ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ОЛИГОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СЕЛЕНГИНСКОГО СРЕДНЕГОРЬЯ

Аннотация: Проведено исследование численности олиготрофных бактерий (олигонитрофилов, олигокарбофилов) в каштановых почвах Селенгинского Среднегорья в различные сезоны года. Отмечено достаточно широкое распространение данных группы бактерий по всему почвенному профилю.

Ключевые слова: олиготрофы, олигонитрофилы, олигокарбофилы, каштановые почвы.

Введение. Несмотря на общепризнанную исключительную роль микроорганизмов в почвенных процессах и для биосферы в целом, почвенная микрофлора исследована в недостаточной степени. Особенно это касается олиготрофных микроорганизмов. Интерес к данной группе обусловлен тем, что они завершают процесс минерализации органических веществ растительных остатков, участвуют в деструкции трудноразлагаемых гуминовых соединений почв и от того насколько они эффективно работают, зависит биологический цикл минеральных веществ и определяется специфика почвообразовательного процесса.

В литературе представлен ряд работ, посвященных изучению олиготрофных микроорганизмов в различных типах почв . Однако практически нет работ, посвященных исследованию данной группы микроорганизмов в почвах Забайкалья. Имеются лишь эпизодические данные об олиготрофных микроорганизмах в работе некоторых исследователей .

Основной целью наших исследований было изучение сезонной динамики численности олиготрофных бактерий в каштановых почвах Селенгинского Среднегорья.

Материал и методика. Материалом для исследования послужили образцы каштановых почв, взятые согласно генетическим горизонтам. Отбор проб проводили в 2015г. на стационарных площадках Селенгинского Среднегорья. Две площадки (№1, №2) были заложены в Тугнуйской котловине Мухоршибирского района в отрогах хребта Барского (51008/977//–51011/254// N,107024/423//–107034/768// E; высота над уровнем моря 613-698 м), площадки №3 и №4 – в предгорьях хребта Хамар-Дабан в Иволгинском районе (51034/849//–51037/033// N, 107003/939//–107007/701//E; высота над уровнем моря 637-686 м).

Классификацию почв проводили согласно рекомендуемой в географии и картографии почв классификации .

Для определения численности олиготрофных бактерий в почвенных образцах использовали почвенный агар: к 1 л почвенного экстракта прибавляли 20 г агара . Инкубировали в течение 7 при температуре 30 0C.

Для культивирования олигонитрофилов использовали среду Эшби, следующего состава (г/л): сахароза – 20; K2SO4  – 0,1; K2HPO4 – 0,2; MgSO4*7H2O – 0,2; CaCO3 – 5; агар – 20; 1 мл раствора микроэлементов по Фёдорову . Время инкубации 7 дней при температуре 30 0C.

Олигакарбофилы выращивали на водном агаре по Эрскову (голодном агаре): в 1 литре воды растворяли 20г агара . Инкубировали в течение недели при температуре 30 0C.

Чистые культуры олиготрофных бактерий выделяли методом истощающего штриха. Изучение морфологии выделенных культур проводили с помощью микроскопа Axiostar plus Zeiss с увеличением в 1000 раз.

Результаты и их обсуждения. Характеристика растительного покрова и почв исследуемых участков представлена в ранее опубликованных работах .

Микробиологические исследования каштановых почв включали изучение динамики численности и выделение чистых культур олиготрофных бактерий.

В ходе исследовании отмечено равномерное распространение олиготрофных бактерий по всему почвенному профилю исследуемых каштановых почв. Численность их варьировала от 104 до 107 Кое/г (табл. 1). Обнаружение данной группы бактерий в более низких слоях почвенного профиля, бедных органическими веществами свидетельствует об их способности развиваться в условиях низкой концентрации доступных компонентов питания.

Особый интерес среди олиготрофных микроорганизмов играют олигонитрофильные бактерии, способные расти в условиях незначительного количества доступного азота в почвенном растворе и при необходимости фиксировать атмосферный азот, который в последующем они используют в своем питании.

Численность олигонитрофильных бактерий сходна с численностью сапрофитов  и составила 104 – 107 Кое/г. Видимо это обусловлено низкими запасами надземной фитомассы растительных сообществ, произрастающих на исследуемых почвах.

Как отмечает в своей работе Мальцева  в развитии олигонитрофильных бактерий среди экологических факторов решающую роль играют высшие растения.

Согласно исследованиям Мишустина Е.Н. , в паровавшей около 50 лет дерново-подзолистой почве олигонитрофильных бактерий было столько же, сколько бактерий выросших на МПА. В почве, занятой бессменной рожью, численность олигонитрофильной группировки существенно превышала число бактерий, учитываемых на МПА.

Другая часть олиготрофных бактерий – олигокарбофилы, играют важную роль в преобразовании органического вещества почвы, благодаря высокой окислительно-восстановительной ферментативной активности. Количество олигокарбофилов колебалось от 105 до 107 Кое/г.

Существенной особенностью олиготрофных бактерий исследуемых почв является ее относительная стабильность и устойчивость к изменению почвенно-климатических условий, о чем свидетельствуют полученные результаты динамики их численности. Отмечены незначительные колебания содержания олиготрофных бактерий в разные сезоны года, что позволяет заключить, что по экологической стратегии данная группа относятся к К-стратегам. Они представляют собой устойчивые равновесные популяции, способные сохранять достаточный уровень популяционной плотности в исследуемых каштановых почвах, испытывающих постоянный дефицит влаги и резкие колебания температуры.

В результате микробиологических исследований было выделено в чистую культуру 5 доминантных штаммов (3 культуры олигонитрофильных и 2 культуры олигокарбофильных бактерий), выделенных на среде Эшби и голодном агаре. Описаны их культуральные и морфологические свойства.

Выделенные культуры представлены не пигментированными точечными колониями преимущественно округлой формы, с выпуклым или плоским профилем, шероховатой или гладкой поверхностью, зубчатым, волнистым или ровным краем.