Есимов Болат Кабдушевич

кандидат биологических наук, доцент кафедры КазНАУ

Майматаева Асия Дуйсенгалиевна

магистр, старший преподаватель

Кауынбаева Эльмира

магистр, кафедры ботаники и зоологии КазНПУ им. Абая

РОЛЬ ПЕДОФАУНЫ В РАЗЛОЖЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ

В почвах с высоким обилием беспозвоночных сапрофагов осуществляется быстрая и полная минерализация органического материала, что обеспечивает высокий темп обращения элементов в биологическом круговороте веществ и высокий уровень первичной продуктивности /1/. Простейшие с помощью симбиотических бактерий способны переваривать клетчатку. При разрушении клетчатки, составляющей основу стенок растительных клеток, содержащие их протоплазму быстро разлагается до легко минерализуемых соединений /2/. Принимая непосредственное участие в разложении почвенного гумуса, амебы представляют важное звено в цепи организмов, обуславливающих процессы биологического круговорота /3/. Одноклеточные (особенно амебы) с учетом их большой массы (400 кг/га) являются, по-видимому, одним из важнейших факторов, регулирующих скорость и направление процессов преобразования органического вещества в почве. Связь простейших с характером гумусонакопления – еще одно свидетельство их тесной зависимости от переменчивости почв в географическом пространстве и во времени.

Целью настоящей работы было моделирование процесса разложения растительных остатков при детальной количественной характеристике влияющих на него факторов среды – осадков, микроорганизмов, прото и мезофауны.

Материал и методы

Опытная площадка 10х10 м² была расположена на суходольном разнотравно- злаковом лугу темно-каштановой почвы, на пологом склоне южной экспозиции. С опытных площадок была срезана под корень и выбраны все растительные остатки. Срезанный растительный материал был рассортирован на фракции: разнотравье (листья), генеративные органы и подстилку. Фракции растений просушивали, добиваясь постепенного и равного веса во всех порциях.

Для выявления роли почвенных животных в разложении растительных остатков использовали мешочки из нейлоновой сетки с ячеями разных размеров. Просушенные растительные фракции в нейлоновых мешочках закладывали горизонтально в пахотную почву на глубину 6-7 см. Для выявления роли микроорганизмов и исключения всех почвенных животных использовали мешочки из сетки с ячеями 0,003 мм (I вариант), для пропускания микроорганизмов и одноклеточных – с ячеями 0,5 мм (II вариант), для воздействия на субстрат всех факторов среды – с ячеями 7 мм (III вариант), контролем служили фракции растений, помещенные в почву без мешочков.

Учет (путем изъятия и возвращения) проводили через каждые два месяца. Степень разложения измеряли не по потере веса, а по размеру площади исчезнувших тканей.

Пробы на протозоологические анализы отбирали 3 раза в течение сезона. Параллельно учитывали состав простейших в ненарушенных образцах той же почвы рядом с опытом. Количественный подсчет простейших проводили методом предельных разведений навески почвы жидкой питательной средой /4/. Одновременно образцы высевали на агаризованную поверхность. Культуральный метод подсчета сочетали с приемами непосредственно микроскопического изучения протозойной фауны почвы.

Результаты и обсуждение

По данным французского эколога Дажо, растительные остатки на 87% разлагаются бактериями, на 8% простейшими и только на 5% беспозвоночными /5/.

В разнотравно-злаковом лугу темно-каштановой почвы Алматинской области обнаружено 26 видов простейших. Из них 9 видов жгутиконосцев, 8 видов амеб, 9 видов инфузорий. Часто встречаемыми видами являются Bodo globosus, Bodo lens, Astramoeba radiosa, Vahlkampfia albida, Amoeba limicola, Colpoda steini, Uroleptus mobilis и др. На видовой состав сильное влияние оказывает сезонный фактор. В начале лета обнаружено 14 видов простейших. Из них 7 видов жгутоконосцев. Вероятно, здесь сказалось умеренная влажность почвы (6%). В более сухое время года на смену жгутиконосцам приходят амебы и инфузории. Осенью протистов, не встреченных ранее, не было.

Численность одноклеточных животных в темно-каштановой почве Алматинской области составляет в среднем 20-70 тыс. клеток на 1 г почвы, что вполне отвечает порядку цифр, указанному для луговых почв других регионов /4/. В темно-каштановой почве луга интенсивно развиваются амебы и жгутоконосцы, что определяется оптимальным для них режимом увлажнения, достаточным количеством органического вещества и бактериальной флоры.

Общая численность простейших во всех вариантах опыта во все учетные сроки была разной. Численность и видовое разнообразие одноклеточных менялось от месяца к месяцу, как в опыте, так и в контроле. Так в контрольном варианте почвы доминировали амебы. Наибольшая численность и видовое разнообразие саркодовых приходится на июль (38 тыс. клеток). Если в июне было отмечено 4 вида (Vahlkampfia albida, Amoeba linmax, A.limicola, Hartmanella aguarum), то в июле появляются новые виды (табл.1). Наибольшая численность и видовое разнообразие жгутиковых и ресничных приходится на начало лета соответственно 28 и 6,3 тыс. клеток в 1 г почвы.

Особенно ярко проявилось влияние почвенных животных на процессе разложения в связи с наиболее благоприятными погодными условиями и высокой плотностью сапрофагов в почве в 2005 году. За 150 дней теплого периода года под воздействием только грибов и бактерий разложилось всего лишь 10% листьев, 4% генеративных органов и 9% подстилки. Тогда как при совместном участии их с беспозвоночными животными (контроль) – 60%. Микробиологическое разложение опытных фракций, доступ к которому был закрыт сетками с самыми мелкими отверстиями, показало, что за 150 дней листья разных растений внешне сохранялись без изменений, а в весе потеряли незначительно, не показав заметного уменьшения его на единицу площади. При участии одних лишь микроорганизмов и грибов свыше 85% листовых поверхностей и почти 100% твердых генеративных органов осталось без внешних следов разложения. Только в опыте с ячеями 7 мм, куда имели доступ представители мезофауны, деструкция генеративных органов к концу эксперимента составила 40-45%. Этот факт свидетельствует о небольшой роли микрофауны и чрезвычайно высокой мезофауны в разрушении грубых генеративных органов и стеблей.

При определении степени разложения по размерам площади съеденных тканей, фракции опытных растений к которым из-за применения мелкоячеистых сетчатых мешочков имели доступ из беспозвоночных лишь простейшие, а также микроорганизмы, потеряли около 45-47% поверхности. В почве этих фракций численность простейших была выше численности микроорганизмов и энхитреид. Очевидно, ведущая роль в деструкции растительных остатков принадлежала простейшим и большая доля амебам и жгутиконосцам. Наиболее активная роль их в процессе трансформации органических остатков наблюдается в то время, когда численность других деструкторов падает.

Таблица 1. Видовой состав и количество простейших в почвах экспериментального участка 2012 года.

№ п/п	Protozoa	Месяцы
		июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
1 2 3 4 5 6 7 8	Mastigophora Bodo globus Bodo lens B.Saltans Ehrenb. Monas vulgaris Senn M.minima Oicomonas termo kent Gercomonas bodo Lemm Cercomonas agilis Итого:	6000 - 8000 5000 4000 3000 1000 1000 28000	6500 1000 6000 2000 1000 6000 500 1000 24000	1000 2100 1000 - 600 - - - 4700	10000 800 7000 3000 2000 - 200 2000 25000	12000 1000 1000 2000 1000 2000 600 800 20400
1 2 3 4 5 6 7 8	Sarcodina Astramaeba radiosa Vahlcampfia albida Naegler Amoeba limicola Amoeba gracilis Greff Amoeba limax Auerbach Amoeba lacustris Amoeba brachiata Hartmanella rhysodes Sin Итого:	8000 6000 8000 4000 5000 3000 2000 1000 37000	6000 8000 6000 6000 4000 4000 2000 2000 38000	- 3000 1000 2000 - 3000 600 400 10000	7000 5000 4000 5000 5000 2000 600 2000 30600	5000 4000 3000 4000 6000 2000 - 1000 29000
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Ciliata Colpoda steini Colpoda cucculus Ehrenb. C.aspera Kahl C.fastigata Uroleptus mobilis Vorticella microstoma Colpidium sp. Cyclidium glancoma Gonostomum affine Итого:	2000 1000 800 600 1000 400 200 200 100 6300	2000 1000 600 500 800 200 200 200 100 5600	400 800 - 100 400 - - 100 - 1800	1000 1000 200 200 1000 200 100 100 - 3800	100 400 100 100 600 - 100 - - 1400
	Всего:	71300	67600	16500	59400	50800

На основании полученных результатов, можно констатировать, что почвенная фауна (микро и мезофауна) только совместно способна весьма быстро перерабатывать большое количество растительных остатков, тем самым, сохраняя плодородие на постоянно высоком уровне, когда ежегодное поступление питательных веществ в почву равно их расходованию на урожай трав.

Литература

1. Гиляров М.С. Роль почвенных животных в круговороте веществ в биоценозах // Очередные задачи биогеоценологии и итоги работ биологических стационаров. Л., 1971. Ч.1. С. 23-27.

2. Стриганова Б.Р. Сравнительная характеристика деятельности разных групп почвенных беспозвоночных в процессах разложения лесной подстилки // Экология. 1971. №4. С. 36-43.

3. Аристовская Т.В. О разложении фульвокислот микроорганизмами // Почвоведение . 1958. №11. С. 40-51.

4. Николюк В.Ф., Гельцер Ю.Г. Почвенные простейшие СССР. Ташкент. Наука. 1972. 311 с.

5. Dajoz R. Des animaux dui fertilisent les soils // Sci. progr. decov. 1970. P. 12-18.