- •Шаронова н.Л., Пахомова в.М., Бунтукова е.К. Экология почвенной микробиоты и диагностика почв
- •Содержание
- •Глава 5. Влияние сельскохозяйственного использования почв на почвенную микробиоту 107
- •Глава 6. Влияние антропогенной деградации биоценозов на почвенную микробиоту 167
- •Введение
- •Глава 1. Общие представления о почвенной микробиоте
- •Почвенные водоросли
- •Почвенные животные
- •Простейшие
- •Коловратки
- •Нематоды
- •Тихоходки
- •Членистоногие
- •Почвенные грибы
- •Прокариоты
- •Цианобактерии
- •Протеобактерии
- •Спирохеты
- •Цитофаги
- •Грамположительные бактерии
- •Микоплазмы
- •Архебактерии
- •Глава 2. Специфика почвы как среды обитания микроорганизмов
- •Твердая фаза почвы
- •Жидкая фаза почвы
- •Газовая фаза почвы
- •Концентрация ионов водорода
- •Окислительно-восстановительные условия
- •Температура
- •Глава 3. Основные принципы биологической индикации и диагностики почв
- •Ботаническая и зоологическая биоиндикация и диагностика почв
- •Почвенно-альгологическая индикация
- •Микробиологическая диагностика и биологическая активность почв
- •Биологическая индикация загрязнения почвенной среды и самоочищения почв
- •Глава 4. Влияние промышленного загрязнения на почвенную микробиоту
- •Загрязнение тяжелыми металлами
- •Концепция предельно допустимых концентраций (пдк) тяжелых металлов в почве
- •Влияние тяжелых металлов на микроорганизмы в почве
- •Микробиологическое нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами
- •Радиоактивное загрязнение
- •Загрязнение нефтью и нефтепродуктами
- •Влияние углеводородного загрязнения почв на показатели комплекса микромицетов
- •Влияние загрязнения углеводородами на водоросли
- •Биодеградация нефти в почве
- •Воздействие кислых дождей
- •Глава 5. Влияние сельскохозяйственного использования почв на почвенную микробиоту
- •Микробиологические аспекты загрязнения почв пестицидами
- •Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы
- •Микробиологические подходы к оценке действия пестицидов
- •Детоксикация пестицидов в почве
- •Влияние внесения минеральных удобрений
- •Влияние минеральных удобрений на общую численность и биомассу микроорганизмов в почве
- •Влияние минеральных удобрений на численность различных физиологических групп микроорганизмов и активность процессов азотфиксации и денитрификации в почве
- •Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов и устойчивость микробных систем почв к удобрениям
- •Оценка устойчивости микробных систем различных почв к воздействию минеральных удобрений
- •Влияние длительного применения минеральных удобрений на микробную систему почв
- •Влияние эрозионных процессов
- •Глава 6. Влияние антропогенной деградации биоценозов на почвенную микробиоту
- •Влияние рекреационной и пастбищной дегрессии почв на микроорганизмы
- •Влияние рубки леса на микроорганизмы
- •Лабораторный практикум работа 1. Определение численности микроорганизмов различных физиологических групп в почве
- •1. Приготовление плотных и жидких питательных сред для выявления разных физиологических групп микроорганизмов
- •Ход работы
- •2. Выявление групп микроорганизмов методом обрастания комочков почвы
- •3. Взятие средней почвенной пробы и подготовка образца к микробиологическому анализу
- •4. Приготовление почвенной суспензии
- •Учет различных групп микроорганизмов
- •Материалы и оборудование
- •Работа 2. Исследование реакции микроорганизмов на факторы внешней среды
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 3. Исследование микробиоценозов почвы и определение ее биологической активности
- •1. Исследование микробоценозов почвы методом обрастания стекол по Холодному - Росси Ход работы
- •2. Определение биологической активности почвы по интенсивности разложения полотна методом Мишустина – Вострова - Петровой Ход работы
- •3. Определение биологической активности почвы по интенсивности разложения целлофановых мембран методом Гузева – Иванова - Левина Ход работы
- •4. Определение изменений в инициированном микробном сообществе Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 4. Выявление ризосферной и корневой (ризопланы) микрофлоры методом теппер
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 5. Исследование свободноживущих и симбиотических азотфиксирующих бактерий
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 6. Исследование азотфиксирующей активности ацетиленовым методом в лабораторных условиях
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 7. Определение мобилизуемых запасов фосфора и калия в почве по методу буткевича
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 8. Определение токсичности водных экстрактов почвы и индивидуальных соединений с использованием в качестве тест-объекта бактерий pseudomonas putida
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 9. Определение общей микробной биомассы в почве
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Работа 10. Определение ферментативной активности почвы
- •1. Газометрический метод определения активности каталазы в почве
- •Ход работы
- •Ход работы
- •3. Определение активности инвертазы в почве
- •Ход работы
- •2. Определение активности дегидрогеназы в почве
- •4. Определение активности уреазы в почве
- •Ход работы
- •Материалы и оборудование
- •Приложение
- •Глоссарий
- •Список использованной и рекомендованной литературы
Ботаническая и зоологическая биоиндикация и диагностика почв
Ботанические методы фитоиндикации и диагностики почв хорошо разработаны. Они входят в отдельный раздел геоботаник - индикационной геоботаники, сформировавшийся в 30-е годы ХХ в. При описании почв используют, как правило, характеристику растительного покрова (фитоценоза). К настоящему времени накопился большой материал по взаимосвязи почв и растений. Методы фитоиндикации применяют при картировании и бонитировке почв, определении почвенных свойств и процессов. Например, при анализе состава и структуры растительных сообществ, распространения растений индикаторов или определения индикаторных признаков у отдельных видов растений можно установить тип почвы, степень ее гидроморфизма, развитие процессов заболачивания, засоления и др. Среди растений имеются индикаторные виды на тот или иной механический, минералогический и химический состав почв, степень обогащенности питательными элементами, на кислотность или щелочность, на глубину протаивания мерзлотных почв или уровень грунтовых вод.
Почвенно-зоологические исследования диагностического профиля стали развиваться позже ботанических. Только в 50-х годах ХХ в. почвенная зоология оформилась как самостоятельная область науки. Накопленный к тому времени фактический материал по распространению в почвах беспозвоночных, их фаунистическому составу и адаптационным характеристикам позволил сформулировать основные принципы зоологического метода диагностики почв (М.С. Гиляров). Теоретической предпосылкой применения почвенно-зоологического метода для диагностики почв является представление об «экологическом стандарте» вида (Гиляров), о потребностях каждого вида в определенном комплексе условий среды. Каждый вид в пределах своего ареала встречается только в тех местообитаниях, которые обеспечивают этот комплекс необходимых для проявления жизнедеятельности условий. Амплитуда варьирования отдельных факторов среды, в которых возможно существование данного вида, характеризует экологическую пластичность вида. Виды с широкой экологической амплитудой (эврибионты) малопригодны для индикационных целей, тогда как экологически узковалентные виды (стенобионты) служат хорошими индикаторами определенных условий среды и свойств субстрата. Это положение представляет собой общий теоретический принцип в биологической диагностике. Для почвенных животных, использующих почву как единую среду обитания, а не как систему микросред (в случае микроскопически малых организмов), легче можно выявить зависимость между общими свойствами почвы и ареалами видов. Однако при этом следует учитывать, что один и тот же вид в разных местах своего ареала может менять местообитания и, следовательно, служить индикатором на разные· условия («правило смены местообитаний» Бей-Биенко). Например, виды мезофильные в центре ареала становятся у северных границ ареала ксерофильными, а у южных - гигрофильными.
Особенно ценны и удобны для индикационных работ в почвоведении комплексы крупных беспозвоночных (дождевые черви, многоножки, личинки насекомых). Ареалы видов крупных беспозвоночных более надежно изучены и характеризуются определенным комплексом почвенно-климатических условий. Есть много примеров индикаторного значения почвенных беспозвоночных. Так, стафилиниды рода Вledius и чернотелки рода Belopus показательны для солончаково-солонцового комплекса почв. Многоножки, кивсяки, некоторые мокрицы и легочные моллюски (организмы кальциефилы) служат индикаторами на содержание в почве извести. Вид дождевых червей Octolasium lacteum и некоторые виды проволочников также являются показателями высокого содержания кальция в грунтовых водах.
Для установления типа почвы и направления почвообразовательного процесса используется не только принцип сравнительного изучения комплекса почвенных животных, но и такие показатели, как профильное распределение беспозвоночных по отдельным горизонтам, а также их участие в переработке опада. Например, в формировании бурых лесных почв большую роль играют диплоподы, мокрицы, моллюски, сосредоточенные в лесной подстилке и перерабатывающие опад in situ. В серых лесных почвах значительное влияние на формирование профиля оказывают крупные сапрофаги (дождевые черви), связанные с минеральными слоями почвы, куда они вовлекают растительные остатки. Соотношение подстилочных и собственно почвенных крупных форм сапрофагов в некоторых случаях может помочь решению вопроса о направленности почвообразовательного процесса.
