CC BY
40
УДК 579.69 + 574.24 + 57.022
ДИНАМИКА МИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ТЕРРИТОРИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
(НА ПРИМЕРЕ ХМАО)
© 2012 А.И. Фахрутдинов, Т.Д. Ямпольская
Сургутский государственный университет
Поступила в редакцию 14.05.2012
Продолжена работа по оценке изменения численности различных эколого-трофических групп микроорганизмов в условия различного антропогенного воздействия и углеводородной "провокации". Показано что, на третий год исследований сказалось влияние внесенных углеводородов, численность исследованных групп микроорганизмов определяется почвенно-климатическими особенностями различных районов округа.
Ключевые слова: почвенные микроорганизмы, эколого-трофические группы, углеводородная "провокация"
Микроорганизмы обеспечивают все многообразие физиологических и биохимических процессов биоценоза, и их оценка позволяет определить направленность почвообразования. Ответное действие микробного сообщества на различные воздействия наиболее глубокое, и проявляется в изменении численности [1]. Почвенные и погодно-климатические условия ХМАО определяют специфику формирования и функционирования биоценозов с наложением разнообразных антропогенных нагрузок [2, 3]. Для выяснения уровня микробной активности в 2009 г. была проведена "провокация" углеводородной смесью (УВС): (4% крахмала + 4% глицерин + 36% этиловый спирт +60% воды). Внесение проведено в весенний период на контрольные и загрязненные участки, полосой 2 х 10 м., дозой 100 мл/м2. Исследования продолжались на протяжении 2010-11 гг. на мониторинговых площадках, охватывающих всю территорию округа [4, 5]. Площадки представлены контрольными (незагрязненными) участками и с углеводородным загрязнением 0,5-6 г/кг почвы. В работе изложены материалы по западной, северной, южной, восточной и центральной точкам.
Микробоценоз оценивался посредством общего микробного числа (ОМЧ) на МПА, численности углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) на среде Кинга, микро-мицетов на среде Чапека, спорообразующих на МПА + сусло общепринятыми методами [6].
Фахрутдинов Айвар Инталович, кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии. E-mail: [email protected]
Ямпольская Татьяна Даниловна, кандидат биологических наук, доцент. E-mail: [email protected]
Почвенный микробоценоз нарушенного (уровень нефтяного загрязнения 6,67 г/кг) и ненарушенного участков центральной точки характеризуются высокими показателями численности в оба сезона исследований в диапазоне (15-25)х106 клеток (рис. 1). Внесение углеводородов "провокации" вызвало снижение общей численности до значений (10-15)х106 клеток. Высокая динамика в 2011 г. обусловлена благоприятными погодными условиями. Схожая динамика общей микробной активности наблюдается во всех остальных представленных зонах, за исключением северной (рис. 2). В северной точке, с загрязнением нефтепродуктами 2,75 г/кг, выявлено смещение ряда показателей в сезоне 2011 г., в частности, численности микроорганизмов: от 0,6 до 1,2х106 клеток, чему способствовало, скорее всего, изменение водно-воздушного режима из-за больших осадков в летний период.
Ненарушенные и нарушенные почвы восточной точки с загрязнением до 1,5 г/кг (мазут, масло, дизельное топливо) в обоих сезонах проявили схожую динамику с численностью до 5-6х106 клеток. Применение углеводородов "провокации" привело к снижению численности микроорганизмов в 2 раза. В почвах южной точки во всех вариантах выявлена высокая численность микроорганизмов - (18-22)х106 клеток. Причиной, очевидно, служит применение углеводородов "провокации" на фоне загрязнения газовым конденсатом с высоким содержанием парафина на уровне 0, 57 г/кг.
2072
2010 2011
Рис. 1. Общая микробная активность почв ландшафтов центральной точки
Рис. 2. Общая микробная активность в различных географических зонах округа (на всех рисунках легенда аналогична легенде на рис. 1)
централь« ая топ: а
/ / У ^
* У,-у^ ' ^ V Ю X \ \ \ V \ \ "к! V5
^Л т / ^ \ \т/ / \ Г / . .......
июнь, июль анус т сентябрь октябрь ноябрь июнь, июль август сентябрь октябрь ноябрь ЗОЮ 2011
Рис. 3. Активность почвенных УОМ почв центральной точки
2073
Численность УОМ имеют высокую активность, как в ненарушенной так и загрязненной нефтяными углеводородами почвах, в среднем 5-7х103 клеток. Причиной, вероятно, является эколого-эволюционная адаптация микробоценоза (рис. 3). Внесение углеводородной "провокации" снизило численность данной группы в обоих сезонах наблюдения до значений 2-3 х103 клеток. На других представленных районах динамика данной группы
сходна с показателями центральной зоны, за исключением участка северной зоны (рис.4), где существенное влияние на численность УОМ оказал температурный режим, при чем в обоих сезонах исследования. Увеличение численности УОМ в сезоне достигает нескольких раз, что характеризует высокие показатели оптимизации физиологических процессов мик-робоценоза.
Рис. 4. Активность почвенных УОМ в различных географических зонах округа
2010 2011
Рис. 5. Активность микромицетов почв центральной точки
Высокая численность микромицетов является характерной чертой для всех подзолистых почв округа, отличаясь периодами всплеска количества в зависимости от наличия или отсутствия загрязнения (рис. 5). Углеводороды внесенной "провокации" вызвали угнетение активности микромицетов в 2010 г. Особенности погодных условий 2011 г. оказали неоднородное действие на поведение и активность в пределах всех вариантов центральной
точки. Особенности физиологии микромице-тов и специфика погодно-климатических условий сказались их динамике активности в различных представленных зонах округа (рис. 6). Наиболее выраженное действие этих факторов проявилось в почвах западной и южной точек; в почвах северной точки выявлено их активное участие в деструкции углеводородов "провокации", с максимальной численностью осенью 2011 г. - 1,7х103 клеток.
2074
Рис. 6. Активность микромицетов в различных географических зонах округа
Поступление в почвы восточной точки большого количества разнообразного опада и высокое залегание грунтовых вод вызвало не стабильную динамику активности и высокие показатели в вариантах применения углеводородов "провокации" по отношению к контролю, в особенности в сезон 2011 г., с численностью более 4х103 клеток. Спорообразующие микроорганизмы, благодаря особенностям физиологии, наиболее показательны как индикаторы по отношению к изменению почвенных экологических условий. На участках применения "провокации" эта группа микроорганизмов проявила высокую динамику в оба сезонах наблюдений: численность в обеих вариантах была сравнима с
Выводы: представленные результаты указывают на продолжающееся прямое и косвенное влияние углеводородного загрязнения
контрольными вариантами и составляла (2-3)х103 клеток на грамм почвы (рис. 7).
Активность данной эколого-трофической группы микробоценоза в почвах различных зон округа высокая и отображает особенности их географического расположения (рис. 8). Применение углеводородной "провокации" повысило численность спорообразующих форм микроорганизмов до уровня контрольных показателей в почвах северной и западной зон до значений (0,6-1,6)х103 клеток. В почвах западной и южной зон проявляется разнообразная динамика численности, определенная в большей степени характером и уровнем загрязнения и влиянием осадков.
и внесенных компонентов углеводородной смеси "провокации" на активность различных составляющих микробоценоза. В почвах
2075
контрольных вариантов без внесения "провокации" выявлены устойчивые значения по численности микроорганизмов, что позволяет говорить о сложившейся экологической и физиологической устойчивости биоценозов.
Изменения в количественных показателях исследованных эколого-трофических групп микроорганизмов сформированы нестабильностью погодных условий по сезонам опыта.
Рис. 8. Активность спорообразующей микрофлоры в различных зонах округа СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Экология микроорганизмов / Под ред. А.И. Не-трусова. - М.: Академия, 2004. 272 с.
2. Заварзин, Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. - М., 2003. 348 с.
3. Евдокимова, Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв Крайнего Севера. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1995. 272 с.
4. Фахрутдинов, А.И. Пластичность микробоцено-зов естественных и нарушенных почв ландшафтов Ханты-Мансийского автономного округа Югры / А.И Фахрутдинов, Т.Д. Ямполькая // Научные основы экологии, мелиорации и эстети-
ки ландшафтов: материалы Межд. науч.-практ. конф. 17-21 мая 2010 г. - М.-Тула: Гриф и К, 2010. С. 70-79.
Фахрутдинов, А.И. Динамика почвенных показателей естественных и нарушенных почв округа при углеводородной провокации / А.И. Фахрутдинов, Т.Д. Ямпольская //. Сборник научных трудов биологического факультета. Вып. 7. Сургут. гос. ун-т ХМАО-Югры. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2010. С. 114-128.
Звягинцев, Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учебное пособие. - М.: МГУ, 1991. 304 с.
DYNAMICS OF SOILS MICROBIAL ACTIVITY AT CENTRAL PART OF TERRITORIES OF WESTERN SIBERIA (ON THE EXAMPLE OF KHANTY-MANSI AUTONOMOUS DISTRICT)
© 2012 A.I. Fakhrutdinov, T.D. Yampolskaya Surgut State University
Work on assessment the change of number of various ecological-trophic groups of microorganisms in conditions of various anthropogenous influence and hydrocarbonic "provocation" is continued. It is shown that, for the third year of researches influence of the brought hydrocarbons affected, number of studied groups of microorganisms is defined by soil and climatic features of various areas of district.
Key words: soil microorganisms, ecological-trophic groups, hydrocarbonic "provocation
Ayvar Fakhrutdinov, Candidate of Biology, Associate Professor at the Microbiology Department. E-mail: [email protected] Tatiana Yampolskaya, Candidate of Biology, Associate Professor. E-mail: [email protected]
2076
