Вплив функціональної діяльності ссавців на ґрунтову мікрофлору лісових біогеоценозів в умовах забруднення ґрунту кадмієм

УДК 599:504.53.062.4

О. Є. Пахомов, Л. В. Грачова

Дніпропетровський національний університет, м. Дніпропетровськ, Україна

У теперішній час здійснюється інтенсивне вивчення функціональної ролі ссавців в утворенні системи механізмів ґрунтового гомеостазу. Ці дослідження важливі для розробки ефективних мір з охорони та відновлення ґрунтів, загальної оптимізації навколишнього середовища в регіонах із посиленою техногенною трансформацією екосистем.

Функціональна діяльність ссавців виступає могутнім екологічним фактором у формуванні й перетворенні одного з компонентів біогеоценозу – едафотопу, що відіграє величезну роль у всіх процесах біологічного кругообігу. Риюча та екскреторна діяльність ссавців оптимізує фізико-хімічні властивості ґрунту, підвищує його біологічну активність. Це  створює сприятливі умови для існування й виживання ґрунтової біоти, особливо в разі техногенного забруднення середовища, особливо, при забрудненні ґрунту важкими металами.

Ґрунтова мікрофлора відіграє важливу роль як у ґрунтоутворювальному процесі так і у формуванні продуктивності екосистеми. Саме мікробоценоз спрямовує основний характер деструкції органічних сполук, завершення процесу мінералізації, формування біологічної активності ґрунту. Редуцентна функція мікроорганізмів визначає інтенсивність кругообігу речовин і, в значній мірі, рівень біогеоценотичних процесів.

Забруднення ґрунтів важкими металами є одним із розповсюджених наслідків негативного антропогенного впливу на навколишнє середовище, який, безумовно, впливає на всі живі компоненти біогеоценозу, у тому числі і на ґрунтові мікроорганізми.

В умовах техногенного забруднення едафотопу важкими металами риюча та екскреторна діяльність ссавців забезпечує значне відновлення функцій ґрунтоутворювачів та оптимізацію всього біогеоценозу.

Для експериментального вивчення впливу функціональної діяльності ссавців на чисельність і просторову структуру мікробоценозів в умовах забруднення ґрунту кадмієм були закладені експериментальні площадки в природній заплавній липово-ясеневій діброві. Експериментальні площадки включали ділянки, на які були внесені свіжі екскреції лося з розрахунку 90 г/м² та ділянки з пориями мишоподібних гризунів. Аналогічні ділянки були штучно забруднені кадмієм. Для визначення ступеня впливу ссавців на ґрунтову мікрофлору, в умовах забруднення кадмієм, застосовували порівняльний метод: відбір проб проводили одночасно на експериментальних і контрольній ділянці, обраній в ідентичних ґрунтово-рослинних умовах. Підрахунок чисельності й облік окремих груп мікроорганізмів проводили методом поверхневого посіву на тверді живильні середовища. Для одержання якісної характеристики мікрофлори й виявлення мікробних пейзажів експериментальних і контрольних ділянок були використані стекла обростання Холодного в модифікації А. В. Рибалкиної й Е. В. Кононенко.

Забруднення ґрунту кадмієм пригнічує розвиток мікрофлори ґрунту. Через місяць впливу кадмію в умовах експерименту загальна кількість мікрофлори знижується на 35,6 %, а через 3 місяці – на 37,6 %. Кількість сапрофітних бактерій знижується на 16,1 % через 1 місяць і на 13 % через 3 місяці, олігонітрофілів – на 23,8 % і 41,0 %, оліготрофів – на 33,2 % і 30,7 %, актиноміцетів – на 30,2 % і 56,3 % відповідно.

Аналіз мікробних пейзажів ділянок, забруднених кадмієм, показав, що домінуюе положення в даних мікробоценозах займають бактерії. Бактерії, овальної форми й у формі паличок, організовані у великі мікроколонії й скупчення клітин. Ці утворення відрізнялися значними розмірами. Деякі мікроколонії навіть не містилися в полі зору мікроскопа. Бактеріальні обростання на грибних гіфах також складалися з дуже великої кількості кліток. У зв’язку з цим, часто можна було бачити явище лізису грибних гіф бактеріями. Дуже часто зустрічаються бацили, у вигляді довгих ланцюжків, і нитковидні бактерії. Гриби зустрічаються рідко і представлені тонкими гіфами. Зрідка зустрічаються гіфи зі спороношенням.

Діяльність ґрунториїв на ділянках забруднених кадмієм знижує втрати мікрофлори, а також у значній мірі відновлює її. Через місяць впливу пориїв загальна кількість мікрофлори в забрудненому ґрунті в зрівнянні з контролем (не забрудненні ділянки) відновлюється до 90,9 %. У порівнянні із забрудненим ґрунтом без пориїв, у місцях пориїв загальна кількість мікрофлори складає 141,5 %. В інших групах ступінь відновлення складає 63,9–91,9 %.

Здійснення ссавцями екскреторної діяльності в місцях забруднення ґрунту справляє позитивний вплив на відновлення редуцентного блоку системи. Загальна кількість мікроорганізмів збільшується на 41,8 % на протязі 1 місяця і на 33,2 % на протязі 3 місяців. Кількість сапрофітних бактерій збільшується на 23,6 % і 71,9 %, олігонітрофілів – на 17,6 % і 22,6 %, оліготрофів – на 24,3 % і 13,4 %, актиноміцетів – на 20,7 % і 73,5 % відповідно.

Аналіз мікробних пейзажів ґрунту ділянок забруднених кадмієм, на які були внесені екскреції лося, показав, що основна їхня відмінність від мікробних пейзажів ділянок забруднених кадмієм складається в значному збільшенні кількості грибних гіф. Це відбувається за рахунок появи молодих великих гіф без перегородок. Також збільшується частота гіф із спороношенням. Досить численні актиноміцети. Бактеріальна флора відрізняється появою більшої кількості довгих ланцюжків спороносних бактерій, зменшенням розмірів мікро­колоній і скупчень клітин. Частіше зустрічаються одиничні клітини і неспорові палички.

Функціональна діяльність ссавців на ділянках, забруднених кадмієм, позитивно позначається на чисельності мікроорганізмів. Пряме спостереження мікроорганізмів у їхньому середовищі існування показало, що досліджуваний ґрунт багатий мікроорганізмами. Порівнюючи розглянуті мікробні пейзажі контрольної й експериментальних ділянок, неважко помітити, що вплив на ґрунт шляхом внесення додаткових органічних і неорганічних речовин, викликає зміни мікробного ценозу, що свідчить про його лабільність.

Таким чином, функціональна діяльність ссавців є важливим природним екологічним фактором, що сприяє відновленню й розвитку мікрофлори в умовах забруднення ґрунту кадмієм.

---

Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 236-237.