Изучение численности отдельных физиологических групп почвенных микроорганизмов в зависимости от антропогенной нагрузки

Бактерии данной физиологической группы при окислении различных органических соединений (углеводов, органических кислот, спиртов, гумусовых соединений почвы и др.) осуществляют восстановление Fe(III) до Fe(II). Железоредукция может носить ассимиляционный и диссимиляционный характер. В первом случае восстановление железа является результатом взаимодействия Fe(III) с восстановленными продуктами ме

таболизма, во втором – процессом, который дает энергию для процессов жизнедеятельности [3].

Сульфатвосстанавливающие бактерии

Микроорганизмы восстанавливают сульфат для двух целей. Во-первых, подобно большинству растений, многие бактерии способны извлекать из данного процесса серу для синтеза серосодержащих клеточных компонентов (ассимиляционная сульфатредукция). Во-вторых, прокариоты способны осуществлять диссимиляционную сульфатредукцию (или сульфатное дыхание), при этом сульфат в анаэробных условиях служит конечным акцептором электронов при окислении различных органических веществ (сахаров, спиртов, органических кислот, аминокислот и пр.), в результате образуется токсичный H2S.

Маслянокислые бактерии

Возбудители маслянокислого брожения – строгие анаэробы, широко распространены в почве (как правило, содержатся в 90 % почвенных образцов), навозе, загрязненных водоемах, в разлагающихся растительных остатках, молоке, на поверхности растений. В процессе масляннокислого брожения углеводы сбраживаются бактериями до масляной кислоты, могут образовываться также уксусная кислота, бутиловый спирт и ацетон.

1.3 Значение микроорганизмов почвы

Благодаря жизнедеятельности почвенных микробов, большинство которых являются редуцентами, происходит разложение и минерализация животного и растительного опада с образованием гумусовых веществ, процесс самоочищения почвы от ксенобиотиков, попадающих в нее в результате хозяйственной деятельности человека (пестициды, нефтепродукты, нитроароматические вещества, пластмассы, полиэтилен и т.д.). С помощью микроорганизмов почвы осуществляется биологический круговорот многих минеральных элементов (углерод, кислород, сера, азот, фосфор, железо и марганец).

Микробы поддерживают на определенном уровне состав азота в почве. Из-за неравномерных потерь (вымывание водой, улетучивание в атмосферу) содержание азота в почве сильно уменьшилось бы, если бы микробы постоянно не возвращали молекулярный атмосферный азот в почву в результате процесса азотфиксации.

Микроорганизмы участвуют также в изменениях структуры и химического состава органической фракции почвы. Так, все процессы образования новых веществ и биологической минерализации идут благодаря длинной цепи последовательных и тесно переплетающимися между собой реакций, осуществляемых микроорганизмами. При этом минеральные элементы могут переходить из окисленного состояния в восстановленное, и обратно. Часть веществ вовлекается в состав резервных веществ почвы – гумусовых кислот.

Обычно биологические реакции обратимы. Как правило, они образуют цепи повторяющихся биологических процессов. Соотношения между разными физиологическими группами микроорганизмов в разных типах почв и в зависимости от антропогенной нагрузки неодинаковы и могут быстро изменяться под действием тех или иных факторов, что может служить диагностикой состояния почвы. В результате антропогенной нагрузки на почвы в связи с их хозяйственным использованием меняются условия обитания микроорганизмов, а, следовательно, изменяется соотношение основных физиологических групп микроорганизмов [7].

2. Материалы и методы эмпирического исследования

2.1 Объект исследования

Объектом исследования служили 6 почвенных образцов с различной антропогенной нагрузкой, 3 из которых относятся к серой лесной легкосуглинистой почве (Брянская обл.):

1) S101 – целина, растительность: клевер и злаки (контроль);

2) S102 – залежь, растительность: люпин (слабая антропогенная нагрузка;

3) S103 – интенсивное земледелие, кукуруза (значительная антропогенная нагрузка), и 3 образца чернозема выщелоченного (Тамбовская область);

4) S42 – целина, растительность: клевер и злаки (контроль);

5) S44 – залежь, разнотравье(слабая антропогенная нагрузка);

6) S41 - интенсивное земледелие, пшеница (значительная антропогенная нагрузка).

Некоторые физико-химические параметры исследуемы почвенных образцов показаны в табл. 1.

Таблица 1.

Некоторые физико-химические параметры почвенных образцов

2.2 Количественный учет

2.2.1 Определение количества клеток высевом на плотные питательные (метод Коха)

Этот метод позволяет на основании числа колоний, выросших после посева на плотную питательную среду определенного объема исследуемой суспензии, судить об исходном содержании в ней клеток микроорганизмов [13]. Определение числа клеток микроорганизмов включает три этапа.

1. Приготовление разведений. Численность популяции микроорганизмов обычно велика, поэтому для получения изолированных колоний необходимо приготовить ряд последовательных разведений. В начале было приготовлено разведение в 100 раз (10-2), для этого подвешивали 1 г почвы на часовом стекле и переносили в колбу со 100 мл 0,85% NaCl и гомогенизировали (гомогенизатор Gomogenizer type – 302, Польша) 5 мин при 400 об/мин. Затем из гомогенизированного раствора отбирали 1 мл жидкости и переносили в пробирку с 9 мл стерильного 0,85% NaCl, это разведение уже в 1000 раз (10-3). Таким же образом были приготовлены и последующие разведения до 10-10.

 Скачать реферат