Почвенный микробоценоз в агросреде как динамичная система: первичные результаты оценки изменений
- Авторы: Халикова Л.В.1, Кавеленова Л.М.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Выпуск: Том 12, № 2 (2023)
- Страницы: 91-97
- Раздел: Биологические науки
- URL: https://journal-vniispk.ru/2309-4370/article/view/253026
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2023122114
- ID: 253026
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Почвенная биота характеризуется высоким структурным, таксономическим и функциональным разнообразием и определяет ведущие тренды процесса почвообразования, при этом содержание микроорганизмов в почве колеблется в зависимости от ее химического состава, влажности, температуры, pH и других свойств. С другой стороны, почвенный микробиом оказывает существенное влияние на плодородие почв, участвуя в превращении недоступных для растений питательных веществ в усвояемые формы. Почвенная микробиота может способствовать росту растений или угнетать его.
Целью данной работы является проведение сравнительного анализа ведущих представителей микробиома для образцов почв с территории модельного поля крестьянского (фермерского) хозяйства ИП Цирулева Е.П. (Приволжский р-н Самарской области). Отбор почвенных образцов осуществлялся в соответствии с методами отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. Для сравнения было отобрано по 15 проб с одних и тех же точек поля в разные годы – 2019 и 2020 гг. Почвенные суспензии готовились согласно методу серийных разведений. Посев разведений осуществлялся на картофельно-глюкозный агар. Идентификацию микроорганизмов проводили микроскопическим методом. Результат испытаний считали отдельно для грибов и бактерий. Определяли соотношение грибов и бактерий в процентах к их общему числу, рассчитывая число (N) микроорганизмов, присутствующих в пробе. Химический анализ проб почвы проводили по следующим показателям: pH водный, pH солевой, массовая доля органического вещества, калий подвижный и фосфор подвижный, кальций обменный и магний обменный. Лабораторное изучение почвенных проб, отобранных на модельном поле с территории крестьянского (фермерского) хозяйства ИП Цирулева Е.П., показало достаточно стабильный уровень значений водного и солевого pH, умеренную изменчивость содержания органического вещества, подвижных калия, магния и кальция, при высокой неоднородности пространственного распределения в почве подвижного фосфора. Выявление присутствия и численности в почвенных пробах типичных представителей почвенного микробоценоза (12 фитопатогенов широкого спектра действия и 2 – антагонистов фитопатогенов) позволило обнаружить микроорганизмы: распространенные в данной почвенной среде в оба года исследований (возбудители фомоза, желтого слизистого бактериоза); обнаруженные для проб одного года в минимальном числе проб, в другой год не выявленные (возбудитель вертициллеза, серой гнили) либо заметно увеличившие свое присутствие (возбудители ризоктониоза, антракноза, кладоспориоза). Присутствие в значительной доле почвенных образцов, от 20 до 50–80% проб, было отмечено для значительной группы объектов (Alternaria, Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Rhisopus), в оба года исследований во всех пробах было выявлено присутствие антагониста фитопатогенов Trichoderma. Вопрос о связи выявленных изменений состава микробиома почвы с видовой принадлежностью растений, которые в данный вегетационный период возделывались на данном поле, требует для своего прояснения привлечения дополнительных данных, что будет нами выполнено в последующие годы. Тем не менее полученные первичные данные подтверждают существующие представления о лабильности почвенного микробоценоза как динамичной системы, изменяющей свое состояние в ответ на воздействие абиотических (температура, влажность) и биотических факторов.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Лилия Валерьевна Халикова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: halikova.lilya@yandex.ru
аспирант кафедры экологии, ботаники и охраны природы
Россия, СамараЛюдмила Михайловна Кавеленова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: lkavelenova@mail.ru
доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии, ботаники и охраны природы
Россия, СамараСписок литературы
- Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв: учение об экологических функциях почв: учебник. 2-е изд., уточ. и доп. М.: Издательство МГУ, 2012. 412 с.
- Стебаев И.В., Пивоварова Ж.Ф., Смоляков Б.С., Неделькина С.В. Общая биогеосистемная экология. Новосибирск: ВО «Наука»; Сибирская издательская фирма, 1993. 288 с.
- Дергачева М.И. Экология почв: итоги, проблемы, перспективы // Известия Уральского государственного университета. Серия 2: Гуманитарные науки. 2002. № 23. С. 53–61.
- Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: Геос, 2005. 336 с.
- Мирчинк Т.Г. Почвенные грибы как компонент биогеоценоза // Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза / отв. ред. Е.Н. Мишустин. М.: Наука, 1984. С. 114–130.
- Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. М.: Наука, 1975. 107 с.
- Prabhakaran A., Meenatchi R., Pal S., Hassan S., Veera Bramhachari P., Kiran G.S., Selvin J. Soil microbiome: characteristics, impact of climate change and resilience // Understanding the Microbiome Interactions in Agriculture and the Environment / ed. P. Veera Bramhachari. Singapore: Springer, 2022. P. 285–313. doi: 10.1007/978-981-19-3696-8_15.
- State of knowledge of soil biodiversity – status, challenges and potentialities, Report 2020 // Rome: FAO. 2020. 616 p. doi: 10.4060/cb1928en.
- Станчева Й. Атлас болезней сельскохозяйственных культур. Т. 4. Болезни технических культур / пер. с болг. Г. Данаиловой. София–М.: Pensoft, 2003. 186 с.
- Виноградский С.Н. Микробиология почвы: проблемы и методы. Пятьдесят лет исследований. М.: Изд-во АН СССР, 1952. 792 с.
- Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: учебник. 3-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2005. 445 с.
- Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии / отв. ред. Н.Н. Колотилова. М.: Наука, 2003. 348 с.
- Звягинцев Д.Г. Некоторые концепции строения и функционирования комплекса почвенных микроорганизмов // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1978. № 4. С. 48–56.
- Таргульян В.О., Соколова Т.А. Почва как биокосная природная система: «реактор», «память» и регулятор биосферных взаимодействий // Почвоведение. 1996. № 1. С. 34–47.
- Kaur A., Chaundhary A., Kaur A., Choundhary R., Kaushik R. Phospholipid fatty acid – a bioindicator of environment monitoring and assessment in soil ecosystem // Current science. 2005. Vol. 89, № 7. P. 1103–1112.
- Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биология почв Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во ЦВВР, 2004. 350 с.
- Казеев К.Ш. Изменение биологической активности почв предгорий Северо-Западного Кавказа при антропогенном воздействии: дис. … канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 1996. 133 с.
- Coleman D.C., Mac Callaham A., Crossley D.A. Future Developments in Soil Ecology // Fundamentals of Soil Ecology. Third edition. Elsevier Science & Technology, 2018. P. 255–282. doi: 10.1016/b978-0-12-805251-8.00008-9.
- Халикова Л.В., Корчиков Е.С., Боровкова Н.В., Семкина О.В. Анализ антагонистической активности грибов рода Trichoderma в отношении некоторых фитопатогенных микромицетов // Теоретические и прикладные проблемы современной науки и образования: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. Т. 1 (Курск, 24 мая 2021 г.). Курск, 2021. С. 486–493.
- ГОСТ 17.4.4.02-2017. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М.: Стандартинформ, 2018. 10 с.
- Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология: учебник. 3-е изд., испр. М.: Академия, 2009. 352 с.
- Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов: метод. указания / сост. А.П. Асташкина. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. 19 с.
- ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки. М.: Стандартинформ, 2011. 6 с.
- ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее pH по методу ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1985. 4 с.
- ГОСТ 26213-2021. Почвы. Методы определения органического вещества. М.: Российский институт стандартизации, 2021. 8 с.
- ГОСТ 26205-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1992. 10 с.
- ГОСТ 26204-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1992. 8 с.
- ГОСТ 26487-85. Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1985. 13 с.
- Berendsen R.L., Pieterse C.M.J., Bakker P.A.H.M. The rhizosphere microbiome and plant health // Trends in Plant Science. 2012. Vol. 17, iss. 8. P. 478–486. DOI: 10. 1016/j.tplants.2012.04.001.
- Yu K., Pieterse C.M.J., Bakker P.A.H.M., Berendsen R.L. Beneficial microbes going underground of root immunity // Plant, Cell and Environment. 2019. Vol. 42, iss. 10. P. 2860–2870. doi: 10.1111/pce.13632.
- Bakker P.A.H.M., Berendsen R.L., Van Pelt J.A., Vismans G., Yu K., Li E., Van Bentum S., Poppeliers S.W.M., Sanchez Gil J.J., Zhang H., Goossens P., Stringlis I.A., Song Y., de Jonge R., Pieterse C.M.J. The soil-borne identity and microbiome-assisted agriculture: looking back to the future // Molecular Plant. 2020. Vol. 13, iss. 10. P. 1394–1401. doi: 10.1016/j.molp.2020.09.017.
- Philippot L., Raaijmakers J.M., Lemanceau P., van der Putten W.H. Going back to the roots: the microbial ecology of the rhizosphere // Nature Reviews Microbiology. 2013. Vol. 11. P. 789–799. doi: 10.1038/nrmicro3109.
- Weller D.M., Raaijmakers J.M., McSpadden Gardener B.B., Thomashow L.S. Microbial populations responsible for specific soil suppressiveness to plant pathogens // Annual Review of Phytopathology. 2002. Vol. 40. P. 309–348. doi: 10.1146/annurev.phyto.40.030402.110010.
Дополнительные файлы
