Влияние разных способов стерилизации на биологическую активность почв

Рис. 6. Средняя высота пшеницы (см) на разных типах почв, подвергнутых термической обработке и фумигации хлороформом

 

Высота (рис.6) и фитомасса (рис.7) пшеницы примерно равнозначна во всех исследуемых вариантах. Но средние параметры растений, произраставших на каштановой почве, были несколько выше.

Отмечено значительное обрастание почвы микроскопическими грибами  в стерилизованных образцах, что  обусловлено заселением ими экологической  нищи ранее присутствующих в почве  форм, которые были уничтожены путем  стерилизации.

Рис. 7. Фитомасса пшеницы (г) разных типах почв, подвергнутых термической обработке и фумигации хлороформом

 

При исследовании качественного  состава бактерий (после вегетации  растений) в контрольном и нестерилизованных  образцах чернозема не наблюдалось  существенных различий. В то время  как в обработанном хлороформом  образце разнообразие понизилось до одного рода Micrococcus(табл.3).

Из каштановой почвы, подверженной температуре исчезает Bacillusmycoides, встречаемый во всех других вариантах(табл.4).

В стерилизованных вариантах  чернозема не восстанавливается  численность микромицетов. В образце, стерилизованным температурой, выявлен только р. Penicillum, в количестве двух штаммов.

В стерилизованных хлороформом  вариантах каштановой почвы наблюдается идентичный с нестерилизованными образцами состав. В то время как в образце, стерилизованном температурой, выявлен только р. Aspergillus.

 

Таблица 3

Качественная идентификация  микроорганизмовчернозема обыкновенного, подверженного термической обработке и фумигации хлороформом, после вегетации растений

	Контроль	t 1800С	Хлороформ
Бактерии	Bacillus sp.* Pseudomonas * Micrococcus * ( 2 штамма)	Bacillussp. * Cytophaga *	Micrococcus * (1 штамм)
	Примечания
	меньшее разнообразие бациллярных  форм	нет пигментации	единичное заселение
Грибы	Aspergillus * Penicillum* Mucor Trichoderma Verticillum	Penicillum (2 штамма)	Cladosporium* Penicillum
	Примечания (пигменты)
	красный, черный, оранжевый, белый, коричневый	белый, зеленый	коричневый, белый

*Доминантный род

Таблица 4

Качественная идентификация  микроорганизмов каштановой почвы, подверженной термической обработке и фумигации хлороформом, после вегетации растений

	Контроль	t 1800С	Хлороформ
Бактерии	Bacillus mycoides Pseudomonas Micrococcus*	Bacillus Pseudomonas Micrococcus	Bacillus mycoides Pseudomonas Micrococcus* Cytophaga
	Примечания
	желтая пигментация	исчезновение типичной грибовидной  бациллы	оранжевая пигментация
Грибы	Aspergillus Penicillum * Mucor	Aspergillus (1 штамм)	Mucor Aspergillus* Penicillum
	Примечания (пигменты)
	белый, розовый, коричневый, зеленый	коричневый	белый, розовый, зеленый

*Доминантный род

 

ВЫВОДЫ

 

В результате проведенных  исследований получены следующие выводы:

1. Все исследуемые способы стерилизации однозначно оказывают значительный ингибирующий эффект на численность почвенных микроорганизмов и ферментативную активность почв.
2. В черноземе обыкновенном более чувствительными к стерилизации оказались бактерии, а в каштановой почве микромицеты.По степени ингибирования почвенных микроорганизмов чернозема исследуемые способы стерилизации располагаются в ряду: t180⁰C>хлороформ>антибиотики>тиндализация.
3. Исследуемые способы стерилизации оказали наиболее сильное подавляющее воздействие на микрофлору каштановой почвы, нежели чернозема обыкновенного, что в свою очередь обусловлено свойствами самих почв.
4. Термические факторы наиболее эффективны в отношении бактерий, а фумигация хлороформом и антибиотиками в отношении микромицетов почв.
5. Активность каталазы подавляется в меньшей мере парами хлороформа, чем воздействием температуры и антибиотиками, как в черноземе, так и в кащтановой почве. Такая же тенденция наметилась и при исследовании активности дегидрогеназы. Но в стерилизованной каштановой почве существенное снижение показателей по сравнению с контролем не наблюдалось.
6. При помощи качественной идентификации установили, что разнообразие штаммов уменьшается в ряду нестерильная почва - стерилизация парами хлороформа - стерилизация температурой. И если пары хлороформа незначительно понижали разнообразие, то воздействие температуры выдерживал только род Micrococcus. Подобная закономерность выявлена и при изучении грибов. В варианте чернозема, подверженном температурному воздействию, обнаружен только р.Mucor, в то время как в таком же образце каштановой почвы р. Trichoderma.
7. Высота и фитомасса пшеницы примерно равнозначна во всех исследуемых вариантах. Но средние параметры растений, произраставших на каштановой почве, были несколько выше. Отмечено значительное обрастание почвы микроскопическими грибами в стерилизованных образцах, что обусловлено заселением ими экологической нищи ранее присутствующих в почве форм, которые были уничтожены путем стерилизации.
8. При исследовании качественного состава бактерий (после вегетации растений) в контрольном и нестерилизованных образцах чернозема не наблюдалось существенных различий. В то время как в обработанном хлороформом образце разнообразие понизилось до одного рода Micrococcus. В стерилизованных вариантах чернозема не восстанавливается численность микромицетов. В образце, стерилизованным температурой, выявлен только р.Penicillum, в количестве двух штаммов.
9. Из каштановой почвы, подверженной температуре исчезает Bacillusmycoides, встречаемый во всех других вариантах. В стерилизованных хлороформом вариантах каштановой почвы наблюдается идентичный с нестерилизованными образцами состав. В то время как в образце, стерилизованном температурой, выявлен только р. Aspergillus.
10. Восстановление общей численности микроорганизмов при выращивании растений выявлено во всех вариантах, но в образцах, стерилизованных температурой, численность не превышала контроль.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

После проведения данного  исследования установлено, что действие температурных факторов оказывает  более существенное ингибирование  биологической активности, чем действие химических факторов (фумигация хлороформом  и антибиотиками). Выращивание в стерилизованных образцах почвы пшеницы, полностью восстанавливает численность отдельных групп микроорганизмов, но изменяется их качественный состав. Общая численность микроорганизмов не восстанавливается до контрольных значений только в вариантах стерилизованных температурой.

Ферменты оказались более  устойчивы к действию всех используемых способов стерилизации, нежели почвенные  микроорганизмы. Из ферментов класса гидролаз наиболее устойчивой оказалась каталаза, чем дегидрогеназа. Восстановление ферментативной активности, при участии растений, носит неоднозначный характер, что обусловлено свойствами самих ферментов и свойствами исследуемых почв.

На рост и развитие растений стерилизация практически не оказывает  влияния. Основные параметры растений на стерилизованных почвах и контрольных  образцах существенно не различаются.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамян С.А. Изменение ферментативной активности почвы под влиянием естественных и антропогенных факторов // Почвоведение, 1992. №7. с. 70-82.
2. Агрохимические  методы исследования почв. М.: Наука. 1975. 656 с.
3. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв. М.: Наука, 2003. 222 с.
4. Аристовская Т.В. Микробиологические аспекты плодородия почв. //Почвоведение, 1988, №9 с.53-63.
5. Бабьева И. П. Биология почв / И. П. Бабьева, Г. М. Зенова. — М.: Изд-во МГУ им. М. В. Ломоносова, 1989. - 336 с.
6. Баранова И. П., Егоров Н.С., Стоянова Л.Г. Низин, условия образования и получения    препарата: Обзор // Антибиотики и химиотерапия. 1997. Т. 42, № 3. С. 37-46.
7. Безуглова О.С., Хырхырова М.М. Почвы Ростовской области. Ростов-на-Дону. Издательство Южного федерального университета, 2008. 350 с.
8. Биотехнология: Учеб.пособие для вузов: в 8 кн. / Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. М., 1987, кн. 1.-332 с.
9. Ваксман З.А.  Антогонизм микробов и антибиотические вещества.1964. - 342с.
10. Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. Ростов н/Д. Изд-во РГУ. 1977. 159 с.
11. Вальков В.Ф. Почвы Юга России / В.Ф Вальков, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников.- Ростов н/Д: Эверест, 2008. - 276 с.
12. Вальков В.Ф. Системно-биологический подход при изучении почв// Научная мысль Кавказа. 1995. №4. С. 6-10.
13. Вальков В.Ф., Елисеева Н.В., Имгрунт И.И., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Справочник по оценке почв. Майкоп, 2004. 234 с.
14. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Методология исследования биологической активности почв на примере Северного Кавказа // Научная мысль Кавказа. Издательство СКНЦВШ. 1999. №1. С. 32-37.
15. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: учебник для бакалавров. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: изд-во Юрайт, 2012.-527 с.
16. Воробьев А. А., Кривошеин Ю. С., Быков А. С. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Москва: Мастерство, 2001. - 224 с.
17. Вухрер Э.Г. Шамшиева К.Т. Активность некоторых ферментов в почвах Центрального Тянь-Шаня // Почвоведение. 1968. № 3. с. 94-100.
18. Галстян А.Ш. Об устойчивости ферментов почв // Почвоведение, 1982, №4, с. 108-110.
19. Галстян А.Ш. Унификация методов исследования активности ферментов почв // Почвоведение, 1978. №2, с. 107-114.
20. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван. Айастан. 1974. 275 с.
21. Гончарова Л.Ю. Ферментативная активность основных типов почв Ростовской области в связи с их сельскохозяйственным использованием. Автореф. канд. сельскохоз. Наук, Краснодар, 1991, 22 с.
22. Громыко Е.П. Микроорганизмы черноземов СССР / В книге Черноземы СССР. Т.1, Москва, Колос, 1974. с. 198-215
23. Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология (третье издание). Москва: Издательство Московского университета, 1992.- 435 с.
24. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для вузов. - 4-е изд., – М.: Академия, 2007. – 464 с.
25. Денисова Т.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф.Влияние гамма излучения на биологические свойства почв // Почвоведение. 2005. №7.с. 877-881.
26. Дзержинская И. С. Методы выделения, исследования и определения антибиотической активности микроорганизмов, обладающих антагонистическими свойствами: Методические указания к практическим работам по дисциплине - Антибиотики для студентов специальности 012400 «Микробиология» / АГТУ.– Астрахань, 2005.- 76 с.
27. Дмитриев E.A. Математическая статистика в почвоведении. М.,1972. 292 с.
28. Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Звягинцев Д.Г. Почвы и микробное биоразнообразие // Почвоведение. 1996. №6. С. 699-704. И.Добровольский Г.В. Значение почв в сохранении биоразнообразия //Почвоведение, 1996. №6. С. 694-698.
29. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Изд-во Владос. – 1999. – 383 с.
30. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках (6-ое издание, переработанное и дополненное). Москва: Издательство МГУ, Наука,2004.- 524 с.
31. Звягинцев Д.Г. / Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ, 1987. - 256 с.
32. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. 1978. №6. С. 48-54.
33. Звягинцев Д.Г. Биология почв и их диагностика// Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М.: Наука. 1976.
34. Звягинцев Д.Г. Иммобилизованные ферменты почвы. / Микробные метаболиты. 1979, с. 73-80.
35. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М., Полянская Л.М. Разнообразие грибов и актиномицетов и их экологические функции // Почвоведение,1996, №6 с. 705-717.
36. Звягинцев Д.Г., Воробьева Е.А., Горчарук Е.М., Андреева Т.А. Сравнительная характеристика ферментативной активности почв вертикальных зон // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М. 1976. С. 190-211..
37. Звягинцев Д.Г., Голимбет В.Е. Динамика микробной численности, биомассы и продуктивности микробных сообществ в почвах // Успехи микробиологии. 1983. Вып. 18. С. 215-231.
38. Звягинцев Д.Г., Добровольская ТТ., Бабь<span class="Normal__Char" style=" font-family: 'Times New Roman'