ПОЧВЕННЫЕ PROTOZOA ПРЕДГОРНЫХ РАВНИН ЗАИЛИЙСКОГО АЛАТАУ

Есимов Болат Кабдушевич

канд. биол. наук, доцент КазНАУ, г .Алматы

Тапалова Ольга Бисеновна

канд. биол. наук, доцент КазНПУ им. Абая, г. Алматы

Майматаева Асия Дусенгалиевна

магистр, ст.преподаватель,КазНПУ им. Абая, г. Алматы

Кауынбаева Эльмира

магистр, преподаватель, КазНПУ им. Абая, г. Алматы

Е-mail: olya.mag@mail.ru

Среди особенностей природных условий предгорной зоны прежде всего выделяются исключительное разнообразие и крайняя разнородность природно-экономических условий. Наиболее ярко этачерта проявляется в пестроте и разнообразии почв, так как характер и состояние почвенного покрова очень хорошо отражает комплекс природных условий и хозяйственной деятельности человека.

В предгорной зоне республики, в пределах Южно-Казахстанской, Джамбулской, Алматинской областей расположены сероземы. В горах юго-востока Казахстана, принадлежащих к горной системе Тянь-Шаня, наблюдается вертикальная почвенная зональность. Она лучше всего выражена в горном хребте Заилийского Алатау. Здесь с повышением абсолютной высоты сероземы сменяются каштановыми почвами, затем последовательно черноземами, горно-лесными и горно-луговыми субальпийскими и альпийскими почвами. В предгорных равнинах наряду с сероземами распространены желтоземы, такыры, серо-бурые, аллювиально-луговые почвы.

Проблемы рационального использования и охраны земельных ресурсов региона связаны и с другими особенностями ей природных и экономических условий, которые проявляются опять — таки в характере почв и почвенного покрова. Прежде всего, это очень большая опасность бурного роста и развития процессов эрозии почв. Большая плотность населения, разработки строительных материалов, разветвленная сеть автомобильных магистралей обусловливают еще одну очень важную проблему — необходимость борьбы с загрязнением почв, В связи с увеличением поголовья животных, созданием крупных животновод­ческих ферм, что особенно перспективно в предгорной зоне, возникла проблема санитарной защиты почв и вод на прилегающей к фермам территории. Пренебрежение к учету вышеперечисленных природно-климатических и антропогенных условий может привести к ухудшению плодородия почвы, что отразится на продуктивности полей и пастбищ.

С точки зрения охраны и защиты почв от различных видов их разрушения и загрязнения, следует серьезное внимание обратить на почвенную биоту. Согласно Г. В. Добровольскому [4], почва — это чрезвычайно сложная по своей организации, составу, функциям при­родная система, которая вместе с её зеленым покровом и обитающими в ней микроорганизмами и беспозвоночной фауной обеспечивает не только жизнедеятельность биоценозов, но и деструкцию посмертных остатков организмов, вовлечения продуктов их разрушения и жизне­деятельности в новые циклы круговорота веществ и энергии на земле. Вот в чём заключается незаменимая, до сих пор не вполне ещё оцененная экологическая роль почвенной биоты в жизни почвы и человеческого общества. Вот почему почвенным микроорганизмам и беспозвоночным животным необходимо придавать первостепенное значение в вопросах охраны, рационального использования почвенного покрова, повышения плодородия почв с учетом их региональных природных особенностей.

Целью настоящего исследования явилось изучение изменения комплексов простейших при возрастающем антропогенном прессе на почву в условиях предгорной зоны, определение критериев изменчивости ценотической структуры Protozoa, оценка и прогнозирование состояния почвенного биоценоза. В процессе исследований решались следующие задачи:

• изучение видового состава простейших (жгутиконосцы, амебы, инфузории) сероземов, серо-бурых, предгорных темно-каштановых и др. почв предгорной зоны Казахстана;
• выяснение закономерностей распределения простейших в зависимости от типа почвы, глубины, а также абиотических факторов;
• исследование структуры Protozoa в естественных биоценозах, характерных для предгорной зоны;
• изучение влияния ризосферы культур (подсолнечника, виногра­да, сахарной свеклы, томатов) на распределение почвенных простейших.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полевые работы проводились в период с 1996 по 1999 гг. в предгорной зоне республики, в пределах Южно-Казахстанской, Джам­булской и Алматинской областей. Пробы почв для протозоологических анализов собирались нами весной, летом и осенью по трем вариантам — ризосфера, междурядья и целинный участок (контроль) в пяти повтор­ностях. На четырех углах и в центре обоих стационарных участков (площадь каждого 100 кв. м) делали прикопки диаметром 50 см и отбирали пробы из горизонта 0—20 см (пахотный горизонт). Для изуче­ния вертикального распределения простейших почвенный разрез углуб­ляли до 1 м. Пробы из ризосферы растений отбирали методом Е.Г.Бере­зовой [1]. По ходу работ определяли влажность и температуру в момент взятия проб. При микроскопировании простейших пользовались мето­дом предельных разведений [2], а для учета голых амеб использовали твердую питательную среду [7]. При определении биомассы простей­ших пользовались таблицами Л. Л. Численко [5], при определении веса простейших отдельных клеток принимали во внимание форму тела и поперечное сечение, а также линейные размеры. При этом учитывали размеры клеток отдельных видов простейших. При вычислении биомассы простейших применяли формулу:

P=K*n*d*m,

где: Р — суммарная масса живых клеток простейших, кг/га;

к — масса одной клетки. мг;

п — число простейших в 1 г абсолютно сухой почвы;

d — объемная масса почвы (плотность);

т — объем почвы (горизонт) с площади 1 га.

Коэффициент избирательности подсчитывали по формуле:

К=Р/М,

где: Р — суммарная численность простейших в ризосфере,

М — суммарная численность простейших в междурядьях.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Районы наших исследований различались между собой как по климатическим особенностям, так и по растительному покрову.

Серо-бурые и бурые почвы под такими культурами, как виноград, люцерна, табак, перец, томат и кукуруза на наличие простейших вообще не изучались. В названных почвах нами найдено 89 видов простейших, относящихся к двум типам, двум подтипам, 12 отрядам, 35 семействам, 44 родам подцарства Protozoa. Из них 3 вида новые для почв бывшего СССР, 57 видов для почв Казахстана, 3 вида - впервые отмечены нами в эдатопе (Polichaos timidium, Euplotes qracilis, Centropyxis sp.).

Протозойная фауна сероземов, желтоземов, луговых и каштано­вых почв предгорной зоны представлена 42 видами (19 — жгутиконос­цев, 12 — амеб, 11 — инфузорий) простейших. Наибольшее развитие всех трех групп простейших отмечалось на глубине до 30 см, причем глубже (до 50 см) проникали жгутиконосцы, несколько меньше амебы, а инфузорий — до 30 см.

В серо-бурых почвах предгорной зоны простейшие проникают лишь на глубину 35 см. Это объясняется тем, что уже с 30-сантимет­рового слоя появляются элементы засоления, почва становится более твердой, плотной, что в совокупности отрицательно влияет на разви­тие многих геобионтов. По данным Ю. Г. Гельцер [3], большей плот­ности простейших соответствует и большее разнообразие видового состава. Известно, что при бедном видовом составе населения возмож­но резкое возрастание численности отдельных видов и наоборот.

Сравнение видового состава простейших разных типов почв предгорной зоны показало, что общими для 6 типов почв были 28 видов (14 жгутиконосцев, 6 амеб, 8 инфузорий). Следует отметить, что крайне недостаточная изученность протозойной фауны почв боль­шинства регионов Казахстана в настоящее время не позволяет про­вести полноценный сравнительный анализ. Для полноценного сравне­ния микронаселения различных почв желательно исследовать прото­зойную фауну под одними и теми же растениями. Тем не менее, мы провели сравнение состава почвенных простейших 4-х предгорных районов юго-востока Казахстана.

Желтоземы — кислые почвы тяжелого механического состава, глинистые, обладают низкой порозностью с содержанием гумуса до 7 %. По литературным данным, в таких почвах возможно развитие раковин­ных амеб, однако нами были обнаружены лишь 4 вида этой группы, причем ни один не был определен до вида. В отличие от желтоземов, серо-бурые и бурые почвы относятся к потенциально плодородным, несмотря на малое содержание гумуса 2 % и солонцеватость. Под пятью культурами растений в желтоземах (кукуруза, томат, перец, табак, лю­церна) было зарегистрировано 51 вид простейших. В серобурых почвах только под виноградником обнаружено 36 видов (ризосфера). Под тремя другими растениями (ризосфера), исследованными на бурых почвах, найдено 25 видов. Таким образом, при сравнении видового состава простейших почв сухих и влажных зон предгорья 27 видов оказались общими, причем эти же виды встречаются повсеместно и, вероятно, являются космополитами. Однако наряду с широкораспространенными эврибионтами, в серо-бурых почвах были обнаружены виды (Polichaos timidium, Euplotesqracilis, Centropyxis sp.), которые ранее вообще не отмечались в почвенных условиях. Следует однако, отметить, что перечисленные не автохтонные для почв виды обычны в пресных водах и попали в почву, видимо, с поливной водой, но не исключено и то, что эти виды с ограниченным распространением.

Сопоставление данных по числу видов, плотности и биомассе простейших почв, расположенных даже на незначительном расстоянии друг от друга, показало, что имеются существенные различия по всем перечисленным показателям. Здесь, видимо, большая роль принад­лежит различиям в растительном покрове (состав и количество корне­вых и наземных выделений и др., т. е. факторы действие которых огра­ничено точкой сбора). Это подтверждает вывод S. Bamforth [6] о том, что соотношение видов в пробах мозаично и обусловлено действием факторов, влияющих в пределах нескольких сантиметров.

Исследованные серо-бурые почвы по сравнению с известными данными для других почв региона, несмотря на большое видовое разнообразие, не отличаются высокими показателями численности и биомассы простейших, но плотность их выше, чем в желтоземах и сероземах. Наряду с широкораспространенными видами простейших, в почве обнаруживаются также виды, характерные только данному биотопу. Суммируя полученные данные по изучению протозойной фауны 6 типов почв предгорной зоны, отметим, что в настоящее время найдено 89 видов (48-жгутиконосцев, 20-амеб, 21 -инфузорий) прос­тейших, однако из общего числа лишь 28 видов оказались общими для всех изученных почв.

В каштановых почвах по плотности преобладали жгутиконосцы (56 % от общего количества простейших), за ними идут амебы (29 %), самая малочисленная группа — инфузории (15 %). Однако подсчет биомассы показал, что ввиду большого индивидуального веса инфузории создают основу биомассы 62 %, что намного больше биомассы саркодовых и жгутиконосцев вместе взятых, соответственно: 18 % и 20 %.

В сероземно-луговых почвах инфузории как по биомассе (61 %), так и по плотности (46 %) превалируют над остальными группами простейших.

В серо-бурых почвах высокими показателями отличались сарко­довые (56 % и 39,2 %); по численности среднее положение занимают инфузории (29%). Но следует заметить, что из-за более крупных размеров биомасса последних больше, чем биомасса двух других групп вместе взятых (соответственно: 51,3 % и 48,7 %).

В бурых почвах по численности и биомассе доминируют жгутиконосцы (соответственно: 71,4 % и 46,3 %). Видимо, на развитие той или иной группы простейших большое влияние оказывают различия в растительном покрове и механическом составе почв. Ве­роятно, сказываются и разные способы обработки почв, способы по­садки и другие агромероприятия, специфичные для каждой культуры.

Сравнительный анализ плотности и биомассы простейших во всех исследованных в предгорной зоне почвах позволил сделать вывод о том, что каштановые почвы наиболее богаты простейшими (64 %) от общего количества клеток и 51 % от биомассы простейших; за ними следуют серо-бурые, сероземы, — желтоземы и, наконец, бурые. Во всех исследованных почвах число видов плотность и биомасса простейших с глубиной уменьшаются, что связано с уменьшением по мере углубления бактериофлоры, влаги, питательных элементов, поставляемых как самой почвой, так и корневой системой растений, возрастающей плотностью почвы, другими биотическими и абиотическими факторами.

Список литературы:

1. Березова Е. Г. Микрофлора корневой системы растений и методика ее изучения // Тр. ин-та сельскохозяйственной микробиологии. М.,1951.—Т. 12. — С. 39—55.
2. Гельцер Ю. Г. О взаимоотношениях почвенных простейших с ризосферой некоторых сельскохозяйственных растений //Зоологический журнал. — 1961. — Т. 40. — Вып 9. — С. 1304—1313.
3. Гельцер Ю. Г. Протозойная фауна пойменных и дерново-подзолистых почв и ее связь с ризосферой некоторых сельскохозяйственных растений // Автореф. ... дисс. канд.биол. наук. — М., 1964. — 22 с.
4. Добровольский Г. В. Важнейшие проблемы охраны и рационального использования почв //В кн: Проблемы взаимодействия общества и природы. — М., 1989. — С. 44—50.
5. Численко Л. Л. Номограммы для определения веса водных организмов по размерам и форме тела. — М.: Наука, 196S. — 105 с.
6. Bamforth S. S. A microbial comparison of two forest soils of Southern Louisiana // Pros La Acad. Sci, 1967 6V. R. 7—16.
7. Lepsi J. Fauna Republican Popular Romine. Protozoa, V.l Rhizopoda. F.2.Euamoebidae, Acad. Rep. Pop. Rom. 1960.