CC BY
72
Анализируя данные исследования, можно сделать вывод, что в двадцатисантиметровом слое почвы сухостепной зоны наблюдаются критические условия влагосодержа-ния. Особенно напряженный режим складывается на вершине увала, где продуктивные запасы влаги меньше запаса труднодоступной влаги уже с апреля. К сентябрю продуктивные запасы влаги в этом слое почвы в сухостепной зоне становятся меньше запасов труднодоступной влаги на всех элементах мезорельефа. В зоне засушливой степи продуктивные запасы влаги к сентябрю также уменьшаются, однако их значения не пересекают границу труднодоступной влаги. Также необходимо отметить, что максимальные значения продуктивных запасов влаги в двадцатисантиметровом слое зафиксированы почти на всех элементах мезорельефа обеих климатических зон в апреле. Только на северном склоне увала в почве зоны засушливой степи запас продуктивной влаги в июле превышал апрельский.
Выводы
1. Максимальные запасы продуктивной влаги дерново-подзолистой почвы ленточных боров Алтайского края в условиях засушливой и сухой степи за период апрель-сентябрь наблюдаются практически на всех элементах мезорельефа в апреле и июле, однако характеризуются низкими абсолютными значениями.
2. Продуктивные запасы влаги в двадцатисантиметровом слое дерново-подзолистых почв сухостепной зоны к сентябрю практически на всех элементах мезорелье-
фа становятся меньше запасов труднодоступной влаги.
3. Во всем почвенном профиле, а особенно в верхнем двадцатисантиметровом слое дерново-подзолистой почвы ленточных боров сухостепной зоны формируются критические условиях произрастания растений с точки зрения влагосодержания.
4. Для восстановления соснового леса в сухостепной зоне Алтайского края необходима разработка влагосберегающих и влагозадерживающих мелиоративных мероприятий.
5. Проведение влагосберегающих мелиоративных работ при лесопосадках на дерново-подзолистых почвах зоны засушливой степи также требует более детального изучения.
Библиографический список
1. Бурлакова Л.М., Татаринцев Л.М., Рассыпнов В.А. Почвы Алтайского края: учебное пособие. — Барнаул: Изд-во Алт. СХИ, 1988. — 72 с.
2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. — М.: Агропромиздат, 1986. — 416 с.
3. Почвы Алтайского края. — М.: Изд-во АН СССР, 1959. — 382 с.
4. Агроклиматический справочник по Алтайскому краю. — Л.: Гидрометиздат, 1957.
— 167 с.
5. Заблоцкий В.И. Динамика экологических условий на гарях в сосновых лесах юго-востока западной Сибири: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. — 30 с.
+ + +
УДК 579.64 Ю.В. Батаева,
И.С. Дзержинская,
Чан Минь Куан Мвале Камуквамба
СКРИНИНГ ЦИАНО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ИЗ ЭКОСИСТЕМ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ,
ОБЛАДАЮЩИХ ФИТОСТИМУЛИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ
Ключевые слова: цианобактерии, циано- Введение
бактериальные сообщества, почвенные В настоящее время в агропромышленном
водоросли, фитостимулирующая актив- комплексе отдается предпочтение не хими-
ность, ростстимулирующая активность, ческим препаратам, влияющим отрицатель-
Астраханская область, всхожесть, кресс- но на плодородие почв, окружающую сре-
салат, фитотоксичность. ду, качество продукции, а биологическим
агентам, которые стимулируют рост растений, позволяют получить экологически чистую продукцию и вносят существенный вклад в плодородие почвы. Такими агентами являются почвенные, ризосферные, азот-фиксирующие микроорганизмы, образующие многочисленные физиологически активные вещества, которые поступают в корни растений и интенсифицируют их рост. Они увеличивают урожайность сельхозкультур, сокращают сроки созревания, повышают питательную ценность, улучшают устойчивость к болезням, заморозкам, засухе и другим неблагоприятным факторам, ускоряют прорастание и укоренение, уменьшают опадение завязей и предуборочное опадение до окончания поздних заморозков, борются с сорной растительностью и выполняют многие другие функции.
Особое место в почвенных ценозах занимают водоросли и цианобактерии. Цианобактерии в отличие от других почвенных водорослей фиксируют из атмосферы не только углерод, но и молекулярный азот, продуцируют биологически активные вещества и образуют первичную продукцию органического вещества [1-3]. В природных условиях цианобактерии всегда развиваются в ассоциациях с множеством других организмов, благодаря слизистым чехлам, и, вследствие этого, обладают прекрасными адаптационными возможностями и устойчивостью к резко изменяющимся физикохимическим условиям среды. Это создает предпосылки для более эффективного приспособления циано-бактериальных сообществ (ЦБС) при их интродуцировании в почву. Кроме того, цианобактерии экономичны при культивировании и обладают высокими скоростями роста, что очень важно для производства биопрепаратов. Обладая быстрыми скоростями роста цианобактерии за 20 дней накапливают до 15 т биомассы на 1 га.
В агробиотехнологии цианобактерии мало изучены, не считая рисовых полей [4-6]. Возможность использования цианобактерий в качестве удобрений активно изучается в азиатских странах, преимущественно на рисовых полях. Внесение в почву живых культур азотфиксирующих цианобактерий оказывает положительное влияние на рост и урожайность риса [7-9].
В задачу нашей работы входило изучение фитостимулирующих свойств лабораторных циано-бактериальных сообществ, полученных из различных водных и почвенных экосистем Астраханской области на семенах кресс-салата.
Объекты и методы
Для исследования фитостимулирующей активности использовали 25 коллекционных
лабораторных сообществ цианобактерий, выделенных из различных водных и почвенных экосистем Астраханской области [10]. Коллекционные ЦБС поддерживали путем пересева через 1-2 месяца на жидкую среду BG-11 в колбах Эрленмейера объемом 100-250 мл и культивирования при естественном освещении и температуре 22-25°С
[11]. Идентифицировали цианобактерии и водоросли по морфологическим признакам, используя определитель Голлербаха и др.
[12], пособие Зеновой, Штиной [13].
Исследование фитотоксичности и фитостимулирующей активности проводили с помощью теста на семенах кресс-салата. Для эксперимента на токсичность семена кресс-салата помещали во влажные камеры
— стерильные чашки Петри с фильтровальной бумагой в трех повторностях. Предварительно проводили стерилизацию семян, обработав 70%-ным этанолом в течение 3-5 мин., после чего отмывали от 3 до 5 раз стерильной дистиллированной водой. В каждую камеру помещали 50 семян, которые увлажняли суспензией с 10 мл стерильной дистиллированной воды и 0,3 г опытной биомассы ЦБС. Суспензию готовили путем добавления в дистиллированную воду измельченных на мелкие фрагменты тяжей ЦБС (для уменьшения градиента концентрации суспензии), затем взбалтывали в течение 3 мин. Контрольные семена замачивались в стерильной дистиллированной воде. Семена, обработанные суспензией и дистиллированной водой, проращивали в течение трех суток при дневном освещении и температуре 25°С.
Наличие ростстимулирующего, ингибирующего или нейтрального эффекта определяли, сравнивая всхожесть семян, длину корня и стебля растений в контрольном и опытных вариантах.
Результаты и их обсуждение
При изучении структуры и состава исследуемых ЦБС обнаружено большое разнообразие представителей цианобактерий, встречаются зеленые и диатомовые водоросли. Основную долю представителей цианобактерий составляют виды родов: Phormidium, Oscillatoria, Anabaena, Nostoc, Microcystis, Gloeocapsa [1]. Меньшим числом видов представлены цианобактерии родов Chroococcus, Spirulina, Nostoc, Pleuro-capsa, Synechococcus и Synechocystis. Среди зеленых водорослей часто встречающимся является род Chlorella, Chlorococcum.
Результаты оценки фитостимулирующей активности исследуемых ЦБС представлены в таблице.
Таблица
Влияние бактеризации циано-бактериальными сообществами на всхожесть семян кресс-салата
Вариант (№ сообщества цианобактерий) Всхожесть семян, % Средний размер длины корня, мм Средний размер длины побега, мм
Контроль 85,7±1,2 25,7± 1,4 13,4±0,6
1 90,0±1,1 25,0±1,2 13,1 ±0,4
2 86,0±1,1 31,9±1,9 14,0±1,0
3 86,0±1,2 13,7±0,6 10,8±0,9
4 81,3±1,7 26,3±2,4 13,3±1,1
5 82,6±2,4 31,4±1,1 19,2±0,2
6 87,3±2,9 31,7±1,2 13,0±0,4
7 98,0±1,5 28,7±1,0 16,6±0,5
8 88,6±1,7 18,5±0,2 11,2±1,5
9 90,0±1,1 19,4± 1,3 10,8±0,7
10 86,0±1,2 19,6± 3,2 14,4±1,4
11 83,6± 3,5 39,7 ±1,8 15,4±0,4
12 88,0± 1,1 31,0±0,5 13,9±0,7
13 86,6± 1,3 24,7±3,5 13,7±1,0
14 95,0±0,6 38,0±0,4 13,6±0,5
15 78,6±4,6 32,7±1,5 13,8±0,5
16 73,3±0,6 26,7 ±0,8 17,6±0,8
17 80,0± 1,7 14,0±0,5 13,0±0,7
18 78,0±2,5 13,9±1,5 8,1±0,6
19 82,0±2,1 16,9±0,5 11,4± 1,4
20 96,0± 1,4 23,6±0,5 12,0±1,5
21 84,0± 1,1 43,7±0,2 17,5±0,3
22 82,0± 1,2 15,9±1,5 14,4± 1,6
23 82,0± 1,2 18,0±1,2 14,4± 1,5
24 64,8± 3,1 4,1±1,2 8,0±0,6
25 84,0± 1,8 15,8±1,8 12,1 ±0,7
В результате обработки полученных данных исследуемые ЦБС оказались нетоксичными для семян кресс-салата. Всхожесть семян, обработанных ЦБС № 1, 2, 3, 6, 7,
8, 9, 10, 12, 13, 14, 20 была больше, чем в контроле, равная 85,7±1,2%. Максимальная всхожесть семян (98,0±1,5%, 95,0±0,6%, 96,0± 1,4%) наблюдалась при обработке их сообществами цианобактерий № 7, 14, 20 соответственно (табл.).
Анализ полученных данных показал, что ростстимулирующей активностью обладают ЦБС № 2, 5, 6, 7, 11, 12, 14, 15, 16, 21. Ингибирующий эффект наблюдался у двенадцати ЦБС. У сообщества № 24 наблюдался ярко выраженный ингибирующий эффект, средняя длина корня в 6 раз, а средняя длина стебля в 1,6 раз меньше, чем в контроле. Нейтральный эффект отмечен у семян, подверженных бактеризации ЦБС №
1, 4, 13. Некоторые сообщества проявляли стимулирующую активность относительно проростков корня, а рост стебля подавляли, и наоборот (ЦБС № 6,10).
Наибольшую ростстимулирующую активность проявляли сообщества цианобактерий № 5, 11, 14 и 21. Средняя длина пророст-
ков, обработанных данными ЦБС, превышала контрольный вариант в диапазоне от 5,8 до 18 мм. Из литературных данных известно, что ростстимулирующий эффект цианобактерий связан с наличием в них ауксино- и гиббериллиноподобных веществ.
Таким образом, в результате проведенного эксперимента отобраны цианобактериальные сообщества № 2 ,5, 6, 7,
11, 12, 14, 15, 20, 21, которые можно использовать для дальнейших опытов, в том числе и полевых, с растениями, произрастающими в Астраханской области, а также для разработок в агробиотехнологии.
Библиографический список
1. Панкратова Е.М. Участие цианобактерий в круговороте азота в почве и создании её плодородия // Успехи микробиологии.
— 1987. — С. 212-242.
2. Штина Э.А. Зенова Г.М., Манучарова
Н.А. Альгологический мониторинг почв // Почвоведение. — 1998. — № 12. —
С. 1449-1461.
3. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей: учеб. пособие для вузов. — М.: Наука, 1976. — 143 с.
4. Ковина А.Л. Микробные агроконсорциумы на основе цианобактерий: автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 2001. — 23 с.
5. Панкратова Е.М., Трефилова Л.В., Зяблых Р.Ю., Устюжанин И.А. Цианобактерия Nostoc paludosum Kutz как основа для создания агрономически полезных микробных ассоциаций на примере бактерий рода Rhizobium // Микробиология. — 2008. — Т. 77. — № 2. — С. 266-272.
6. Трефилова Л.В. Использование цианобактерий в агробиотехнологии: дис. .
канд. биол. наук. — Саратов: 2008. — 162 с.
7. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. — Л.: Наука, 1969. — 228 с.
8. Горюнова С.В., Горюнова С.В., Ржа-нова Г.Н., Орлеанский В.К. Сине-зелёные водоросли (Биохимия, физиология, роль в практике). — М.: Наука, 1969. — 230 с.
9. Чан Ван Ни. Физиолого-биохимические основы использования свободноживущих
азотфиксирующих цианобактерий в рисоводстве северного Вьетнама: автореф. дис. ... канд. биол. наук. — Пущино-на-Оке, 1990. — 20 с.
10. Батаева Ю.В., Дзержинская И.С., Мвале Камуквамба. Биоразнообразие цианобактерий в почвах Астраханской области // Юг России: экология, развитие. 2010. — № 4. — С. 76-78.
11. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для высших учеб. заведений / под ред. А.И. Нетрусова. — М.: Академия, 2005. — 352 с.
12. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Сине-зелёные водоросли. Определитель пресноводных водорослей СССР. — М.: Сов. наука, 1953.
13. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли: учебное пособие. — М.: МГУ, 1990. — 80 с.
+ + +
УДК 574.582 А.И. Фокина,
С.С. Злобин Л.И. Домрачева, Л.В. Трефилова
СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ГРИБОВ р. ри5лтим - ОСНОВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ БИОСОРБЕНТА ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Ключевые слова: биосорбция, грибы
рода Fusarium, тяжёлые металлы, фитопатогенность, непатогенные штаммы, инокуляция.
Введение
Среди организмов-убиквистов особое место занимают микромицеты р. Fusarium, распространенные практически повсеместно. В биологическом плане они представляют крайне неоднородную группу грибов, среди которых имеются ярко выраженные паразиты растений, факультативные паразиты, поражающие, как правило, ослабленные растения и сравнительно многочисленные сапрофиты. Однако в последние десятилетия расширяется круг фузариев-оппортунистов, а паразитические формы становятся все более агрессивными и токсиногенными, опережая в своей эволюции эволюцию культурных растений [1]. Поэтому значительные усилия ученых всего мира направлены, в первую очередь, на совершенствование методов борьбы с этим опас-
ным фитопатогеном. Вследствие этого наиболее подробно изучены особенности биологии, физиологии, биохимии и экологии паразитических штаммов фузариев, проведены биохимические определения фузари-озных микотоксинов, очерчен круг микро-бов-антагонистов, которые в большей или меньшей степени обладают фунгистатиче-скими или фунгицидными свойствами [1-3]. В то же время повышается интерес к слабо патогенным штаммам фузариев, которые рассматриваются как перспективные агенты для микоиндикационной оценки загрязнённых территорий [4], как источники получения биологически активных веществ [5] и даже как модельные организмы в разработке методов биологической борьбы с сорной растительностью [6]. Поскольку для многих микроскопических грибов была показана способность к закреплению внутри и на поверхности мицелия тяжелых металлов (ТМ), извлекаемых из окружающей среды [7], представляется необходимым проведе-
