Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ - Горленко М.В.
ISBN 5-317-01228-7
Скачать (прямая ссылка):
обособленность пахотных горизонтов и сходство их между собой для всех
изученных разностей. Интересен тот факт, что второй гумусовый (ВВГ)
горизонт Н согласно полученной классификации относится к группе пахотных
горизонтов. Это подтверждает гипотезу о связи его происхождения с
процессами деградации единого гумусо-аккумулятивного горизонта серой
лесной почвы в результате земледельческой практики, а не с
палеокриоморфизмом, как это постулировалось ранее.
Обособленно стоят образцы профиля оподзоленной почвы, что подчеркивает
специфичность процесса подзолообразования. Активный промывной режим,
характерный для таких почв, вероятно, формирует особое микробное
сообщество, нацеленное на функционирование в режиме проточного
культивирования. Градиент pH так же обуславливает специфику этого
местообитания. Третий кластер включает в себя профиль карбонатной почвы и
горизонты АЕ и Bhf почвы с ВГГ, представляющие собой фоновые
местообитания.
Динамика параметров биоразнообразия Н и d по катене серой лесной почвы
(рис. 11,12) показывает изменение биоразнообразия с закономерным его
уменьшением вниз по профилю и увеличением по катене с максимумом на
карбонатной и гумусовой почве. Минимальные показатели разнообразия и
стабильности характерны для оподзоленной почвы, что может быть объяснено
переносом органического вещества по рельефу.
Локальная нестабильность сообщества, выраженная в повышении коэффициента
Ь, была отмечена во втором гумусовом горизонте. Таким образом, метод
мультисубстратного тестирования может быть применен для диагностики почв
на разных уровнях организации, включая генетические горизонты и типы
почв.
3 4
слкАл>1 сяк Ап>2 ело Ап>1 ело Ап>2 елг Ап>1 спг Ап>2 елг Н>1 елг Н>2 елг
Алр>1 елгВ>1 слгВ>2 елг Алр>2 елк Bhf>1 елк Bhf>2 елк ЕЬ>1 слкЕЬ>2 елк
Вк>1 елк Вк>2 ело АЕ>1 ело АЕ>2 елоЕВ>1 ело ЕВ>2 ело 8С>1 ело 8С>2
О 1Е7 2Е7 ЗЕ7 4Е7 5Е7 6Е7 7Е7 6Е7 9Е7
Таксономическое расстояние
Рис. 10. Классификация почвенных горизонтов на основании данных МСТ.
Рис.11, Изменение биоразнообразия в пространстве почвенных горизонтов.
3 5
Рис. 12. Изменение показателя стабильности сообщества d в пространстве
почвенных подтипов (катена) и горизонтов.
Микробиологическое картирование почв
Эффективность метода МСТ показана на примере получения микробиологической
карты для сельскохозяйственной практики. Совместно с НТЦ "БИО" (рук.
проф. В.Г.Правдин) нами составлена для ЗАО "Красненское" (Белгородская
обл.) микробиологическая карта почв этого хозяйства. По всей видимости,
такой подход реализован впервые. На карте-схеме (рис. 13) в пределах
почвы одного типа представлены показатели "здоровья" микробных сообществ,
их биоразнообразие и стабильность. Представленные данные позволили
подтвердить изменения в функциональных спектрах почвенных микробных
сообществ после применения комплексных микробных удобрений. Кроме того,
эта информация является базовой для планируемого долгосрочного
мониторинга почв хозяйства, ориентированного на получение экологически
чистой продукции.
3 6
Рис. 13 . Микробиологическая карта функционального З-низ-
раметры Ни d.Стабильность и разнообразие: 1 -высокие сообще-
ние,4-богатые неустойчивые сообщества,5 - стабильные бедные сообще ства.
3 7
л
Изменение функционального биоразнообразия почвеных микробных сообществ во
времени.
Выраженная цикличность биосферных процессов, обусловленная, в первую
очередь, сезонными изменениями, отражается на функционировании почвенного
микробного комплекса. Интерес представляет динамика СПС и параметров
функционального биоразнообразия этого природного объекта как на
относительно коротких временных отрезках (недели) в ходе
субстрат - индуцированных сукцессий, так и в масштабе долговременных
сезонных циклов, оценка стабильности и пределов естественной вариации
параметров функционального биоразнообразия почвы.
Применение МСТ для функционального описания субстрат-индуцированной
модельной микробной сукцессии.
Применение метода МСТ позволило оценить специфику СПС на разных стадиях
субстрат-индуцированных сукцессий. В модельных экспериментах для запуска
сукцессии в ДПП использовался 1 % раствор глюкозы и 0.01% раствор
синтетического моющего средства (СМС).
Результаты анализа сукцессионных изменений в дерново-подзолистой почве
методом главных компонент приведены на рис. 14. Сукцессионная траектория
в фазовом пространстве главных компонент имеет циклический характер,
напоминающий фазовую плоскость классической модели хищник- жертва. Таким
образом, изучение микробных сукцессий методом МСТ подтверждает
циклический характер сукцессионных изменений. По всей видимости, в ходе
сукцессии имеют место процессы перераспределения ресурсов между
микромицетами и бактериями, которые носят колебательный характер. Как
известно из теории систем и теоретической экологии, подобная динамика
характерна для циклических процессов и предполагает наличие фазы
задержки. Причина задержки видимо связана с тем, что значительные
