научная статья по теме МИКРОМИЦЕТЫ ПОДЗОЛИСТЫХ И БОЛОТНО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ В ПОДЗОНЕ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «МИКРОМИЦЕТЫ ПОДЗОЛИСТЫХ И БОЛОТНО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ В ПОДЗОНЕ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 10, с. 1228-1234

УДК 631.466.1:631.445.2(1-924.82)

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

МИКРОМИЦЕТЫ ПОДЗОЛИСТЫХ И БОЛОТНО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ В ПОДЗОНЕ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ

ЧАСТИ РОССИИ*

© 2014 г. Ф. М. Хабибуллина1, Е. Г. Кузнецова1, И. З. Васенева2

1 Институт биологии Коми НЦУрО РАН, 167610, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

e-mail: fluza@ib.komisc.ru 2 Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы

e-mail: zaitun2003@mail.ru Поступила в редакцию 11.03.2013 г.

Изучены качественные характеристики микобиоты и ее количественные показатели в подзолистых и болотно-подзолистых почвах в подзоне средней тайги (Республика Коми). Установлено, что в комплекс микромицетов входят 73 вида, принадлежащих к 18 родам из отделов Zygomycota, Ascomy-cota и формального класса анаморфных грибов. Для него характерны следующие особенности: многочисленность форм стерильного мицелия; преобладание Pénicillium по видовому разнообразию (25 видов); постоянное присутствие видов из рода Mucor и Trichoderma; единичная встречаемость представителей Aspergillus. При нарастании увлажнения в ряду почв: подзолистая, подзолистая по-верхностно-глееватая, торфянисто-подзолисто-глееватая, торфяно-подзолисто-глеевая — доминантные формы почвенных грибов сохраняются, но происходит обеднение видовой структуры комплексов микромицетов за счет выпадения числа редких видов. Исследования микробной биомассы в подзолистых и болотно-подзолистых почвах свидетельствуют об абсолютном доминировании в ней грибов. На их долю приходится более 99% общей биомассы, из которых 1—6% составляет биомасса спор, а более 94% — мицелия. Запасы бактериальной биомассы в этих почвах на два порядка меньше, чем грибов.

Ключевые слова: грибы, биомасса, споры, Zygomycota, Ascomycota. DOI: 10.7868/S0032180X14100049

ВВЕДЕНИЕ

Грибы как компоненты гетеротрофного блока осуществляют в экосистемах функции редуцентов органического вещества, которые наиболее полно и разнообразно проявляются в почве [2, 9, 19]. Почвенные грибы обладают рядом адаптивных особенностей, позволяющих им успешно осуществлять деструкцию органического вещества, к числу основных относятся: мощный и разнообразный ферментативный аппарат, участвующий в снятии фенольного "барьера" труднораз-лагаемых компонентов опада [2, 19]; высокая радиальная скорость роста, позволяющая осуществлять как локальное, так и пространственное заселение органических субстратов [20]; способность утилизировать трудноминерализуемые вещества и при низких температурах, вплоть до отрицательных. Перечисленные характеристики весьма актуальны для почв Севера, они делают

* Работа выполнена при финансовой поддержке программ Уральского отделения РАН (проект программы инициативных фундаментальных исследований 12-У-4-1005).

грибы крайне важными, а в ряде случаев — основными деструкторами растительного опада в почвах [6, 9].

Значительную часть территории Республики Коми занимают подзолистые и болотно-подзоли-стые почвы [3]. Они характеризуются слабой обеспеченностью питательными веществами, высоким содержанием в опаде трудноразлагаемых органических соединений, высокой кислотностью. Работы, посвященные изучению микро-биоты этих почв, единичны [12, 13, 15, 16].

Цели настоящего исследования — проанализировать качественное разнообразие и количественную вариабильность микобиоты в почвах подзоны средней тайги, оценить вклад микроми-цетов в деструкционные процессы, протекающие в почвах, выявить изменения микологических характеристик при усилении увлажнения в ряду почв: подзолистая, подзолистая поверхностно-глееватая, торфянисто-подзолисто-глееватая, торфяно-подзолисто-глеевая.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в подзоне средней тайги на Максимовском почвенном стационаре Института биологии Коми НЦ УрО РАН, расположенном в 12 км к юго-западу от г. Сыктывкар. Территория представляет собой холмисто-увалистую моренную равнину. Преобладающие абсолютные высоты — 160—190 м над ур. м. Почвооб-разующие породы — крупнопылеватые покровные суглинки. Рельеф поверхности стационара характеризуется регулярно чередующимися повышениями и понижениями. Высота повышений составляет от нескольких дециметров до 1.5 м. Выпуклые и наклонные участки вершин заняты подзолистыми почвами. Растительность представлена ельником чернично-зеленомошным (возраст 110—130 лет). На плоских участках повышений, а также у основания их склонов под той же растительностью формируются подзолистые поверхностно-глееватые почвы, которые отнесены к типу подзолистых [14]. Эти почвы занимают на территории стационара равные площади с подзолистыми неоглеенными. В подзолистых поверх-ностно-глееватых почвах отсутствует гор. А2В&, усиливаются признаки увлажнения в обедненной илом верхней минеральной части профиля. По периферии понижений под долгомошным и сфагновым покровом развиты торфянисто-под-золисто-глееватые, а в тальвегах — торфяно-под-золисто-глеевые почвы.

Материалы, содержащие подробную характеристику природных условий района исследований и почв, развитых на территории стационара, опубликованы ранее [11, 14].

Объектами исследований послужили почвы, характеризующиеся нарастанием увлажнения: подзолистая (А0-А1А2И-А21-А2В&-А22-А2В-В1—В2—ВС), подзолистая поверхностно-глеева-тая (А0—А2И—А2§—А2В—В1—В2—ВС), торфяни-сто-подзолисто-глееватая (01—02—А2И§—А21§— А22§—А2 В§—В1—В 2—В С§), тор фяно -подзолисто-глеевая (О1—О2—О3—А2И§—В1§—В2§), занимающие соответственно 40, 40, 15 и 5% площади стационара.

Разр. 1, характеризующий подзолистую почву, сделан на вершине холма с абсолютной высотой 170 м над ур. м на гребне повышения высотой около 1.5 м. Разр. 2 (подзолистая поверхностно-глееватая почва) заложен на плоском участке того же повышения. Разр. 3 (торфянисто-подзолисто-глееватая почва) — на краю микролощины между низкими плоскими повышениями. Разр. 4 (почва торфяно-подзолисто-глеевая) заложен на периферии плоского слабопроточного понижения под сфагновым покровом. По мере нарастания увлажнения наблюдается изменение морфологических признаков. Мощность подстилки в подзолистых почвах составляет 5 см, в болотно-подзо-

листых она увеличивается до 12 см в торфянисто-подзолисто-глееватой и до 25 см — в торфяно-подзолисто-глеевой. В болотно-подзолистых почвах существенно усиливается оглеение, возрастает мощность потечногумусового горизонта.

Основная масса физиологически активных корней деревьев (99%) распространяется в почвах до глубины 20 см, причем наибольшее количество отмечается в торфянистой подстилке (90%).

Пробы почвы для микробиологического анализа отбирали в июле 2006 г. по стандартной методике [4]. Для установления набора видов, характерных для исследуемых почв, использовали метод разведения почвенной суспензии с последующим высевом на агаризованные питательные среды. Сахаролитические грибы учитывали на среде Чапека, целлюлозолитические — на среде Гетчинсона с целлюлозой в виде фильтровальной бумаги, разложенной на поверхности питательной среды. Для выделения комплекса подстилочных сапрофитов, куда входят и грибы с другими видами активности (пектинолитиче-ской, полифенолоксидазной и др.), образцы подстилки высевали подстилочный агар, как наиболее близкий по составу к среде обитания микроорганизмов, состоящий из субстрата и воды в соотношении 1 : 8 с добавлением 1.5% агара (подстилочный агар, как и среду Чапека, подкисляли до рН 4.0). Для грибов, растущих в условиях дефицита органического вещества, применяли голодный агар. Идентификацию видов проводили после выделения их в чистую культуру по определителям различных таксономических групп грибов [8, 15, 18, 19]. Для характеристики структуры комплекса грибов использовали такой общий экологический показатель, как частота встречаемости вида. При этом под частотой встречаемости понимали отношение числа образцов, где вид обнаружен, к общему числу исследованных образцов [9].

Прямой учет биомассы грибов, спор, бактерий и актиномицетов проводили методом люминесцентной микроскопии при окрашивании флюо-рохромом Calcofluor White ST препаратов суспензии почв на предметных стеклах [7].

Данные, характеризующие физико-химические свойства почв, представлены в ранее опубликованных работах [5, 11, 14, 17]. Поэтому в данной статье приведена информация только о некоторых химических свойствах почв, в большей мере связанных с развитием микобиоты (табл. 1).

Все почвы характеризуются высокой кислотностью, бедны питательными веществами, особенно азотом. Основной запас азота сосредоточен в подстилке, в минеральных горизонтах резко уменьшается. Нарастание степени поверхностного переувлажнения почв ведет к замедлению процессов минерализации растительного опада, что

Таблица 1. Некоторые химические свойства почв

Почва Горизонт Глубина, см рН солевой Гумус С общ N общ С : N

%

Подзолистая А0 0-5 4.5 61.0* 33.5 1.55 22

(разр.1) А1А2Ь 5-10 3.3 3.1 1.77 0.10 18

Л2Х 10-16 4.0 0.8 0.47 <0.05 -

Л2ВШ 16-18 4.2 2.0 0.75 » -

Л22 18-35 4.7 0.6 0.31 » -

Л2В 35-42 4.6 0.3 0.23 » -

Подзолистая Л0 0-5 4.6 81.7* 41.0 1.74 23

поверхностно- Л2Ь 5-7 3.8 2.8 1.63 <0.05 -

глееватая

(разр. 2) Л21ё 7-23 4.2 0.. 0..7 » -

Л228 23-35 4.0 0.3 0.19 » -

Л2В 35-45 3.9 0.3 0.17 » -

В1 45-64 3.8 0.5 0.28 » -

В2 64-86 4.2 0.3 0.18 <0.05 -

Торфянисто- О1 0-8 3.6 84.9* 42.7 1.68 25

подзолисто- О2 8-12 3.5 87.4* 37.6 1.29 29

глееватая

(разр. 3) Л2ЬБ 12-20 3.9 7.5 4.3 0.11 39

Л2Ш 20-28 3.8 1.5 0.85 <0.05 -

Л228 28-37 3.9 0.4 0.28 » -

Л2ВБ 37-50 3.9 0.5 0.15 » -

Торфяно-под- О1 0-7 3.4 - 38.9 - -

золисто-глее- О2 7-20 3.4 33.8 1.29 26

вая (разр. 4)

О3 20 -25 3.6 - 15.31 0.34 45

Л2ЬБ 25-35 4.0 18.5 10.61 0.21 50

В1Е 35-55 3.5 1.1 0.62 <0.05 -

В2Е 55-70 3.7 0.6 0.36 - -

* Потеря при прокаливании, прочерк — данные отсутствуют.

сопровождается увеличением мощности подстилки, потечно-гумусового гор. Л2И§, дифференциацией подстилки на подгоризонты О1, О2, О3, возрастанием общего количества органического вещества в профиле почв. Болотно-подзо-листые почвы характеризуются более широким отношением С

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.

Показать целиком