Белов Андрей Антонович

Был исследован комплекс культивируемых сапротрофных бактерий и дрожжевых грибов в компонентах почвенных конструкций различного генезиса (гумусовый почвенный горизонт и торф) одновременно с оценкой ауксин-продуцирующей активности (синтез 3-индолилуксусной кислоты, ИУК) выделенных из них штаммов бактерий и дрожжевых грибов. Исследование проводили на этапе закладки двух вариантов конструкций в г. Сыктывкар, сформированных из компонентов местного происхождения (вариант 1) и привезенных (гумусовый почвенный горизонт, Москва, торф «Селигер-агро», Тверская область) (вариант 2).

Таксономическая структура комплексов микроорганизмов, выделенных из изученных субстратов, обладала значительным сходством. В то же время в компонентах варианта 1 было выявлено большее разнообразие устойчивых к неблагоприятным условиям окружающей среды видов культивируемых сапротрофных бактерий рода Bacillus, а также присутствие психрофильных базидиомицетовых дрожжей Leucosporidium scottii, которые не были встречены в компонентах варианта 2.

Средняя продукция ИУК штаммами дрожжевых грибов исследованной выборки составила 647.6 мкг/л, сапротрофных бактерий — 741.3 мкг/л. Наибольшие значения концентрации ИУК в культуральной жидкости были обнаружены у дрожжевых грибов Tausonia pullulans (штамм Y-6) - 3362,6 мкг/л, выделенного из гумусового почвенного горизонта варианта 1, и сапротрофных бактерий Flavobacterium рsychrophilum (штаммы: B-7 — 2616.8 мкг/л и B-5 — 1056.3 мкг/л, выделенных из гумусового почвенного горизонта варианта 1 и из торфа вариант 2. Для дрожжей Leucosporidium scottii и бактерий Flavobacterium рsychrophilum способность к синтезу ИУК показана впервые.

 

Актиномицеты являются одной из ключевых экологических групп почвенных микроорганизмов, играющей важную роль в трансформации органического вещества и поддержании биогеохимических циклов в тропических экосистемах. Целью данного исследования являлась характеристика структуры актиномицетных комплексов и физиологических свойств культивируемых представителей в аллювиальных и гумусно-ферраллитных почвах, а также в сопряженном растительном опаде особо охраняемых природных территорий Южного Вьетнама — заповедников Бидуп и Каттьен. В работе использовалось сочетание культуральных и молекулярно-генетических методов, включающих учет численности культивируемых актиномицетов, анализ устойчивости выделенных штаммов к абиотическим факторам, определение их ферментативной активности, а также высокопроизводительное секвенирование библиотек генов 16S рРНК для оценки таксономической структуры прокариотных сообществ insitu. Численность культивируемых актиномицетов варьировала от 1,2×10⁵ до 6,0×10⁶ КОЕ×г^‒1, а доля представителей филума Actinomycetota составляла 11,2–58,8%. Показано, что актинобактерии являются одной из доминирующих групп в почвах исследуемых экосистем, при этом их структура существенно различается между почвами и растительным опадом. Растительный опад характеризовался более сходной структурой актиномицетных комплексов независимо от высотного положения, тогда как почвы демонстрировали выраженную дифференциацию. Выделенные актиномицеты обладали широким диапазоном устойчивости к стресс-факторам и высокой гидролитической активностью, что указывает на их значимую роль в функционировании тропических почвенных экосистем.

В работе оценено влияние гнездостроительной деятельности муравьев Camponotus vagus на биологическую активность микробных сообществ в гнездовом материале по сравнению с окружающей почвой.Объектами исследования выступали образцы древесной и почвенной частей гнезда черных муравьев-древоточцев, устроенного в поваленном стволе сосны обыкновенной, отобранные в Рязанской области в сосновом лесу на гумидных ареносолях. Методами оптической и сканирующей электронной микроскопии охарактеризован особый «материал гнезда», представленный фрагментами древесины и другими растительными остатками, песком, плотно оплетенный грибным мицелием, в котором также показано присутствие актиномицетов и одноклеточных бактерий, формирующих ассоциации. Сравнительный анализ элементного состава (C, N, P, S) показал, что данный материал значимо обогащен всеми биофильными элементами, а соотношение С:Nв материале гнезда эффективно снижается по сравнению с отмершей сосновой древесиной. Микробное сообщество материала гнезда характеризуется повышенной интенсивностью процессов, включенных в круговорот азота и углерода (потенциальной активностью азотфиксации, денитрификации, эмиссии CO₂ и образования CH₄) по сравнению с микробными сообществами почвенной части гнезда и контрольной почвы.Таким образом, в ходе гнездостроительной деятельности в сосновых лесах, сформированных на бедных песчаных почвах, муравьи Camponotus vagus интенсифицируют разложение древесины и, тем самым, создают уникальные микролокусы («горячие точки») с повышенной биологической активностью. Это подчеркивает важную экосистемную функцию муравьев-древоточцев. Есть основания предполагать возможные симбиотические связи между муравьями и мицелиальными организмами, формирующими так называемый материал гнезда.

Представлены результаты полевого эксперимента длительностью 18 месяцев по оценке влияния 11 вариантов мульчирующих субстратов, применяемых в городском хозяйстве, на ряд физических, химических и биологических свойств урбанозема. Изучены следующие субстраты: серпентинит, мрамор, вулканический туф, пеностекло, кокосовые чипсы, сосновая щепа окрашенная и неокрашенная, кора лиственницы крупной и мелкой фракций, кора сосны крупной и мелкой фракций.Показано отсутствие негативного влияния использованных субстратов на рН, содержание общего углерода (С_орг) и его водорастворимых форм(С_вов), отмечено отсутствие влияния субстратов на плотность почвы. Применение мульчирующих субстратов на урбаноземе способствовало росту показателей биологической активности почвенного прокариотного комплекса и снижению численности санитарно-показательных и потенциально-патогенных бактерий (Escherichiacoli) в почве, что снижает потенциальные риски для здоровья городского населения. Выявлено возрастание содержания микроскопических грибов в верхнем горизонте урбанозема под покровом слоя мульчи мощностью 5 см. Наиболее благоприятные почвенные свойства по совокупности исследованных показателей формируются под органическими мульчирующими субстратами, представленными частицами мелкого размера: под кокосовыми чипсами и лиственничной корой. Полученные результаты позволяют рекомендовать мульчирование городских почв органическими субстратами не только с декоративной целью, но и с точки зрения повышения биологической активности и, как следствие, улучшения физического и биологического состояния почв в антропогенно преобразованных условиях.