Мікробоценоз ґрунтів лісових біогеоценозів Присамар’я
УДК 579.64:631.46
МІКРОБОЦЕНОЗ ҐРУНТІВ
ЛІСОВИХ БІОГЕОЦЕНОЗІВ ПРИСАМАР’Я
А. Ф. Кулік
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна
MICROBIOCENOSIS IN SOILS OF FOREST BIOGEOCENOSES
OF THE SAMARA RIVER CATCHMENT
А. F. Kulik
Oles’ Honchar Dnipropetrovs’k National University, Dnіpropetrovs’k, Ukraine
Мікробоценоз – найважливіший функціональний компонент, що зумовлює редукційний процес, утворення гумусу, інтенсифікацію ферментативної активності, ґрунтове дихання, сприяє збільшенню кількісного складу амінокислот. Лісові ґрунти, на відміну від степових, утворилися в процесі тривалої взаємодії з лісовою рослинністю, наземні залишки якої не зникають, а залишаються у вигляді лісового опаду. Цим обґрунтовується те, що питанню мінералізації лісового опаду, процесам утворення гумусу в нинішній час приділяється велика увага. В лісових екосистемах, де вертикальна ярусність організації мікробних ценозів досліджена найбільш детально, центром основної діяльності мікроорганізмів по переробці рослинного опаду є лісова підстилка і примикаючий до неї гумусований ґрунтовий горизонт. У цих шарах зосереджені всі групи ґрунтових мікроорганізмів, що найтіснішим чином пов’язані в єдині детритні трофічні ланцюги.
Роль мікроорганізмів у лісовому біогеоценозі багатогранна. При розкладі лісової підстилки спостерігається поступова зміна мікрофлори. Спочатку найбільшу активність розвивають неспороутворюючі бактерії, що швидко розмножуються, і гриби. Домінантна роль спороутворюючих бактерій і актиноміцетів проявляється на пізнішій стадії розпаду, вони володіють потужнішим ферментативним апаратом і здатні до засвоєння більш тривких органічних сполук. Група спороносних бактерій пов’язана з перетворенням органічної речовини ґрунту, включає окремих представників, що відрізняються між собою фізіологічними, біохімічними та іншими властивостями, якими значною мірою визначаються їх екологічні особливості. Актиноміцети оселяються на напівзгнилих залишках після того, як бактерії та гриби знищують всі легкозасвоювані речовини.
Досліджувались ґрунти липово-ясеневої пристінної діброви, різнотравно-кострицево-ковилового степу, штучні насадження білої акації, дуба звичайного. Вміст мікроорганізмів у ґрунтах і підстилці визначали методом висіву на поживні середовища, прямим підрахунком під мікроскопом і на пластинах обростання (Сэги, 1983).
Біогенність ґрунтів під лісом знаходиться в залежності від умов лісозростання. У сухуватому бору відзначено найнижчий вміст бактерій, актиноміцетів і грибів. Значно більше їх було виявлено у ґрунтах липово-ясеневої пристінної діброви та вязово-липової заплавної діброви. Ґрунт степової цілини (чорнозем звичайний) у декілька разів більше населений бактеріями, ніж ґрунт лісових біогеоценозів.
Ґрунти лісонасаджень із сухою градацією зволоження багаті на мікрофлору. Сапрофітних бактерій і актиноміцетів більше ніж у ґрунтах цілинного степу у 55 і 10 разів відповідно. У ґрунтах моніторингових лісових біогеоценозів Присамар’я відзначене збільшення чисельності мікроорганізмів у лігвищах крота та інших ґрунториїв. Особливо різко зростає кількість оліготрофів, актиноміцетів, олігонітрофілів і гетеротрофів.
Відмінності якісного складу мікроорганізмів у ґрунтах лісових культур і лісовій галявині відзначені на вилуженому чорноземному ґрунті. Окультурення посилює активність мікробіологічних процесів. За наявності вологи високою біологічною активністю володіє і грунт цілинного степу. Під лісовими трав’янистими фітоценозами мікрофлора ґрунтів поступово набуває специфічних рис. У лісовому ґрунті сильно зменшилося число флюоресцуючих бактерій, не виявлений азотобактер, зросло число неспороутворюючих пігментних форм бактерій. У складі грибів з’явилися нові форми Stysanus, відсутні в окультуреному ґрунті, різко скоротилася кількість Aspergillus.
Екологічна стійкість едафотопу зумовлена множинністю абіотичних і біотичних факторів. Загальними проявами екологічної стійкості системи є складність біогеоценотичної структури та неоднорідність ґрунтового та рослинного покриву.
Саме ці обставини утворюють системи, блоки, підсистеми, що самоорганізуються, саморегулюються, здатні протистояти жорсткому впливу антропогенних факторів.
Цю неоднорідність формують усі компоненти біогеоценозів. Стабілізацію ґрунтових процесів забезпечує множинність видів мікробіоти в усіх функціональних проявах, головна з яких – трансформація органічної речовини.
У результаті досліджень вмісту мікрофлори у ґрунтах степової цілини, липово-ясеневої пристінної діброви, прируслового валу, липово-ясеневої заплавної діброви встановлено, що найбільший вміст бактерій (середовище МПА, Чапека, Ешбі), актиноміцетів (середовище Чапека), грибів (сусло-агар) виявлене у підстилці липово-ясеневих пристінних і заплавних дібров Присамар’я. Біомаса мікроорганізмів у ґрунті складає значну величину, хоча підрахунки її, зроблені різними дослідниками (1000–8000 кг/га в різноманітних ґрунтах, або 0,03–0,28 % від маси ґрунту). Біомаса в живій фазі складає для грибів – 1000–1500 кг/га, актиноміцетів – до 700 кг/га, найпростіших – 100–300 кг/га. Біомаса грибів, актиноміцетів і найпростіших складає 5–10 % біомаси бактерій.
У ґрунтах цих же лісових біогеоценозів виділені наступні фізіологічні групи мікроорганізмів: амоніфікатори, які здійснюють процес розпаду органічних азотистих речовин з утворенням аміаку; гетеротрофи – мікроорганізми, що використовують для живлення органічні речовини; оліготрофи та олігонітрофіли – мікроорганізми, функції яких зводяться до розкладання залишкових органічних сполук, що накопичуються у ґрунті при діяльності зоогенної і автохтонної мікрофлори.
У підстилці насаджень напівосвітленої структури кількість мікроорганізмів значно вища, ніж у тіньовій структурі лісу (дубові насадження): сапрофітних бактерій – у 6 разів, актиноміцетів – у 2 рази, грибів – майже у 2 рази. Розподіл мікроорганізмів у ґрунті характерний: у насадженнях дуба звичайного (тіньова структура) превалюють сапрофітні бактерії. Актиноміцетів і грибів значно більше в насадженнях білої акації (напівосвітлена структура).
Таким чином дослідження сезонної динаміки мікробоценозів ґрунтів природних і штучних лісових і степових біогеоценозів дозволяють виявити відмінність у складі мікроорганізмів, їх організації, залежності від погодних умов, типів ґрунту тощо.
Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 18-20.