поздних этапах сукцессии, когда биомасса грибов начинает снижаться. Можно полагать, что стрептомицеты специализируются на использованш отмершего мицелия грибов. Широко представленную у стрептомицетов хити-назную активность (Gould et al., 1981, [91]) логично связать с высоки, содержанием хитина в клеточных стенках грибного мицелия.

Могут ли происходить сукцессионные изменения в самом комплексе почвенных стрептомицетов? Чтобы ответить на этот вопрос нужна информация о структуре комплекса. Для описания структуры удается использоватс кинетическую характеристику - радиальную скорость роста, которая в сочетании с такими параметрами как наличие и избирательность гидролитического аппарата, позволяет судить не только о месте той или иной популяции или группы популяций стрептомицетов в микробной сукцессии, не и об их роли в механизме функционирования почвенного микробоценоза.

3.1. Кинетическое описание структуры комплекса почвенных стрептомицетов

Как и для грибов, для стрептомицетов характерно постоянство радиальных скоростей роста при постоянных условиях выращивания, поэтому оценка структуры их комплекса по радиальной скорости роста представляется обоснованной [35]. Более того, применение этого метода для стрептомицетов может быть более значимо, чем для грибов, так как по сравнению с микромицетами видовая идентификация стрептомицетов более трудна. Линейный характер роста колоний стрептомицетов на твердых средах неоднократно показан для чистых культур (Кожевина, 1977; Виноградова и др., 1983). Указанная закономерность распространяется и на стрептомицеты, высеваемые непосредственно из почвы, что легко контролировать по практически неизменной радиальной скорости роста индивидуальных колоний.

Полученные данные позволяют сделать вывод о возможности регистра-

4ии сукцессионных изменений в комплексе почвенных стрептомицетов с по-.гащью кинетического описания структуры.

Разные типы почв, как и разные варианты опытов, различаются как то абсолютным значениям Кгср., так и по динамике этого показателя. Изменение Кг ср. всегда свидетельствует о внутригрупповых перестройках [27, 35]. Это, впрочем, не означает, что, если этот показатель изменяется слабо, то такие перестройки не происходят. Индекс разнообразия тучше отражает происходящие сукцессионные изменения, чем средняя радиальная скорость роста. Так как на разных стадиях микробной сукцессии толучают преимущество группы популяций с разными Кг (рис.17) можно заключить, что радиальная скорость роста указывает на характер трофи-¡еских потребностей стрептомицетов и, следовательно, на их роль в функционировании комплекса почвенных микроорганизмов.

Рис. 17. Динамика структуры комплекса почвенных актпномицетов по радиальной скорости роста (%) в черноземе при инициации сукцессии увлажнением (а), увлажнением с внесением хиппи (Ь) и глюкозы (с), п - номер класса, п = 10 + 5(п-1), мкм/час. Цифры в легецце (0, 7, 18, 43) означают дни проведенш исследований.

При инициации сукцессии внесением хитина быстрорастущие стрептс мицеты получают очевидное преимущество, и во всех вариантах опыта дс минирование медленнорастущих стрептомицетов сменяется более равномер ным распределением Кг по классам, ростом ср. и индекса разнообразия Такая ситуация была характерна для целинного варианта темно-сиалитовс почвы, где без внесения хитина медленнорастущие стрептомицеты домини ровали на всех стадиях микробной сукцессии (рис.18), а наиболее быст рорастущие стрептомицеты удалось зарегистрировать лишь к концу опыта Наблюдаемая картина хорошо иллюстрирует то, что в почве всегда при сутствует определенное количество малочисленных микробных популяций которые способны быстро увеличивать свою численность и встраиваться микробное сообщество, если резко меняются условия или из трофическс цепочки выбивается какое-то звено. Существование подобных популяций т.е. "избыточное многообразие" почвенного микробоценоза, является важ ным условием его устойчивости.

Кгср., мкм/час

7 21 35 сутки 70

115

35 сутки 70

Рис. 18а. Динамика индекса разнообразия и средней радиальной скорости роста в целинной темно—сиалитовой почве при инициации сукцессии увлажнением (1) и увлажнением с внесением хитина (2).

Рис. 186. Динамика структуры комплекса почвенных актиноми— цетов в целинной темно—сиалитовой почве при инициации сукцессии увлажнением (а) и увлажнением с внесением хитина (б). Обозначения см. на рис. 17.

Изучение распределения стрептомицетов по классам с определенными радиальными скоростями роста в ходе сукцессии, инициированной внесением в почву различных органических субстратов, дало возможность судить и о взаимоотношениях, складывающихся внутри стрептомицетного комплекса [35], Для этого были построены кривые рангового распределения классов стрептомицетов с определенными величинами радиальной скорости роста (Уиттекер, 1980). На поздних стадиях сукцессии в варианте опыта без внесения хитина индекс разнообразия возрастает, а кривые относительного доминирования "классов" стрептомицетов наиболее близки к модели логнормального распределения, которое характерно для многезидовых насыщенных сообществ со сложными взаимоотношениями в условиях действия многих относительно независимых факторов (рис.19). В этих сообществах взаимодействие между видами не ведет к конкурентному исключению. Аналогичная кривая, построенная по данным для ранних стадий сукцессии (индекс разнообразия значительно ниже), соответствует модели геометрического ряда, что свидетельствует о приоритетах в конкурентном захвате ниш (Уиттекер, 1980). В варианте опыта с внесением хитина разнообразие стрептомицетов по радиальным скоростям роста ниже, чем в контроле, а кривые относительного доминирования на всех стадиях сукцессии наиболее близки к модели геометрического ряда. Следовательно, взаимоотношения в комплексе почвенных стрептомицетов, особенно при внесении хитина, характеризуются высокой напряженностью.

о)

1дЫ,%

б)

13 579 <'13 57

Рис.19. Кривые доминирования "классов" актиномицетов с определенными радиальными скоростями роста в варианте с увлажнением (а) и увлажнением с внесением хитина (б). 1 - 7, 2 - 43 и 3 - 100-е сутки сукцессии; п - ранг класса (от наиболее к наименее обильному); N — относительное обилие класса (%), имеющего данный ранг.

В ходе сукцессии происходят значительные перестройки и сукцесси-онные изменения можно регистрировать с помощью кинетического описания структуры комплекса почвенных стрептомицетов. Общая закономерность изменений, наблюдаемая при работе с разными почвами и воздействиями (увлажнение, внесение мономера или полимера), состоит в том, что на ранних этапах сукцессии происходит снижение индекса разнообразия и средней радиальной скорости роста, а в последующие сроки значения обоих показателей возрастают и стабилизируются. Динамика разнообразия стрептомицетов подчиняется классическим представлениям о ходе сукцессии от "молодой" системы с ограниченным набором объектов к "зрелой" системе с выраженным разнообразием (Одум, 1986). Однако динамика структуры комплекса почвенных стрептомицетов по радиальной скорости роста противоречит привычным представлениям: на первых этапах сукцессии доминируют медленнорастущие популяции (10-25 мкм/час), а быстрорастущие (35-55 мкм/час) выходят на первый план только на поздних этапах. Таким образом, наблюдается парадоксальная картина: в условиях "молодой" системы с присущим ей высоким темпом размножения стрептомицеты представлены медленнорастущими популяциями, а быстрорастущие стрептомицеты становятся доминантами в "зрелой" системе, для которой характерна низкая скорость размножения. Их доминирование на поздних этапах сукцессии связано с появлением в этот период отмирающего грибного мицелия, клеточные стенки которого содержат значительное количество хитина. Выше отмечалось, что обогащение почвы хитином дает явные преимущества в развитии быстрорастущим стрептомицетам. Можно предположить, что хити-назная активность быстрорастущих стрептомицетов выше. Что касается трофических потребностей медленнорастущих стрептомицетов, то этот вопрос требует специального изучения.

Преобладание одной определенной группы стрептомицетов со сходными кинетическими и трофическими характеристиками при внесении хитина приводит к возрастанию конкуренции в стрептомицетном сообществе, о чей свидетельствует характер кривых относительного доминирования (Уитте-кер, 1980).

Таким образом, в изученных типах почв наблюдаются сходные закономерности сукцессии комплекса почвенных стрептомицетов. Общая тенденция к росту разнообразия выделяемых стрептомицетов, а также смена доминант в ходе сукцессии позволяет рекомендовать инкубирование увлажненных образцов почвы в качестве оптимизационной процедуры для поиска новых форм стрептомицетов с полезными свойствами.

3.2. Подходы к выделению из почв стрептоиицетов с заданными свойствам»

Проблема целенаправленного поиска и повышения полноты выделения з почвы микроорганизмов с заданными свойствами, включая продуцентов овых антибиотиков, постоянно стоит перед исследователями. Задача нап-авленного скриннинга стрептомицетов - продуцентов новых антибиотиков природных местообитаниях традиционно решается путем однократного нализа большого числа почвенных образцов с оптимизацией состава пита-ельных сред и условий культивирования; далее тысячи изолятов анализи-уются на новизну (Williams & Wellington, 1982; Nonomura, 1983). Объем акой работы огромен, однако эффективность на всех этапах поисковой роцедуры весьма мала, так что доля искомых объектов среди общего чис-а проанализированных изолятов не превышает 1:300 (Lahner, 1983). Поэ-эму большой интерес представляет оптимизация любого этапа поисковой аботы, включая и этап выделения микроорганизмов из почвы [24, 49].

Неоднократный анализ почвенных образцов на фоне действия сукцес-ионных механизмов повысил полноту выделения стрептомицетов из местоо-итания. Обилие стрептомицетов с заданными антагонистическими свойс-зами повышалось на определенных этапах сукцессии, что делает реальной эрспективу более эффективного поиска таких объектов.

Указанные закономерности отчетливо проявились для групп стрепто-щетов со следующим спектром свойств: антагонизм "широкого спектра зйствия" (подавление роста двух и более тест-культур), антагонизм узкого спектра действия" (против каждой тест-культуры отдельно), от-/тствие антагонизма к изученным гестам. В исходных образцах дерно-з-подзолистой почвы не было обнаружено актиномицетов с узким спектром эйствия против Arthrobacter globiformis, Staphylococcus aureus, Fusa-ium solani. В то же время на 10-е сутки с момента увлажнения почвы 8% золятов проявили антагонизм только к артробактеру, 12% - к стафило-жку, 4% - к F.solarii (табл. 6). Доля антагонистов к Rhizobium legu-Lnosarum и F.solani достигает максимума на 70-е сутки: соответственно I и 9% от общей выборки. Аналогичные закономерности наблюдаются после злажнения и внесения в почву хитина: на 17-е сутки начинают выявлять? антагонисты с "узким спектром действия" против артробактера и ста-мококка (8 и 4 % соответственно) : 8.5% стрептомицетов, выделенных 1 70-е сутки, подавляют рост только F.solani (табл.7).

Итак, такая методически несложная процедура, как инициация в починных образцах микробной сукцессии внесением различных веществ, спо-

Таблица 6

Перестройка структуры стрешомицелшого комплекса в ходе сукцессии, инициированной увлажнением дерново-подзолистой почвы (относительное обилие сшрептомицетов в группах в %)

1 1 IГруппа стрептомицетов 1 i Время с момента воздействия, сут

0 10 17 31 70 115

i 1Стрептомицеты, не проявляющие 1 антагонизма i 12 28 41 16 И 26

1Стрептомицеты, подавляющие 1рост только: lArthrobacter gtobi/ormis 1 Staphylococcus aureus iRtvizobium teguminosarum IStreptomyces otivocinereus IVerticittium dahliae 1 Fusarium sotaní i 6 18 6 8 12 4 4 3 9 3 3 9 11 6 9 3 6 3 3

i 1Стрептомицеты-антагонисты к 1 двум и более тест-культурам i 58 44 44 72 63 59

Примечание: (-) - стрептомицеты-антагонисты данного спек тра действия не обнаружены.

собствует повышению эффективности поисковой работы. Из представленны результатов следует, что традиционный однократный анализ почвы не дае возможности оценить все многообразие искомых объектов. Показано, чт существуют стадии сукцессии, оптимальные для выделения из почвы задан ных объектов. В частности, в условиях эксперимента малоэффективен бы, поиск стрептомицетов, проявляющих "узкий антагонизм" к артробактеру 1 стафилококку в исходных образцах дерново-подзолистой почвы по сравнению с анализом тех же образцов на 10-е сутки после воздействия. № поиска продуцентов антибиотиков "широкого спектра действия" целесообразен анализ почвы на более поздних стадиях сукцессии (табл.6, 7). Возможен переход к направленному поиску оптимальных решений на основе математического моделирования [28].

Таблица 7

Перестройка структуры стретотцетного комплекса в ходе сукцессии, инициированной увлажнением и внесение« хитина в верново-побзолистую почву (относительное обилие стрептомицетов в группах в %)

1 1 1 Время с момента воздействия,сут 1

1руппа стрептомицетов

1 0 10 17 31 70 115 1

Неактивные стрептомицеты 1 12 32 41 7 43 28 1

Стрептомицеты, подавляющие

эост только:

4rthrobacter gtotn/ormis 1 - 8 - - 1

Staphylococcus aureus 1 - 4 - - 1

Uhizobim teguminosanm 1 е 3 4 - 6 3 1

Streptomyces otivocinereus 1 18 3 7 14 14 16 1

/erticiltium dahUae 1 6 - - 4 3 8 1

Fusarium solani 1 6 - - 8 3 1

]трептомицеты-антагонисты к

цвум и более тест-культурам ! 58 1 . 55 36 75 25 42 I 1

3.3. Популяционный уровень изучения сукцессии стрептомицетов

Чтобы еще больше детализировать картину, нужно перейти к популярному уровню описания, что направлено как на получение информации о гсте видовых популяций в рамках комплекса почвенных стрептомицетов, здамике их численности и структуры, жизненных циклах, роли вторичных этаболитов (антибиотики) (Williams, 1982), так и на решение приклад-лх задач по управлению конкретными видовыми и штаммовыш популяциями природе. В последнем случае для управления желательной или нежела-зльной популяцией необходимы данные о популяционной структуре (мице-<ш, споры), поскольку в любом случае (стимуляция, подавление) в пер-№ очередь следует воздействовать на наиболее уязвимое звено в жиз-энном цикле.

Решение перечисленных вопросов возможно лишь в том случае, если леются методы идентификации, количественного учета и определения груктуры конкретной популяции непосредственно в природном местообита-<ш [3, 5, 6, 89]. Выполнить это требование в полной мере удалось на

примере популяции Streptomyees olivoeinereus. Естественным маркеро является образуемый популяцией антибиотик гелиомицин, обладающий силь ной автофлуоресценцией. Колонии стрептомицета легко выявляются при ос вещении чашек с посевом ультрафиолетовыми лучами.

Культура S. olivoeinereus вносилась в почвы разных типов, на раз ных уровнях популяционной плотности [7, 8]. Особенности динамик S.olivoeinereus таковы: во-первых, динамика объекта зависит от исход ной плотности, а также от того, какой тип зачатков (споры или мицелий был внесен в почву; во-вторых, достаточно ясно выявляются различия популяционной динамике после внесения S.olivoeinereus в различные поч вы (рис.20); в-третьих, - это обстоятельство наиболее существенно дя дальнейшего изложения - практически во всех естественных (нестериль ных) почвах популяция сохраняется на достаточно высоком уровне плот ности (105-106 зачатков в 1 г образца) в ходе весьма продолжительны: опытов (несколько месяцев или даже лет) [9]. Стабилизация внесенно популяции стрептомицета в различных условиях, в том числе и в почвах где данный вид не встречался, и в то же время ее чувствительность i широкому набору условий (тип почвы, уровень внесения и обогащения поч вы различными субстратами) наглядно демонстрирует достоинство метод; внесения в естественную среду видовой популяции как универсального метода экологического "зондирования".

Длительное сохранение объекта в нестерильных почвах - необходимое, но не достаточное условие для вывода об активности популяции ii situ. Это особенно очевидно при рассмотрении стрептомицетов - микроорганизмов с относительно сложным циклом развития. Метод посева дас представление только об общем числе колониеобразующих единиц, така! информация важна, но недостаточна. Исчерпывающие данные о структур! популяции (споры - мицелий) получены с помощью иммунофлуоресцентно! микроскопии с предварительным отделением спор и мицелия от почвы \

IgN

рис.20. Динамика популяции Б. оН-уос'тегеиэ в дерново—подзолистой почве (1), в черноземе (2) и красноземе (3).

О 7 21 35 43 63 80 суТКИ

ганцентрированием на ядерных мембранных фильтрах [21, 33]. Предлагае-мй метод обладает важным преимуществом - процедура концентрирования >беспечивает учет популяции на естественных уровнях численности.

Решение методической проблемы выявления и количественного учета юнкретных почвенных стрептомицетов in situ открыло возможность изуче-ия динамики популяционной структуры этих объектов в почве [22, 29. II].

Общие черты динамики структуры, свойственные двум изученным попу-нциям S.oiivocinereus и S. thernoviotaceus, можно описать следующим |бразом.

Во-первых, после внесения спор в почву в структуре популяций пошляется мицелий. При внесении спор S.oiivocinereus в момент инициации :укцессии мицелий регистрируется уже через 3 суток после начала опыта рис.21а). Наблюдаемое в это же время снижение числа спор объясняется [X прорастанием.

а) б)

3 7

U 21 сутки 35

3 7 М 21 СУТКИ 35 Рис.21 а. Динамика структуры популяции З.оПуос/пегеиз при высоком (а) и низком (б) уровне внесения. 1 —споры (т -ед/г почвы); 2 - мицелий (п — м/г почвы).

б)

Igm

Ign

Igm

Ign

21 сутки 35

Рис.21 б. Динамика структуры популяций S.oiivocinereus (а) и S.ihermoviolaceus (б). Обозначения см. рис.21 а.

Во-вторых, отмечается ясно выраженная тенденция к стабилизации структуры. Равновесные показатели обилия спор и мицелия практически не зависят от уровня внесения спор. Для представленного примера (рис.21а) в заданных условиях конечный уровень численности спор составляет примерно 1О7спор/г почвы, а показатель обилия мицелия - около 6 м/г почвы. В пересчете на биомассу для 5. оЬмосЫегеиз доля мицелия в равновесной структуре в большинстве случаев не превышает 1-4%. Более высокое содержание мицелия (до 10-30%) наблюдается кратковременно в вариантах с внесением спор Б. оШосшегез в момент инициации сукцессии.

В случае со 3.1Ь.егтоуго1асеиз длина мицелия составила примерно 4 м, а число спор - 10е "3 в 1 г почвы на 35-е сутки после внесена спор в почву, т. е. к концу опыта доля мицелия по биомассе достигала 30-35% (рис.216).

3.4. Экологические стратегии популяций стрептомицетов

Характер кривых, отражающих содержание спор и мицелия, почти не менялся после внесения популяций на разных этапах сукцессий. Так, представленные на иллюстрации кривые (рис.216) характеризуют объект после внесения спор на 0,7.15 и 30 сутки после инициации сукцессий ка* для 18°, так и для 37° [32 , 34]. Другими словами, для Б. оНуостегеш характерна инвариантность популяционной динамики, хотя следует все же отметить, что при внесении спор в момент инициации сукцессии популяци* получает дополнительное преимущество - на это указывает отмеченное выше высокое содержание мицелия и то, что мицелий появляется уже чере; 3-7 суток после внесения спор Б.оНросЫегеиз в почву.

На этом фоне динамика Б. therm.oviola.ceus имеет следующие особенности. Наиболее примечательным свойством популяции является выраженна? приспособленность к развитию на поздних этапах микробной сукцессии. Так, при 18° мицелий появляется только через 20-30 суток после внесения спор одновременно с инициацией сукцессии (рис.22). Более детальное изучение показывает, что структура популяции 5. №егтоу^1асеиз существенно зависит как от стадии сукцессии, так и от температурного режиме инкубации образцов. В частности, при высоком уровне внесения спор нг начальном этапе сукцессии при 18° мицелий появляется только на 35-е сутки. Однако после внесения спор в почву через 30 суток после инициации сукцессии мицелий регистрируется уже через 3-е суток. Можно сделать вывод, что при умеренной температуре (18°) в отличие от лабораторной среды [32] в нестерильной почве на поздних этапах сукцессии могут создаваться условия для прорастания спор и развития мицели? 5. Ыегто1'ы1асеи5. Вместе с тем, как и следовало ожидать, более бла-

гоприятным для термотолерантного объекта оказывается вариант с инкубацией образцов при 37°. В этом случае после внесения спор на самом неблагоприятном для популяции начальном этапе сукцессии мицелий регист-

1дп а) /дП б)

3 7 15 21 сутки 35 3 7 15 21 сутки 35

Рис,22. Динамика длины мицелия S.thermoviolaceus в почве при 37 (а) и 18 (б). 1 — внесение спор в момент инициации сукцессии, 2 - внесение спор на 30-е сутки инициации.

зируется на 15-е сутки, его динамика хорошо очерчена, а в варианте с знесением спор на 30-ые сутки, мицелий обнаруживается уже на 3-й сут--си. Таким образом, для 5. tb.ermoviola.ceus температура инкубирования тсчвенного образца является значимым фактором, особенно на первых эта-1ах микробной сукцессии в почве.

Экспериментальное изучение динамики структуры двух стрептомицет-мх популяций после внесения их спор в нестерильную почву убедительно показывает факт прохождения микроорганизмами стадий жизненного цикла и тозволяет оценить масштабы активности по изменениям соотношения спор и фрагментов мицелия. Несмотря на относительно небольшое содержание мицелия по сравнению с количеством спор, можно сделать вывод о том, что габлюдаемые масштабы развития мицелия достаточны для компенсации процессов гибели и для наблюдаемого успешного выживания популяций. Существование единого равновесного уровня "емкости среды" вне сильной ?ависимости от начального обилия для каждого стрептомицета может быть )бъяснено тем, что мицелиальный рост позволяет осваивать близлежащие ¡лагоприятные почвенные микрозоны. Другими словами, для стрептомицетов гочва является существенно менее гетерогенной средой, чем для других ¡актерий, динамика которых в большей степени зависит от начальной чис-¡енности.

Полученные данные позволяют сделать вывод о выраженной неоднород-гости почвенных стрептомицетов по ряду признаков, которые в экологии [спользуются для характеристики так называемой экологической стратегии Одум. 1987; Пианка, 1981). Обычно стрептомицеты рассматриваются как

относительные к-стратеги, имеющие невысокую скорость роста и предпочитающие условия поздних этапов микробной сукцессии [9, 23, 26]. Полученные в настоящей работе результаты позволяют при более детально* подходе выделить и в этой группе объекты с разными относительным! стратегиями. Воспользовавшись экологической терминалогией (Пианка, 1981), можно сказать что S. olivocinereus проявляет черты "оппортунистической" популяции (г-стратег) с относительно быстрым развитием i различных благоприятных условиях. Наилучшие условия для S.olivocinereus создаются в "молодой" системе, т.е. на первых этапах сукцессии. Нг этом фоне популяция термотолерантного стрептомицета S. therm.oviola.ceus является k-стратегом. приспособлена к развитию на поздних этапах микробной сукцессии, причем в "зрелых" системах появление мицелия происходит даже при умеренной температуре (18°).

3.5. Роль антибиотиков в экологии стрептомицетов

Согласно распространенному мнению антибиотики играют большую роль в природе в формировании микробных сообществ, воздействуют на poci растений, обусловливают самоочищение воды и почвы (Williams L Khan, 1974). Однако прямых доказательств образования антибиотиков в почве все еще недостаточно, поэтому остается в силе и другая теория об ограниченной роли антибиотиков в природе или вообще об отсутствии у этих веществ экологической роли (Waksman, 1961; Lechevalier, 1975). Втора? теория до последнего времени находит своих сторонников.

Поскольку гранулы антибиотика гелиомицина, образуемого стрептоми-цетом S.olivocinereus обладают яркой автофлуоресценцией, регистрировать его накопление в почве удается без сложных химических и микробиологических приемов. В лабораторных опытах с продуцентом наблюдается обильное накопление антибиотика лишь на богатых питательных средах (Кожевина, 1977). В наших опытах образование гранул гелиомицина культурой S. olivocinereus выявлено лишь в черноземе и каштановой почве [3, 4], но и эти почвы по совокупному содержанию легкодоступного субстрата не служат примером богатых питательных сред.

Игнорирование реальной гетерогенности почвы ведет к рассмотрению ее как бедной среды, в которой исключается синтез антибиотика. Однако, если принять во внимание микрозональность, то возможность локального накопления питательных веществ вполне реальна. Объединив две указанные идеи удалось экспериментально доказать синтез антибиотика в почве. Учет микрозональности почвы как среды обитания и прямое доказательство возможности синтеза антибиотика в почве и в кишечном тракте беспозвоночных животных [90] являются серьезным основанием для переосмысления

проблемы экологической роли антибиотиков: антибиотическую борьбу следует ожидать лишь за те обогащенные субстратом микрозоны, которые оправдывают подобные энергетические затраты.

Решающую информацию о значимости того или иного механизма регуляции должны давать исследования популяционной динамики внесенных в нестерильную почву микроорганизмов, другими словами, метод моделирования in situ [13, 33]. К стрепгомицету S. olivocinereus, образующему антибиотик гелиомицин, была подобрана чувствительная культура Arthrobacter globiformis. Гибель популяции A.globiformis регистрируется как в жидкой бинарной культуре, так и при совместном внесении двух популяций в нестерильную почву (рис.23). Таким образом, показано, что регуляция по типу антагонизма реальна в нестерильной почве и может целенаправленно использоваться для снижения численности нежелетельной популяции. Подбор пары микроорганизмов, связанных отношениями антагонизма, и их совместное внесение позволили с наглядностью проследить действие механизма антибиоза непосредственно в нестерильной почве, что вносит лепту в доказательство значимости этого механизма для регулирования взаимоот--гаиений в почвенном микробоценозе.

/gN a) tgN б)

3 5 15 21

41 51 сутки SO

3 5 7 15

41 51 сутки 80

неко-

Рис.23. Динамика Б.оНуос/пегеиз (а) и а.дЬЬНогтЬ (б) при 6 совместном внесении двух популяций на "низком" уровне (10 единиц/г) в почву. N - популяционная плотность, клеток/г.

4. Мехткробные взаимодействия в ходе сукцессии

4.1.Взаимодействие микробных популяций в почве (на примере торых популяций стрептоинцетов н бактерий)

Проблема межмикробных взаимодействий в почве представляет несом-енный интерес с точки зрения управления численностью микробных попу-яций. Следует отметить, что наши представления о функционировании икробных сообществ весьма ограничены, и о реальных взаимодействиях икроорганизмов в природных местообитаниях известно крайне мало. В ла-ораторных условиях в чистых смешанных культурах изучались взаимодейс-

твия микроорганизмов. Известны многочисленные примеры как положительных, так и отрицательных взаимодействий. Однако, сохраняется ли данный тип взаимодействия в природном местообитании (в почве) , где на изучаемые популяции оказывает влияние весь микробоценоз, остается неизвестным. Важно также знать меняется ли тип взаимодействия микроорганизмов на разных стадиях сукцессии и зависит ли он от дополнительного воздействия на почву, например, внесения субстрата.

Изучены типы взаимодействия (и их динамика) у пяти пар видов, в

!ды

а)

1дЫ

б)

=ч—

гибель < V" -»5

10 20 30

---- 30

гибельЧ— _„ 42 . "50

50 сутки 4 7 сутки

Рис. 24а. Динамика численности клубеньковых бактерий в типичном черноземе при инициации сукцессии увлажнением (1), внесением хитина (2), увлажнением с внесением оНуосте-геиэ (3) и внесением хитина и З.оНуостегеиэ (10 кл/г — 4). Рис.246. Динамика численности клубеньковых бактерий, внесенных в чернозем на 0,7,14,30,42 и 50-е сутки сукцессии, которая инициировалась по варианту (4). N — численность, кое/г почвы.

1дЫ

о)

Г —^-г—- 4 1

8 22 30 58 77 сутки 115

8 22 30

77 СуТКИ 115

Рис.25а. Динамика численности М.адШэ в черноземе, инициированном увлажнением (1), внесением хинина (2), увлажнением с внесением хитина и Б.оИуостегеиз (10 кл/г)(3) и увлажнение с внесением хитина и 5".о/г/остегеиз (4). Рис.256. Динамика численности М.адШв в тех же вариантах опыта, но при внесении популяции Б.саеги/еиз. N — численность, кое/г почвы.

:тав которых всегда входил один из двух стрептомицетов S.olivocine-is и S.caeruíeus и одна из трех бактерий: Rhizobium teguminosarm, orococcus agilis, Pseudomonas denitrificarts [37,47].

Внесение популяции S. olivocinereus и хитина оказывало положитель-е влияние на развитие популяции клубеньковых бактерий на ранних эта-х сукцессии (рис. 24а). Ее численность возрасла более чем на два по-дка, и положительное влияние проявлялось на протяжении более дли-льного периода времени. Однако на 50-е сутки в этом варианте отмеча-сь гибель клубеньковых бактерий. В варианте с другим стрептомицетом мечается стабилизация клубеньковых бактерий на уровне 105. Популяция убеньковых бактерий во всех вариантах опыта и на всех стадиях сук-ссии не влияла на развитие стрептомицетов. Таким образом, на ранних апах сукцессии во всех вариантах опыта отмечаются взаимодействия по гпу комменсализма (+,0), а затем оно сменяется аменсализмом (-,0).

Показано, что фактор, приводящий к гибели клубеньковых бактерий, ¡йствует очень непродолжительное время (2-3 дня). При внесении клу-гньковых бактерий на 42-е сутки сукцессии наблюдается элиминирование te к 49 суткам, а при внесении той же популяции на 50-е сутки гибель î отмечается (246). Таким образом, тип взаимодействия зависит от вне-знного партнера, дополнительного субстрата и стадии сукцессии [20].

Если клубеньковые бактерии практически не влияли на численность эпуляции стрептомицета в течение всей сукцессии, то в экспериментах с эмуляцией №. agilis было выявлено взаимное влияние бактериальной и грептомицетных популяций.

На ранних стадиях сукцессии между М. agilis и S.olivocinereus от-эчаются взаимодействие по типу комменсализма(+,0) (положительное вли-яие оказывают актиномицетные популяции) (рис.25а), в дальнейшем тип заимодействия сохраняется, однако теперь положительное влияние оказы-ает бактериальная популяция (0,+) (рис. 26а). В случае с популяцией .caeruíeus взаимодействие идет по типу комменсализм-аменсализм(-,+) -исленность стрептомицета возрастает (рис. 266), а бактерии падает рис. 256).

Если в экспериментах с клубеньковыми бактериями и с популяцией .agilis внесение стрептомицетных популяций оказывало на них положи-ельное влияние (хотя бы на первых этапах сукцессии), то в опытах с опуляцией Ps. denitrificarts этого не наблюдалось (рис. 27).

На ранних стадиях сукцессии отмечается взаимодействие по типу юйтрализма (0,0), а на более поздних - по типу аменсализма (-.0). [ричем отрицательное влияние популяции S. olivocinreus на популяцию

РБ.йепИННсапэ. вероятно, как и в случае с клубеньковыми бактериям опосредованное, т.е. проявляется через перестройки в комплексе почвен ных микроорганизмов, вызванные внесением чужеродной стрептомицетно

10 20

80 сутки 115

сутки

115

Рис.26. Динамика численности З.оНуостегеиэ (а) и Б.сае-гиЬиэ (б) в черноземе при инициации сукцессии увлажнением и внесением клубеньковых бактерий (1), увлажнением с внесением хитина и клубеньковых бактерий (2), увлажнением с внесением популяции М.адШэ (3), увлажнением с внесением хитина и М.адИЬ (4).

1дН

Рис.27. Динамика численности Р.с/епНг'/Лсапз в черноземе, инициированном увлажнением почвы (1), увлажнением с внесением хитина (2) и популяции З.о^ос!-пегеиэ (3), внесениегд хитина и 5.оГмос'тегеиБ (10 кл/г) (4).

сутки

60 70 80

популяции.

Наблюдение этих 10 парных сочетаний (5 пар видов) в двух вариантах (простое увлажнение и внесение хитина) показывает, что на поздних стадиях сукцессии отношения по типу нейтрализма наблюдались всего лишь в трех случаях из десяти и всегда бактериальным партнером была при этом популяция клубеньковых бактерий. Эти данные полностью согласуются с результатами полученными нами ранее [13, 14, 15, 16]. Три варианта опыта описываются отношениями аменсализма, т.е. одна популяция (в наших экспериментах всегда бактериальная) подавляется другой (стрептоми-цетной), а для последней ассоциация безразлична. В 3-х вариантах опыта наблюдаются отношения по типу комменсализма, т.е. одна популяция (стрептомицетная) стимулируется, для другой (бактериальной) объединение безразлично.

В одном варианте отношения описываются типом комменсализ-аменса-зм, т. е. происходит стимуляция стрептомицетной популяции и подавле-:е бактериальной. Таким образом, всего выявлено 4 типа отношений межпопуляциями.

Результаты исследований подтверждают положение общей экологии о iM, что при смене условий среды типы отношений могут принципиально ¡няться: две бактериальные популяции погибали в присутствии стрепто-[цета, если простое увлажнение дополняли внесением хитина. Кроме то-I, тип взаимодействий одной и той же пары популяций может изменяться ходе сукцессии.

Полученные данные свидетельствуют о специфичности взаимодействия [кроорганизмов. Так, например, гибель клубеньковых бактерий не наблю-шась при замене стрептомицета-партнера, а также не отмечалась гибель >угой бактериальной популяции - мишени в сходных условиях.

Одним из существенных вопросов является скорость реакции одной эпуляции на присутствие другой. Во всех 3-х случаях угнетения разви-1я бактериальных популяций при совместном внесении в почву со стреп-змицетами эффект наиболее ярко проявляется к 50-80-ым суткам от нача-1 эксперимента, т.е. через длительный промежуток времени. Таким образы, мы наблюдаем не непосредственное влияние популяций друг на друга, опосредованное, связанное с перестройками в структуре комплекса починных микроорганизмов, вызванными внесением чужеродных популяций мик-эорганизмов и различных субстратов.

4.2. Ауторегуляция прорастания спор стрептомицетов in vitro и in situ

В предыдущих разделах мы показали, что межвидовые взаимоотношения комплексе почвенных стрептомицетов характеризуются высокой напряжен-эстью. Однако в регуляции численности стрептомицетов могут играть эль и внутрипопуляционные процессы (Grund & Ensigh, 1985).

Нами было установлено, что процесс прорастания спор во влажной амере существенно зависит от их обилия (рис.28) и может быть описан с эмощью уравнений регрессии. Для популяции S. olivocinereus, S. cinereo-ectus u S.filamentosus зависимость имеет вид z = 6. 32 + 1.88-х (коэф-ициент корреляции г = 0.-87), где z - процентное содержание проросших пор, х - среднее расстояние между спорами (мкм). В случае с S.caeru-eus процесс описывается уравнением z = -7.68 + 4.18-х (г = 0.94).

Общая закономерность состоит в том, что относительное содержание роросших спор существенно снижается при повышении показателя началь-

ной популяционной плотности. Максимальное количество проросших сп< (более 50% для Б. саегиХеив и от 30 до 40% для остальных популяций) р< гистрируется в том случае, если среднее расстояние между спорами пр« вшает 15 мкм. Минимальное число проросших спор (10% и менее) отмече[

(2), S.filamentosus (3) и S.caeruleus (4, 5 - вариант с добавлением 1% глюкозы).

N1 — число спор/поле зрение; N2 — среднее расстояние между спорами (мкм).

при снижении расстояния до 5 мкм. Таким образом, в условиях контроль ного эксперимента выявляется ясно выраженная регуляция. Наблюдаемы! механизм регуляции является внугрипопуляционным, так как в данном эксперименте на препарате представлена только одна популяция. По всей видимости, процесс прорастания спор, осуществляется за счет эндогенны) ресурсов. Три популяции дают единую прямую зависимость прорастанш спор от плотности, что, возможно, связано со сходством механизма регуляции. Четвертая популяция дает зависимость такого же типа, но пряма* получается более крутой.

На примере с S.caeruleus установлено, что внесение глюкозы при малой численности спор ингибируег их прорастание, а при высокой начальной популяционной плотности стимулирует (рис. 286). Таким образом, наличие на препаратах легкодоступного субстрата является сигналом о благополучной экологической обстановке. При наличии субстрата возможно массовое прорастание спор даже при их высокой численности.

Наблюдаемые закономерности, указывающие на признаки определенной экологической целесообразности на начальном этапе развития стрептоми-цетов, соответствуют картине, наблюдаемой при прорастании спор грибов. Предполагается, что аутоингибирование прорастания грибных спор при их высокой численности обеспечивается летучими метаболитами, включая три-метиламин (Robinson et al.,1989). Как видно из полученных нами резуль-

гов, подобные механизмы скорее всего действуют и в случае со стреп-■лицетами, а поиск и определение химической природы таких метаболитов здставляет самостоятельный интерес.

Изучение прорастания спор (с помощью иммунофлуоресценции) при по-рном совместном внесении на препарат различных популяций стрептоми-тов показало, что решающим фактором является внутрипопуляционная реляция, т. е. на начальном этапе развития стрептотцетов межвидовые аимодействия не являются определяющими.

При внесении стекол со спорами стрептомицетов в дерново-подзолис-ю почву и чернозем исследовалась зависимость процесса прорастания ор от совместного действия двух основных факторов - исходной популя-онной плотности и этапа микробной сукцессии в почве.

Для наглядности информация (полученная после сглаживания совокуп-сти экспериментальных данных плоскостью г = ах + Ьу + с с обеспече-:ем минимума квадрата ошибки) представлена графически (рис.29). Зави-¡мость между тремя переменными в диапазоне исходного обилия от 10 до

мкм

Рис.29. Зависимость относительного содержания проросших спор (%) от среднего расстояния между спорами (мкм) и стадии сукцессии (сурки) дня З.оЦуосшегеив (а), 8. саеги1еиз (Ъ), в. сшегеогесШз (с) п Б. Шатетояиз ((1).

жет быть выражена множественными линейными уравнениями плоскости ре рессии:

где z - процентное содержание проросших спор; х - среднее расстоян между спорами (мкм); у - стадия сукцессии (сутки). Как исходное обил популяции, так и стадия микробной сукцессии в почве оказались значим ми факторами. Влияние сукцессионных изменений, связанных с потенциал ным возрастанием значимости межмикробных взаимодействий в ходе nepexi да от "молодой" к "зрелой" системе, проявляется наиболее сильно i поздних этапах сукцессии. На процесс прорастания спор также аказьша< влияние способ инициации сукцессии.

Процесс прорастания спор стрептомицетов как у чистых культур -vitro, так и при интродукции в нестерильную почву контролируется его цифическим внутрипопуляционным механизмом, который может быть oxapai теризован как ауторегуляторное ингибирование, проявляющееся при сре; нем расстоянии между спорами менее 15 мкм. Следует, однако, отметит* что указанный механизм регуляции не может быть адекватно описан в кг тегориях внутрипопуляционной конкуренции. В данном случае речь идет с оптимизации числа проросших спор с точки зрения выживания популяции т.е. мы имеем дело не с конкуренцией (Hirsch & Ensign, 1978; Grund Ensign, 1985), а со своеобразной "кооперацией", до сих пор не описан ной для почвенных микроорганизмов. При таком взгляде на полученные ре зультаты становится понятно, почему не зафиксирован эффект влияния об щей плотности спор различных видов стрептомицетов на число проросши спор каждого конкретного вида: здесь речь шла бы именно о конкуренции которая, по-видимому, протекает по другим закономерностям и не прояв ляется на данном этапе развития в условиях эксперимента.

Выявленный механизм регуляции, очевидно, необходимо учитывать пр изучении микробостазисов почв, поскольку отсутствие прорастания спо] при их внесении в почву может определяться не столько характеристикам! среды, сколько высокой популяционной плотностью. Хотя, по всей видимости, эти два фактора - недостаток питательных веществ (Lockwood, 1977) и ауторегуляция - действуют в природных условиях одновременно.

В заключении отметим, что остается неясной относительная экологическая значимость выявленного механизма для стрептомицетов из естественного микробного комплекса. Как следует из экспериментов с интроду-

olivocinereus S. caeruleus

z = 6.35х - 0.15у - 23.43 Z = 4. 91х - О.Обу - 17.89 z = 3.78х - 0. 50у - 2.84 Z = 6.40х - 0.24у - 13.60,

S. cinereorectus S. filamentosus

[руемыми популяциями, эффект формально должен проявляться, если чис-¡нность спор при их равномерном распределении в почве превышает 108 гор/г почвы. Такие уровни обилия обычно не характерны для почвенных 'рептомицетов, однако, учитывая очаговый характер распределения мик-юрганизмов в почве, можно предположить, что условия для проявления гторегуляции будут выполняться в отдельных микрозонах.

5. Сукцессия микроорганизмов в прикорневой зоне растений

Одной из разновидностей микробной сукцессии является первичная ионизация новых местообитаний (вулканические пеплы, горные отвалы и ).). Особое значение как в теоретическом, так и в практическом плане «еет колонизация почвенными микроорганизмами прикорневой зоны почвы и зверхности корня (Bowen, Rovira, 1976; Newman, Watson, 1977; Bowen, 380). Этот случай был изучен нами специально.

Успешное использование отдельных видов бактерий ( Rovira, 1985) и жбов в сельскохозяйственной практике неразрывно связано с изучением ;новных принципов функционирования микробной системы прикорневой зоны ютений, ее специфичности (зависимости от вида растений) и ее отличий ? почвы без растений (Lynch & Whipps, 1990) . В литературе установись мнение о ризосфере и ризоплане растений как особо благоприятных зстообитаниях для микроорганизмов. Однако до сих пор не решен вопрос специфичности микробного комплекса прикорневой зоны (Lynch, 1982).

Если доминирование грибной биомассы в почве является установлении фактом, то вопрос о роли грибов в ризосфере, исключая микоризу и 1топатогены, остается дискуссионным. Соотношение биомасс грибов и жтерий в прикорневой зоне представляет еще больший интерес, чем ана-эгичный показатель в почве (Vancura, Kunc, 1977).

Одним из наиболее актуальных вопросов почвенной и сельскохозяйс-зенной микробиологии является вопрос о факторах, влияющих на характер скорость колонизации поверхности корня различными группами микроор-анизмов (Liljeroth & Baath, 1988; Liljeroth et al., 1990). Кроме то-з, важно знание не только изменения численности, скорости роста мик-эорганизмов (Паников, 1992), но и изменения видового состава микроф-эры корня в различных условиях (Возняковская, 1980).

Недостаточно изучена проблема гетерогенности корня как местооби-зния микроорганизмов, между тем интенсивность роста и характер корне-ых выделений на разных участках корня могут существенно различаться, пияя на судьбу микробных популяций, приуроченных к тем или иным локу-ам корня (Кириллова, 1983; Newman, 1985).

Специфика условий жизнедеятельности микроорганизмов в ризосфер механизмы колонизации ризопланы, благоприятные и неблагоприятные по ледствия этих процессов для растения - все это вопросы, прямо связа ные с состоянием растений и их урожайностью.

5.1. Динамика численности и структуры микробного комплекса в пр корневой зоне гороха

Данные по динамике численности бактерий и длины мицелия актином! цетов, полученные прямым методом (рис.30) показали, что за исключен» 2-х суток вегетации, когда численность бактерий и актиномицетов в р] зосфере гороха заметно превышала таковую в почве, в последующие сро! так называемого "ризосферного" эффекта не наблюдалось. Что касает< ризопланы, то, если данные по абсолютным величинам сопоставлять нел1 зя, тенденции изменения численности бактерий и актиномицетов совпала! с таковыми для ризосферы.

Рис.30. Динамика численности бактерий (а), спор грибов (Ь). длины мицелия актиномицетов (с) и грибов (¿1) в дерново-подзолистой почве (1), ризосфере (2) и ризоплане (3) корня гороха.

Численность грибного мицелия и спор показали существенное превыше длины мицелия грибов в ризосфере по сравнению с почвой на 2-ые гки вегетации. Что касается ризопланы, то колонизация ее грибным ми-пием происходит медленно, и уже после 9-х суток наблюдается резкое ижение длины мицелия грибов. Максимальная длина грибного мицелия в чве и ризосфере достигает 2000 и/г почвы, в то время, как в ризопла-не превышает 500 и/г корней, т.е. не происходит сильной колонизации зопланы грибным мицелием, какую можно было бы ожидать. Скорее всего, ли в ризоплане и происходит массовое прорастание грибных спор (о чем идетельствует снижение численности спор в ходе сукцессии), то мице-й развивается преимущественно в ризосфере Ш, 51, 61, 65].

Поскольку данные общего количественного учета при всей их значи-сти дают далеко не полную информацию об объектах и их приспособлен-сти к местообитанию, интерес представляют исследования структуры мплекса микромицетов и стрептомицетов.

Общая численность актиномицетов в почве (по посеву) возросла в де опыта с 10б до 109 кое/г почвы. Однако кинетическая структура ¡мплекса в ходе сукцессии практически не менялась. В комплексе доми-[ровали актиномицеты с радиальной скоростью роста 25-45 мкм/час. Ана-1гичная картина наблюдалась в ризосфере гороха (рис.31а). Однако, ес-[ в почве "пирамида" классов имеет весьма узкую вершину (один домини-'ющий класс составляет 40% общей численности), то в ризосфере вершины шрамиды" шире: каждый из 3-х доминирующих классов составляет 25-30%.

В ризоплане гороха численность актиномицетов в ходе сукцессии )зросла на порядок (до 107 кое/г корня) по сравнению с исходным уров-;м. Кинетическая структура комплекса практически не отличалась от та-)вой в ризосфере. Во всех вариантах опыта (почва, ризосфера, ризопла-0 индекс Шеннона изменялся слабо (1,8-2,2).

Изучение кинетической структуры микромицетов (по радиальной ско-зсти роста) показало, что структуры комплексов ризосферы и ризопланы шоминают таковые в почве без растения. На протяжении всего времени гблюдения преобладают медленнорастущие популяции грибов, хотя доля ктрорастущих постепенно увеличивается (рис.316).

Полученные результаты показывают, что динамика общей численности :новных компонентов комплексов микроорганизмов почвы, ризосферы и ри-эпланы, динамика кинетической структуры микромицетов и актиномицетов этих местообитаниях сходны. Вопреки ожиданиям, заселенность ризосфе-я не превысила таковую в почве. Утверждение, что грибы меньше расп-эстранены в ризосфере, чем бактерии основано на сопоставлении их чис-

а)

N, %

Рис.31. Структура комплексов актяномицетов (а) и микромнцетов (Ь) по радиальной скорости роста (Кг) в ризосфере гороха . N - численность актиномицетов, микромицетов с одинаковыми Кг, % от общей численности.

ленности по посеву (Красильников, 1958). однако расчет биомассы бактерий и грибов, основанный на данных прямого метода (Демкина, Мирчинк, 1983; Sakamoto & Oba. 1994), показывает доминирующую роль последних [67].

Изучение таксономической структуры комплекса грибов показало, что во всех вариантах комплекс микромицетов представлен, в первую очередь, видами рода Pénicillium, встречаются представители родов Fusarium, Mu-cor, Trichoderma. В почве (табл.8) общее количество встретившихся видов достигало 42. В начале сукцессии в структуре комплекса микромицетов доминируют вида Р. nigricans, P. simplicissimum и F.solani. Входе

Таблица 8

Структура грибного комплекса в дерново-подзолистой почве в ходе микробной сукцесии (%)

сутки

Виды

О 2 3 4 6 16 33

pergillus fumigatus Fresen. 2

sarium aquaeductuuro Lagerh. 2

dimerum Penzig 2 6 4

nivale (Fr.) Ces. ex Sacc. Z 11 14

solani (Mart.) Sacc. 8 - 2 - 11 5 7

tabacinum (T.H. Beyma) ff. Gams 2

micola grisea Traaen ______ 2

.cor circinelloides Tieeh.

var.circlnelloides ~ - 4 _ _ _ _ _

lecilorayces niphetodes Samson 2

¡niciIlium canescens Sopp 7 20 - 5

charlesii G.Smith ------ 2

chrysogenum Thorn 2 - - 3 - 19 cyaneum (Bainier and Sartory)

Biourge 3

decumbens Thorn 2 9

fellutanum Biourge ------ 2

freguentans Westling 2 2-----

.funiculosum Thorn 2 - 10 - -

.herquei Bainier and Sartory 2 ----- -

.kapuscinskii K.M.Zalessky 2 - - 6 - - -

.lanosocoeruleum Thorn 6

.ianosum (Vestting 2 ----- -

.mellnli Thorn 4

.nalgiovense Laxa - 2 - - - - -

.nigricans Bainier ex Thorn 50 7 2 6 6 - 4

.ocnrochloron Biourge - 11 - - 2 2 -

.paraherquei ibe ex G.Smith ______ 40

.paxilli Bainier 2 - - - 2 .purpurrescens (Sopp) Paper

and Thorn - 2 - - - - -

.restrictum Oilman and Abbott 2 ----- -

.roseopurpureum DiercJa - - 2 - - - -

.simplicissimum (OudemJ Thorn 14 7 2 16 2

.sp. (ceK.Divaricata) _____ 14 _

.steckii K.M.Zatessku 2

.terlikowskii K.M.Zalessky 3 - - 3 - - -.verrucosum Dierckx var. cyclo-

pium (Westling) Samson et at. 3 8 - 6 - 14 -

'. waksmani K. M. Zalessky 5 _____ Mzopus oryzae Went el Prins.

Geert. - 55 'alarorayces flavus (Klocker)

Stotk et Samson 2 2 ^richoderma hamatum (Bonord.)

Bainier ----- 5 7

L.harzianum Rifai 6 8 - 14

L\ koningii Oudem. 2 14 30 - 48 9 13

r.polysporum (Link.'Fr.) fiifai ----- 7 22

42 вида

17 16 17 8 8 9 9

сукцессии возрастает численность быстрорастущих видов Г. koningii T.harzianum. Такие виды как F.solani , P. chrysogenum, P. nigricans P.simplicissimum, P.verrucosum var. cyclopium выделялись не эпизодичес ки, а многократно в ходе опыта [65, 101].

В ризосфере количество выделенных микромицетов ниже - 32 вида что происходит вследствие определенного отбора микромицетов в этой зо не. В ризосфере равномерно представлены виды F.nivale и F.solani, при чем их количество почти вдвое выше, чем в почве. Доля F. solani к конц опыта составляла 33%. Также как и в почве возрастает доля быстрорастущего гриба Т. koningii. Среди представителей рода Peniciliium доминировали виды P.simplicissimum, P. nigricans и P.funiculosum.

В ризоплане (табл.9) общее количество видов аналогично таковому е ризосфере. Здесь наблюдается наибольшее разнообразие грибов рода Fusa-riw. Велика доля грибов P. nigricans и P. simplicissimum, снижается е ходе опыта доля быстрорастущего вида Т. koningii. Таким образом, разнообразие микромицетов в ризосфере и ризоплане гороха ниже, чем в почве, при этом по сравнению с почвой в ризосфере и ризоплане ниже и видовое разнообразие грибов рода Peniciliium. Характерно, что в ризосфере и ризоплане возрастает численность грибов рода Fusarium, а в ризоплане также и их видовое разнообразие.

5.2. Динамика численности и структура микробного комплекса в прикорневой зоне ячменя

В прикорневой зоне ячменя, как и в эксперименте с горохом, по ряду показателей наблюдался кратковременный "ризосферный эффект". При этом длина грибного мицелия в ризосфере и ризоплане после резкого снижения снова возрастает до конца опыта, что может быть связано с особенностями эксудации корневой системы ячменя, которая существенно усиливается к 16-ым суткам (Barber & Gunп, 1974), причем в составе эксудатов с возрастом увеличивается доля Сахаров. Грибной мицелий абсолютно доминирует по биомассе в комплексах микроорганизмов во всех 3-х местообитаниях.

В структуре комплекса актиномицетов, разделенных на классы по радиальной скорости роста, доминировали медленнорастущие популяции, хотя доля быстрорастущих актиномицетов заметно возрастала в ходе сукцессии, причем в прикорневой зоне доля быстрорастущих была выше. В структуре комплекса грибов доминировали медленнорастущие популяции во все сроки наблюдения. В ризоплане в отличие от почвы и ризосферы доля быстрорастущих популяций была выше в начале опыта и несколько увеличивалась в дальнейшем.

Таблица 9

Структура грибного комплекса в ризоплане гороха (%)

Виды

сутки

Aspergillus fumigatus Fresen. 4

L rüger Tiegh. - 3

"usarium aquaeductuum Lagerh. 2

r.culmorum (W.G.Smith) Sacc. 20

f.dimerura Pcnzig 34 - 4

?.merismoides Corda 4

?.nlvale (Fr.) Ces.exSacc. 5 3 9 -

?. oxysporun Schltdl. 5 3 10

?.solani (Mart.) Sacc. 19 - 10 23

F.tabacinum (T.H.Beym) W. Gams - 2

Uumicola grisea Traaen - 3

Mycogone nigra (Morgan) Jensen 2

PeniciIlium camemberti Thorn 2

P.chrysogenum Thorn 2

P.corylopMlum Dierckx 7

P.decumbens Thorn 4

P. frequent ans WestUng 11

P.iuniculosuffl Thorn 6

P.fuscum (Sopp) Biourge - 2 - -

P.kapuscinskii K.M.Zatessky 14

P.nigricans Bainicr ex Thorn 26 24 2 4 3

P.ochrochloron Biourge 3

P.paraherquei Abe ex G.Smith 10

P.paxilli Bainier -

P.purpurrescens(Sopp)Raper and Thorn 2

P.simplicissimum (Oudem.) Thorn 9 19 49

P.sp.(сек. Divaricata) 7

Phialophora fastigiata (Lagerb. et

Melin) Conant 10

Trichoderma aureoviride Riiai -

T.koningii Oudem. 10 6 10 -

T. polysporum (Link:Fr.) Rifai 4

T.pseudokoningii Ri/ai . 7 38

23 7

32 вида

10 10

1римечание: " - " — данный вид не выделен

Изучение видового состава показало, что во всех вариантах опы как и в случае с горохом, доминируют представители рода Penicilti встречаются виды родов Aspergillus, Mucor, Fusarium, Trichoderma, . mi cola. Общее видовое разнообразие (количество видов, выделенных в . де всего опыта) было примерно одинаковым в почве, ризосфере и ризоп. не. Видовое разнообразие микромицетов в почве и ризосфере снижалос, ходе сукцессии, а в ризоплане возрастало. В ризосфере по сравнени контрольной почвой выше общая численность грибов рода Humicola, а ризоплане выше и их видовое разнообразие (табл.10).

Таким образом, при всей специфике ризосферы и ризопланы как мс тообиганий микроорганизмов их видовой состав во многом определяет тем набором видов, который первоначально представлен в почве. При эт. микрофлора ризосферы и ризопланы различных растений может существеь различаться. В ризосфере и ризоплане ячменя в отличие от таковых i гороха видовое разнообразие микромицетов не снижалось по сравнение контрольной почвой, при этом в ризосфере и ризоплане ячменя постоян присутствуют представители рода Humicola и выделяются многочислен редкие виды. В ходе эксперимента из ризопланы ячменя был выделен нов вид Byssochlamys sp.. В ризосфере и ризоплане ячменя по сравнению горохом выше общее видовое разнообразие. В прикорневой зоне ячменя с щественно выше численность и видовое разнообразие представителей ро Humicola.

Изучение динамики численности основных компонентов комплекс микроорганизмов прикорневой зоны растений не позволило зарегистрир! вать явления, описанного в литературе как "ризосферный эффект". Ни oi щая численность микроорганизмов прикорневой зоны растений, ни ее дин; мика в ходе сукцессии в своих основных чертах не отличалась от почвы.

Исследование структуры комплекса микромицетов прикорневой зoi гороха и ячменя показало, что ризоплана и ризосфера растений как мес тообигания микроорганизмов отчасти специфичны. Несмотря на то, чт прикорневая зона заселяется микроорганизмами преимущественно из почвь видовая структура комплексов микромицетов ризопланы и ризосферы отчается от почвенной. При этом комплексы микромицетов прикорневой зоь гороха и ячменя существенно различались. Таким образом, показана спе цифика комплексов грибов прикорневой зоны таких таксономически далеки растений как горох и ячмень.

Ризосфера является переходным местообитанием между собственн почвой и ризопланой. напоминая почву динамикой численности основны групп микроорганизмов, а ризоплану спецификой видового состава микро

Таблица 10

Структура грибного комплекса в ризоплане ячменя (%)

дни

Виды--

3 8 30

Aspergillus fumigatus Fresen. 9 4 6 Lniger Tiegh. - 4 5 K.penicilloides Speg. 2 K.wenti i Wehmer - - 2 äyssochlamys sp. Samson - 2 -Dnaetomium cocnlioides Patliser - - 2 ?usarlum lateritium Nees:Fr. 2 2 ?. ¡soni 1 iíorine J. She Id. - - 2 í.oxysporum Sch.ltdt. - 9 2 ?. sambucinum Fuckel 2 ?. sambucinum Fuckel var.minus Wollen». 2 f.solanl (Mart.) Sacc. - - 2 Humicola brevis (Gilman et Abbott) Gilman - - 2 U.grisea Traaen 5 6 16 U.nigrescens Omvik - - 2 H. sp. - - 6 Mucor hiemalis Wehmer var.hiemalis - 4 -M.plumbeus Bonord. - 4 2 M. strictus Hagem 5 Penicillium atrosanquineum B.X.Dong 2 P. canescens Sopp 9 - -P.chrysogenum Thom 13 16 16 P.corylophilum Dierckx - - 2 P.implicatum Biourge 2 P.lanosum Westling -63 P.melinii Thom 2 P.nigricans (Bainier) Thom 13 4P. restrictum Gilman and vibbott 5 - -P. simplicissimum (Oudem.) Thom 4 2 P. sp. (sec. Asym.-Velutina) 5 9 3 P.steckii K. M. zalessky - - 2 P.verrucosum Dierckx - 2 -P.verrucosum Dierckx var.cyclo-

pium (ffestling) Samson et al. 5 2 2 P.verrucosum Dierckx var.verrucosum - 4 10 P.viridicatum Dierckx var.cyclo-

pium (IVestling) Samson et al. 5 - -

Phaeotrlchum sp. 2

Rhizopus oryzae Went et Prins. Geert. 5 - -

Trichoderma harzianum ßi/ai 9-2

T.koningii Oudem. 13 4 5

T. longibracMatum ßi/ai - 2 -

40 видов __13_24 24

имечание: " - " — данный вид не выделен

мицетов, существенно отличающегося от почвенного. Взаимозависимое' микробиологических процессов, протекающих в почве, ризосфере и ризо] лане в ходе колонизации микроорганизмами прикорневой зоны показывае' что для целенаправленного изменения структуры микробного комплек! прикорневой зоны, помимо прочих, необходимы меры по регуляции микро! ного комплекса почвы в целом.

Таким образом, мы не обнаружили выраженного эффекта стимуляц] численности грибов в ризосфере, а значит влияние корневых выделений i столь существенно в условиях эксперимента. Многие из грибов, котор! обитают на корне здоровых растений, способны использовать широкий н< бор субстратов для питания. Следовательно, при отсутствии потенциал! ных растительных патогенов обычные сапротрофные почвенные грибы преде тавлены и в прикорневой зоне растений. Характерно и то, что доминирук щая вблизи корней группировка представлена медленнорастущими гриба!, рода Peniciílium, которые рассматриваются в литературе как гидролитс ки, а не как "сахарные"грибы (Мирчинк, 1988). Полученная информаф хорошо согласуется с гипотезой о том, что многие встречающиеся на ко£ нях грибы получают питание за счет транслокации ресурсов по гифам \ зон, удаленных от корня на несколько сантиметров, причем исходные ре сурсы в этом случае представлены полимерами типа клетчатки раститель ных остатков (Newman, 1985). Не исключено, что аналогичное предположе ние имеет смысл и для актиномицетов. По-видимому, мы наблюдаем здес нормальную ситуацию со здоровым растением, защитные силы которого пре пятствуют отбору в ризосфере и ризоплане специфических фитопатогеннь популяций (Возняковская, 1989). Следует учесть, что исследуемые в ра боте растения находились в благоприятных условиях "севооборота", в тс смысле, что почвенные образцы по своей предыстории не связаны с моно культурой - условиями, которые со временем повышают уязвимость расте ний.

5.3. Особенности микробной сукцессии на различных участках корня

Сталкиваясь с инфекционным поражением сельскохозяйственных расте ний микробными популяциями из почвы, мы мало знаем о закономерностя процесса колонизации корня микробными популяциями (Newman, 1985; New man & Bowen, 1974), о специфичности микрофлоры на поверхности различ ных участков корня (Lynch, 1979, 1982). Практически ничего не извести о причинах преимущественного развития патогенных популяций в ризоплан в одних случаях и отсутствия такого развития в других. Между тем ране<

о показано,что даже клубеньковые бактерии развиваются на одних .стках корня бобового растения и не развиваются на других (Кирилло-1983) . Наибольший интерес представляют процессы первичной колонной корня микробными популяциями из почвы в первые несколько суток ;вития растения, так как и экспериментальные исследования (Bennet & ich, 1981) и математические модели (Воwen & Rovira, 1976; Newman & ;son, 1977) указывают на то, что заселение корня микроорганизмами в ¡ультате их размножения происходит именно в первые 2-3 суток.

Удобной моделью для исследования являются проростки гороха. В них )азуется один главный корень, скорость роста которого легко измерь. Кроме того, можно описать развитие популяций на участках разной зиологической активности. При удалении от кончика значительно изме-5тся содержание в тканях некоторых ферментов, сильно падает скорость :хода кислорода (Sutcliffe, 1977; Sutcliffe & Sexton, 1969). Эти изменил происходят как раз в области удлинения клеток, расположенной у sum sativum (вариант "Аляска") на расстоянии 1-9 мм от апекса (Sutc-„ Шкл/г)

4 1дН(м/г)

!gN(u/r)

¡с.32. Динамика численности бактерий (кл/г) и длины грибного мицелия 1/г) в ризосфере (а) и ризоплане (б) корня гороха в целом и на раз-!чных его участках. Ризосфера, ризоплана корня в целом (1); ризосфе-I, ризоплана базального участка корня (2), среднего (3) и апикального ).

ШГе, 1977). Мы изучали распределение микроорганизмов на различ участках корня в первые несколько суток развития растения, условно ; делив для изучения три зоны: апикальную, базальную и среднюю.

Представленные данные показывают, что характер динамики числ< ности бактерий и грибов в ризосфере и ризоплане в целом определяю', динамикой их численности на среднем участке корня, в то время как ч( ленность актиномицетов (по посеву) и длина актиномицетного мицелия прямому методу определяются апикальным участком корня (рис.32).

Данные по соотношению биомасс различных групп микроорганизмов ризосфере и ризоплане отдельных участков корня показали, что в ризо фере наибольшей биомассой обладают грибные споры и мицелий. Доля би масс всех групп микроорганизмов особенна велика в начале опыта на б зальной части ризосферы корня, в конце - на средней и апикальной ча тях. В ризосфере средней и апикальной частей корня актиномицеты со< тавляют заметную часть микробоценоза. Доля грибов и актиномицетов

Рсб Рпб

Рис.33. Динамика биомасс (%) разных групп микроорганизмов в ризосфере (Рс) и ризоплане (Рп) базального (Рсб, Рпб) и апикального (Рса, Рпа) участков корня. МА - мицелий актиномицетов, СГ и МГ споры и мицелий грибов, Б - клетки бактерий.

зоплане апикального участка значительна в начале опыта (70-90%), но дальнейшем неуклонно снижается, а их доля на базальном и среднем астках корня повышается (рис.33).

Динамика кинетической структуры грибов в средней части корня пов-ряет динамику ризосферы в целом, в то время как для ризосферы бальной и апикальной частей корня характерна более высокая доля мед-ннорастущих грибов. Спецификой ризопланы как местообитания грибов ляется не только относительно низкие показатели биомассы, но и более сокая доля быстрорастущих грибов в кинетической структуре (рис.34).

Можно констатировать, что структура актиномицетного комплекса ри-сферы следует за сунцессионнши изменениями, происходящими в почве, в целом специфичность актиномицетного комплекса ризосферы невелика, тиномицетный комплекс ризопланы более специфичен и тенденции его изменил на отдельных участках корня не совпадают с сукцессионными со-¡тиями в окружающей почве.

Быстрорастущие грибы и медленнорастущие актиномицеты, доля кото-[х в ризоплане относительно велика [67], не являются сильными гидро-

2-е сутки А 2-е сутки В

4-е сутки 4-е сутки

ic.34. Структура комплексов актиномицетов (А) и грибов (В) (по ради-¡ьной скорости роста) в ризоплане корня гороха (РП) и разных участков ¡азального - РПБ, среднего - РПС и апикального - PUA в ходе опыта. N численность актиномицетов, грибов с одинаковыми скоростями роста. %.

литиками, а их присутствие может быть связано с наличием легкодост ного субстрата в корневых выделениях растений. Синхронность разви1 быстрорастущих грибов и медленнорастущих актиномицетов в ризоплане < мечалась нами ранее и для других местообитаний, где имелся легкодс тупный субстрат, например, инициация почвенной сукцессии внесением ( харов [35].

Таким образом, показано, что гетерогенность корня в значитель меньшей степени сказывается в ризосфере и в значительно большей стел ни - в ризоплане. Отдельные участки ризопланы обладают собственн спецификой как местообитания микроорганизмов.

5.4. Влияние азота на колонизации микроорганизмами корневой за ячменя

Взаимоотношения между микроорганизмами и растениями в ходе cyi цессии - одна из наиболее актуальных проблем почвенной и сельскох! зяйственной микробиологии. Появление новых методов исследования позв< ляет экспериментально осветить вопросы, ранее бывшие лишь объектом п потез (Newman, 1978; Rovira, 1969).

Представляется весьма интересным как с практической, так и с тес ретической точек зрения влияние на колонизацию микроорганизмами ризог ланы и ризосферы обычных агрономических мероприятий. Одним из такк мероприятий является внесение в почву минерального азота. Многочислен ные агрономические работы посвящены влиянию минерального азота на рос растений. Что касается состояния микрофлоры корня при внесении удобре ний, то подавляющее большинство данных получено методом посева и носи весьма противоречивый характер (Van Vurde, 1978; Turner et al., 1985 Liljeroth & Baath, 1989; Liljeroth et al., 1990).

По нашим данным, полученным с использованием метода люминесцентной микроскопии, динамика бактерий, актиномицетов и грибов в ризосфер( опытных растений аналогична таковой в ризосфере контрольных (без внесения азота). Возрастание численности микроорганизмов в ризоплане опытных растений в начальные сроки наблюдения свидетельствует о том, что именно в ризоплане азот является остродефицитным ресурсом (рис.35). Это вполне объяснимо: растение само является активным потребителем минерального азота и на поверхности корня, осуществляющего осмос этого вещества, микроорганизмы вынуждены конкурировать с растением за ресурс. Другим объяснением может быть обедненность эксудата ( корневых выделений) растений азотом и возможность в присутствие внесенного азота эффективнее усваивать органическое вещество. Вероятнее всего,

ic.35. Динамика численности бактерий и длины грибного мицелия в ри-юфере (а) и ризоплане (б) корня ячменя контрольного (1) и опытного V растений, п - численность клеток бактерий (кл/г почвы, корня); m -тина мицелия грибов (м/г почвы, корня).

го роль играют оба фактора (Rovira, 1969; Clarholm, 1985; Liljeroth & iath, 1988; 1990). В первые сроки вегетации опытные растения уступают росте контрольным, что можно объяснить интенсивной колонизацией мик-горганизмами поверхности корня. Позднее опытные растения опережают в зсте контрольные [66], что подтверждается и литературными данными лljeroth et al., 1990b).

Возрастание численности микроорганизмов в ризоплане растений в жсутствии дополнительного азота дает основание для оптимизации про-;дур управления как полезными, так и вредными популяциями микроорга-13мов, в том числе и фитопатогенньили. Например, можно рекомендовать гесение фунгицидов в почву синхронно с азотной подкормкой, что позво-1т блокировать фитопатогенез в его начальной стадии.

6. Внесенные популяции к жкрабная сукцессия в почве, ризосфере ризоплане

Важным приемом изучения сукцессии почвенных микроорганизмов явш ется внесение видовых (штаммовых) популяций. Обширные исследованш динамики популяций различных вносимых в почвы микроорганизмов, пров( денные нами и рядом других исследователей, позволили установить ochoi те закономерности:

1) Подавляющее большинство популяций микроорганизмов после i внесения в почву стабилизируются в ней на определенном уровне, которь может быть ниже или выше уровня внесения (Звягинцев, Кожевин, 1974; Кс жевин, 1985; 1989). Отметим, что в наших опытах стабилизация отмече лась на протяжении нескольких месяцев и даже нескольких лет [9, 15 41, 50]. Только в редких случаях популяция погибает. Гибель отмечалас у микроорганизмов, которые не могут переносить низких значений рН, от личаются большой интенсивностью обмена и требуют непрерывного приток питательных веществ.

2) Уровень стабилизации популяции зависит от уровня внесения причем зависимость устанавливается не только для микроорганизмов k-стратегией, но и для г -стратегов.

3) Уровень стабилизации в ризоплане не зависит или слабо зависи от уровня внесения (Кириллова, 1981). Это объясняется тем, что в ри зоплане микробы получают постоянный приток питательных веществ в вид корневых выделений [62].

4) Популяция обычно занимает скромное место в комплексе почвенны микроорганизмов, составляя доли процента от общего количества микроор ганизмов в почве [18, 25).

5) Внесенная популяция во всех исследованных случаях не влияла н динамику общей численности бактерий, комплекса почвенных актиномицето и грибов [20]. Это обусловлено тем, что суммарный показатель числен ности более стабилен при различных воздействиях.

6) Поведение внесенной популяции будет различаться в зависимocTi от того, на какой стадии сукцессии находятся собственные почвенны< микроорганизмы [11].

Клубеньковые бактерии получат преимущества при внесении в почв} на самом первом этапе сукцессии по сравнению с условиями, складывающимися на следующих этапах (рис.36), т.е. удельная скорость изменен» численности клубеньковых бактерий положительна в условиях "молодой' системы (г -стратегия). Единый уровень стабилизации достигался к 30-f. суткам наблюдения [11, 53].

В "промежуточной" экосистеме более заметную роль должны играть луляции с повышенной конкурентноспособностью, способные находить и тользовать ресурсы в весьма насыщенной системе, когда показатель би-ассы приближается к максимальному значению. Примером таких популяций 1дЫ

Рис.36. Динамика клубеньковых бактерий с внесением популяции в дерново—подзолистую почву сразу после увлажнения (1) и спустя 2 (2), 16 (3) и 23 (4) суток после увлажнения. N - численность, кое/г почвы.

12 15 сутки

!дЫ

ГС --

/ _— - 1

з 6

сутки

Рис.37. Динамика Зе1[ег!пск!а тоЫНэ (а) и С1оз1г1сИит Бр. (б) в дерново-подзолистой почве (1), ризосфере (2) и ризоплане (3) гороха. N - численность (кое/г почвы, корня).

гут служить многие почвенные актиномицеты, включая й.оИуосгпегеиБ 7]. С помощью иммунофлуоресцентной микроскопии [8, 22] удалось пока-.ть, что в структуре популяции мицелий появляется на 3-е сутки, прим максимальное значение длины мицелия достигается на 7-е сутки [32].

Типичным к -стратегом приспособленным к существованию в условиях релой" системы является артробактер [12]. Положительное значение ельной скорости изменения численности зарегистрировано только на 'здних этапах сукцессии., В "молодой" и "промежуточной" системах арт-'бактер снижает свою численность. Не исключено, что многие почвенные .тиномицеты приспособлены к условиям "зрелой" системы. Примером слу-[т популяция 5. 01егтоу{о1асеив, для которой появление мицелия заре-гстрировано через 22 суток после внесения спор в почву [32].

Выявлены существенные различия в динамике численности внесен! популяций Clostridium spp. и Bcjcrinckia mobilis в прикорневой зс гороха (рис.37). Показано, что невыраженный k-стратег Clostridium s{ может развиваться в прикорневой зоне и колонизировать ризоплану. Сь рость колонизациии корня бактериальной популяцией г-стратегом (Bej rinckia mobilis) существенно выше и сопоставима со скоростью колониг ции корня комплексом почвенных бактерий. Таким образом, поведение £ jerinckia mobilis напоминает поведение популяции клубеньковых бактер (Кириллова, 1981). Поведение Clostridium spp. ближе к артробактеру, в отличие от последнего он способен развиваться и в ризоплане [62].

Таким образом, внесенные популяции встраиваются в сукцессию соб твенных микроорганизмов местообитания и судьба каждой популяции с щественно зависит от ее экологической стратегии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты изучения микробных сукцессий в почве в м дельных и полевых условиях показали, что в ходе микробной сукцессии почве происходит последовательная смена доминирующих популяций, п этом не происходит ни элиминирования, ни появления новых видов. Су цессия инициируется в общем случае самим наличием ресурса, а ее х определяется (абстрагируясь от внешних воздействий) характером межми робных взаимодействий в ходе потребления как первичного, так вторичн* го и т.п. субстратов. Как видим микробные популяции в почве не име экологической ниши более или менее постоянного объема в силу быст] меняющихся условий среда, но имеют как бы "микронишу" - минимально hi обходимые для переживания ресурсы и "макронишу" - возможность сущес. венно увеличить свою численность на определенном, благоприятном д; них этапе сукцессии.

Существует также значительное количество популяций-дублеров, также популяций с экзотическими свойствами (например, популяций микрс мицегов никогда не выделяемых из собственно почв, но способных колом зировать актиноризные клубеньки [68, 69]), которые практически не пс кидают свои "микрониши", если не происходит исчезновения популяции-дс минанта или резкого изменения условий среды. Устойчивому функционирс ванию подобной динамичной системы с напряженными внутрипопуляционньш взаимодействиями, весьма способствует микрозональный характер поче как среды обитания (Звягинцев, 1976; [97]). Резкие различия физико-хи мических свойств почвенных микрозон способствуют как сохранению попу

ций не участвующих в данный момент в сукцессионных событиях, так и ковременному протеканию в почве многочисленных и даже разнонаправ-кных процессов (азотфиксация, нитрификация, денитрификация и т.д.).

Стержнем микробной сукцессии в почве является гидролиз различных лимеров, содержащихся как в растительном опаде, гак и в клеточных енках грибов. В результате гидролиза образуется легкодоступный субс-ат, инициирующий весьма разнообразные процессы, как бы "нанизывающи-я" на этот стержень в определенной последовательности. Несмотря на знообразие одновременно идущих в почвенных микрозонах процеессов. в ждый данный момент удается фиксировать преобладающие процессы и локирующие популяции.

Имеет место несоответствие между имеющимися в литературе оценками юдукции фотосинтеза (Базилевич, 1993) и наблюдаемыми нами сезонными шебаниями биомассы почвенных микроорганизмов. Даже ест иметь в ви-

что при определении первичной продукции недооцениваются корневые (деления, слущивающиеся клетки и пр., мы все равно не можем остано-¡ться на традиционной точке зрения, что развитие микроорганизмов в )чве происходит преимущественно за счет использования растительного сериала. Необходимо учитывать, что значительная часть питания микро-)ганизмов составляет сама микробная биомасса (Арисговская, 1980; Ап-irson & Domsch, 1980; Entry et al., 1992; Henrot & Robertson, 1994), i чем и базируется в значительной мере механизм почвенной сукцессии. мученные нами данные являются весомым аргументом в пользу предполо-зния, что в сбалансированной микробной системе в почве эффективность пользования отмершей микробной биомассы может быть весьма высока Арисговская, 1980; Parkinson, 1977). Что касается растительных остат-эв, то они используются микроорганизмамим как дополнительный источник чергии.

Сталкиваясь с избыточным содержанием в почве живой микробной био-ассы, нельзя не задаться вопросом об экологическом смысле этого явле-ия. Одним из возможных объяснений является способность микробной био-ассы аккумулировать биофильные элементы и предохранять этот ценный есурс от вымывания, так как микроорганизмы существуют в почве в преи-ущественно в адсорбированном состоянии (Звягинцев, 1973), а биофиль-ые элементы как в клетках, так и в автолизате - преимущественно в ма-орастворимых высокомолекулярных формах.

При инициации сукцессии первыми повышают свою численность грибы, атем развиваются бактерии и актиномицеты [10]. Каждая группа почвен-

ных микроорганизмов претерпевает в ходе общей сукцессии микробио свою собственную сукцессию [17, 46, 65].

Численность и таксономическая структура микробных сообществ по тоянно меняется. Временные изменения в микробном комплексе не случай и обусловлены не только внешними воздействиями, они определяются внутренними событиями, происходящими в природных субстратах, и опиа ваемыми как микробная сукцессия. Изучение микробной сукцессии в м< дельных строго контролируемых условиях позволяет выявить доминантов i всех стадиях сукцессии и определить их экологические функции.

В составе комплекса почвенных грибов можно выделить два крупм блока, различающихся по ряду экологических характеристик: это бысгр< и медленнорастущие популяции. Медленнорастущие популяции преобладав практически на всех стадиях сукцессии. Эти грибы отличаются наиболык гидролитической активностью и играют ведущую роль в разложении поли;.« ров растительного опада. Быстрорастущие грибы также способны осущест влять гидролиз, но в силу особенностей кинетики роста способны эффеь тивно перехватывать легкодоступные субстраты, поступающие из зон at тивного гидролиза, осуществляемого медленнорастущими грибами. Бысгрс растущие грибы на протяжении всей сукцессии существенно уступают численности медленнорастущим грибам. Видовой анализ комплекса почвеь ных грибов в ходе сукцессии показывает, что как среди медленнорастущй грибов, так и среди быстрорастущих происходит постоянная смена домини рующих популяций [14, 46]. При многократном анализе инкубируемого поч венного образца удается выделить в 4-5 раз больше видов грибов, че при обычном однократном анализе почвенного образца [46]. Это позволяе рекомендовать инкубирование увлажненного почвенного образца в качеств методического приема, увеличивающего эффективность микробного скринин га. При внесении в почву различных субстратов ход сукцессии изменяет ся: при внесении целлюлозы резко повышается численность целлюлозораз рушающих грибов, при внесении Сахаров - грибов-сахаролнтиков и т., [14]. При этом в доминанты могут выходить популяции, которые либо во обще не выделяются из данной почвы в обычных условиях, либо присутс твуют в незначительном количестве. Так в варианте с простым увлажнением доминирующим был вид Pénicillium ochrochloron, а в варианте с внесением хитина и целлюлозы в доминанты выходят грибы Mycogone nigra ! Humicola grisea.

Существуют специфические местообитания, существенно отличавщиеа как ходом сукцессии, так и составом доминирующих популяций. Например.

нзоплте растений происходит накопление фитопатогенных популяций бов. лишь эпизодически выделяемых из почвы [65]. Клубеньки актино-ных растений являются исключительно эффективными селективными мес-битаниями: хотя их заражение несомненно происходит из почвы, в сос-е микрофлоры клубеньков преобладают популяции рода СуНпйгосагроп, орые из почвы выделить не удается [69, 70. 95, 96]. Как в ризоплане тений, так и в клубеньках происходит собственная сукцессия с после-ательной сменой доминирующих популяций. Исключительное многообразие ;ов почвенных грибов позволяет говорить об избыточном многообразии ; принципе построения микробоценоэа. Большое количество малочислен: популяций по-видимому является условием устойчивости системы.

Сукцессия прокариотных микроорганизмов в различных почвах харак-¡изуется, как правило, преобладанием в начале грамотрицательных бак-жй и увеличением доли актиномицетов на более поздних стадиях [59]. гаком специфическом местообитании, как ризоплана гороха, на всех здиях сукцессии доминируют ризобии и миксобактерии, при этом низка только доля актиномицетов в прокариотном комплексе, но и их разно-разие. Ризосфера, как и в случае с грибами, представляет собой мес-эбитание, переходное от ризопланы к собственно почве.

Увеличение численности почвенных актиномицетов происходит на здних этапах сукцессии, когда биомасса грибов начинает снижаться 7]. Можно полагать, что актиномицеты специализируются на использова-и отмершего мицелия грибов. Широко представленную у актиномицетов тиназную активность логично связать с высоким содержанием хитина в еточной стенке грибного мицелия.

Изучение сукцессии комплекса почвенных актиномицетов по динамике сленности популяций, различающихся радиальными скоростями роста, по-.зало, что на начальных стадиях доминируют медленнорастущие актиноми-тьг. В ходе сукцессии доля быстрорастущих актиномицетов увеличивается в ряде почв быстрорастущие популяции доминируют на поздних стадиях

35]. Общая закономерность изменений, наблюдаемая в ходе сукцессии разных почвах и с различными воздействиями (внесение мономера или шимера), состоит в том, что на ранних этапах сукцессии происходит шжение разнообразия актиномицетов, в дальнейшем же разнообразие воз-ютает. Популяции актиномицетов, выделяете на разных этапах сукцес-1И. различаются не только по радиальной скорости роста, но и по тройским потребностям. На определенных этапах сукцессии увеличивается зличество выделяемых изолятов, проявляющих разного рода антибиотичес-

кую активность, что дает возможность оптимизировать процедуру поис потенциальных продуцентов антибиотиков [49].

Результаты исследований микробных сукцессии микробоценозов ра личных почв позволяют по-новому рассмотреть ряд фундаментальных вопр сов почвенной микробиологии. Становится понятным специфические зако функционирования комплекса почвенных микроорганизмов, такие, наприме как избыточное многообразие микробного пула (Звягинцев, 1987) и п этом ограниченный набор доминирующих видов, ведущих процесс в кажд заданный момент.

Подводя итоги изучения микробной сукцессии в почве, нужно по, черкнуть, что состав доминирующих форм микроорганизмов в почве во вр* мени непрерывно меняется. На одних стадиях отмечается преимуществен» развитие грибов, на других - достигаются максимумы в развитии бактер! и стрептомицетов. На разных стадиях развития доминируют разные вид1 Устанавливается определенная довольно строгая организованность ком! лекса почвенных микроорганизмов. Как уже отмечалось, в почве наблюд. ются достоверные кратковременные колебания численности микрооргани: мов, причины которых разными исследователями объясняются совершен! различно. Одна из причин - непрерывно идущая в почве сукцессия микр< организмов. Изучение сукцессии, особенно на уровне видов дает возмог ность установить какие воздействия (внесение субстратов, тяжелые м( таллы, большие дозы удобрений) приводят к изменению доминирующих форь

Изучение сукцессии дает возможность определять последовательное] и сроки изменений сообществ в почве. Можно выявить наиболее и наимене благоприятные сроки роста в почве определенных групп микроорганизме! Такой подход дает возможность устанавливать связи между разными по»: венными популяциями микробов, между почвенными популяциями и искусс твенно внесенными микробными популяциями, определить границы проявле ния разных типов межпопуляционных взаимоотношений и других сукцессиоь ных условий. Становится возможной целенаправленная регуляция числен носги микробных популяций на основе знания происходящих сукцессионны изменений в почве. Если стоит задача выделения определенного микроор ганизма из почвы, например, продуцента антибиотика, нужно учить/ват сукцессионные события и для успешного выделения часто необходимо по пасть в ту стадию сукцессии, когда наблюдается максимум в его разви тии. Если нужно определить доминирующие микроорганизмы в почве, их оп ределяюг в ходе сукцессии. Если же необходимо определить воздействи какого-либо загрязнителя гораздо более полное представление можно по лучить, изучая это действие также в ходе сукцессии [42].

Выводы:

1. Впервые люминесцентно-микроскопическим методам изучено распре-ение численности и биомассы основных групп микроорганизмов по про-ю различных типов почв. С помощью разработанного нами прямого мего-лшинесценгной микроскопии для учета спор и мицелия грибов в почвах «рашванием препаратов калькофлуором белым показано, что основной [понентой всех изученных микробных систем являются грибы, что мик-иая биомасса распределена по профилю большинства почв более равного, чем считалось ранее, и что основные запасы микробной биомассы ; правило сосредоточены в более мощных минеральных горизонтах.

2. Установлено, что общие запасы микробной биомассы во всех изу-жых почвах весьма значительны и в зависимости от типа почвы и мощ-:ти профиля составляют от нескольких тонн до несколько десятков тонн сой массы в пересчете на гектар, причем на дол» грибов в разных поч-( приходится от 88 до 99% всей микробной биомассы, в го время как чя прокариот составляет от 1 до 12%.

3. Для решения вопроса о соотношении живой и мертвой биомассы в минирующей в почвенном сообществе компоненте - грибных спорах и ми-пии был разработан метод проращивания грибных пропагул на препара-х. Показано, что большая часть грибной биомассы во всех горизонтах ученных почв жизнеспособна. Процент прорастания мицелия грибов сос-вляет от 50 (в нижних горизонтах) до 85% - в слоях подстилки, для ор этот показатель выше (70-100%).

4. Изучены сезонная и годовая сукцессии микроорганизмов в различ-х почвах. Показано, что численность и биомасса основных групп микро-ганизмов флуктуируют в ходе сукцессии, причем значимыми факторами ляются температура, влажность и поступление субстрата.

5. Показано, что нет прямой корреляции между наличием органичес-го субстрата в различных типах почв и различных горизонтах, содержа-ем в них микроорганизмов, в первую очередь грибов, и интенсивностью ;хания. При этом большая часть грибной биомассы в этих местообитаниях Iедставлена живыми спорами и мицелием.

6. Установлено, что доля углерода микробной биомассы в запасах ■лерода всего содержащегося в почве органического материала весьма глика и может составлять от 5-17% в подстилке изученных почв до

50-70% в минеральных горизонтах, содержащих основную часть микроб; биомассы.

7. Структура комплекса почвенных грибов по показателю радиалы скорости роста и ее динамика различается в разных типах почв. В код лексе почвенных микромицетов на всех стадиях микробной сукцессии до{. нируют медленнорастущие популяции, при этом быстрорастущие популяс учитываются также на протяжении всей сукцессии. Показано, что динамо показателя разнообразия почвенных грибов по радиальной скорости рос совпадает с динамикой показателя их видового разнообразия. В ходе су цессии из почвы выделяется в пять раз больше видов грибов, чем при о нократном анализе в момент ее инициации.

8. Проведенные сукцессионныс исследования показали, что микроб ценозы ризопланы и ризосферы по ряду параметров отличаются от микроб ценоза почвы. Причем отдельные участки корня обладают собственной сп цификой как местообитания микроорганизмов. Роль грибов в ризосфе столь же велика как и в почве, биомасса спор и мицелия грибов много! ратно превышает таковую бактерий и мицелия актиномицегов. В ризопла] роль грибов значительно скромнее, биомасса микромицетов и биомас< прокариот на первых этапах сукцессии сопоставимы. Исследование микрос лоры различных участков корня гороха показало, что гетерогенность ко; ня в значительно меньшей степени сказывается в ризосфере, микрофло{ которой в основном отслеживает сукцессионные события в окружающей по1 ве, и в значительно большей степени - в ризоплане.

9. Видовые составы микромицетов прикорневой зоны гороха и ячмег-существенно различаются, причем различия больше связаны со специфике этих растений, нежели с различиями видовых составов микромицетов в ис ходной почве:

а) общее видовое разнообразие микромицетов в ризосфере и ризопла не гороха значительно беднее такового в почве, при этом род Penicilli um представлен в ризосфере и ризоплане меньшим числом видов, чем почве, а род Fusarium в ризоплане - большим числом видов;

б) в прикорневой зоне ячменя общее видовое разнообразие микроми цетов не снижается по сравнению с почвой, при этом в прикорневой зон существенно выше численность и видовое разнообразие рода Umicola.

10.Выявлены закономерности изменения структуры комплекса почвен-

к актиномицетов по обилию объектов с разными диапазонами скорости ста: на ранних этапах сукцессии происходит снижение индекса разнооб-зия и средней радиальной скорости роста, а в последующие сроки знания обоих показателей возрастают и стабилизируются, г. е. разнообра-е актиномицетов по величинам Кг при переходе от "молодой" системы к релой" увеличивается. Неоднократное выделение объектов в ходе сук-ссии позволяет наиболее полно охарактеризовать разнообразие актино-цетов и оптимизировать процедуру выделения объектов с заданными ойствами.

11.Кривые рангового распределения актиномицетов с определенными диальными скоростями роста указывают на то, что взаимоотношения в мплексе почвенных актиномицетов характеризуются достаточно высокой нкурентной напряженностью, что сказывается на типе отношений стреп-мицетов и бактерий, который может меняться в ходе сукцессии.

12.Впервые установлено, что начальные этапы развития спор стреп-мицетов контролируются механизмами, связанными с популяционной плог-стью. При уменьшении расстояния между спорами до 15 мкм существенно кращается доля прорастающих спор. Явление имеет внутрипопуляционньш рактер и не зависит от присутствия спор других популяций. Прослежена висимость взаимодействия от вида стрептомицета, от типа почвы и стаи сукцессии.

13. Разработан метод выявления и количественного учета популяций рептомицетов 5. оИуос1пегеииз и Б. Ихегтор1о1асеиз, позволяющий с по-щью концентрирования на ядерных фильтрах и последующего имыунофлуо-щентного окрашивания изучать экологию популяций прямым микроскопи-■ским методом в широком диапазоне численности. Установлены различия в иамике численности и структуры этих популяций в нестерильной почве, •о указывает на неоднородность актиномицетов с точки зрения их сгра-

!гий.

14. Впервые получено прямое экспериментальное доказательство син-¡за и накопления антибиотика гелиомицина популяцией о^гуосгпегеий ¡посредственно в почве. Подбор пары микроорганизмов, связанных отно-гниями антагонизма, и их совместное внесение позволили в модели с сдельной наглядностью последить действие механизма антибиоза непос-¡дсгвенно в почве и внести лепту в доказательство значимости этого гханизма для регулирования взаимоотношений в почвенном микробоценозе.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Соколова 3. Г. Ефременкова (Полянская) Л. М., Виноградова К. Силаев А.Б. Естественная изменчивость по биосинтезу антибиотика в с зи с процессами морфогенеза у Actinomyces chroaogenes var. thrienl // Генетика. 1975. Т. 11. N 8. С. 115-121.

2. Виноградова К. А.. Соколова 3. Г., Ефременкова Л. М., Кук.

B. В., Силаев А.Б. Полиморфизм культуры Actinomyces chromoge, var. thrienicus - продуцента хромотриена // Антибиотики. 1975. N

C. 973-977.

3. Звягинцев Д.Г., Виноградова К. А., Ефременкова Л. М. Прямое и роскопическое выявление в почве актиномицета - продуцента люминесци| ющего антибиотика // Микробиология. 1976. Т. 45. if 2. С.337-341.

4. Виноградова К.А., Ефременкова Л. М.. Звягинцев Д. Г. Определи биологической активности почвенных актинсмицетов-продуцентов антиб! тиков в местах их непосредственного обитания // Тез. докл. Всесоюзн< совещания "Проблемы и методы биологической диагностики и индика! почв . М.: МГУ. 1976. С. 51-52.

5. Ефременкова Л. М., Виноградова К.А.. Звягинцев Д. Г. Распросц нение и развитие Streptomyces olivoclnereus в почвах разных типов / Тез. докл. Всесоюзного совещания "Проблемы и методы биологической i агностики и индикации почв".М.: МГУ.1976.С. 92-93.

6. Ефременкова Л. М., Кожевин П.А., Виноградова К. А., Звягин! Д. Г. Изучение динамики популяции актиномицета в почве // Матери; республ.конф. " Микробиологические процессы в почвах и урожай сельа хозяйственных культур".Вильнюс. 1978.С. 108-110.

7. Ефременкова Л. М., Кожевин П. А., Виноградова К.А., Звягиш. Д. Г. Изучение динамики популяции актиномицета в почве на приме Streptomyces olivoclnereus // микробиология. 1978. Т. 47. N 5.С. 871-87i

8. Ефременкова Л.М., Кожевин П.А., Звягинцев Д. Г. Применение не рямого метода иммунофлуоресценции для изучения почвенного актиномице Streptomyces olivoclnereus // Микробиология. 1978. Т. 47.N 6.С. 1122-11

9. Полянская Л.М. Популяция Streptofflyces olivocinereus в поче разных типов // Автореф. дисс. ... канд.биол. наук.М.: МГУ. 1978.25 с

10. Кожевин П. А., Полянская Л.М., Звягинцев д.Г- Динамика развит различных микроорганизмов в почве // Микробиология. 1979. Т. 48. N 4. 490-494.

П.Полянская Л.М., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Зависимость дии мики клубеньковых бактерий в почве от стадии микробной сукцессии. Микробиология. 1981.Т. 5O.N 1.С. 182-185.

12.Звягинцев Д.Г., Кожевин П.А., Кочкина Г. А., Полянская Л. Микробная сукцессия в почве и определение экологических стратег конкретных популяций // Микробиология. 1981.Т. 50. К 2. С. 353-358.

13.Полянская Л.М., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Динамика попул ций антагониста и антибиотикочувствительного микроорганизма в нест рильной почве // Микробиология. 1983. Т. 52. N 1. С. 145-148.

14.Звягинцев Д.Г., Кириллова Н.П., Кочкина Г.А., Полянская Л. Методы изучения микробных сукцессий в почве // Сб. " Микроорганиз, как компонент биогеоценоза". М.: Наука. 1984. С. 31-54.

15. ЛимарьТ. Е., Полянская Л. М., КожевинП.А., Звягинцев Д. Г Приемы повышения численности клубеньковых бактерий в почве // Микроб, ология. 1984. Т. 53. N 5. С. 830-833.

16. Полянская Л.М., Кожевин П.А., Звягинцев Д. Г. Стимулирование элиминирование клубеньковых бактерий в почве при внесении актиномице' и хитина // Микробиология.1984. Т. 53. N 6.С. 1012-1015.

17.Полянская Л.М.. Звягинцев Д.Г. Популяционная экология почве1 ных актиномицетов и ее роль в регуляции численности комплекса почвеi ных микроорганизмов // Известия АН СССР. Сер. биол. 1984.Вып. 5. С. 746-71

18. Зайцев С. А., Полянская Л.М.. Градова Н.Б. Изучение экологиче' ких особенностей углеродокисляющих дрожжей рода Candida в почвах.

з.конференции "Окружающая среда - производственный фактор, здоровье товека. М. 1984. С. 38.

19.Князева И.Н., Полянская Л.М., Кожевин П.А., Звягинцев Д. Г. Учет ^венных микроорганизмов с помощью микроскопии при низкой численности ьектов // Вестник МГУ.Сер. Почвоведение. 1985.N. 2.С. 62-70.

20. Полянская Л. М. Влияние актиномицетов на вшивание клубеньковых ктерий в почве // Микробиология. 1985. Т. 54. N 2. С.314-317.

21.Волкова Е.И, Полянская Л.М., Кожевин П.А. Количественный учет эр актиномицетов в почве с помощью иммунофлуоресценции // Микробио-гия. 1985. Т. 54. N 5. С. 860-861.

22. Волкова Е.И., Полянская Л.М., Кожевин П. А. Динамика структуры тиномицетных популяций в почве // Достижения микробиологии - практи-; Тез. докл. VII съезда Всес. микробиол. об-ва. Алма-Ата. 1985. Г. 6. С. 151.

23.Kozhevin P.A., Kozhevina I.V., Polyanskaya L.M. Population ology ot actinomyces // Biological, biochemical and biomedical as-cts of actinomecetes (part B). Budapesiit. 1986. P. 767.

24. Додзин M.E., Полянская Л. M., Звягинцев Д.Г. Оптимизация про-сса выделения из почвы микроорганизмов с антагонистическими своис-ами // Тез. Итоговой научно-практической конференции " МГУ - Глав-кробиопром. М.: МГУ. 1986. С. 27.

25.Звягинцев Д.Г., Полянская Л.М., Градова Н.Б., Зайцев С.А. Вы-ваемость продуцентов меприна в нестерильных почвах // Тез. Итоговой |чно-практической конференции " МГУ - Главмикробиопром".М.:МГУ. 1986.

26.Кожевин П.А., Кожевина Л.В., Полянская Л.М. Экологическая роль ;тибиотиков в почве // "Экологическая роль микробных метаболитов. !Д. Д. Г. Звягинцев. М.: МГУ. 1986. С. 57-65.

27. Магда Миргани, Полянская Л. М., Звягинцев Д. Г. Характеристика (мплекса почвенных актиномицетов по радиальной скорости роста // ;стник МГУ. Сер. Почвоведение. 1986, Т. 17. N 3. С. 33-38.

28.Додзин М.Е., Полянская Л.М. О возможности управления числен-зстью клубеньковых бактерий в природном местообитании // Вестник МГУ. ip. Почвоведение. 1986. Т. 17. N 4. С. 69-71.

29. Волкова Е. И., Полянская Л. М., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Ди-шика численности и структуры актиномицетных популяций в почве // {кробиология. 1986. Т. 55. N 6. С. 1027-1030.

30.Полянская Л.М., Мирчинк Т.Г. Структура комплекса почвенных жромицетов в ходе микробных сукцессии: видовое и кинетическое описа-ie // Тез. докл. III всесоюзной конференции " Микроорганизмы в сель-сом хозяйстве". М.: МГУ. 1986. С. 42.

31. Волкова Е. И., Полянская Л. М., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Ак-■шомицетные популяции в почве // Агропочвоведение и плодородие почв: 23. докл. Всес. конф. Ленинград. 1986. С. 66.

32. Волкова Е. И., Полянская Л. М., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. ;обенности популяционной структуры актиномицетных популяций в поч-Э // Микробиология. 1987. Т. 56. N 4. С. 673-676.

33.Полянская Л.М. Методы изучения экологии популяций актиномице-эв в почве // "Биофизика микробных популяций": Тез. конференции, эасноярск. 1987. С. 141.

34.Полянская Л.М. Разложение полимерных субстратов в почве.// Зиодеструкция полимеров". Хабаровск. 1987. С. 61-62.

35. Полянская Л. м., Тригер Е. Г., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Ки-етическое описание структуры комплекса почвенных актиномицетов // икробиология. 1988. Т. 57. С. 854-858.

36.Полянская Л.М. Популяционная экология почвенных актиномице-ов // "Экология популяций1': Тез. докл. Всес. совещания, Новоси-ирск. 1988. Часть 1.С. 191-194.

37.Тригер Е.Г., Полянская Л. М. Взаимодействие микробных популяций

в почве // "Экология популяций": Тез. докл. Всес. совещания. Ново< бирск. 1988. Часть 1. С. 194-196.

38.Полянская Л.М. Прямой микроскопический подсчет спор и миц& грибов в почве // Тез.конф. "Изучение грибов в биогеоценозах". Све& ловск. 1988. С. 30.

39. Полянская Л.М., Мирчинк Т.Г., Кожевин П. А. Структура комплеь почвенных микромицетов // ^'Биодинамика почв": Тез. докл III Всесок симпозиума. Таллин.1988. С. 32.

40. Оразова М.X., Полянская Л. М., Мирчинк Т.Г. Структура микробь го комплекса прикорневой зоны гороха // "Биодинамика почв": Те докл. III Всесоюз. симпозиума. Таллин. 1988. С. 121.

41.Полянская Л.М., Добровольская Т.Г., Исаева С.И. Динамика чй ленности и структуры популяции Bacillus sphaericus в почве // "Биод намика почв": тез. докл.III Всесоюз. симпозиума. Таллин. 1988. С. 130.

42.Соломина И.Н., Полянская Л. М. Люминесцентно-микроскопичесн исследование почв с различной антропогенной нагрузкой // "Биодинами почв": Тез. докл.III Всесоюз. симпозиума. Таллин.1988.С. 152.

43; Звягинцев Д. Г., Кожевин П. А., Додзин М. Е., Полянская Л. М. Р гуляция численности клубеньковых бактерий в почвах // Сб.: Биологиче кий азот в сельском хозяйстве, ред. Е. Н. Мишустин. М.: На ка. 1989. С. 40-46.

44.Polyanskaya L.. Mirchink Т. .Kozhevin P. and Zvyagintsev Fungal succession in soil and near to plant roots // 10th Internat!' na1 Symp. on Soil Biology. Keszhhelv. Abstracts of paper. 1989.P. 61.

45. Кожевин П. A., Полянская Л. M., Лукин С. А., Зайцев С. А., Гуз> В.С., Левин С.В. Микробное загрязнение почв // "Микроорганизмы и охр. на почв, ред. Д.Г.Звягинцев. МТ: МГУ.1989.С.151-163.

46. Полянская Л. М., Мирчинк Т. Г., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. И; менение структуры комплекса почвенных микромицетов в ходе микробш сукцессии // Микробиология.1990. Т. 59. N 2. С. 349-354.

47.Тригер Е.Г., Полянская Л.М., Кожевин П.А. Межмикробные взаим< действия в почве (на примере некоторых популяций стрептомицетов и 6ai терий) // Микробиология. 1990. Т. 59. N 4. С. 688-694.

48. Добровольская Т.Г., Полянская Л. М., Головченко А. В., Смагш М.В., Звягинцев Д. Г. Распределение по профилю и таксономический сост< микроорганизмов в торфяных почвах болотно-лесных биогеоценозов //Тег конф. *Лесная экология". М.1990.Часть 1.С.318-320.

49. Додзин М. Е., Полянская Л. М., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Or типизация первичного скриннинга продуцентов антибиотиков на этапе вь деления актиномицетов из почвы // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 199С Т. 17. С. 59-63.

50. Герасимова А.Ю.. Полянская Л.М., Умаров М.М. Изучение динамик популяций денитрифицирующих микроорганизмов в сероземе нитратного за соления // Proceedings from the International Conference "Structur and Function of Soil urganisms-Comunltles with the Influence of Ant hropogenous Factors".Ceske Budejovice. 1990. P.63.

51.Оразова M.X., Полянская Л.М. Микрофлора прикорневой зоны гора ха // Proceedings from the International Conference "Structure an Function of Soil Organisms-Communities with the Influence of Anthropo genous Factors".Ceske Budejovice. 1990. P. 113.

52. Полянская Л. M., Тригер Е. Г., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Me ханизмы регуляции численности почвенных стрептомицетов // Proceeding from the International Conference "Structure and Function of Soil Or ganisffls-Communities with the Influence of Anthropogenous Factors" Ceske Budejovice. 1990. P. 115.

53.Полянская Л.М. Приемы регуляции численности клубеньковых бак терий в почве // Тез. межд. симпозиума "Структура и функции почвенны. микроорганизиов". Братислава. 1990. С. 28.

54. Полянская Л. М.. ТригерЕ. Г., КожевинП.А., Звягинцев Д. Г. Ау-югуляция прорастания спор у стрептомицетов // Доклады АН СССР.

30.Т. 315.С.729-730.

55.Полянская Л.М. Методы почвенной микробиологии и биохимии (под

Звягинцева Д. Г.). М.: МГУ. 1991.303 с.

56.Добровольская Т. Г., Полянская Л. М., Головченко А.В., Смагина 3., Звягинцев Д. Г. Микробный пул в торфяных почвах // Почвоведение.

31.N 7. С. 69-77.

57. Тригер Е. Г., Полянская Л. М., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Ау-эегуляция прорастания спор стрептомицетов ( в бедных и богатых сре-¡с) //Микробиология. 1991. Т. 60. N 3. С. 461-466.

58.Терехова В.А., Полянская Л.М., Семенова Т.А. Исследование вод-к грибов методом люминесцентной микроскопии // Микробиология. 1991. Т.

. W 5. С. 890-894.

59.Емельянов Л. А., Добровольская Т. Г., Полянская Л. М. Динамика <сономической структуры прокариотного комплекса прикорневой зоны гока // Тез. докл. 1' Микроорганизмы в сельском хозяйстве" IV Всесоюзн. учн. конф.. Пущино. 1992. С. 54.

60.Головченко А. В., Полянская Л.М., Добровольская Т. Г. Вертикаль-ярусное распределение микроорганизмов в оолотно-лесных биогеоцено-х // Тез. докл. " Микроорганизмы в сельском хозяйстве" IV Всесоюзн. учн. конф. Пущино. 1992. С. 39.

61.Полянская Л.М., Оразова М.X. Структура микробного комплекса икорневой зоны гороха // Тез. докл. " микроорганизмы в сельском хо-йстве" IV Всесоюзн. научн. конф. Пущино. 1992.и. 165.

62. Сахаровская Ю. Ю.. Полянская Л.М. Динамика популяций диазотроф-х бактерий в прикорневой зоне гороха // Тез. докл. " микроорганизмы сельском хозяйстве1' IV Всесоюзн. научн. конф. Пущино. 1992. С. 181.

63.Головченко А. В., Полянская Л.М., Добровольская Т. Г., Васильева В., Чернов И. ¡0., Звягинцев Д. Г. Особенности пространственного разделения и структуры микробных комплексов болотно-лесных экосистем.

Почвоведение.1993. N 10. С.78-89.

64.Polyanskaya L.M., Dobrovolskaya T.G., Chernov I.Yu. and Go-vchenko A.V. Monitoring of microbial complexes in forest peaty gs // Symposia on Ecosystem Behaviour: Evolution of Integrated Motoring in Small Catchments.Prague. 1993.P.236.

65. Полянская Л. M., Оразова Й. X., Мирчинк Т. Г., Звягинцев Д. Г. Мимика численности и структура микробного комплекса в прикорневой зоне роха // Микробиология.1994.Т. 63.N 2.С. 314-325.

66.Полянская Л. М., Оразова М. X., Свешников А. А., Звягинцев Д.Г. ияние азота на колонизацию микроорганизмами корневой зоны ячменя // кробиология. 1994. Т. 63D 2. С. 308-313.

67. Оразова М. X.. Полянская Л. М., Звягинцев Д. Г. Гетерогенность рня как среды местообитания микроорганизмов // Микробиология. 1994.Т. .N 4. С. 706-714.

68. Звягинцев Д. Г., Добровольская Т. Г., Полянская Л. М., Чернов Ю. Теоретические основы экологической оценки микробных ресурсов чв // Почвоведение. 1994. N 4. С. 65-73.

69. Кочиина Г. А.. Иванушкина Н. Е., Павлова 0. С., Полянская Л. М. довой состав микромицетов актиноризных клубеньков ольхи (Alms glu-nisa) разного возраста//Микробиология. 1994. Т. 63.N 4.С.699-705.

70. Иванушкина Н. Е., Кочкина Г. А., Ступарь 0. С., Павлова 0. С., По-нская Л. М. Специфика микромицетного комплекса прикорневой зоны клу-ньков актиноризных растений, произрастающих на желтоземе // Микроби-огия. 1994. Т. 63. N 5. С. 909-916.

71.Dobrovol'skaya Т., Polyanskaya L., Chernov I. Theoretical ckground for evolution of soil microbial diversity // 7th Internatl-al Congres of bacteriology and Applided Microbiology Division. Pra-

gue.1994.Р.574.

72.Звягинцев Д.Г., Добровольская Т. Г., Полянская Л.М., Бабьева И. П., Чернов И. Ю., Вызов Б. А., Зенова Г. М., Лысак Л. В. Почва как щ родный банк микроорганизмов //Сб." Биология, экология, биогехнолот почвоведение". М7:МГУ. 1994. С.228-239.

73. Бабьева И. П.. Добровольская Г. Г., Подтекая Л. М., Марфем О.Е. Оценка природных местообитаний микроорганизмов с целью их испол зования для биотехнологии защиты окружающей среды // Тез.докл.кон "Биотехнология защиты окружающей среды1'. Пущина. 1994.С. 16.

74.Polyanskaya L.M., Zvyagintsev D.G. Microbial succession In s 11 // Sov. Sci. Rev.F.Physiol. Gen.Biol. Harwood Academic Publishe Gnibh. 1995. V. 9. Part 1. P. 1-67.

75. Терехова В.A., Полянская Л.M., Семенова Т.А. Микробиологиче кий мониторинг состояния дерново-подзолистых почв городских лесов Вестник МГУ.Сер. XVI. биология.1994.N 4.С.54-59.

76.Polyanskaya L. М. Autoregulation of the streptomyces spor germination in vitro and in situ // Theses The 9-th International Syi posium. on the Biology of Actinoaycetes. July 10-15. Moscow. 1994. P. 21 ■

77.Полянская Л.U., Гейдебрехг В.В., Степанов А.Л., Звягинщ Д. Г. Распределение численности и биомассы микроорганизмов по проф» зональных типов почв // Почвоведение.1995.N 3.с. 322-328.

78. Полянская Л. М., Гейдебрехт В. В., Звягинцев Д. Г. Биомасса rpi бов в различных типах почв // Почвоведение. 1995.N 5. С. 566-572.

79. Головченко А. В., Добровольская Т. Г., Полянская Л. М. Числеь ноегь и структура микробных комплексов в контрастных почвах мезомоМ наго ряда ельников южной тайги // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1995. 3. С. 57-64.

80. Полянская Л. М., Добровольская Г. Г.. Павлова 0. С., Лысак Л. В. Звягинцев Д.Г. Микробные комплексы в разных типах биогеоценозов Окскс го заповедника // Миюгабиология. 1995. Т. 64. N 4. С. 540-547.

81. Полянская Л.М., Свешникова А. А., Владыченский А. С., Звягинце Д.Г. Запасы микробной биомассы в коричневых и черно-коричневых почва Юго-Западного Тянь-Шаня // Микробиология. 1995. Т. 64.N 4.С.558-566.

82. Byzov В. A. .Polvanskaya L.M. and Vu Nguyen Thanh The role о yeasts as growth stimulators for Eisenia fetiaa In vermicompostin systems // Acta Zool.Fennlca. 1995. V. 196.P.376-379.

83. Zvaygintsev D., Dobrovol'skaya N.. Polyanskaya L. Microbia diversity in terrestrial ecosystems // Seventh International Symposlw on Microbial ecology (ISME-7).Santos - San Paulo. Brazil. August 27 ■ 01 September 1995 P 51

84.Polyanskaya'L.M., Dobrovol'skaya T.G., Zvyagintsev D.G. Structure of biomass of microbial complex // Seventh International Symposium on Microbial ecology (ISME-7).Santos - San Paulo. Brazil, August 21 - 01 September. 1995. P. 166.

85. Полянская Л.M., Головченко А. В., Звягинцев Д. Г. Микробная биомасса в почвах // ДАН РАН. 1995. Т. 344. N 6. С. 846-848.

86. Добровольская Т. Г., Павлова 0. С., Полянская Л. М., Звягинцев Д. Г. Бактериальные комплексы лесных биогеоценозов Окского заповедника: пространственная структура и таксономическое разнообразие // Микробиология. 1995. Т. 64. N6. С. 829-833.

87.Полянская Л. М.. Тиунов А.В. Заселенность микроорганизмами стенок ходов дождевых червей // Микробиология. 1996. Т. 65. N 1.С.106-108.

88. Звягинцев Д. Г., Добровольская Т. Г., Бабьева И. П., Зенова Г. М., Полянская Л. М. Почвы и микробное разнообразие // Тез. докл. II съезда общества почвоведов при РАН. Ленинград.1996.С.256-257.

89. Звягинцев Д. Г., Полянская Л. М., Зенова Г. М., Бабкина Н. И. Динамика длины актиномицетного мицелия и численности прокариотных клеток в кишечном тракте беспозвоночных животных // Микробиология. 1996. Т. 65.

.С.269-276.

90. Зенова Г. М., Полянская Л. М., Бабкина Н. И., Звягинцев Д. Г. Ак-омицеты в кишечном тракте почвенных беспозвоночных животных, питаю-ся вермикомпостом и подстилкой//Микробиология. 1996. Т. 65. N 3. 09-416.

91. Полянская Л. М., Зенова Г. М., Бабкина Н. И., Звягинцев Д. Г. ¡ьба актиномицетов в кишечном тракте почвенных беспозвоночных живот:, питающихся стрептомицегными спорами // Микробиология. 1996. Т.65. :.С. - .

92. Полянская JÏ.U. Новые методы изучения грибов в почве // Тез. сл. II съезда общества почвоведов при РАН. Ленинград.1996.С.281-282.

93.Головченко А. В., Полянская Л.Ы. Сезонная динамика численности биомассы микроорганизмов по профилю почв // Почвоведение. 1996. N10.

94.Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М., Полянская Л.М. Био-знообразие грибов и актиномицетов в почвах и их экологические функ-и // Почвоведение. 1996. N 6. С. 705-713.

95.Kochkina G. А., Ivanushkina N. Е., Polyanskaya L.M. Micromycetes sosiated with root nodules in actinorhizal plants //The Tenth Inter-.tional Conference of Frankia and Actinorhizal Plants. August 6-11. ivis. 1995. P. 131.

96.Kochkina G.A., Ivanushkina N.E., Polyanskaya L.M. Micromycetes ¡sosiated with in actinorhizal plants // Physiologia Plantarum.1996 n press).

97.Степанов А.Л., Манучарова H.A., Полянская Л.M. Выделение заки-i азота бактериями в почвенных агрегатах // Почвоведение. 1996.N10. С.

98.Полянская Л. М., Лукин С. М., Звягинцев Д.Г. Изменение состава якробной биомассы в почве при окультуривании // Почвоведение. 1996 (в эчати).

99.Тиунов А.В., Добровольская Т. Г., Полянская Л.М. Микробное со-бщество стенок нор дождевых червей Lumbricus terrestris L. //Микроби-логия.1996 (в печати).

100.Zvyagintsev D., Polyanskaya L. Microbial biodiversity on suc-ession in soil // 8th International Congres of bacteriology and App-ided Microbiology Division. Jerusalem.1996.P.45.

прилошие

1.* Дерново-среднеподзолистая глееватая на покровном суглинк подстилаемая мореной, почва (Московская обл., Ступинский р-он).

О (см) остатки хвои, веточек, травы, слаборазложивший опад;

1.5 влажноватый, темно-серый, легкий суглинок, пор* шисто-комковатый, мягкий, пористый, обилие ко] ней слаборазложившихся, волнистая граница, ясм переход по цвету; 15 влажноватый, белесый, легкий суглинок (лег1 предыдущего), пластинчатый, мягкий, рыхлое стру! турное сложение, мелкопористый, редкие слабора; ложившиеся корни, заметный переход по цвету, яз! коватая граница; 32 влажный, пятнистый из белых и рыжих пятен, сре; несуглинистые бурые фрагменты и легкосуглинисть белесые, крупно-ореховато-призматический, твердс ватый, плотное структурное сложение, наличие орт штейнов, примазок, кутан, редких камней, мелкопс ристый, среднеразложившиеся корни, волнистая гра ница, заметный переход по цвету; 51 влажный, пятнистый, сизые пятна на буром фоне призматическая структура, твердоватый, плотно структурное сложение, мелкопористый, кутаны, при мазки, присыпки, корней мало, ' переход постепен ный, граница незаметная; 71 влажный, бурый, опесчаненный средний суглинок призматической структуры; твердоватый, плотно сложение, мелкопористый, кутаны, примазки, при сыпки, корней мало, сильноразложившиеся их остат ки, граница размытая, переход постепенный;

112 влажный, пятнистый, на сизом фоне бурые пятна, опесчаненый средний суглинок (тяжелее предыдущего), глыбистая структура, мелкопористый, кутаны комки, щебень, ходы корней.

153

* Номер почвы соответствует ее номеру в таблице 1.

0-1.5

1.5

1.5-15

13.5

15-32

32-51

ЕВ-

51-71

71-112

112-153

7. Дерново-подзолистая грунтово-глеевая на двучленных отложениях ша (Владимирская обл., Судогодский р-он).

-10 (см) переходный органо-минеральный горизонт, содержащий

1-7 I растительные остатки различной степени разложения,

- I имеется значительное количество минеральных час-

7 I тиц, буровато-коричневый;

-1 влажноватый, темно-серый, легкий суглинок, комко-

7 -21 I вато-зернистый, рыхлый, обилие корней;

At- i

14 I

-121 переходный, неравномерно окрашенный, белесо-серые

21-30 I участки с буровато-палевыми, структура комковато-

AjA2— I порошистая, заметна горизонтальная делимость; 9 I

-130 подзолистый оглеенный горизонт, сизовато-светло-

30-49 I серый с буроватыми пятнами,крупитчатый во влажном

А2- I состоянии и чешуйчато-порошистый в сухом, ортштей-

19 I ны, ржавые примазки;

-149 переходный горизонт, буровато-белесый, непрочной

49-71 I комковато-мелкоореховой структуры,содержит обиль-

АгВ - I ную белесую присыпку, уплотнен, содержит ортштей-

22 I ны, корней мало, переход постепенный; -171 влажный, бурый, мелко ореховато-творожистой струк-

71-92 I туры, твердоватый, плотное сложение, ржавые при-

В - I мазки, Fe-Mn конкреции;

41 I

-192 переходный, влажный, светло-бурых и светло-корич-

92-1151 невых тонов с грязно-бурового цвета породой, силь-

ВС- I но оглеен.

23 I -'115

8. Серая лесная среднесуглинистая на покровном суглинке поч> (Тульская обл., Щекинский р-он).

О (см) остатки травы, веточки, образует несплошной покров;

1 свежий, серый, средний суглинок,комковато-зернис тый, мягкий, мелко- и среднепористый,рыхло струн турный,неразложившиеся растительные остатки,мног корней, граница волнистая, переход заметный;

20 влажноватый, белесовато-серый, средний сугли нок (легче предыдущего), ореховатый, мягкий,плотная структура, корней много, слаборазложившиес; растительные остатки, кремнеземистая присыпка, примазки, переход постепенный, граница размытая;

27 влажноватый, пятнистый из белесых и буроватых пятен на сероватом фоне, средний суглинок (тяжелее предыдущего), ореховатый. мало корней, присыпки, кутаны, примазки, переход постепенный, граница размытая;

46 влажноватый, на коричневом фоне белесоватые пятна и темно-коричнево-серые, твердоватый,мелко и среднепористый, корней мало, гумусированные пятна,переход постепенный, граница ровная;

79 влажный, на желтовато-коричневом фоне буроватые пятна,тяжелый суглинок, комковато-ореховатая структура, твердоватый, плотный, среднепористый, присыпки, корней мало, ровная граница и ясный переход;

136 влажный, палевый с осветвленными пятнами, тяжелый суглинок (тяжелее предыдущего), глыбистая структура, мягкий, средне- и мелкопористый, корней нет, примазки, оглеение.

I-1

0-1

1 -20

20-27

АЕ

27-46

ЕВ-

46-79

Э1

79-136

136-175 ВС — 40

9. Белоподзолистая (подзолистая профильно-оглеенная) почва ерская обл, Центральнолесной биосферный государственный заповед-

0 (см) 2 6

состоит из плохо разложившегося опада ели, осины, березы;

полуразложившийся темно-бурый и черный влажный опад прошлых лет, густо пронизан корнями;

черный, мажущиися, ход резкий;

густо пронизан корнями, пере-

10 агоептоован, плитчато-пластинчатый, белесый, содержит' включения хряща и черные и темно-бурые Ре-Мп включения, мягкий, влажный, пылеватый суглинок, корни от 1 до 8 мм, поры трубчатые, переход заметный по цвету, граница неровная;

25 слабо агрегирован, структура неясно-ореховая, горизонт влажный, супесь с большим количеством хряща и бурых Ре-Мп конкреций, охристо-палевый, твердый, корни единичные, поры трубчатые, извилистые, переход заметный по цвету,граница неровная;

35 агрегирован, структура призматически-ореховатая, неоднороден по цвету и механическому составу, пятна средне- и тяжелосуглинистого состава буровато-малиновые, легкосуглинистые - желтовато-белесые, твердый, содержит хрящ и ортштейны, поры трубчатые, извилистые, граница неровная;

42 агрегирован, структура плитчато-ореховато-призма-тическая, цвет буровато-малиновыи. тяжелосугли-нисто-глинистый, содержит небольшое количество хряща, твердый, вскипает с 70 см, переход постепенный, граница ровная;

57 агрегирован, структура неясно-плитчато-призмати-чески-ореховатая, влажный,средний к тяжелому суглинок, цвет буровато-малиновый, твердый, встречаются опесчаненные участки и осветвленные глеевые кутаны, встречаются обложи щебня, поры извилистые, переход по вскипанию, граница ровная;

84 слабо агрегирован, с неясной горизонтальной делимостью, твердый, вязкий, влажный, вязкая глина, буровато-малиновый с более светлыми пятнами, сизовато-черные кутаны, встречаются валуны, хрящ и щебень карбонатной породы, твердый, корней нет.

125 поры трубчатые, извилистые.

10.Бурозем под ельником (Тверская обл. Центральнолесной биос ферный государственный заповедник).

-10 (см) полуразложившийся, свежий, коричневато-темно-с

0-2 рый, густо переплетен корнями, граница ровна

I --переход резкий;

- 2 полуразложившийся и слаборазложившийся елов.

2-5 опад;

5 агрегирован, структура неясно-комковатая, педы ос ро- и сглаженнореберные, грани плоские и волни тые, педы непрочные, твердоватый,супесь к легко! суглинку, серовато-бурый с кофейным оттенко! влажноватый, корни, поры щелевидные неправиль» формы, переход заметный, граница неровная;

12 агрегирован, структура неясно-плитчатая, распад, ется на педы, сжатые в горизонтальном направл< нии, непрочные, грани плоские, ребра острые, га леватый легкий суглинок к супеси, влажнов; тый. желтовато-бурый, Ре-Мп конкреции, непрочны« черные и ржаво-черные", единичные корни, поры н< правильной формы, переход постепенный, грани! неровная;

30 агрегирован, распадается на острореберные плитю грани плоские, педы непрочные и распадаются I острореберные ореховатые отдельности, твердое; тый, влажноватый до влажного, пылеватый легю суглинок к супеси, палеватый с буроватым oттeí ком, поры трубчатые, встречаются осветвленн! морфоны, переход заметный, граница неровная;

49 агрегирован, структура плитчатая, распадается { плитки, грани плоские и волнистые, ребра остры« педы прочноватые, распадаются на мелкие орех! влажный, пылеватый легкий суглинок, окраска нео; нородная - красновато-бурые пятна чередуются с светло-бурыми, имеющими более легкий мехсос тав, Ре-мп стяжения черные, непрочные, корни ед* ничные, поры трубчатые, переход постепенный, грг ница неровная;

78 агрегирован, структура неясно-призматически-орс ховатая, распадается на призмы острореберные грани плоские и волнистые, прочноватые, распадаюч ся на орехи, твердый, влажный, легкий суглинок супеси, пылеватый, неоднородный по цвету, буровг то-палево-белесый, Ре-Мп конкреции мягкие, пор трубковидные, переход резкий, граница ровная;

97 очень неоднородный.встречаются прослойки песчанс го мехсостава, песок бесструктурный, бурый, тон кий, чередуется с слабооструктуренной вязкой гли ной с большим количеством Ре-Мп стяжений и Мп ку

148 тан, местами встречаются хрящ, галька и валуны.

0-2

2-5

5-12

12-30

5fC.ii!).

ВГ

30-49 19

В1-

49-78

В2

78-97 19

ВО

97-148 51

11. Мелко-торфянистоподзолистая почва (ельник-кисличник) (Тульская обл., Окский заповедник).

0-1

Т1-

1-6

Т2-

6-8

А2-

8-20

В1

20-37 17

В1

37-60 23

О (см) хвоя;

оторфованная подстилка, пронизана корнями и мицелием грибов, черно-коричневая окраска;

черный, более разложившийся торф, густо переплетен полуразложившимися корнями, влажный;

подзолистый горизонт, грязно-белесый, с черными прожилками торфа, супесчаный, влажноватый;

ржавый песок;

более светлый песок с ржавыми пятнами, следов огле-ения нет, влажный.

13. Дерново-слабоподзолистая почва (сосняк-зеленомошник) (Тульская обл., Окский заповедник).

0-1

Р+Н-

1-4

А1-

4-10

10-25 А1А2— 15

25-60 35

0 (см) хвоя;

оторфованная подстилка, пронизана корнями и мицелием грибов, черно-коричневая окраска;

серо-бурый, супесь, слито-комковатой структуры, полуразложившиеся корни, влажный;

настоящего подзолистого горизонта нет, грязно-белесоватый, подзолистая присыпка, супесь;

желтый песок.

15. Аллювиально-дерновая почва (пойменная дубрава) (Тульская обл., Окский заповедник).

0-1

пО (см) листья дуба, осины, хвоя;

1-5

А(2-

5-18

А1-

А2- 18-26

А2В -

26-50 В — 24

дерновый горизонт, темно-серый, густо переплетен корнями, рыхлый, непрочно-комковатой структуры;

гумусовый горизонт, темно-серый, хороша острукту-ренный, комковато-зернистый, рыхлый, содержит корни растений;

18 желто-бурый песок с затеками гумуса;

26 ржавый песок.

'50

16. Аллювиально-дерноволуговая почва (пойменный луг) (Тульская обл., Окский заповедник).

О (см) оторфованная дернина, буровато-серая, плотная, много корней;

4 темно-серый с ржавыми пятнами и прожилками,тяжело-лого механического состава, комковато-зернистый, содержит корни;

17 переходный горизонт, серый, с ржавыми пятнами и примазками, содержит пятна оглеения и ожелезнения;

32 ржавый песок с кусками руды.

0-4 Ай— 4

4-17

А1-

17-32

А1А2-

I 32-50 I В —

I 18

I_I

24.Чернозем, обыкновенный среднесуглинистый на карбонашно-лессо-видном. суглинке (Воронежская обл., Талловский р-он).

О (см) свежий, коричневато-серый, зернистый,среднесуглинистый, твердоватый, мелко пористый, дернина, сла-боразложившиеся растительные остатки, капролиты, кротовины, переход заметный, граница ровная;

Ай~

1-9

9-39 30

АВ-

52-115

115-156

ВС -

156-197

115

156

197

темно-серый, зернистый, среднесуглинистый, твердоватый, плотного структурного сложения, поры разной величины, капролиты, обратные кротовины, обилие корней, граница волнистая, переход заметный;

темно-серый с бурым оттенком с гумусовыми затеками, средний суглинок, плитчатый, корней мало, капролиты, червороины, пош разной величины, переход ясный по цвету, граница волнистая;

на коричневатом фоне черные пятна, бурые затеки, твердоватый, плитчатая структура, карбонатный псевдомицелий, средний суглинок, граница волнистая переход заметный;

светло-бурый с палевыми гумусовыми потеками, сре-ний суглинок, плитчатый, корней нет, поры разных размеров, карбонатный псевдомицелий, прожилки, граница волнистая, переход заметный; светло-палевый, тяжелый суглинок, мягкий, плотный, комковато-глыбистый, прожилки, точки карбонатов. корней нет.

26.Каштановая почва на лессовидном суглинке (Ростовская обл., Пролетарский р-он).

Ас1-

0-8

8-36 28

36-50

АВ-

50-94

Вса-

94-138

0 (см)

серый, сухой, средний суглинок,мелкопористый,мяг-кии, зернисто-комковатыи, рыхлый, корней много, слаборазложившиеся остатки, граница ровная, переход ясный;

коричневатый, сухой, средний суглинок, зернисто-комковатый, мягкий, рыхлый, мелкопористый, корней много, слаборазложившиеся остатки, граница ровная, переход заметный;

коричневый, сухой, средний суглинок, комковатый, твердоватый, рыхлый, корней мало, среднеразложив-шиеся остатки растений, мелкопористый, редкие кутаны и гумусовые затеки, граница волнистая, переход заметный;

желтовато-коричневатый, свежий, средний суглинок (тяжелее предыдущего), твердоватый, плотный, корней мало, среднеразложившиеся растительные остатки, мелкопористыи, белоглазка, примазки,гумусовые затеки, глыбистая структура, граница волнистая, переход заметный;

палевый, влажноватый, средний суглинок, глыбистый, плотный, твердоватый, мелкопористый, среднеразложившиеся остатки, единичные корни, кутаны, гумусовые затеки.

32.Коричневая типичная легкосуглинистая на лессе почва Южная экспозиция, вскипает с глубины 65 см

О (см) свежий, серый, рыхлый, мелко и среднекомковатая структура, легкосуглинистая, мало корней, бусы по корням, червороины и капролиты, граница ровная, переход заметный по корням; 20 палево-сероватый, плотный, свежий, глыбисто-комковатая структура, средний суглинок, червороины, капролиты, единичные корни, мелкопористый, граница ровная, переход постепенный; 71 коричневато-серый, плотный (рыхлее предыдущего), структура глинисто-комковатая, средний суглинок, свежий, единичные корни, капролиты, гумусовые затеки;

96 коричневато-палевый, глинистый, свежий, средний суглинок, капролиты, мелкопористый.

106

33.Коричневая карбонатная легкосуглинистая на лессе Участок гребня на юг от Ак-Терека. Склон южной экспозиции 20°, вскипает с поверхности.

О (см) сухой, светло-серый, рыхлый, порошисто-мелко-сред-некомковатый, легкий суглинок, обилие корней, единичные крупные камни до 10 см в диаметре, червороины, капролиты, бусы по корням, граница ровная, переход заметный; 20 рыхлый (плотнее предыдущего), свежий,мелкосредне-комковатый, легкий суглинок, много корней, бусы, редкие включения корней <12-3 см, покрыты карбонатной пленкой, наличие червороин, граница ровная, переход заметный по структуре; 47 палево-светлокоричневый, плотный, свежий, средний суглинок с большим количеством дресвы, редкие корни, червороины с карбонатной пленкой, комковато-глыбистый, граница ровная, переход заметный по сложению, более влажный; 70 палево-светлокоричневый,свежий, плотный, порошис-то-среднекомковатый, структура слабая, червороины, редкие корни, все в карбонатной пленке, граница неровная, переход заметный по щебенке; 90 темно-палевый, пятнистость за счет щебенки, капролиты, свежий, обилие дресвы, структура слабая, среднеглинистый.

I I

0-20

А -

АВ

20-71

71-96

96-106 ВС— 10

0-20

АВ

20-47

47-70 23

70-90 ; 20

90-109

ВС

34.Коричневая выщелоченная легкосуглинистая на лессе почва К югу от Ак-Терека.Склон южной экспозиции 15 .вскипает с 94 см.

О (см) темно-серый, рыхлый, сухой, обилие корней, бусы по корням, легкий суглинок, структура комковато-пористая, граница ровная, переход ясный по количеству корней;.

6 темно-серый, рыхлый (плотнее предыдущего), свежий, порошисто-комковатый, легкий суглинок, мало корней с! до 5 мм, червороины, граница ровная, переход заметный по плотности;. 20 оуровато-темносерый, плотный, свежий, структура прочная, комковатая, легкий суглинок, единичные корни, червороины, переход постепенный;

50 буровато-темносерый, плотный,, свежий, структура прочная, комковатая, среднии суглинок, отдельные корни, черворо^нм, граница ровная, пеоеход ясный по цвету и плотности; 73 бурый, свежий, плотный (рыхлее предыдущего), средний суглинок, структура комковатая, капролиты, отдельные корни 3-4 мм й, переход ясный по цвету, граница ровная; 100 белесовато-бурый, свежий, плотный (плотнее предыдущего), единичные мелкие корни, легко пылеватый суглинок, структура непрочная, порошисто-комкова-тая, граница ровная, переход резкий по цвету; 116 палевый, свежий, плотный, структура комковато-по-рошистая.

126

35. Черно-коричневая легкосуглинистая на лессе почва Участок греоня„на севере от Ак-Терека. Северная экспозиция, крутизна 12-13 , вскипает с 47 см.

0 (см) свежий, темно-серый, порошисто-комковатый, бусы по корням, легким суглинок, пылеватый, граница волнистая, переход ясный по корням;

5 темно-серый, свежий, ореховато-комковатая структура, прочная. плотный, средний суглинок, мало корней (1 0,1 мм, встречаются редкие полуразложившиеся корни, червороины, капролиты, бусы по корням, граница ровная, переход заметный по цвету; окраска неоднородная, на темно-сером фоне бурые пятна, структура прочная, средне-и мелкокомковатая, пылеватый мелкий суглинок, корней мало, червороины, встречаются единичные разложившиеся корни (1 7 мм, переход заметный; 37 окраска неоднородная от темно-серой до светло-бурой, глыбисто-среднекомковатый, влажноватый, структура прочная, плотный пылеватый средний суглинок, редкие корни до 1^5 см, червороины, бусы по корням, переход заметный, граница волнистая; 52 палево-светлооурыи, влажноватый, средне- и мелкоглыбистый, средний суглинок (тяжелее предыдущего), плотный, редкие корни до 2 мм, мелкопористый, переход постепенный; 93 белесовато-палевый, влажный, структура глыбистая, средний суглинок, плотный, псевдомицелий, единичные корни, в нижней части бурое пятно округлой формы 33-30 см влажнее остальной массы горизонта 117 и менее пылеватый.

0-6

6-20 14

20-50

Ай-

1 30

50-73

да,-

73-100 В — 27

100-116 ВС — _16_

116-126

С -

0-5

5-28 23

28-37

авг

37-52

ав2-

52-93 В — 41

ВС

,93-117 24

36. Черно-коричневая легкосуглинистая на лессе почва 2 км на юго-запад от Ак-Терека.Северная экспозиция склона 20°, вскипает с 128 см.

О (см) темно-серый, свежий, комковато-порожистый, дернина, рыхлый, легкий суглинок, червороины, капроли-ты, граница ровная, переход заметный по корням;

10 темно-серый, свежий, плотный, структура комковатая, прочная, обилие корней <1 0.5 см, средний суглинок, мелкопористый, включения угля, граница ровная, переход постепенный по цвету и плотности; 38 серо-бурый, влажноватый, плотнее предыдущего, средний суглинок, структура прочная, комковато-глыбистая, пористый, червороины, редкие корни, отдельные включения угля, граница ровная, переход постепенный;

68 серовато-бурый, влажноватый, плотнее предыдущего, тяжелый суглинок, структура комковато-глыбистая, слабее предыдущего горизонта, мало корней (больше, чем в предыдущем горизонте), червороины, мелкопористый, граница ровная, переход резкий по вскипанию;

129 бурый, влажноватый, плотный,тяжелый суглинок (тяжелее предыдущего), мелкопористый, отдельные ракушки, карбонатные мночисленные прожилки, пятнышки. структура комковато-глыбистая, непрочная,редкие корни, граница ровная, переход постепенный; 172 светло-бурый, влажноватый, плотный, тяжелый суглинок, структура комковато-глыбистая, непрочная, отдельные корни, обильные карбонатные прожилки и пятнышки, малопористый.

215

I I

0-10

К— . ю

10-38

38-68

АВ

63-129

АВг

129-172

172-215

ВС -