УДК 631.466.1:582.28
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО МИКОКОМПЛЕКСА ПОД БОБОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ
Ю. Н. Куркина, доцент,
iu.kurkina@yandex.ru,
Нгуен Тхи Лан Хыонг, аспирант,
lanhuong_9586@mail.ru,
ФГАОУ ВПО НИУ Белгородский
государственный университет
Почвенная микобиота бобов кормовых (Viciafaba L.), донника белого (Melilotus albus Medik) и клевера лугового (Trifolium pratense L) включает 10 видов микромицетовиз 5 родов, с преобладанием по численности представителей рода Tricho-derma, а по видовому разнообразию — Aspergillus (5 видов). Изучение общей численности грибов по числу колониеобразующих единиц, частоты встречаемости и обилия видов, позволил выявить специфичность состава основных групп микромицетов у изученных видов растений. Наибольшим сходством обладали микокомплексы бобов с донником (степень сходства Kj составила 0,63) и клевером (Kj = 0,60). В почвенном комплексе микромицетов изученных бобовых преобладают деструкторы уг-леводо-содержащих субстратов (88 % под клевером, 78 % под бобом и 76 % под донником).
The soil mycobiota of Vicia faba, Melilotus albus and Trifolium pratense includes 10 species of myco-mycetes from 5 genera, with the prevalence in number by the representatives of the genus Trichoderma, and with the prevalence in species diversity by Aspergillus (5 species). The research of the total number of fungi, based on colony-forming units, frequency of occurrence and abundance of species, allowed to reveal a specificity of the composition of major complexes of micromycetes in the studied plant species. Micro-mycetes complexes of Vicia faba with Melilotus albus (Kj = 0,63) and Trifolium pratense (Kj = 0,60) had the greatest similarity. Micromycetes that decompose carbohydrates dominated in the soil micromycetes complexes of the studied leguminous plant species (88 % soil micromycetes group of Trifolium pratense, 78 % of Vicia faba and 76 % of Melilotus albus).
Ключевые слова: мицелиальные грибы, почвенные микромицеты, бобы кормовые, донник белый, клевер луговой.
Keywords: filamentous fungi, soil micromycetes, Vicia faba L., Melilotus albus Medik, Trifolium pratense L.
Введение. В настоящее время актуальной проблемой является загрязнение почв, в частности, токсигенными и фитопатогенными микроскопическими грибами — микро-мицетами. Почвенные грибы по своему значению представляют собой универсальную группу организмов, так как выполняют важную роль в разложении компонентов отмирающей растительной массы и самоочищении почвы. В результате возрастания техногенных нагрузок, интенсивность естественных процессов самоочищения почв снижается. Это может создать условия для активации в ней патогенных микроорганизмов [1, 2].
Накопление в агроценозах вредных грибов представляет опасность для практики растениеводства, вызывая потери урожая и загрязнение его микотоксинами. Тот факт, что около 90 % всех болезней растений — это микозы (болезни, вызываемые грибами) свидетельствует о необходимости санитарно-гигиенического микологического мониторинга почвы [3—5].
Повышение плодородия почвы, введение рациональных севооборотов в рамках современных моделей биологического земледелия трудно осуществить без широкого использования бобовых культур, являющихся не только богатым источником растительного пищевого и кормового белка, но и одним из лучших предшественников, обогащающих почву азотом.
Общеизвестно, что каждая культура оказывает воздействие на накопление определенных видов микромице-тов и на скорость процессов минерализации органических веществ в почве. Поэтому под одними культурами преобладают процессы разложения азотсодержащих веществ, под другими — углеводов. Установлено, что процесс прижизненной корневой экссудации растениями способствует изменению численности и состава почвенных микроми-цетов и накоплению токсигенных видов грибов [6].
Познание экологических особенностей отдельных компонентов агробиоценозов является актуальной задачей, так как от деятельности почвенных микромицетов в значительной мере зависит урожай возделываемых и последующих культур. Следовательно, в поиске путей сохранения и повышения плодородия почвы необходимо изучение ее микоценозов. Поэтому целью нашего исследования было изучение структуры почвенного комплекса микроми-цетов под некоторыми бобовыми растениями.
Материалы и методы. Исследовали почвенные образцы, собранные в 2012—2013 гг. с соблюдением общепринятых требований [7] на территории Белгородской области.
Trichoderma viride Trichoderma koningii Rhizopus stolonifer Mucor circinelloides Cunninghamella elegans Aspergillus versicolor Aspergillus terreus Aspergillus sydowii Aspergillus nidulans Aspergillus flavipes
Пространственная частота встречаемости и обилие видов микромицетов почвенных
комплексов бобовых
В фазу бутонизации и начала цветения корневая экссудация растений наибольшая [б], поэтому именно в это время проводили отбор почвенных проб. Так как бобы кормовые (Vicia faba L.), донник белый (Melilotus albus Medik) и клевер луговой (Trifolium pratense L.) — это растения разных жизненных форм, то почвенные образцы отбирали из-под растений 1-го и 2-го года вегетации.
Для выделения почвенных грибов применяли метод почвенных разведений Ваксмана с последующим глубинным посевом в плотные питательные среды l мл суспензии, разведенной в 1O, 1OO и 1OOO раз [В]. Для определения грибов с сахаролитической и пептонолитичес-кой активностью использовали питательные среды с легкодоступными сахарами (среда Чапека) и пептоном (среда Сабуро) [9]. Посевы инкубировали 14 суток в термостате при 2З °С. Количественный учет колоний микромицетов проводили на З—14-е сутки. Таксономическую принадлежность определяли по совокупности культурально-морфологических признаков с использованием соответствующих руководств. Для изучения микроморфологии выделенных грибов использовали световой микроскоп Мик-ромед-2 и видеоокуляр DCM 51O SCOPE.
Характеристику структуры почвенных комплексов микромицетов в различных элементах экосистем проводили на основе общепринятых экологических показателей обилия и частоты встречаемости видов. C учетом величин пространственной и временной встреча-
емости видов в почвенных комплексах выявили типичные виды и дифференцировали их на доминантные (пространственная и временная встречаемость более 60 %), частые (пространственная и временная встречаемость более 30 %) и редкие (пространственная встречаемость менее 30 %, а временная — более 30 %). Случайными видами считали виды с пространственной и временной встречаемостью менее 30 %. Для определения сходства почвенных комплексов микромицетов рассчитывали коэффициент Жаккара [7].
Результаты и обсуждение. Биоразнообразие почвенной микобиоты сравниваемых бобовых растений невелико и описывается 10 видами из 5 родов, причем характерно преобладание по численности представителей рода Trichoderma, а по видовому разнообразию — Aspergillus (см. рисунок).
Кроме того, отмечена видоспецифичность почвенных микокомплексов. Так, для выделенной почвенной микобиоты кормовых бобов наиболее частыми являются представители видов Rhizopus stolonifer (Ehrenb.: Fr.) Lind var. stolonifer (41,2 %), Trichoderma viride Person ex Fries (31 %) и T. koningii Oudem (61 %). Тогда как в почвенном комплексе белого донника с большей частотой представлены грибы видов Cunninghamella elegans Lendn. (78,3 %), Aspergillus sydowii (Bainer et Sartory) Thom et Church (52,2 %) и T. viride (43,5 %), а в микокомплексе лугового клевера — виды C. elegans (67,1 %), T. koningii (66 %) и
T. viride (35,7 %). Обращает внимание, что под донником не обнаружены виды T. koningii и Rh. stolonifer.
Доля грибов (рассчитанная по числу КОЕ на 1 г почвы) рода Aspergillus в почвенном комплексе микромицетов под бобами составляет 4 %, под клевером — 6 %, а под донником — 42 %.
Анализируя значения обилия видов микромицетов в почвенных образцах позволил обнаружить, что под бобовыми растениями наиболее обильны виды рода Trichoderma, кроме того Rh. stolonifer под бобами, Aspergillus terreus Thom, A. sydowii и Cunninghamella elegans под донником, Aspergillus versicolor (Vuillemin) Tiraboschi и C. elegans под клевером.
В таблице представлена группировка видов микромицетов по их значимости с учетом их пространственной и временной частоты встречаемости.
Из анализа данных таблицы следует, что грибы T. koningii являются доминирующими в почвенных комплексах бобов и клевера, тогда как T. viride является частым видом. Также доминирующим видом в почвенных мико-комплексах под клевером и донником является гриб C. elegans, который под бобами встречаются лишь в ранге случайного. Частый под бобами и клевером вид грибов Rh. stolonifer не
Таблица
Значимость видов микромицетов в почвенных комплексах некоторых бобовых растений
Значимость вида
Виды микромицетов бобы
донник клевер
кормовые белый луговой
Aspergillus flavipes _ _ случай-
(Bainer et Sartory) ный
Thom et Church
Aspergillus nidulans случай- _ _
(Eidam) Winters ный
Aspergillus sydowii случай- частный _
(Bainer et Sartory) ный
Thom et Church
Aspergillus terreus Thom случайный редкий случайный
Aspergillus versicolor редкий случай- редкий
(Vuillemin) Tiraboschi ный
Cunninghamella elegans случай- домини- домини-
Lendn. ный рующий рующий
Mucor circinelloides _ _ случай-
van Tieghem ный
Rhizopus stolonifer частый _ редкий
(Ehrenb.: Fr.) Lind
Trichoderma koningii домини- _ домини-
Oudem рующий рующий
Trichoderma viride частный частный частный
Person ex Fries
обнаружен под донником. Представители рода Aspergillus, за исключением A. sydowii в донниковом почвенном микокомплексе, это случайные или редкие виды.
Таким образом, для комплекса почвенных микромицетов исследуемых бобовых определено по 4 типичных вида, что составляет 50 % видового разнообразия микобиоты для бобов и клевера и 80 % для донника.
Значения коэффициентов Жаккара свидетельствуют, что наиболее сходными микоком-плексами являются пары бобы кормовые — донник белый (Kj = 0,63) и бобы кормовые — клевер луговой (Kj = 0,60), менее сходны структуры поч
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.