Структурно-функциональная организация почвенно-биотического комплекса в различных экологических условиях
Почва - часть биосферы, где действуют различные экологические факторы; поэтому в природе существует множество почвенных типов и их разновидностей с различным проявлением биологических процессов. Например, южные почвы, сформированные в условиях оптимального сочетания экологических факторов (достаточное количество тепла, влаги, питания), отличаются более высокой биологической активностью. Северные почвы в условиях лимитирующего температурного фактора, промывного типа водного режима, особенностей почвообразующих пород и т.д. характеризуются низкой биологической активностью и своеобразным ПБК. Другими словами, разные экосистемы функционируют при участии различных почвенных организмов, что обусловливает уровень почвенного плодородия и устойчивость экосистемы к неблагоприятным факторам среды.
Так, черноземные почвы характеризуются высокой урожайностью и высокой устойчивостью по отношению к токсикантам. Почвы северного ряда - подзолистые и дерново-подзолистые - обладают менее выраженным плодородием, а также низкой устойчивостью к антропогенному загрязнению.
В зависимости от типа почвы и ее культурного состояния различия проявляются в значительных колебаниях численности и структуры почвенной биоты вообще и микроорганизм в частности. Наибольшее количество почвенных микро- организмов содержится в черноземах и отдельных подтипах каштановых почв. Высокой численностью микроорганизмов характеризуются также сероземные почвы (при орошении). К северу и югу региона распространения этих почв численность микробного населения сокращается. Микробиота активно функционирует в основном в верхнем гумусовом слое, где сосредоточен наибольший запас питательных элементов, т.е. плодородие почв и почвенная биота взаимосвязаны.
Структурные изменения в функционировании экосистем в различных почвенно-экологических условиях определяются участием различных групп почвенного бионаселения в биохимических процессах. Например, в северных экосистемах в биологическом круговороте активное участие принимает грибное население; к югу - в структуре микробного ценоза преобладают бактерии и актиномицеты.
Выявлены и видовые особенности микроорганизмов в функционировании различных экосистем (табл.). В экосистемах со слабым течением минерализационных процессов (дерново-подзолистые и особенно подзолистые почвы) доминантами выступают виды, участвующие в распаде органического вещества на ранних этапах (Вас. cereus, Вас. virgulus, Вас. agglomeratus). Более глубокая трансформация органического вещества протекает при участии Вас. idosus, Вас. mesen- tericus, Вас. subtilis. В экосистемах с хорошим азотным режимом почвы присутствуют Вас. megatherium. Индикатором засоленных почв является Вас. gasificans. В условиях чрезвычайной засушливости экосистем (регионы сухостепной зоны) в структуре бациллярного населения доминантой выступает Вас. mesentericus niger.
Таким образом, по структуре микробного ценоза и особенно по видовому составу микроорганизмов можно судить о течении почвообразовательного процесса и состоянии экосистем.
Видовой состав бацилл в почвах разных типов, % (горизонтA, или Aпах)
Бациллы |
Подзолистая (лес) |
Дерново- подзоли- стая (сад) |
Серая лесная (пашня) |
Чернозем (пашня) |
Каштановая (целина) |
Солоней (целина) |
Солончак (целина) |
||
оподзо- ленный |
выщелоченный |
типичный |
|||||||
Agglomeratus |
16,0 |
9,3 |
2,2 |
0,8 |
- |
0,6 |
0,3 |
3,2 |
2,1 |
Mycoides |
28,6 |
5,3 |
7,3 |
0,3 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
Jdosus |
7,4 |
29,4 |
25,0 |
25,6 |
22,0 |
24,7 |
19,2 |
16,8 |
18,6 |
Megatherium |
3,1 |
32,5 |
41,0 |
41,0 |
48,5 |
41,0 |
33,3 |
13,6 |
10,0 |
Mesentericus ruber |
M |
4,5 |
5,3 |
6,8 |
7,8 |
10,8 |
- |
- |
- |
Mesentericus trevisan |
- |
1,5 |
3,5 |
10,6 |
7,5 |
10,2 |
22,3 |
22,4 |
10,9 |
Mescntericus niger |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
8,0 |
12,3 |
25,2 |
Mesentericus panis |
- |
1,2 |
0,4 |
0,3 |
0,9 |
0,9 |
- |
1,4 |
- |
Subtilis |
- |
0,2 |
1,7 |
2,0 |
0,8 |
0,6 |
2,1 |
1,5 |
1,1 |
Solaniperda |
- |
- |
0,2 |
0,5 |
0,1 |
0,1 |
4,2 |
14,2 |
10,0 |
Cereus |
19,8 |
6,8 |
4,6 |
6,5 |
2,7 |
2,4 |
1,2 |
3,3 |
0,5 |
Virgulus |
9,1 |
1,2 |
4,0 |
1,6 |
1,2 |
U |
- |
- |
- |
Asterosporus |
10,9 |
3,1 |
0,1 |
1,3 |
1,0 |
0,8 |
5,4 |
1,0 |
3,5 |
Cvanogenes |
0,6 |
- |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Adhaerens |
1,0 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,5 |
2,3 |
Brevis |
2,4 |
1,6 |
1,4 |
1,9 |
5,1 |
3,4 |
3,4 |
1,7 |
4,3 |
Tumescens |
- |
0,2 |
1,4 |
0,7 |
0,8 |
3,3 |
- |
0,4 |
2,9 |
Polymyxa |
- |
2,6 |
- 1,8 |
- |
- |
0,1 |
0,1 |
|
3,6 |
Gasificans |
- |
0,4 |
- |
- - |
- |
- |
- |
5,7 |
5,0 |
Migrans |
- |
- |
- |
- |
1,0 |
- ■ |
- |
- |
|
Antracoides |
- |
- |
- |
|
0,4 |
|
0,4 |
- |
|