Delist.ru

Степные и залежные фитосистемы Тувы: структурно-функциональная организация и оптимизация природопользования (19.08.2007)

Автор: Дубровский Николай Григорьевич

Скорость разложения растительных остатков определяется химическим составом разлагающегося материала. Высокое содержание легкорастворимых органических соединений благоприятствуют быстрой минерализации растительного опада. Убыль массы происходит за счет вымывания и выщелачивания водорастворимых веществ и их последующей утилизации микроорганизмами. Растительные остатки пырейно-гетеропаппусовом сообществе (70% за год), наиболее богаты водорастворимыми органическими веществами и зольными элементами. А минимальная потеря массы наблюдается у полынно-коноплевого сообщества (50,4 % за год).

Интенсивность разложения модельных субстратов: белка и целлюлозы проводились с целью оценки экологических условий разложения органического вещества в различных природных условиях. Интенсивность разложения белка и целлюлозы колеблется в зависимости от времен года. В холодный период, с октября по май разлагается всего 0,04-0,05% целлюлозы (Табл. 5.), и 0,34-0,35 белка (Табл. 6.). Это связано с неблагоприятными условиями. Целлюлоза является основным компонентом растительного материала. Интенсивность этого процесса напрямую зависит от активности целлюлолитиков и подвержена сезонной динамике. В теплый период, т. е в мае разложение целлюлозы резко увеличивается в полынно-коноплевом сообществе. В августе с увеличением микробного пула целлюлолитиков скорость разложения целлюлозы повышается до 0,12-0,13%. С понижением температуры окружающей среды интенсивность процесса падает 0,08-0,09%, а в сутки 0,003%.

Преобладающей группой микроорганизмов в микробном сообществе растительного опада являются бактерии. Благодаря активности различных ферментных систем, бактерии принимают активное участие в деструкции органических веществ растительных остатков. Большую роль в разложении растительного опада играет функциональная группа бактерий – гидролитики. Они в свою очередь делятся на две группы: организмы, разлагающие легко гидролизируемые соединения (сапрофиты, протеолитики, амилолитики и др.) и организмы, разлагающие устойчивые полимеры клеточной стенки (целлюлозоразрущающие бактерии).

Наши исследования направлены на изучение динамики численности микробных сообществ растительных опадов в залежных сообществах. В пробах растительного опада были изучены различные физиологические группы бактерий: сапрофиты (аэробы и анаэробы), протеолитики – участвующие в разложении белка (аэробы и анаэробы), амилолитики-крахмалразрушающие, целлюлолитики – целлюлозоразрушающие (аэробы и анаэробы).

В микрофлоре исследуемых объектах преобладающей группой микроорганизмов были сапрофиты. Их численность колеблется от 105 до 107 кл/г. В разлагающихся растительных остатках численность сапрофитов больше, чем в зеленой массе на 1-3 порядка. Максимальная численность сапрофитов (аэробов и анаэробов) в растительных опадах обнаружена в осенний период во всех исследуемых залежных фитосистемах (табл. 10.).

Табл. 10. Динамика численности сапрофитов растительного опада залежных сообществах Тувы

Сообщество Численность сапрофитов, клеток/г сухого растительного остатка

июнь август октябрь

аэробы анаэробы аэробы анаэробы аэробы анаэробы

2005 Полынно-коноплевое

Пырейно-гетеропаппусово-вьюнковое

Гетеропаппусово-змеевковое

2006 Полынно-коноплевое

Пырейно-гетеропаппусово-вьюнковое

Гетеропаппусово-змеевковое

Численность микроорганизмов подвержена сезонной динамике. Одним из основных компонентов растительных остатков является целлюлоза. В аэробных условиях разложение целлюлозы ведут микроорганизмы разных таксономических групп: бактерии, грибы, актиномицеты. Наиболее ярко это выражено у целлюлозоразлагающих бактерий (ЦРБ). В течение года наблюдается рост численности ЦРБ – в начале и конце лета. Активность целлюлозоразрущающих микроорганизмов зависит от факторов окружающей среды. Наиболее активное разрушение клетчатки отмечается при 28-300С. Весной, с повышением температуры в воде и почве, численность бактерий начинает резко увеличиваться. Наиболее интенсивно клетчатка разлагается при влажности 70% от полной влагоемкости почвы.

Табл. 11. Скорость разложения целлюлозы в залежных сообществах Центрально-Тувинской котловины, в %

Экосистема Разложение целлюлозы (общ. и сут.), в %

15.10.05-

17.05.06 17.05 06-20.06.06 20.06. 06-24.07.06 24.07.06-25.08.06 25.08.06-24.09.06 24.09. 06-15.10.06 15.10.05-

15.10.06

Полынно-коноплевая

(3-4 год) _0,05_

0,0002 _0,11_

0,003 _0,10_

0,003 _0,12_

0,004 _0,12_

0,004 _0,10_

0,004 0,6

Пырейно-гетеропаппусово-вьюнковая

(5-6 год) _0,04_

0,0001 _0,10_

0,003 _0,12_

0,003 _0,13_

0,004 _0,12_

0,004 _0,08_

0,004 0,59

Гетеропаппусово-змеевковая

(10-12 год) _0,04_

0,0001 _0,09_

загрузка...