Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности формирования микробоценозов в процессе биологической рекультивации сульфидсодержащих грунтов

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования микробоценозов в процессе биологической рекультивации сульфидсодержащих грунтов"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ РАСХН

На правах рукописи

СЕРЕБРЕННИКОВА Наталья Валентиновна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОБОЦЕНОЗОВ В ПРОЦЕССЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ СУЛЬФИД СОДЕРЖАЩИХ ГРУНТОВ

Специальность: 03.00.07 — Микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1994

Диссертационная работа выполнена в лаборатории почвенной микологии Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии РАСХН.

Научный руководитель — академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор Г. С. Муромцев.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук В. Т. Ем-цев, кандидат биологических наук Ж. П. Попова.

Ведущее учреждение — Институт микробиологии РАН.

заседании специализированного совета К 020.26.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии по адресу: 189620, Санкт-Петербург—Пушкин-6^ шоссе Подбельского, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан МЙЯ 1994 года.

Защита состоится

час. на

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук

А. Н. Зарецкая

Актуальность темы. Негативной стороной интенсивного освоения природных ресурсов является разрушительное воздействие промышленности на окружзщуп среду. В результате добычм полезных ископаемых открытым способом нарушается растительный и почвенный покров, гидролитический и геохимический режимы; возникают безжизненные "лунные" ландшафты. Площади таких территорий значительны. Особенно удручающее впечатление они производят в Подмосковном буроугольном бассейне, где на поверхность подняты токсичные оульфидеодержащие породы, но подвергающиеся естественному зарастанию в течение десятком лет.

В связи с тем, что-процессы самовосстановления техногенных экосистем протекают крчйне Медленно, в наши дни все боле» актуальней становится проблема рекультивация нарушенных ландшафтов, восстановления их продуктивности. Поднятые на поверхность глубинные породы биологически мертвы, поэтому изучение особенностей формирования и развития микробных сообществ в восстанавпиваемых техногенных ландшафтах представляет большой научный и практический интерес. Они служат удобной моделью для исследования скорости и направления почвообразовательного процесса. Кроме того, можно регулировать микробиологические процессы в рекультивируемых породах внедрением в них тех или иных почвенных микроорганизмов.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучение чтаипн формирования и развития микробных сообществ в оульфиш-од^рчащн < н.чд-уголышх грунтах в процессе их восстановления и разряГ»••■[•1-*г.тнв-ных способов их биологической рекультивации.

В связи с этим п задачи исследования входило:

- изучить Г о течественный I! РЛЧ^СТР^ШШЯ с«:тап )<.>•?•

п сульфидсодеруап'их 1'рунтах на р.т'инх зтанах их. г.иопогл'юг-гоД рекультивации;

- »одобрять М"ТОДМ определения «ЧОТЛОГИЧОГЧОА активно."!'«! н'ч'чюри-¡юпяннмх сульфидсодерл^щих грунтов и показать динч.'ржу «.-• |1--м"1!"ЧнП в ходе рекультивации;

- определить состав комплексов микр^мицетов рекультивируемых грунтов дня выявления видов - биоиндикаторов вкстремчп'-ных уг.«оиий сульфатного засоления;

- разработать способы интенсификации микро^ио.тл'ичгч-т«* процессов в мелиорированных грунтах в цепях создания Ляягопр'япйм условий для развития растений.

Научная новизна. Впервые на территории Подмосковного буроуголь-ного бассейна проведены детальные наблюдения за формированием микро-боценозов в мелиорированных сульфидсодержавдх грунтах. Дана микробиологическая оценка традиционных методов рекультивации токсичных пород без покрытия: известкования, мелиорации карбонатным суглинком и технической смесью суглинки с плодородном почвенным слоем, а также фитомелиорации.

В сульфидсодержшци* породах впервые ни территории нашей етра-ны обнаружен и описан специфичный кислотоустойчивый микромицет ■<г:/тп11.:и,,т чг порп ; 1чп. Показана возможность использования ятого микромицета как биоиндикатора сульфатного засоления.

Предложен микробиологический способ интенсификации процессов рекультивации сульфидсодеркащих пород,основанный на внесение естественного комплекса активных адаптированных почвенных микроорганизмов.

Практическая ценность. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при диагностике скорости рекультиьяциопных процессов в отвалах токсичных надугольных пород.

Разработан способ биологической рекультивации мелиорированных. сульфидсодержа1фдх грунтов, способстьуидой активации ь них микробиологических процессов, повышающий приживаемость сельскохозяйственных культур и их урожайность. .

АИ^^ЖЗ-РЧ^о'^Нл Материалы диссертационной работы были представлены на-республиканской конференции "Микробиология н сельском хозяйстве" (Кишинев, 1991)! всесоюзной конф-ренции "Микроорганизмы в сельской хозяйстве"(Пуиино, 199?,).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.

^'М^М-Ь&АЧ™- Диссертация состоит из введения, 6 глав, р<нводов, заключения и приложения. Материалы изложены на Г99 стр. машинописного текста, содержат 44 таблицы и 15 рисунков. Ппиоок литературы вклтчает 260 наименований, в том числе - 90 зарубежных авторов..

Объекты и методы исследований.

Основные исследования проведены в полевых условиях -на разрав-ненных отвалах надугольных сульфидсодержащих пород Ушакопского угле-риз{>еза Подмосковного буроугольного бассейна (Тульская область).

Агрохимическая характеристика исходного сульфидсодержшцмго грунта: рНц "01,3-Г ,9; содеркнние подвижных форм ((I мГ/ТОО г грунта) -

Н-Ш4+- 1,93; Н-Н03"~ нет; Р205 - 2,5-6,0! К?0 - 4,0! А1+++ ДО 100-150 и Ре+++ до 600; соединений серы до 6,32; обменная кислот-' нооть - 10,5-50,0 мг-экв.

В 1986 году грунт промелиорировали тремя способами:

1. Химическая мелиорация высокими дозами извести (90 т/га), запашка мелиоранта на глубину 45 см.

2. Мелиора1[ия карбонатным лессовидным суглинком. Слой суглинка (40см) перепахивался на глубину 45 см.

3. Мелиорация технической смесью карбонатного суглинка с плодородным почвенным слоем в пропорции 1:1. Техническая смесь наносилась на грунт слоем 20 см и перепахивалась на глубину 40 см. В результате мелиорации рН грунта повысился до 5,9-6,5;

возросло содержание питательных элементов: ~ 0,5 г; Р^^ -

4,2-15,0 мг, К?0 - 4,7. мг на 100 г грунта. Подвижные формы алюминия и железа перешли в форму гидроокисей, нетоксичную для растений.

В 1987 году на мелиорированных участках был заложен трехлетний мелкоделяночкый опыт по подбору условий для активизации микробиологических процессов в рекультивируемых грунтах. Площадь опытных деля-р

нок 5 м . Повторность опыта четырехкратная. •

В опыте использовали растения: люц&р'ну оинегибрндную и костер безостый, норма высева семян завышенная - 25 кг/га. Схема опыта:

Г. Люцерна: I) без удобрений - контроль; 2) без удобрений + инокулш;

3) Н^о?-! 50К1 50 + Н81,°3 20 т/га; 4) "до?) I Г'О + "яр03 20 т/гя + + инокулюм; 5) Н25Р75К150; 6) и25Р75К15р + инокулшм; 7>и,^^ЗОО^ЗОГ. ТI.Костер: I) без удобрений - контроль; 2) без удобрений + инокулюм;

3) 00Р75К1 г10 + ндвоэ 20 Т/га; 4) опрТГ>К1 ^П + Я!,В03 20 т/га + + инокулгм; 5) 00Р, г^К, 50! 6) »100715ПК, ^ + инокудам; 7) Н240Р300КЗГ,0.

Дозы внесения минеральных удобрений подобраны согласно рекомендациям по рнкультинацин земель с сульфидсодсрчмчими породами Гогудчротвеиного института земельных ресурсов.

В качестве иноьулкма использовали иподородний ел^й грунтч, рекультивированного нЗДт"-енИРМ чернозема на токсичную супесь, рд» р, течение зо лет г.луяил'-ч комплекс мицнн-'ргаиизм"«, адаптированных к усповиям сульфатного засоления. Илокули* в виде по'ц.енко-к^рнеычй смеси наносили на делянки ром'пм сю-м и.з ргк-четя 300 г на Г м'"5

(3 т/га) и бороновали вместе с семенами после внесения удобрений.

Почвенные образцы для микробиологического анализа отбирали буром с глубины 0-20 и 20-40 см в 10-кратной повторности.

В корнях опытных, растений определяли частоту встречаемости &н-домикориэной инфекции (F%) по-Крюгер с соавт. (Т968).

Параллельно проведено микробиологической обследование мелиори-роьа«1шх грунтов, спонтанно зарастамр« травами. Fía участках с естественным зарастанием проведено геоботаническое описание растений (Описание травянистого фитоценоза, 1979).

Проведен микробиологический анализ вскрышных пород разных сроков хранения в отвалах, зонального 'выщелоченного чернозема и плодородного слоя рекультивированного грунта, использованного в качестве инокулюма,

Динамика начальных этапов заселения мелиорированного грунта микроорганизмами изучена в вегетационном опыте. Опыт моделировал условия поля. Сосуды (1,5 кг) наполняли надуголыюй супесью, которую мелиорировали по аналогии с полевыми условиями, нейтрализуя грунт до

Р"н20 5'8"7'0-

Численность микроорганизмов учитывали методом посева на селективные плотные питательные среда (Практикум по микробиологии, Т976).

Общая биологическая активность определялась по: ".дыханию" грунтов, потенциальной способности к превращению органических соединений (разово—хромотографический метод), тарификационной способности (ионометрический метод) (Основные микробиологические и биохимические методы исследования почв, IS87),

Микро'мацеты идентифицировали по определителям: Barron G.T.. (I968), Литвинова М.А. (1969); Егоровой Л.Н. (1986). Для видовой диагностики грибов родов hmini п tum и Aspergí i lue использовали определители Пидопличко Н.М. (I972)¡ Raper, Thorn (1949); Raper, Fennel (1965).

Для характеристики комплексов микромицетов использовали критерий частоты встречаемости вида и показатель сходства Сорексена (Мир-чинк, 1988).

Для выделения и определения частоты встречаемости спор андоми-коризных грибом использовали модифицированный метод влажного просеивания (Золышкова, 1383). Споры идентифицировали до вида по определителем: GenJemaiin, Trappe (1974); Trappe (198Я).

Особенности микрофлоры надугольного сульфидсодержащего

грунта..

В естественном залегании и непосредственно после вскрыши няд-угольннй сульфидсодержапдей грунт не токсичен. Реакция среды слабокислая или нейтральная. Микробоценоз, сложившийся в грунт» r течении первых недель пребывания на поверхности, отличается высокой численностью микроорганизмов (10 млн. на 1г грунта), однообразным видовым составом, крайне низкой биологической активностью.

При хранении грунта в отвалах в результате интенсивного окисления в нем образуется токсичный комплекс с высокой концентрацией соединений серн, подвижных форм алюминия и железа. Численность микроор-гатгамов в грунте.падает в десятки тысяч раз.

R токсичном грунте выживает и обильно развивается единственный темноокрашенный артроспоровый микромицет - игу^+шиипг, пг^-м^м . В соответствии с общепринятой практикой микромнцетн выделяли на питательных средах, хотя отрицательные качества этого метода для учета пропагул мицелипльных форм микроорганизмов в почве общеизвестны (Звягинцев, Т979). Численность я. ''ч™ в отвалах разных сроков хранения при выделении на среда Чапека - йв.О-ЗТв.О'ТО на I г грунта.

Впервые этот гриб в денных условиях обнаружила Гусева (Т9ПЯ) и ошибочно описала как представителя рода Идчнтификяцчя

по Singler ft Carmicliael (1976) показала, что зто специфический кислотоустойчивый микромицет чг-.гХпН'Н.™, п,Slngler ft OnrmlclipJ. Этот почвенный гриб приурочен к специфическим местям обитвния, толе-рянтен к высокой кислотности, повышенному содержанию солей и серы (Starkey, 1973; Gould,, Fujikowa, 1074).

В условиях модельного опыта было показано, что я. ь>*>

не переносит нейтрализации субстрата. Через сутки после мелиорации его численность в грунте упала на I порядок и оставалась низкой ня протяжении 2-х месяцев.

Дашшй микромицет можно считать видом-биоиндиняторпм повышенной КИСЛОТНОСТИ Я сульфЧ'"Н(1Г0 зчеоленля В условиях ИЯДУ1Ч>ЛЫ1Ш ПО|НЧЧ Подмосковного бяссейн.ч. Гпсокнй титр »-.-м ?.*» n <-уяьфидсодчржпцин грунте свидетельствуеч. л попышенн' 1Й Topi'ичкости суострятн. Снижение численности д. w /.,-, в грунте в ходе биологической рекультивации предоолзг.'-ет п?и*"»><пв почиенннч условий в Ляягч.!1риятну»> сторону.

Роль мелиорации в формировании микробоценоаов в нейтрализованном г.ульфидсодержащем грунте при естественном зарастании.

Мелиорация сульфидсодеркащих пород направлена в первую очередь на нейтрализацию субстрата и снижение токсичны* свойств грунта. Создамся условия для развития растений и микроорганизмов.

В течение 4-х лет на не засеянных мелиорированных участках образовался несомкнутый.растительный покров, в основном состоящий из' неприхотливых сорных растений семейства сложноцветных. Проективное покрытие растениями на 4-й год после мелиорации составляло около 40%. Доминировал вид Artemisia vulgar 1а (полынь обыкновенная).

Таблица I.

Численность микроорганизмов в мелиорированных сульфидсодержащих грунтах (2-я вегетация, ишь 1988г.).

Рас- 1....... | Способ т--------- |Вактерии, усваивающие Олиго- Актино- Г...... Грибы

ти- | мелиорации (органичес- минераль- ТрОфН мицеты

тель-иость 1 1 кий азот I 105/г ный азот 10*?/г Т0Г>/г • 103/г Ю3/г

Щ s |СаС03 ¡ 8.1± 0.4 18.0-0.7 17.6± 6.0-2.4 17.4Í

CD аЗ 1 0.9 4.2

п о й я Р. Си ti га о п £ § |суглинок ( Б.Э1 0.3 19.0-0.6 149.0- 90.0-?.!. 4 9.1-

1 1 5.4 4.3

(техническая | 4.3^0.1 45.0-I.I 2.7- 2.0*0.5 9.3Í

nj cd р. о |смесь 0.2 3.2

|СаС03 | 39.0±Х7.0 ?5.0±2,2 33.0Í 200.О1 20. OÍ

Р. Ф м I 1 18.0 10.0 XI.0

|суглинок | 80.0- 4.6 205.0- 275.0- 6200.0Í 7. OÍ

о о 1 1 69.0 40.8 430.0 0.4

W (техническая |440.0-53.0 ion.oí I24I.0* 10500.0Í 107.1*

|смесь 117.0 139.0 370.0 14.8

|СаСГ>3 1 |852.0±17.0 I188.OÍ 1638.0^ 9500.OÍ 251.5Í

ю 1 117.0 220.0 170.0 50.0

в. (суглинок |500.0-75.0 I03.IÍ 116.7* 7300.OÍ 392.9Í

1 1 1 ЮЛ 17.0 230.0 53.1

К! J технически | 83.0- 4.3 107.0- 112.7* 9100.OÍ 45. OÍ

| смесь 1 21.0 39.0 340.0 20.9

-ь -

В течение 4-х лет в полевых условиях наблюдалось активное заселение мелиорированных грунтов микроорганизмами; Численность микроор-гянизмов разных систематических и эколого-трофических групп достигла 10 х 105-106/г грунта (табл.1), началось распространение их вниз по профилт. При этом биологическая активность мелиорированных грунтов была крайне низкая (табл.2), вследсгвии отсутствия в них органики, дефицита влаги, питательных элементов и наличия остаточного влияния со стороны токсичного комплекса.

В таксономическом отношении микробоценозы мелиорированных ^унтов были бедны. Подробно изучен состав комплекса микромицетов, легко приспосабливающихся к экстремальным условиям. Микромицеты были, представлены ограниченным числом видов, всего обнаружено 28 видов из 13 родов. Наиболее обильно развивались грибы рода <> ?

Таблица ?..

Биологическая активнооть мелиорированных грунтов (2-я вегетация, ишь 1988г.).

Расти-тель-ность

I Ф

о дз х и га са « в.

о.

о

И X о.

Способ мелиорации

СаС03 суглинок техническая смесь

СЯСОд

суглинок

техническая

смесь __

СяС03 суглинок техническая смесь.

С0?, мг/кг

интенсивт|потенциальная ность |способность дыхания |к превращению |органических __| соединений____

0.0

0.0

1.27 1.32

21.38 46.52

Яитрифи'кационння способность Н-НО^, мг/кг

актуаль-|тготенци-ная -|альняя

_________I______________

1.6 0.0 Т.З 1.6

1.8 2.8

0.0 3.8 7.0

Р. Л

2.7

5.4 8.4

5,6

5.1 2.Т <1.9

Основу комплекса микромицетов составили Р. ochro-chloron, Р. viridlaatum, Р. Janthlnellim, Р. purpurogmium, Р. frequenians, Aspergillus veralcolor, Gltoclodlwn гозеит, Oldeodendron grlsewn. Большинство из этих видов известны своей высокой адаптационной способностью к действию лимитирующего фактора (Raper, Thom, 1949; Лугаускае, 1938; Лебедева, 1992 и др.).

Виды-доминанты Р. ochro-chloron, Р. vlrldlcatiim, A.verstcolor, G. гпает являются, типичными для зональных черноземов к, по-видимому, занесены в грунт посредством транспортной и воздушной инокуляции. Благодаря высокой способности к адаптации эти грибы прижились и размножились в рекультивируемых грунтах.

Наряду с видами, типичными для черноземов, в мелиорированных грунтах также широко представлены виды, являющиеся редкими ь окру-иакщих почвах: Р. purpurogeuwn, Р. Jrequeritana, 0.grleeum. Появление нетипичных для зональных почв видов обусловлено специфическими условиями сульфидсодержащего грунта.

Следует подчеркнуть, что в течение 4-х лет после мелиорации в сульф/идсодержап(их породах снизилась частота встречаемости кислотоустойчивого микромицета Seytalldiiim acldophllum, а в некоторых пробах он вообще не был отмечен. Это еще раз показывает возможность использования этого вида как биоиндикатора экстремальных условий сульфитного засоления.

Влияние фитомелиорации на развитие микробоцено.чов • _ в рекультивируемых сульфидсодержащих. грунтах.

Одним из способов сельскохозяйственной рекультивации отвалов нидугольнпх пород является фитомелиорации, то есть посев многолетних трав. Проведены наблюдения по влиянию люцерны и костра на развитие миьрс>бнмх. сообществ в мелиорированных грунтах.

Под воздействием растений заметно улучшились биогенные свойства рекультивируемых грунтов. Под посевами трав количество микроорганизмов возросло на.Т-?, порядка по сравнению с участками (¡мктрастания (табл.Т). По ряду показателей численность микроорганизмов приблизилась к таковой в зональном черноземе.

В грунтах под травами активизировались процессы трансформации

углерода и азота. Отметено усиление способности к превращению органических соединений и тарификационной способности (табл.2). Появились первые целлюлозоразлагатщие микроорганизмы.

В мелиорированных грунтах под сельскохозяйственными растениями обогатился комплекс микромицетов. В состав часто встречающихся видов вошли 2 вида типичные для окрумамцих почв: Cumtluriü lunnta и Mort ierella яр., а также Р. lanose-coerulewn и F. hmo еит.

При этом, практически по всем исследуемым показателям отмечено, что под люцерной микробный ценоз развивался интенсивнее, чем под костром.

Микробиологический метод рекультивации оульфидсодерхгдщих грунтов.

Существуйте способы рекультивации сульфидсодержащих грунтов путем мелиорации, как правило, не учитывают почвообразующую роль микрофлоры и важность интенсификации микробиологической активности.

Для восстановления микробоценозов, ускорения почвообразования и повышения плодородия рекультивируемых пород необходимо активизировать в них микробиологические процессы. Поставленная йель достигается с помощью способа биологической рекультивации с.ульфидсодер-жаи(их город без покрытия, заключающегося ь том, что после мелиорации в грунт вместе с семенами вносят инокулюм, содержащий комплекс адаптированных к стрессовым условиям микроорганизмов.

Именно поэтому в качестве инокуляционного материала, был ьнбран плодородный слой грунта, рекультивированного около 30 лет Нпчцд методом п«несения чернозема непосредственно на токсичные оулИ'И.нсо.пнр^ап;1'« породы. В результате подобной реку льптацнч почвенный слой приобрел кислую реакции, произошло его засоление сернокислыми солями алюминия и келезя. Изменение почненных углоний повлияло на микр<«|глору чернозема. Известно, что и вксгрмальннх геохимических условиях происходит естественный отбор организмов с высокой устойчивостью к избытку химических элементов В СредеI ПоНИПП-»|П:Я новые формы, более приспособленные к экстремальным условиям (Л^тунова, Ковалы-кий, 1470).

Микробиологическое обследование плодородного слоя грунта, рн-

культивированного 30 лет назад нанесением чернозема, показало высокую численность в нем микроорганизмов (10x10' на I г грунта), адекватную ненарушенному чернозему. Микробный ценоз грунта находился в активном состоянии, отмечено интенсивное протекание биологических процессов.

В рекультивированном черноземом грунте обнаружены жизнеспособные споры единственного эндомикоризного гриба - С1птнп тоявеог (табп. 3). Их численность была очень низкой) 39 спор на ТОО г грунта. Выделенные спори имели отличались мелкими размерами, сопутствующие гифы их были недоразвиты.

Окружающие черноземы ■ отличались большим разнообразием ВА-грибов (табл. 3). В целинном черноземе под разнотравно-злаковой растительностью встречались, и основном, зндофиты рода Яс 1егосуз1 ¡я, вида Я. гиЫ/огт1.в. В окультуренном черноземе под люцерной преобладали представители р. 01отиз - 4 вида.

Таблица 4.

Численность спор и видовой состав '.шдомикорнзнмх грибов в выщелоченном черноземе и плодородном с кое грунта, рекультивированного нанесением чернозема

Разновидность Раститель- Кол-во спор Вид % от общего почвы ность в I00 г почвы зндофитэ числа

Целинный чернозем разнотравье 450 За1егасуг<1.1п гчЫ/огШв Мотив яг>. 907, 1055

Окультуренный люцерна 137 Мотив тоя-чеае 45%

чернозем 0. са1е11пп1.нт 457,

О. а1Ы<1чи <5?

<7. о1огит

0. яр.

Плодородный слой рекультивированного хрунтн клевер 39 ' (г. то.чвеал 100%

Сформировавшийся в плодородном слое рекультивированного грунта специфический комплекс активны* адаптированных микроорганизмов, содержащий опори эндофита 0. товявав и был использован для интенсификации микробиологических процессов в рекультивируемых грунтах, улучшения приживаемости на них растений.

Внесение почвенного инокулюма значительно увеличило содержание микроорганизмов в рекультивируемых грунтах под люцерной по сравнению с иеинокулированными контролями. В первый год развития растений количество аммонифшрфунцих бактерий увеличилось от инокуляции в 5-85 раз; бактерий, усваивакицих минеральные формы азота - я 2-60 раз; актиномицетов - в 1,6-14 раз. На инокулированных делянках отмечено также увеличение таксономического разнообразия микроорганизмов.

Увепичение численности микроорганизмов в вариантах с инокуляцией коррелировало с усилением биологической активности грунта. Так способность к превращению органических соединений била на 5Т,о_Т52,2г выше, чем в контроле. Нитрификационния способность увеличилась на 5,2-73,4?. 1

Последействие, инокуляции сохранилось во второй вегетации.

Таблица 4.

Частота встречаемости микоризной инфекции (У%) в корнях люцерны, выращенной на мелиорированных грунтах

Способ Варианты 1-я вегетация, 2-я вегетация,

м<мшо- опыта без ино- инокуля- без ино- ииокуля-

рации куляции ция куляции ция

СаСО^ 1.Без удобрений 2.ИЗО Р150 К150 ■ 7.5 83.2 81 .4 94.0

+ ?0 т/га навоз 14.а 79.2 59.7 90.9

3.11?5 Р75 KIG0 0.0 37.5 . 67.7 89.4

•1.IJ120 РЗОО КЗОО 0.0 - 2.1 -

Су ГЛИ- 1 .Вез" удобрений 0.0 45.1 60.9 89.7

НОК 2.1180 Р1Г-0 К150

+ 20 т/гн навоз ро.о 47.9 65.1 i 81.3

3.N25 Р7Г> К150 10.0 63. 2" 41 .4 82.1

4.Н1РП Р300 КЗОО 0.0 - 0.2 -

Анализ рвзнитг. кнфекгдонных пропагул ВА-грибов в корнях опытных растений 1-го года роста свидетельствует о полном отсутствии, либо очень низкой встречаемости аборигенных яндс^итов в рекультивируемых грунтах (табл. 4),

Внесенный ВА-гриб О. товвеае прилился в корнях инокулиронанных растений. О чем свидетельствуют высокие показатели частоты встречаемости микоризной инфекции (табл. 4).

Анализ развития ВА-грибов в корнях растений во вторую вегетацию показал, что эндофиты распространились по всему опытному полю. Частота встречаемости микоризной инфекции была высокой как в иноку лнрованных, так и в контрольных вариантах (табл. 4).

Внесение комплекса активных адаптированных, микроорганизмов г яндофитом О. товвргю оказало существенное влияние на развитие растений. Их приживаемость и продуктивность на инокулированннх участках была значительно выше; чем на контрольных (табл. 8). Особенно ценно, что последействие инокуляции сохранилось на второй и

Таблица П.

Урожай зеленой массы люцерны, выращенной на мелиорированных грунтах ( кг/5м?').

Способ Варианты мелио- опыта рации

2-я вегетация, 1989 без ино- иноку- % к куляции ляция контролю

3-я вегетация,1990 без ино- иноку- 7, к куляции ляция К01П ролю

1.Без удобрений 2.3 3.1 +34. Ч 3.7 4,1 . +10.Я

2 .К80Р150К150 +

СаОО^ 20 т/га навоз 3.7 5.3 +43.2 з.г> 4.7 (-30.г'

З.И25Р75К150 3.6 5.3 +47. 1 3.3 3-Я Я 5. I

4.№?ОРЛОРКЗОО 5.0 - 2.9 - -

удобрений 3.2 3.9 +21.2 2.8 З.Г) (2Г>. п

2.Н80Р150К150 +

Сугли- 20 т/га навоз 3.2 4.2 +31.2 3.4 3.7 -

нок З.М25Р75К150 3,7 5.2 +40.5 3.3 4.2 -»27.3

Л.ШйОРЗООКЗОО 4.4 - - ' 3.1 - -

% к контролю дан в вариантах, достоверно отличающихся при НСР0 0г;

третий год развития растений. Процент к контролю во вторую вегетацию составил от +21,2 до +47,135, в третью - от +10,8 до +30,52 (табл. 5). Следует отметить, что в ряде случаев у инокулированшх растений в вариантах без внесения удобрений урожай был выше, чем в вариантах с применением повышенной дозы удобрений. То есть внесение комплекса адаптированных микроорганизмов позволяет снмаить используемые дозы минеральных удобрений. .

В целом применение микробиологического метода о вн* .;«нием в надугольный ^унт комплекса активных адаптированных микроорганизмов ускоряет процессы рекультивации мелиорированных сульфид-еодержап(их грунтов, облегчая их дальнейшее эемлепользова1гое.

ВЫВОДЫ.

1. Изучены этапы формирования и' развития иикробоценозов в мелиорированных сульфидсодерясащих грунтах. Показано, что мелиорация снимает репрессивное действие токсичного комплекса грунта и создает условия для развития микроорганизмов.

2. Формирование комплекса микромицетов в мелиорированных сульфидсодг-ржащих грунтах начинается с грибов рода Реп1с1Шид Доминируют внсокотолерантные виды: Р. осЪ.го-с,Могоп, Р. 1пг 1(11еа1ш1, Р. ¿апХЫпвИш,

3. Впервые- в нашей стране в токсичном надугольном грунте описан специфический кислотоустойчивый почвенный микромицет

иИит ас[(ЮрЛИит, Этот гриб составляет основу микробного комплекса сульфидоодержащего грунта и исчезает при нейтрализации субстрата. Показана возможность использования .5. асЛйорНИит как биоиндикатора сульфатного засоления в условиях сульфидсодержащих пород Подмосковного бассейна.

4. Установлено, что в плодородном сдое грунта, рекультивированного методом нанесения чернозема на сульфидсодержащие породы, сложился комплекс микроорганизмов, адаптированных к стрессовым условиям сульфатного засоления, содержащий эндомикоризкый гриб (71о1щя тоэкесда.

5. Разработан прием биологическбй рекультивации сульфидсо-Д"ркнщи* пород, состоящий ь том, что после мелиорации в надуголь-

ннй грунт вместе с семенами вносят комплекс адаптированных микроорганизмов в виде поченно-корневой смеси. Норма внесения инокулю-ма 300 г на 1 м^ (3 т/га).

6. Внесение комплекса адаптированных микроорганизмов способствовало увеличению численности микроорганизмов, активизации микробиологических процессов в рекультивируемых грунтах, повышению биологической активности.

7. Предложенный прием способствовал улучшению приживаемости люцерны на рекультивируемых грунтах, увеличению урожая на 19.4-47.1%. Эффект от приема прослеживался на протяжении 3-х лет.

По материалам диссертации опубликованы следущие работы: Х.Зольникова Н.В., Серебренникова Н.В.

Методы исследования, эндомикори'зных грибов в фитоценоза* // Выделение, идентификация и хранение микромицетов, Вильнюс, 1990. С.5Т-53. 2.3ольникова Н.В., Серебрешгиковя Н.В.

Развитие микробоценозов при химической мелиорации грунтов'Подмосковного буроугольного бассейна // Труды ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Т.60. Ленинград, 1990. С.73-86.

3.Яолышкова Н.В., Серебренникова Н.В.

Влияние экологических факторов на распространение ВАМ-грибов в ягро-экосистемах и их эффективность // Тезисы докладов II Республиканской конференции' "Микробиология в сельском хозяйстве". Кишинев, 1991. С.17.

4. Серебренникова Н.В.

Формирование микробоценозов в условиях сульфидсодержащих надугольных пород // Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве". Пущиио, 1992. С.182.