Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ПОЧВАХ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ПОЧВАХ"



ІіОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИІА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РІІВОЛЩИЙ А ОРДсНА ТРУДОВОГО ИРАСНСГО ЗіАМШИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ШіНИ М.В.ЛШШОСОВА

факультет дачвоввднш

На правах рукописи удк 631,466.1

ПШОНА Людмила Владимировна 1

ОСОВШНОСТИ РАЗ&1Ш ШКРССКСПИЧШЫХ Г7КБ0В Б ПОЧВАХ Специальность 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

і

Москва - 1990 г.

.та Es^wiHdMa ¡и гсафедрв биологии почв , почвоведения Московского государственного . университета имейи Ы.В.Ломоносоаа

доктор биологических наук, профессор Д.Г,Звягинцев

доктор биологических наук Л.В.Гарибова

кандидат биологических наук Н.Е.Иваяушкина

Институт микробиологии Ali СССР

Зщита диссертации состоится "22" 1990 г.

в 15 ч.ЗО мин. в аудитории U-2 на заседании специализированного совета К.063.ОЪ.86 по микробиологии и агрохимии в МГУ имени

Ломоносова; II9Ö99, Москва, Ленинские горы, МГУ, ф-т почвоведения, Учёный совет,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке фа ультета почвоведения ИГУ,

Автореферат разослан "d.0" СХ/ПрлиА, 1990 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного совета, а отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просос* чапраалять по адресу : Х198Э9 , Москва, Ленинские горы, факультет почвоведения, Учёный совет.

¿чё.х- * .. ■. . _. ■

специальа прованного совета, с"7~ /> < й.П, Бабьева доцент < - -'^t,

Научный руководитель : С^ициальиые оппоненты ;

Ведущая организация :

Актуальность проблемы. В ряду приоритетных направлений современной почвенной микробиологии особое место занимает изучение закономерностей функционирования и рола микробных сообществ в биогеоценозах. Микроскопические грибы - одна из важнейших по своим функциям групп почвенных организмов (Ыирчинк,1983; Linch, Hobbie ,1983; Christensen ,1989 и др.). Однако, закономерности их развития в почвах остаются мало изученными. Отсутствуют сведения о влиянии различных почвенно-экологических условий на прохождение стадий развития отдельными группами почвенных грибов, что определяет формирование и функционирование их комплексов в Почвах. До последнего времени сведения о популяциях почвенных грибоз получают преимущественно косвенными методами, так как оценка прямыми методами, в том числе иммунофлуоресцентныы, в почве методически сложна (Кожевин,1989), Использование модифицированного нами метода мембранных камер №арфетша,Пшова,1988), ранее применявшегося для наблюдения за бактериальными популяциями и некоторыми фитопатогенными грибами (Никитина,iliapa{5apiiH,I972;Gocliensur, Sheehan ,1930; Никитина,Маыитко,1981; Лагутина,1985), дало возможность для изучения развития популяций различных видов грибов непосредственно в почвах. Эти исследования позволят найти подходы к прогнозу и регуляции развития популяций почвенных грибов.

Цель работы - изучение особенностей развития микроскопических грибов в различных почвенных условиях.

Задачи: I. Разработка приёмов и показателей для оценки-характера развития популяций микроскопических грибов в почвах.

Определение особенностей развития грибов в почве по сравнению с питательными средами. 3. Исследование специфики прохождения стадий жизненных циклов грибами в различных типах почв . 4. Изучение особенностей развития популяций почвенных грибов при

некоторых типах антропогенного воздействия ( кислых осадках „ загрязнении почвы свинцом, пастбищной дегрессии растительного покрова).

Научная новизна. I) Установлена специфика прохождения жизненных циклов грибами в почве по сравнению с питательными средами, выражающаяся з увеличении длительности прорастания слор(уменъ-иении процента прорастания спор л интенсивности развития кицалия, в специфическом характере спорообразования 8 почвах* 2) Впервые проведено сравнительное изучение развития представителей различии* систематических групп почвешшх грибов непосредственно в почвах и показаны различия стратегий их развития» 5) Выявлены особенности развития микроскопически грибов з зависимости от типа почв. 4) г^редедено, что влияние антропогенных факторов оказывает на развитие микроскопических грибов дифференцированное действие, подавляя развитие одних и стимулируя развитие других видов.

Практическое значение. Усовершенствован метод для оценки развития микроскопических грибов непосредственно в почве. Этот метод даёт возможность наиболее легко определить продолжительность стадий развития, уровень прорастания спор и характер спорообразования. Количественные и качественные закономерности развития микроскопических грибов в почвах могут быть использованы при решении вопросов, связанных с прогнозом функционирования ыкк-робных сообществ. Данные об изменении показателей развития грибов при антропогенном нарушений почв позволяют применять их дчя оценки антропогенных воздействий на почву.

Материалы диссертации используются на факультете почвоведения ИРУ иы.Ы.В»Ломоносова при чтении курсов лекций "Почвенная микология" и "й и кро б иологич ее кие основы охраны почв".

Апробация. работы. Результаты исследований были доложены

на Всесоюзной конференции "Изучение грибов в биогеоценозах" Шерыъ,1988), Всесоюзном совещании "Экология популяций" (Новосибирск, 1988) , Всесоюзной симпозиуме "Биодинамика почв" ( Таллинн,1988), X научной конференции молодых ученых ф-та почвоведения ИГУ (Москва,1986), заседаниях кафедры биологии почв (I9t¡ó-I9S9). Публикации. Материалы диссертации изложены в 7 работах* Объём работы. Диссертация состоит из введения, "бглав, заключения, выводов; содерштД^^ страниц машинописного текста , <23 рисунков, S_ таблиц и список литературы из¿^У названий ( из mx.i.48 - зарубежные).

Автор эыракает искреннюю благодарность за поыоть в работе канд. биол. наук О.Е.Ларфенкной.

ОоШСШ 11 НЕТОДИ ИССЛЕДОВАНИЯ Почвы. Работу проводили с образцами чернозема обыкновенного щ-под разнотравно-тшгчакоео-ковыльной степи (заповедник "Хомутовская степь"» Донецкая обл.), бурой лесной почвы из-под ель-ника-черннчнкка (Карпатский национальный парк, Лвано-Франковская обл.), дерново-подэолистой почвы из-под ельника-кисличнмка (Агро-Сиостанция 1АГУ "Чаишихово", Московская обл.)*

Вида грибов. В качестве объектов исследования были выбраны представители различных систематических к экологических групп почвенных грибов : Zygorhjnchus heterogaraue (Vuill.) Yuill. (nop. Kucoralea ; класс Zygomycetes); вида, имещие светлоокрашенные фиалоспоры - Aspergillus niger van Tiegheia и Penlcilliun epinulosua Thorn и темноокрашенные riopo споры - Ulocl&diua bot-rytis Preuss (nop, НурЬоаусеtales ; класс I>eutero:aycetes ).

«.hetero£as:u3 s основной выделяется из лесных почв подзолистого типа, но мажет встречаться и в некоторых других почвах, p. spisulosuQ .имеет широкий ареал распространения и часто ветре-

чается в подзолистых, тёмно-серых лесных почвах и в чернозёме. а.п!^«- - космополит, но преимущественно выделяется из почв аридной зоны, li.botr.vtis очень типичен и часто доминирует в пустынных почвах и светлых серозёмах, но выделяется с поверхности растений, да подстилок и некоторых других типов почв (ИоазЬ, Са-аз , 1960).

Методы исследования. Для изучения развития грибов непосредственно в почве намн был использован существующий в разных вариантах метод мембранных камер (Никитина,Ыарабарин,1972;Ыуромцев и др., 1977; СосЬггцщг .ЕЬееЬап , 1980; Ни китина,Мбыитка, 1981) в собственной модификации. Работу проводили с мембранными фильтрами марки "Сынпор" № 8 (Чехословакия).

Спор1вую суспензию получали смывом с косяка 10-дневной культуры гриба, выращенной на среде Чапека. Суспензию фильтровали, доводили до плотности 10® спор/мл, а затем наносили на мембранный фильтр и покрывали другим фильтром. В полевых опытах мембранные камеры закрепляли в диапозитивные рамки и вертикально помещали в почву. Ь лабораторных условиях мембранные камер" помещали горизонтально между слоями почвы в чшки Петри. Наблюдения проводили на 3,5,10,1Ь,20 и 30-е сутки в 3-кратной повторности. Камеры извлекали из почвы, раскрывали, окрашивали 1% дианиловда голубым в Ь-% растворе фенола, высушивали и просветляли иммерсионным маслом. Затем камеру микроскопировали, учитывая ; I) время прохождения стадий жизненного цикла, 2) уровень прорастания спор (£), 3) длину ростковых трубок (мкм), 4)интенсивность развития мицелия (ыкм на поле зрения), 5) диаметр мицелия (мкм), б) вид репродуктивных органов, 7) лизис мицелия.

Обработку результатов проведали на персональном компьютере иьИ/РС/ХТ. Были выполнены многофакторный дисперсионный (Любяще»,

1986) и кластерный СМандель,198В) анализы с использованием пакета программ STATGRAPHIC5 версия 2.6 и SY3TAT версия 3.0 .

Контрольные опыты по оценке развития грибов проводили при помещении мембранной камеры с суспензией спор в стерильную влажную камеру, а также на твердых средах : сусло-агаре» среде Чапека, голодном агаре.

Дня изучения влияния антропогенных факторов на развитие грибов исследовали последствия основных типов промышленного ( кислые осадки) и транспортного загрязнений (свинцом), а также последствия антропогенного изменения фитоценозов (пастбищная дегрессия).

Влияние кислых осадков в лабораторных опытах моделировали при поливе почвы (дерново-подзолистая и бурая лесная) до оптимального уровня влажности раствором серной кислоты с рН 2,5 и 3,5. В полевом опыте на подзолистых почвах кислый полив (рН 2,5) проведен из расчёта годовой нормы осадков.

Влияние свинца определяли в микрополевом опыте каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ (ЛВС "Чщшиково") на дерново-подзолистых почвах с возрастающими дозами свинца, внесенного в виде РЬ(жу2 : 1000, 2000, 3000 и 5000 мг/кг почвы.

Влияние дегрессии растительного сокрова изучалось в полевых опытах в бурых лесных почвах ненарушенного ценоза (ельник-черничник) и в ряду антропогенно-производных сообществ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

I.Продолжительность стадий развития грибов в различных почвах

Ццна из основных особенностей развития грибов в почвенных условиях проявляется в длительности прохождения стадий жизненных циклов. Джя всех видов грибов начало массового прорастания, максимум развития мицелия и спорообразования в почвах наступало

позднее, чем на питательных средах. Hg богатых питательных средах (сусло-агаре, среде Чапека) полный жизненный цикл (от момента прорастания спор до нового спорообразования) длился не более 48 часов» Е почвах же время прохождения жизненных циклов у грибов намного больше - как правило, до нескольких недель.

Продолжительность отдельных стадий жизненного цикла у изучаемых грибов в различных почвах различается (рис.1,). Быстрее всего споры а. n ige г н p.opinulosum прорастают в черноземе , а наибольшая задержка прорастания спор наблюдается в дерново-подзолистой почве. J3 ней же для большинства видов грибов, кроме z.lieteroeamua .отмечается наиболее короткая стадия развития мицелия и то ранний лизис.

Но продолжительности стадий исследуемые виды грибов можно разделить на две группы. Для первой группу видов -li.fcotrytio , z.heteroEümue - в почвах характерно быстрое прорастание спор и большая длительность ыицелиальноВ стадии* Для второй группы видов с более мелкими спорами (3-3,5 мкы) - A.niger nP.apinulosuia. в почвах отмечается большая длительность прорастания и белее раннее начало лизиса мицелия, Для этих видов грибов в наибольшей степени проявляются различия в развитии в зависимости от типа почв» Внесение органического вещества в виде \% глюкозы в бедную дерново-подзолистую почву ускоряет прорастание спор этих видов и удлиняет стадию развитого мицелия»

£.Прорастание спор микроскопических грибов

Прорастание спор - первый этап жизненного цикла у грибов, во многом определяющий возможность развития популяций грибов. К настоящему времени установлено, что прорастание спор является сложным процессом, который мохет зависеть от многих факторов :

•9hOi] хеши хттиігевЗ a aopwia А вігаип сионнэнеии виНвіо члооняїгаїиіф *ohj

киїтаїтин оитг I (

ВИК9ПКЯ \П f//¡/\ ndûiio

юн/Co

ог от <s є

І (■'"! I I I I I I I I I t-l-l

. тшшшпишиятвм B3h0U

' till і і І /7[ВЙГтЙМ 1J ^ ^ ВЗЬОІІ *iroe

-tfou-oeoHdatf

ШШИН'ПНЩИ/ЩПШ чвді»

ameotnuide татгпо'їом

ПІШІІІІІШНІІНІІІІшшіут>л*ягя кыш

-ffou-osoHdatf

.гэ Эти ettxTT^-tsdsv

і - тшшіт.ішшшшітш!* т шппшпшшгттггпш > пнпттшш т\тштші!шпіш:пшпптт*ш- ******

впив Зол э^ ач впцъиГ.цхоЭА?,

ШПШШШЬ'ШШШШШШШІЩ'Ш m

і мішііііішшшшїїїігт

от наличия органического и минерального питания, доступной воды, температуры, наличия ряда химических соединений, а также от специфических веществ, содераащихся в спорах СБеккер,1963; Ыир-чинк,1976; seaman ,197о). Эти данные получены для грибов in vitro . Непосредственно же в почвенных условиях прорастание спор различных видов грибов детально не изучалось, за исключением ряда работ со фунгистатическоыу эффекту, в которых исследования проводили для отдельных почв на поверхности образцов в течение непродолжительного отрезка времени - не более трех суток. В настоящей работе проведено сравнительное изучение прорастания спор грибов в различных типах почв и сопоставление с прорастанием спор на аитательных средах и во влажной камере без поступления питательных -зществ.

>кеются определенные различия в прорастании спор исследуемых видов грибов в зависимости от типа почвы (рис.2.). Так, споры z.beteroganus во всех почвах максимально прорастают сравнительно быстро в течение первых суток, причём наибольший уровень прорастания наблюдается в дерново-подзолистой почве и минимальный в чернозёме. Значительных отличий по уровню прорастания спор у Б. to try tie .в разных почвах нет, однако максимумы прорастания спор несколько смещены во времени ; в чернозёме и в бурой лесной почве - это 3-5 сутки, а в дерново-подзолистой почва - 10-15 сутки. Уровень прорастания спор A.niger и P.spinulosum был выие в чернозёме,чем в других типах почв. Прорастание у этих видов происходило постепенно и максимум его отмечался через 2-3 недели, а в чернозёме несколько раньше - на 10-16 сутки.

Различия в сроках и уровне прорастания спор могут определять место отдельных видов в сукцессии грибов в различных почвах.

и1ос1аЛ1гш ЪоЪгуНо

ее

ш

К

Ж в»

<0

о 40

я

В. 1*

и О

Г

||

л

Н, I п I \ 1

- 9 -

сутки

йусогЬуаоИио ЬеЪегоешпив

100

№ щ в*

£

х се

л

в

О 40

а

Л

I

Н,"ГМ I е 0 11'!_,'!]

люголюголюго сутки

ЛервгдШча гЦ^ег

Рсл1сИ11ип йр±пи1оашч

О)

1С 01 И о СО

с.

о »1 к

„I

3]

I ]\

и

н . .и-

\ ¿'го' 3

I

I

I . : ,Л.

1 I

мази»

сутки

я 1К[ I-

о

а

о л к

!

./1 1:

? ;

1 1" ! 1 I Т.1 1|

1 ч./ I

й'го'з"ы'а л

I И-г

¡4 I I

"|5 га'

сутки

Иочпм ; I - бурая лесная,

2 - дерн о е о-л ода о л п стз я,

3 - чернозём.

Рис. 2. Зависимость прорастания опор грибов от тила почвы и времени ( дисперсионный анализ).

и отличие от почвы на богатых питательных средах сусло-агаре и среде Чапека - споры всех исследуемых видов грибов прорастали быстро - в течение суток и полностью (100 %). Однако, на бедной питательной среде - голодно« агаре - начинали сказываться различия во времени и уровне прорастания спор. Высокий уровень прорастания (100 каблсдался в течение I суток только у и.Ьо^иэ , Несколько хуже прорастал 2.Негегоесш»а . В

наибольшей степени бедность питательной среди проявилась для видов А.а±еег и Р.вр1пи1овшп , прорастание спор которых в первые двое суток было незначительный и происходило полностью лшь на 3-й сутки. Аналогичная закономерность наблюдалась в стерильной влажной камере без доступа питательных веществ, где споры и.Ъоггуг1в и 2,Ье1етоеалпдв прорастали полностью к третьим суткам, а уровень прорастания А.п1£ег и Р.вр1п«1оаш1 был существенно ниже (рис.3.).

100

X

3 60

е*

I к 20

V к

/

/

/

а—-о 2*}^его£втиа

•-• ¿.п1£ег

о—о Р.ар!юи1овит

/

/

12 3 5 сутки Рис. 3. Прорастание спор грибов во влажной камере.

Таким образом, исследуемые виды грибов по харахтеру прорастания распределяются на те же две группы I I) - и.Ьо1гу11в и 2,Ье1е;го£Ешта , споры которых прорастают быстро и при наличии влаги их прорастание мало зависит от поступления экзогенных питательных веществ. 2) Напротив, прорастание спор А.пАеег и Р.ар1-пи1оаиы , имеющих мелкие фиалоспоры, в условиях дефицита экзогенных питательных веществ происходит медленнее и хуже, чем и может определяться их плохое прорастание в почвах.

Причинами задержки и снижения уровня прорастания спор в почвах, в первую очередь, могут быть как дефицит питательных веществ, так и наличие микробных метаболитов (ЬоссторД ,1977 ;

Ко ,Нога ,1972,1974). Для определения насколько существенны эти факторы для исследуемых вадов грибов были проведены эксперименты с наиболее бедной дерново-подзолистой ПОЧВОЙ.

Внесение органического вещества (I % глюкозы) и стерилизация оказали различное действие на прорастание спор исследуемых видов грибов (рис.4, 3).

100

ХЛ

«

5 60

ч

а 8.

я 20

100

«

а>

1 60

I 8.

в 20

1о сутки

З і І0 іЬ ¿0 сутки

Рис. 4. Прорастание спор грибов в дерново-подэолистой почве: А - без глюкозы, Б - при внесении X % глюкозы.

*—• и.ЬоІгуІіа о--о г.Ьвїегогвівив •—• А.иіцвг о- -о Р.врісиїовит

3 5 10 15 20 сутки

Рис. 5. Прорастание шор грибов в дерново-яодеолистой стерильной почве. *

Для типичного для дерново-подзолистых почв вида гоеетиа внесение дополнительного органического вещества и стерилизация почвы не оказали стимулирующего действия, а напротив, снижали уровень прорастания спор. Дня и.Ъоггу^в наблюдалось некоторое увеличение прорастания при добавлении глюкозы, но сильное его снижение в стерильной почве, Наиболее выраженное значение эти факторы имели для л.п^аг и Р. ар1ш1овиш , но юс действие различалось, При внесении органического вещества споры этих грибов прорастали без задержки, Уровень прорастания спор * ?.ер1шЦовшв резко увеличивался по сравнение с почвой без глюкозы, но не изменялся существенно в стерильных почвах» Напротив, для вида А,п1еег , нехарактерного для дерново-подзолистых почв, внесение легкодоступного органического вещества вызывало лишь некоторое увеличение прорастания (на 8-10 в то время как стерилизация почвы резко увеличивала возможность прорастания спор этого вида (рис. 5.).

Наряда с наличием питательных веществ не меньшее значение . для прорастания спор грибов могут иметь, взаимоотношения с комплексом микроорганизмов^типичным дня конкретных почв и сформировавшимся в процессе эволюции данного биогеоценоза. Вероятно , это влияние может быть как позитивный, таи и негативным,

3. Рост мицелия грибов в почве

Начальной стадией роста мицелия является появление ростковых трубок. Критерии для ввделения стадии ростковых трубок окончательно не уточнены и при исследованиях на твердых питательных средах в качестве таковых предлагают оценивать рост проростка до первой септы, до первого ответвления или изменение скорости роста (переход экспоненциальной стадии роста в линейную ) ( Г1от1еу ,19ЬЭ; Илрчинк,1976; Уайау ,1983; ?1-1пс1 ,1984).

Нами установлено, что в полевых условиях для оценки ростковых трубок эти показатели мало применимы вследствие специфики развития мицелия в почве: скудности его ветвления, меньшей септированности, неродолжительности экспоненциального роста и методическими сложностями его выделения,

кы определяли различия в длине проростков мицелия грибов в течение нескольких первых суток, которые легко выявляются методом мембранных камер, В почве скорость роста мицелия намного ниже, чем на твердых питательных средах и различается в зависимости от типа почв (рис. б.). Лучшее начальное развитие мицелия происходит в тех почвах, где наблюдалось и лучшее прорастание спор у исследованных видов грибов. Так, мицелий а.иа^го-батий лучше растет в дерново-подзолистой почве, а у а.ni.eeг, Е.зр1пи1оаиш И и.Ьо^уИв - В черноземе.

Дальнейшее развитие мицелия мы характеризовали по его суммарной длине в поле зрения микроскопа.

Плотность мицелия грибов для видов И.Ьс^гу^а и 2.1кз4его-£шаив в почвах была на два порядка ниже, чем на богатых питательных средах, и в несколько раз ниже, чем плотность мицелия во влажной камере без поступления питательных веществ в начальные сроки наблюдения. Таким образом, как прорастание спор и.Ьо^уПа и 2,Кс*егойшлив , так и рост их мицелия, мало зависит в начальный период от поступления питательных веществ. У видов А.П1-¡геги^.ар!пи1оашл мицелий хорошо развивается только на питательных средах.

Плотность развития мицелия в разных типах почв значимо различалась, достоверность этого положения была подтверждена с помощью дисперсионного анализа (рис. 7.). Для А.и1<°1Ш Кор1-пи1оаш1 активный рост мицелия наблюдался только в черноземе ,

Ш.ос1ай1шп Ьо1гуЬ1а

Aepergi.ll.UB

мкм

100

60 20

3 5

гувогЬупсЬив Ье1его£атив

мкм 100

60 20

~ГТ

мкм

Х00

60 20

10 сутки

5 10 15 сутки Реп1с1Х11ит 0р1шХоаив

10 сутки

сутки

•-• в черноземе

с---о в дерново-подзолистой почве

4-А в бурой лесной почве

Рис. 6. Длина проростков мицелия исследуемос видов грибов в различных типах почв.

и плотность развившегося мицелия была значительно ниже, чем у видов \j.botrytie и г.Ьегеговаиия . У веда и.Ьоггу*1а наибольшая плотность мицелия отмечается такие в чернозёме. Б других типах почв плотность мицелия была ниже и своего максимума она

ШосІаАІит Ьоїгуііа

З ю го з «»з сутки

,, 2уЕОгЬупсЬив Ііе Іегокелшя

зюгозюгозіого сутки

Аврегбіїїиа піке г

;Н

і - І

ш_ш] [11 _} і и_и _ з ® а з 'іо"гЬ*з~»*іо

сутки

їм

їв»! іг«

Гепісіїїіша вріаиіовию

І г :

"Я

я

дюа>зв»зигі>

сутки

Шчвы : І - бурая лесная,

2 - дерново-подаолистая,

3 - чернозем.

І - начало спорообразования.

Ркс. 7. Зависимость суммарной длины мицелия от типа почвы и времени (дисперсионный анализ).

достигала позже, чем в чернозёме» У вида г.Ьеіегогагаиз различий в суммарной длине мицелия 9 зависимости от типа почв не наблюдалось, не считая резких максимумов увеличения плотности мицелия на 5-е сутки в дерново •подзолистой и бурой лесной почвах* Уменьшение плотности мицелия со временем происходило у и.ЬоігуІіа и г.ї^егоцагаие в результате его лизиса вслед за

началом сп оро образованил.

Таким образом, в тех почвах, где наблюдается наилучшее прорастание спор отдельны« видов грибов, происходит и наиболее активное развитие их мицелия.

Установлено, что мицелий грибов в почве имеет рад морфологических особенностей. По сравнению, с питательной средой наблюдается меньшая интенсивность ветвления : наибольший уровень разветеленности наблюдался у u.botrytio в черноземе и дерново-подзолистой почве. Значение единицы гифального роста (Caldwell, Vrinci ,1973) составило при этом 60 ыны/ па верхушку роста при 15 на питательных средах. В почве диаметр мицелии грибов в Р раза меньше, чем на питательных средах. Так, диаметр мицелия л.nicer и P. EpinuloBiun на питательных средах 3 мш , Я В ПО» эе - 1,5 МКМ. У heterogamy и li.botrytio диаметр мицелия сильно зависит от питательной среды и составляет на сусле 6-8 мш, на среде Чале та 5-6 мкм, на голодном агаре 3-4 нкы, а в почве - 3 ыкы.

Для окончательной оценки развития грибов в зависимости от типа поча был проведен кластерный анализ, учитывающий исс иоличестиеннне и качественные показатели жизненных циклов. Полученные результаты показали, что для видов A.niger , i.npi-tiulosuLi и U.botrytia развитие (прорастание, рост шцелил) особым образом происходит в чернозёме, а для вяда Z.hetercgaKua - в дерново-подзолистой почве.

4. Спорообразование у грибов в почве

В лабораторных условиях в почве процесс спорообразования наблсдался не У всех ВИДОВ Грибов. Так, У A.niger ц p.apiim-loaua спорообразовehля но происходило и мицелий л из провал-СЯ, Отдельные случаи спорообразования У r.sjiiimloavu были

отаечены только в полевых опытах.

Напротив, у видов и.Ъоггу*1э и г.^егойвгеиа- спорообразование наблюдалось постоянно как в лабораторных, так и в полевых условиях. В разных типах почв у этих видов установлены различия по времени генерации и структуре спорообразования (рис* 8.). У вида и.Ъс^гуг!в время генерации в почве всегда было больше, чем на различных питательных средах, и из исследованных почв было наименьшим в чернозёме. Наряду с обычным спорообразованием (после стадии развитого мицелия) в некоторых почвах у итого вида образование спор происходило непосредственно на короткой ростковой трубке без стадии развитого мицелия. Развитие микроцикла было особенно выражено в бурой лесной почве, менее в дерново-подзолистой и совсем отсутствовало в чернозёме. Спорообразование по ыикроциклу не наблюдалось, на питательных средах , но происходило наравне с обычным во влажной камере ( ).

У вида £.ЬеЬеговшиа спорообразование раньше всего наступало в дерново-подзолистой почве. В цикле развитая х.ьеъего-ешдиа имеются как половая, так и бесполая стадии спорообразования. Ь исследованных типах почв эти стадии у г.ьеъегоео-тив были выражены по-разному: в чернозёме и в дерново»подзолистой почве наблюдались как половая (зиготы), так и бесполая (спорангии) стадии, а в бурой лесной почве только половая. Причём в чернозёме бесполое спорообразование наступало раньше и было разделено во времени с половым, В дерново-подзолистой почве образование спорангиев и зигот происходило одновременно , однако преобладал половой процесс, и образование спорангиев было незначительно по сравнению с зиготами. На питательных средах наблюдалось одновременно образование спорангнев и зигот. Во влажной камере образование зигот и спорангиев было разделено во

Шосіайіиш Ьоігуііа

Чернозём

ШІШІШШІШіШіїтЩ

Йїї. почва шшшшшшшшшшшшз

чернозем

КуєогЬувсЬиа Ііеіегоаевша

піщщшщіищ

/' //ру

дерново-под- Г* зол. лочва

бурая

лесная почва

]

І—1-+-*-3 5

ю

споры

15

20

30

сутки

І/////////І мицелий

( лизис иицелия

с

спорообразование : і',*.«.' | по микроциклу

обычное спорообраз

спорангии

зиготы

IV V Ц

ІУ. .У. V

с

с О 1? о I о о о і

ГЧГЧ?

}

Ьоігу^а

Ї.ЬеІегоєвтиа

Рис. в. Ьремя и характер спорообразования у грибов в различных типах почв.

времени - на 3-й сутки образовывались зиготы, а на 7-е происходило образование спорангиев.

Таким образом, изменение характера спорообразования у и.Ъо1гу118 и г.Ьегогс^ашиз может быть связано с недостатком питательных веществ. В почва, где условия для развития грибов менее благоприятны, спорообразование направлено на сохранение вида : это образование устойчивых зигоспор у г.ЬеЪего-цашиз я быстрое спорообразование по микроциклу у и.ЪоЪгуИа . йлияние антропогенных факторов на развитие почвенных грибов

Антропогенные факторы в настоящее время оказывают огромное воздействие на биосферу. Установлено, что почвенные грибы достаточно чувствительны к антропогенным нарушениям (Ыарфеик-на,Мирчмнк,ГЭ86). Однако, механизмы,этих изменений, которые должны определяться изменениями популяций отдельных видов, не изучены. Мы исследовали развитие почвенных грибог, выявленных как устойчивые и чувствительные к определенным антропогенным факторам,

а) Влияние кислых осадков

Лабораторные опыты по влиянию кислых осадков на развитие микроскопических грибов проводили с бурой лесной и дерново-подаолистой почвакио Под влиянием кислых осадков споры всех исследованных видов грибов прорастали несколько раньше, но наблюдались различия по уровню прорастания слор (рис,9.). Так, в обоих типах почв под влиянием кислых осадкоа для И-Ъоъгуиа наблюдается снижение уровня прорастания спор, а для Р.ар1ви1о-вига , наоборот, увеличение. Эти изменения согласуются с изменением комплексов ыикроиицетов при кислом поливе, определенных методом посеги, о :*о?орык наблюдается уменьшение встреч«-

Контроль

- 20 -

ЕУРАЯ ЛЕСНАЯ ПОЧВА

/

г* » ■

/

-У,"

у е

V *

пили грийов

ВИДЫ грибов

ДЗШОВО-ЛОДЗОЖСТАЯ ПОЧВА

Контроль

у І»»/'—

<«

Ї» а

¡У" у.

У

У

16

Гз і

вида грибов

1. иіосіайіияі Ьоїгуїів

2. ЕуєогЬупсІїив Ііеіеговашив З- Авреі-^іНие Пі^ег

4* РвпісіПіит аріпиіовит

Полив рН 2,5

види грибов * - время (сутки)

Рас. 9 , Прорастание спор микроскопических гриЗоз в буроЯ лесной и дерново-нодэ о лист о2 почвах в контроле а при Бездействии кислых осадков.

еыости и обилия ряда темноокрашенных грибов и увеличение Р. аріпиіовит * Аналогичная закономерность наблюдается и в полевых опытах на подзолистой почве (Литовский национальный парк), где прорастание спор и.Ьоггуіів в контроле всегда было значительно вше, чем в варианте с кислым поливом, а для вида ?.врігш-

1ов\щц напротив, наблццалась активация прорастания спор после полива.

Таким образом, кислые осадки активируют прорастание одних спор и снижают прорастание других. При кислом воздействии также удлиняется стадия активно развитого мицелия и наблюдается более раннее спорообразование у видов u.botrjtis и z.betero-gamua . Описанное вше изменения в жизненных циклах грибов могут быть использованы в качестве показателей для определения кислого воздействия на почву.

б) Загрязнение почз свинцом

Известно, что при химическом загрязнении почв тяжелыми металлами может происходить изменение комплексов почвенных микро-мицетов и развитие нескольких, до этого не типичных видов (Map-фенина, 1985).

tiaK устойчивые к загрязнению почв свинцом выделены виды Pénicillium îuniculoauai ïhomji дер erg il lus niger v л îieghera,. как более чувствительный - вид îiortierella ranawiiaiia {Mol 1er) Linnem . Нрорастание спор Ы. rtunaimiana несколько снижалось с увеличением дозы загрязнителя. При внесении спор грибов в дерново-подоолисту» почву с возрастающими дозами свинца для P.iuniculosum и A.niger в условиях загрязнения наблюдалась стимуляция прорастания, особенно при сравнительно низких дозах (1000 и 2000 мкг/кг почвы).

Следовательно, большая частота встречаемости в почвах , подвезенных некоторым типам антропогенных воздействий, устойчивых к этим воздействиям видов грибов может быть связана с лучшим прорастанием их спор по сравнению с остальными видами грибов.

в) слияние иастбик^ой дегрессии

Пастбищное испачьзование - одна из Еирокораспрос транённых форы антропогенного воздействия на биогеоценоза, приводящая часто к изменению свойств эочв и шене растительного покрова. Для почвенньа: грибов показано изменение юс жошлексов при таком воздействии Оаарфенина,Попова,1986).

Ыы сравнили развитие грибов в бурых лесных почвах ненарушенного ценоза (ельник-черничник) и в ряду антропогенно-производных сообществ. Прорастание спор грабов, вцделенных как типичные для разных ценозов, в почвах существенно различалось. Уровень прорастания в ненарушенных почвах под ельником для видов и.ь-пгу-^з и 1ч ер ¿ни! о достигал 100 %, ко снижался в почвах антропогенно-лрсизводных сообществ, где эти виды выделялись хуже. Поборот, споры А.га^ег активно прорастали и давали развитый мицелий в почвах под щавельником (последней стадии антропогенной дегрессии), где этот вид обильно выделялся при посевах. У остальных видов активное развитие мицелия было лучше выражено в почвах под ельником. Спорообразование в опыте отмечено только у ьида и.ьоггуг!в . В различных вариантах оно наступает одновременно, но в почвах щавельника спорообразование происходило преимущественно по микроциклу.

Таким образом, изменение комплексов грибов, в том числе и при антропогенном воздействии, определяется в почвах различиями в их развитии. Для оценки антропогенных воздействий маяно успешно применять показатели развит»я грибов. Причём чётко эти изменения проявляются уже на первой стадии жизненного цикла - при прорастании ссор.

вывода

1. Установлено, что специфическими особенностями развития микроскопических грибов в почвах по сравнению с питательными средами являются: более длительное прохождение стадий низменного цикла, задерхка прорастания спор, более низкий уровень прорастания, менее интенсивное развитие мицелия, его активный лизис и изменённая .структура спорообразования.

2. Установлены различия в развитии микроскопических грибов в зависимости от типа почв; например, вида £ Лк^его^ашиэ типичный для дерново-подзолистой почвы и А.тй£ег для чернозёма лувде в этих почвах в развивались (вьзае уровень прорастания спор, активнее рост мицелия и т.д.).

3. Характер развития отдельных видов грибов в почвах различается. У видов лзрегеИЗддв ВХБЭГ и РегисИИшп ар1пц1овиш имеющих мелкие фиалоспоры, прорастание спор происходит постепенно после выраженного лаг-периода, уровень прорастания и активность развития мицелия невелики и могут'стимулироваться внесением органического вещества. !Дое1а<11ип>тЬгу1;:1а и ¡¿у-йоглуаоЬиз характеризуются быстрым прорастанием спор з почвах, высоким его уровнем, интенсивным развитием мицелия и быстро переходят к спорообразованию.

4. Изученные антропогенные факторы (кислые осадки, загрязнение почз свинцом, пастбищная дегрессия) оказывают на развитие микроскопических грибов дифференцированное дейстзие, подавляя развитие одних {например, уменьшая прорастание спор \J.botry-

) и стимулируя развитие других влдов (резкая активация прорастания спор Р.ер1пи1овиш ).

5. В целях оценки антропогенного воздействия на почвы целесообразно использовать показатель прорастания спор грибов.

Материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Прорастание спор грибов при загрязнении почв свинцом // Изучение грибов в биогеоценозах. Тез. докл. 1У Всесошной конф. Пермь, 12-16 сентября, I960. Свердловск:УрО АН СССР, 1988. C.I36. {в соавторстве).

2. Изменение комплексов почвенных микроскопических грибов при пастбищной дегрессии горных биогеоценозов // Биологические науки, 1988. № 9. С.96-101. (в соавторстве).

3. Специфика популяционных исследований почвенных грибов // Экология популяций. 1'еэ. докл. Всесоюзного совещания 4-6 октября I960. Новосибирск. М.,1988. 4.1. С.185-186. ( с соавторами).

4. Особенности динамики популяций микроскопических грибов ni-i разной влажности почв // Биодинамика почв. Тез. докл. III Всесоюзного симпозиума, 25-27 октября 1988. Таллинн, I98Ö. С.133. (в соавторстве).

5. Прорастание спор микроскопических грибов как показатель антропогенного воздействия на почву // Вестник Моск.ун-та Сер.17. Почвоведение. 1989. № 4. С.64-68. (с соавторами).

5. Развитие микроскопических грибов в дерново-подзолистой почве в зависимости от экологических факторов // Труда К. науч. конф. молодых учёных ф-та почвоведения МГУ. 28-30 ноября 1988, Ы. ,1989. С.72-73. Дед. в ВШйГА 21.07.89. № 48Ö4-B69.

7. Особенности жизненных циклов микроскопических грибов в почве // Тез. докл. 1III Всесоюзного съезда почвоведов. 14-18 августа 1969. Новосибирск,1989, 4,2, С.256. {в соавторстве).

попова гадада влщмировпа особенности развили микроскопических грибов

В ПОЧВАХ (Автореферат)

Подписано к печати 02.02.20 Формат 60x90 I/IGI.7 п.л. Уч.изд.л.^5 Тираж 100 Заказ I3IJMQ6I0 Бесплатно Ротапринт ГйАСЖНГУЗ-ЗИЛ),109200,Москва,Автозаводская,К