Формирование микробных сообществ под культурами сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в почвогрунтах Бородинского угольного разреза и их участие в процессе почвообразования
Введение 5
Глава 1. Обзор литературы 7
1.1 Рекультивация нарушенных земель 7
1.2 Характеристика Бородинского угольного разреза 10
1.3 Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Их влияние на
рекультивацию почвы 12
1.4 Ферментативная активность почв 18
1.4.1 Ферментативная активность техногенно-поверхностных образований
(ТПО). Характеристика почвенных ферментов 21
Глава 2. Материалы и методы 27
2.1 Объекты исследования 27
2.2 Методы микробиологического анализа фоновой почвы и почвогрунтов.. .28
2.2.1 Микробиологические методы 29
2.2.2 Определение ферментативной активности 31
Глава 3. Результаты исследований 34
3.1 Химическая оценка исследуемых участков почвогрунтов (№16 и №19) и
фоновой почвы 34
3.2. Микробиологические характеристики почвогрунтов и фоновой почвы в
2014 г 35
3.3 Микробиологические характеристики почвогрунтов и фоновой почвы в
2015 г 38
3.4 Дыхательная активность почвогрунтов и фоновой почвы в 2015 г 42
3.5 Ферментативная активность почвогрунтов и фоновой почвы 45
Список использованных источников
Добыча полезных ископаемых, в том числе каменного угля, вызывает нарушение земной поверхности, трансформацию и перераспределение земельных угодий и усугубляет экологическую ситуацию в регионе. На смену естественным приходят неустойчивые техногенные ландшафты, представленные отвалами вскрышных пород, которые постепенно осваиваются различными организмами, при совместном воздействии которых меняются агроэкологические свойства верхних слоев отвалов.
Почвообразовательный процесс на отвалах, обусловленный взаимодействием естественных факторов, в той или иной мере преобразуется посредством техногенеза [1]. Рекультивация техногенных земель ускоряет процесс формирования почв [2, 3]. Важнейшую роль в процессе регенерации биогеоценозов техногенного ландшафта играет микробная колонизация, так как непосредственно участвует в процессах минерализации и гумификации растительных остатков, воздействуя на них экзоферментами, минеральными и органическими кислотами и другими метаболитами [4].
На антропогенное влияние микробные реакции проявляются быстро, вполне отчетливо, что может позволить в кратчайшие сроки выявить наиболее ранимые экологические зоны, спрогнозировать их состояние при сохранении или устранении антропогенной нагрузки [5].
На юге Центральной Сибири располагается один из крупнейших угольных бассейнов России - Канско-Ачинский, где добыча ведется открытым способом. Из экономических соображений, это наиболее дешевый способ добычи, но при таком проведении работ, происходит полное уничтожение почвенного, растительного покровов, и создаются отвалы из хаотичной смеси вмещающих и вскрышных пород [6].
Цель работы: оценка микробиологической и биохимической активности в почвогрунтах (литостратах), влияние микроорганизмов на скорость почвообразовательных процессов под посадками сосны обыкновенной в зоне ризосферы и под травянистой растительностью на Бородинском угольном разрезе.
Задачи:
- Определить численность эколого-трофических групп микроорганизмов на литостратах (№16, №19) и в контроле (№11) в течение двух вегетационных сезонов (2014-2015 гг.);
- Сравнить численность эколого-трофических групп микроорганизмов в вегетационный периоды 2014 и 2015 гг.;
- Определить скорость минерализационных процессов в почве и почвогрунтах по коэффициентам микробной минерализации (Кмин) и олиготрофности (Колиг);
- Определить ферментативную активность фоновой почвы и почвогрунтов №16 и №19;
- Сравнить значения микробной биомассы и базального дыхания фоновой почвы и почвогрунтов;
- Определить состояние микробных сообществ контрольной почвы и почвогрунтов по коэффициенту удельного дыхания микроорганизмов (qCO2);
- Найти корреляционные зависимости между численностью основных эколого-трофических групп микроорганизмов (гидролитиков и олиготрофов), МБ и БД с pH и влажностью в почве и почвогрунтах.
Предметом исследования были образцы техногенных почвогрунтов Бородинского угольного разреза и фоновой лесной серой почвы (контроль).
