Актуальность. Почва, как особая биокосная среда, требует к себе и особого внимания, т. к. оказывает большое влияние на сопряженные природные среды и живые объекты. Одной из важнейших составляющих биологической активности почвы является состав и численность микрофлоры, их функциональная активность. От состояния почвенной биоты зависит такой показатель как плодородие почвы, скорость кругооборота химических элементов.
Цель: выявить особенности биологической активности мерзлотных почв различных биотопов Олекминского района.
Задачи: 1. Определить доминирующий состав и численность почвенных микроорганизмов различных биотопов; 2. Определить биологическую активность различных мерзлотных почв; 3. Провести сравнительный анализ полученных результатов.
Материалы иметоды. Исследования проводились на территории Олёкминского района летом и осенью 2012 и 2014 гг. За всё время проведения исследовательской работы по данной теме, было исследовано 22 биотопов в двух повторностях на двух разных глубинах. Было сделано 36 посевов и 136 измерения биологической активности почв. Сделано 76 химических измерений.
При определении биологической активности почв использовали модификацию метода Штатнова В. И. (Мазилкин И. А.,1956) [1]. Это метод титрования щелочи (2 %-ный раствор NaOH) раствором соляной кислоты (2 %-ный раствор HCl) после суток экспозиции в установке по определению биологической активности. На поверхность почвы устанавливается небольшая ёмкость с раствором щелочи и накрывается воздухонепроницаемым колпаком сроком на 1 сутки. При этом углекислота, выделяемая в результате биологического распада органического вещества почв, поглощалась раствором щелочи с образованием углекислого натрия. Для определения количества микроорганизмов в почвах мы использовали тестеры HachPaddle. Это тестеры, на которых с двух сторон находились готовые среды для определения количества аэробных бактерий и грибов (дрожжей и актиномицетов). Для определения бактерий (Триптон-Глюкоза агар), и для дрожжей и плесени (агар Сабуро-декстрозы).
Для определения групп микроорганизмов были использованы Bart-тестеры. Проведено определение количества сульфатредуцирующих, денитрифицирующих, аэробных и анаэробных гетеротрофных бактерий, микроводорослей. Полученными почвенными вытяжками заполнялись Bart-тесторы. После экспозиции проводилось сравнение результатов окрашивания со стандартными шкалами Bart-тесторов, позволяющих определять количество колоний групп микроорганизмов в мл вытяжки.
Для определения зависимости биологической активности от влажности почв был поставлен эксперимент с шестью образцами почв, собранных в шести биотопах. Каждый образец был разделен на 6 частей по 1 кг. Определение биологической активности проводилось во всех шести образцах почв при одинаковых температурах, освещенности. Переменным был только фактор дополнительного увлажнения почв. Были использованы пять значений количества воды, добавленной к образцам почв: 0, 50, 100, 150,200, 250 мл на 1 кг почвы. В результате были получены кривые изменения биологической активности почв с увеличением влажности почв.
Основные результаты ивыводы:
1. Максимальное количество бактерий было 107 Кл/г почвы в сосняке лишайниковом, минимальное количество бактерий было 103 Кл / г почвы в лиственничнике брусничном. Максимальное количество грибов было 105 Кл/г почвы в березняке мертвопокровном; сосняке лишайниковом; сосняке разнотравном; минимальное количество грибов было 103кл/ г почвы в ельнике (табл.1).
2. Наибольший вклад в биологическую активность почв вносят грибы. (r=+0,78).
3. Отмечена обратная корреляционная связь биологической активности со следующими показателями: кислотностью почвы (r = -0,87); с минерализацией почвы (r=-0,56); содержанием хлоридов (r=-0,4); фосфатов (r=-0,03); содержанием кальция (r=-0,3).
4. Выявлена положительная корреляционная зависимость между биологической активностью почв исследующими химическими показателями: содержание нитратов(r=0,8); сульфатов(r=0,7); нитритов(r=0,15); ионов амония (r=0,3).
5. Эксперимент по засолению почвы (NaCl) показал обратную корреляционную зависимость между концентрацией соли и биологической активностью (r=-0,98).
6. Эксперимент по дополнительному увлажнению почв показал прямую зависимость между уровнем увлажнения почв и биологической активностью почв.
7. Нами была сделана попытка оценить, какая доля органического вещества почв разлагается в год. В одном гектаре мерзлотных почв Олекминского улуса в слое 0–20 см содержится 99 т органического вещества. Если допустить, что в течение безморозного периода скорость разложения оставалась одинаковой и равнялась в среднем 3,5 г СО2 * кв. м/ сутки, то получим, что за на месяц выделилось 1,08 т СО2, а за весь период могло разложиться около 3- 3,5 т органического вещества или около 2,5 % от органического вещества, содержащегося в почве на один гектар.
Таблица 1
Сравнение биологической активности почв иколичества бактерий игрибов на разных глубинах
|
Название биотопа |
Количество СО2 г/кв.м / сут. |
К-во микроорганизмов (кл./ гпочвы) |
|
|
Бактерий |
Грибов (дрожжей и актиномицетов) |
||
|
Сосняк разнотравный (на поверхности) |
3,91 |
104 |
105 |
|
Сосняк разнотравный (глубине 20см) |
4,25 |
103 |
105 |
|
Луг разнотравный (на поверхности) |
3,49 |
106 |
104 |
|
Луг разнотравный (на глубине 20см) |
3,83 |
106 |
104 |
|
Березняк мёртвопокровный (на поверхности) |
3,91 |
105 |
104 |
|
Березняк мёртвопокровный (на глубине 20см) |
4,17 |
105 |
105 |
|
Луг разнотравный (сухой) на пов-ти |
3,49 |
104 |
104 |
|
Луг разнотравный (сухой)(на глубине 20см) |
3,90 |
103 |
104 |
|
Сосняк лишайниковый (на поверхности) |
4,08 |
107 |
105 |
|
Ельник зеленомошный (на поверхности) |
3,57 |
104 |
103 |
|
Лиственничник брусничный |
4,17 |
103 |
104 |
|
Луг сырой с преобладанием осоки и ириса |
3,40 |
104 |
104 |
Литература:
- Мазилкин И. А. Микробиологическая характеристика дерноволесных и перегнойно — карбонатных почв Олекминского р-на ЯАССР. // Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве Юго-запада Якутской АССР. — Труды ЯФ СО РАН, Вып. 1. — М.: Изд-во АН СССР, 1956. — C. 134–175.
