В предгорной зоне республики, в пределах Южно-Казахстанской, Джамбулской, Алматинской областей расположены сероземы. В горах юго-востока Казахстана, принадлежащих к горной системе Тянь-Шаня, наблюдается вертикальная почвенная зональность. Она лучше всего выражена в горном хребте Заилийского Алатау. Здесь с повышением абсолютной высоты сероземы сменяются каштановыми почвами, затем последовательно черноземами, горно-лесными и горно-луговыми субальпийскими и альпийскими почвами. В предгорных равнинах наряду с сероземами распространены желтоземы, такыры, серо-бурые, аллювиально-луговые почвы.
Проблемы рационального использования и охраны земельных ресурсов региона связаны и с другими особенностями ей природных и экономических условий, которые проявляются опять — таки в характере почв и почвенного покрова. Прежде всего, это очень большая опасность бурного роста и развития процессов эрозии почв. Большая плотность населения, разработки строительных материалов, разветвленная сеть автомобильных магистралей обусловливают еще одну очень важную проблему — необходимость борьбы с загрязнением почв, В связи с увеличением поголовья животных, созданием крупных животноводческих ферм, что особенно перспективно в предгорной зоне, возникла проблема санитарной защиты почв и вод на прилегающей к фермам территории. Пренебрежение к учету вышеперечисленных природно-климатических и антропогенных условий может привести к ухудшению плодородия почвы, что отразится на продуктивности полей и пастбищ.
С точки зрения охраны и защиты почв от различных видов их разрушения и загрязнения, следует серьезное внимание обратить на почвенную биоту. Согласно Г. В. Добровольскому [4], почва — это чрезвычайно сложная по своей организации, составу, функциям природная система, которая вместе с её зеленым покровом и обитающими в ней микроорганизмами и беспозвоночной фауной обеспечивает не только жизнедеятельность биоценозов, но и деструкцию посмертных остатков организмов, вовлечения продуктов их разрушения и жизнедеятельности в новые циклы круговорота веществ и энергии на земле. Вот в чём заключается незаменимая, до сих пор не вполне ещё оцененная экологическая роль почвенной биоты в жизни почвы и человеческого общества. Вот почему почвенным микроорганизмам и беспозвоночным животным необходимо придавать первостепенное значение в вопросах охраны, рационального использования почвенного покрова, повышения плодородия почв с учетом их региональных природных особенностей.
Целью настоящего исследования явилось изучение изменения комплексов простейших при возрастающем антропогенном прессе на почву в условиях предгорной зоны, определение критериев изменчивости ценотической структуры Protozoa, оценка и прогнозирование состояния почвенного биоценоза. В процессе исследований решались следующие задачи:
изучение видового состава простейших (жгутиконосцы, амебы, инфузории) сероземов, серо-бурых, предгорных темно-каштановых и др. почв предгорной зоны Казахстана;
выяснение закономерностей распределения простейших в зависимости от типа почвы, глубины, а также абиотических факторов;
исследование структуры Protozoa в естественных биоценозах, характерных для предгорной зоны;
изучение влияния ризосферы культур (подсолнечника, винограда, сахарной свеклы, томатов) на распределение почвенных простейших.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевые работы проводились в период с 1996 по 1999 гг. в предгорной зоне республики, в пределах Южно-Казахстанской, Джамбулской и Алматинской областей. Пробы почв для протозоологических анализов собирались нами весной, летом и осенью по трем вариантам — ризосфера, междурядья и целинный участок (контроль) в пяти повторностях. На четырех углах и в центре обоих стационарных участков (площадь каждого 100 кв. м) делали прикопки диаметром 50 см и отбирали пробы из горизонта 0—20 см (пахотный горизонт). Для изучения вертикального распределения простейших почвенный разрез углубляли до 1 м. Пробы из ризосферы растений отбирали методом Е.Г.Березовой [1]. По ходу работ определяли влажность и температуру в момент взятия проб. При микроскопировании простейших пользовались методом предельных разведений [2], а для учета голых амеб использовали твердую питательную среду [7]. При определении биомассы простейших пользовались таблицами Л. Л. Численко [5], при определении веса простейших отдельных клеток принимали во внимание форму тела и поперечное сечение, а также линейные размеры. При этом учитывали размеры клеток отдельных видов простейших. При вычислении биомассы простейших применяли формулу:
P=K*n*d*m,
где: Р — суммарная масса живых клеток простейших, кг/га;
к — масса одной клетки. мг;
п — число простейших в 1 г абсолютно сухой почвы;
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
d — объемная масса почвы (плотность);
т — объем почвы (горизонт) с площади 1 га.
Коэффициент избирательности подсчитывали по формуле:
К=Р/М,
где: Р — суммарная численность простейших в ризосфере,
М — суммарная численность простейших в междурядьях.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Районы наших исследований различались между собой как по климатическим особенностям, так и по растительному покрову.
Серо-бурые и бурые почвы под такими культурами, как виноград, люцерна, табак, перец, томат и кукуруза на наличие простейших вообще не изучались. В названных почвах нами найдено 89 видов простейших, относящихся к двум типам, двум подтипам, 12 отрядам, 35 семействам, 44 родам подцарства Protozoa. Из них 3 вида новые для почв бывшего СССР, 57 видов для почв Казахстана, 3 вида — впервые отмечены нами в эдатопе (Polichaos timidium, Euplotes qracilis, Centropyxis sp.).
Протозойная фауна сероземов, желтоземов, луговых и каштановых почв предгорной зоны представлена 42 видами (19 — жгутиконосцев, 12 — амеб, 11 — инфузорий) простейших. Наибольшее развитие всех трех групп простейших отмечалось на глубине до 30 см, причем глубже (до 50 см) проникали жгутиконосцы, несколько меньше амебы, а инфузорий — до 30 см.
В серо-бурых почвах предгорной зоны простейшие проникают лишь на глубину 35 см. Это объясняется тем, что уже с 30-сантиметрового слоя появляются элементы засоления, почва становится более твердой, плотной, что в совокупности отрицательно влияет на развитие многих геобионтов. По данным Ю. Г. Гельцер [3], большей плотности простейших соответствует и большее разнообразие видового состава. Известно, что при бедном видовом составе населения возможно резкое возрастание численности отдельных видов и наоборот.
Сравнение видового состава простейших разных типов почв предгорной зоны показало, что общими для 6 типов почв были 28 видов (14 жгутиконосцев, 6 амеб, 8 инфузорий). Следует отметить, что крайне недостаточная изученность протозойной фауны почв большинства регионов Казахстана в настоящее время не позволяет провести полноценный сравнительный анализ. Для полноценного сравнения микронаселения различных почв желательно исследовать протозойную фауну под одними и теми же растениями. Тем не менее, мы провели сравнение состава почвенных простейших 4-х предгорных районов юго-востока Казахстана.
Желтоземы — кислые почвы тяжелого механического состава, глинистые, обладают низкой порозностью с содержанием гумуса до 7 %. По литературным данным, в таких почвах возможно развитие раковинных амеб, однако нами были обнаружены лишь 4 вида этой группы, причем ни один не был определен до вида. В отличие от желтоземов, серо-бурые и бурые почвы относятся к потенциально плодородным, несмотря на малое содержание гумуса 2 % и солонцеватость. Под пятью культурами растений в желтоземах (кукуруза, томат, перец, табак, люцерна) было зарегистрировано 51 вид простейших. В серобурых почвах только под виноградником обнаружено 36 видов (ризосфера). Под тремя другими растениями (ризосфера), исследованными на бурых почвах, найдено 25 видов. Таким образом, при сравнении видового состава простейших почв сухих и влажных зон предгорья 27 видов оказались общими, причем эти же виды встречаются повсеместно и, вероятно, являются космополитами. Однако наряду с широкораспространенными эврибионтами, в серо-бурых почвах были обнаружены виды (Polichaos timidium, Euplotesqracilis, Centropyxis sp.), которые ранее вообще не отмечались в почвенных условиях. Следует однако, отметить, что перечисленные не автохтонные для почв виды обычны в пресных водах и попали в почву, видимо, с поливной водой, но не исключено и то, что эти виды с ограниченным распространением.
Сопоставление данных по числу видов, плотности и биомассе простейших почв, расположенных даже на незначительном расстоянии друг от друга, показало, что имеются существенные различия по всем перечисленным показателям. Здесь, видимо, большая роль принадлежит различиям в растительном покрове (состав и количество корневых и наземных выделений и др., т. е. факторы действие которых ограничено точкой сбора). Это подтверждает вывод S. Bamforth [6] о том, что соотношение видов в пробах мозаично и обусловлено действием факторов, влияющих в пределах нескольких сантиметров.
Исследованные серо-бурые почвы по сравнению с известными данными для других почв региона, несмотря на большое видовое разнообразие, не отличаются высокими показателями численности и биомассы простейших, но плотность их выше, чем в желтоземах и сероземах. Наряду с широкораспространенными видами простейших, в почве обнаруживаются также виды, характерные только данному биотопу. Суммируя полученные данные по изучению протозойной фауны 6 типов почв предгорной зоны, отметим, что в настоящее время найдено 89 видов (48-жгутиконосцев, 20-амеб, 21 -инфузорий) простейших, однако из общего числа лишь 28 видов оказались общими для всех изученных почв.
В каштановых почвах по плотности преобладали жгутиконосцы (56 % от общего количества простейших), за ними идут амебы (29 %), самая малочисленная группа — инфузории (15 %). Однако подсчет биомассы показал, что ввиду большого индивидуального веса инфузории создают основу биомассы 62 %, что намного больше биомассы саркодовых и жгутиконосцев вместе взятых, соответственно: 18 % и 20 %.
В сероземно-луговых почвах инфузории как по биомассе (61 %), так и по плотности (46 %) превалируют над остальными группами простейших.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
В серо-бурых почвах высокими показателями отличались саркодовые (56 % и 39,2 %); по численности среднее положение занимают инфузории (29%). Но следует заметить, что из-за более крупных размеров биомасса последних больше, чем биомасса двух других групп вместе взятых (соответственно: 51,3 % и 48,7 %).
В бурых почвах по численности и биомассе доминируют жгутиконосцы (соответственно: 71,4 % и 46,3 %). Видимо, на развитие той или иной группы простейших большое влияние оказывают различия в растительном покрове и механическом составе почв. Вероятно, сказываются и разные способы обработки почв, способы посадки и другие агромероприятия, специфичные для каждой культуры.
Сравнительный анализ плотности и биомассы простейших во всех исследованных в предгорной зоне почвах позволил сделать вывод о том, что каштановые почвы наиболее богаты простейшими (64 %) от общего количества клеток и 51 % от биомассы простейших; за ними следуют серо-бурые, сероземы, — желтоземы и, наконец, бурые. Во всех исследованных почвах число видов плотность и биомасса простейших с глубиной уменьшаются, что связано с уменьшением по мере углубления бактериофлоры, влаги, питательных элементов, поставляемых как самой почвой, так и корневой системой растений, возрастающей плотностью почвы, другими биотическими и абиотическими факторами.
Список литературы:
Березова Е. Г. Микрофлора корневой системы растений и методика ее изучения // Тр. ин-та сельскохозяйственной микробиологии. М.,1951.—Т. 12. — С. 39—55.
Гельцер Ю. Г. О взаимоотношениях почвенных простейших с ризосферой некоторых сельскохозяйственных растений //Зоологический журнал. — 1961. — Т. 40. — Вып 9. — С. 1304—1313.
Гельцер Ю. Г. Протозойная фауна пойменных и дерново-подзолистых почв и ее связь с ризосферой некоторых сельскохозяйственных растений // Автореф. … дисс. канд.биол. наук. — М., 1964. — 22 с.
Добровольский Г. В. Важнейшие проблемы охраны и рационального использования почв //В кн: Проблемы взаимодействия общества и природы. — М., 1989. — С. 44—50.
Численко Л. Л. Номограммы для определения веса водных организмов по размерам и форме тела. — М.: Наука, 196S. — 105 с.
Bamforth S. S. A microbial comparison of two forest soils of Southern Louisiana // Pros La Acad. Sci, 1967 6V. R. 7—16.
Lepsi J. Fauna Republican Popular Romine. Protozoa, V.l Rhizopoda. F.2.Euamoebidae, Acad. Rep. Pop. Rom. 1960.