Анализ исследуемой проблемы

Микроорганизмы почвы обитают в водных и коллоидных плёнках, обволакивающих почвенные частицы. Состав микрофлоры почвы разнообразен и включает преимущественно спорообразующие бактерии, актиномицеты, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зелёные водоросли, микоплазмы, грибы и вирусы. Состав микрофлоры зависит от вида почвы, способов её обработки, содержания органических веществ, влажности, климатических условий и других причин.

Количество микроорганизмов в почве достигает нескольких миллиардов в 1 г. Больше всего их в унавоженной и подвернутой обработке (пахоте и аэрации) почве — до 4,8−5,2 млрд в 1 г.

В данной работе исследовалось влияние органических удобрений на состав микрофлоры почвы на примере дерново-средне-подзолистой почвы по сравнению с такой же почвой, на которой не применялись удобрения и с почвой, на которой применялись минеральные удобрения.

Характеристика объектов и методов исследования

Для микробиологического исследования был отобран образец пахотного слоя дерново-средне-подзолистой почвы (тяжелый покровный суглинок) с опытного поля, на участке где были применены органические удобрения без известкования. Отбор проводился буром с глубины 20 см. С делянки размером 7,5 / 10 м было отобрано буром 20 проб, по принципу крест на крест. Из которых составляли среднюю пробу. Для анализа почва перемешивалась, очищалась от корней и включений. Навеска в 10 г была перенесена в колбу на 250мл со 90 мл дистилированой воды. После 10минутного взбалтывания на шейкере производился посев на питательные среды. Для анализа использовались следующие среды: МПА, СА, среда Гетчинсона, среда Эшби, среда Виноградского.

МПА — для выявления микроорганизмов, использующих азот органических соединений.

СА — для выявления спорообразующих бактерий (микромицетов), среда Гетчинсона — для выявления аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов. (KNO3, K2HPO4, MgSO4, CaCl2, NaCl, FeCl3. PН 7,2−7,3).

Cреда Эшби — для выявления азотобактера и олигонитрофильных микроорганизмов. Azotobacter образует на среде Эшби слизистые колонии. В качестве источника углерода азотобактер усваивает монои дисахара, спирты и соли органических кислот, в том числе бензойную. Среда Эшби содержит маннит, соли (К2НРО4, MgSO4, CaCO3, NaCl,), агар и микроэлементы.

Cреда Виноградского — для выявления свободноживущих азотфиксаторов — Clostridium, Azotobacter. Источником углерода в ней служит глюкоза. В пробирку с жидкой средой помещается опрокинутый верх дном поплавок для улавливания газов.

Для исследования почвенных микроорганизмов применялся метод глубинного посева, для которого 1 мл почвенной суспензии из соответствующего разведения вносился в стерильную чашку Петри, заливался агаром (45?С) и смешивался со средой. Для посева на жидкую среду Виноградского стерильной пипеткой 1 мл суспензии переносился в среду. Культуры анализировались на 5 и 7 день инкубации при 27? С. Одновременно с посевом определялась влажности почвы весовым методом для пересчета полученных данных на 1 г абсолютно сухой почвы.

Содержание и результаты проведенного эксперимента:

Для посева готовилась почвенная суспензия из 10 г почвы и 90 мл воды (10−1). Суспензия после 10 минутного встряхивания разводилась водой. Получили следующие разведения (10−2, 10−3, 10−4, 10−5, 10−6). Разведения 10−2 и 10−3 использовали для посева на СА и среду Гетчинсона. На МПА — разведение 10−4. На твердых средах — 1 мл разведения заливали расплавленной и охлажденной до 45? С средой. Кроме того, все 6 разведений использовали для посева в пробирки с жидкой средой Виноградского (2-х кратная повторность). Посевы на МПА, СА и среду Гетчинсона производились в 3-хкратной повторности. На среду Эшби почву помещали в виде комочков.

Одновременно с посевами производили высушивание бюксов с навеской почвы в 10 г при 105? С. Высушивание проводилось до постоянной массы, для чего бюкс с почвой взвешивали три раза за время высушивания.

До сушки: бюкс с крышкой- 22, почва 10 г, всего 32,0.

После сушки: 30,7.

Масса абс.сух.почвы в 1 г анализируемой почвы: 0,87 г.

Влажность А (%)=b-c/c-a, где 32,0 — 30.7/30.7- 22,0 =14%.

Учет и идентификация микроорганизмов проводили на 4 и на 7 сутки.

Учет количества микроорганизмов на плотных средах.

Количественная оценка аммонификаторов на МПА:

Общее количество микроорганизмов в 1 г почвы: 39*104 = 3,9*105.

Общее количество микроорганизмов в 1 г абс. сухой почвы: (3,9*105)/0,87 = 4,5 *105.

Количество доминирующих колоний в 1г: 25*104 = 2,5*105.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы: (2,5*105)/0,87 = 2,9*105.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы от общего количества микроорганизмов: 4,5*105 = 100 х = 64%.

2,9*105 — х Культуральные признаки:

Форма колоний — округлая Размер — 2 — 5 мм Цвет желтый Поверхность гладкая Край ровный Структура однородная Консистенция маслянистая Блеск матовый Морфологические признаки:

Форма клетки палочковидная Характер расположения — одиночные Способность к спорообразованию — способны.

Bacillus mycoides.

х1600.

Вывод: Из доминирующей группы колоний были выявлены бактерии аммонификаторы, предположительно Bacillus mycoides (спорообразующие). микроорганизмы Bacillus mycoides осуществляют минерализацию белков в почве с выделением NH3. CO2. Их присутствие в почве свидетельствует об интенсивности процессов аммонификации. Выделенный из белков азот используется затем растениями.

Количественная оценка грибов на СА:

Общее количество микроорганизмов в 1 г почвы: 37*103 = 3,7*104.

Общее количество микроорганизмов в 1 г абс. сухой почвы: (3,7*104)/0,85 =4,3*104.

Количество доминирующих колоний в 1г: 21*103 = 2,1 *104.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы: (2,1 *104)/0,85 = 2,5*104.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы от общего количества микроорганизмов: 4,3*104 — 100% х = 58%.

2,5*104 — х Культуральные признаки:

Цвет — белый Форма колоний — круглые Края — ровные Воздушный мицелий — тонкие белые нити, заканчивающиеся расширениями в виде округлых черных головок Субстратный мицелий — бесцветные, ветвящиеся гифы без перегородок.

Морфологичсеские признаки:

Форма — нитевидная Расположение — ветвящиеся Спорообразование — споры образуются в спорангиях.

Вывод: в чашке Петри из доминирующей группы колоний были выявлены грибы, предположительно рода Muсor. Широко распространены в почве, разрушают органические остатки и участвуют в их минерализации.

Учет численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов на среде Гетчинсона.

Общее количество микроорганизмов в 1 г почвы: 64*102 = 6,4*103.

Общее количество микроорганизмов в 1 г абс. сухой почвы: (6,4*103)/0,85 = 7,5*103.

Количество доминирующих колоний в 1г: 42*102 = 4,2*103.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы: (4,2*103)/0,85 = 4,9*103.

Количество доминирующих колоний в 1 г абс. сухой почвы от общего количества микроорганизмов: 7,5*103- 100% х = 65%.

4,9*103- х Культуральные признаки:

Цветсеро-зелёный Размер — 2 — 5 мм Форма колоний — круглые, образуют скопления Края — ровные Поверхность — выпуклая Консистенция — рыхлая Структура — однородная Морфологические признаки:

Форма мицелия — разветвленный многоклеточный Цвет — бесцветный Способность к спорообразованию — споры образуются в конидиях Вывод: на среде Гетчинсона были обнаружены колонии, предположительно Penicillium. Этот микроорганизм относят к наиболее активным целлюлозолитикам. Присутствие целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почве свидетельствует процессах разложения веществ и повышение ее плодородия за счет элементов питания, накопленных растениями.

Учет свободноживущих анаэробных азотфиксаторов на среде Виноградского В посевах на среде Виноградского видимые изменения: изменение цвета, образование осадка, выделение газа наблюдались в 3-х разведениях.

Число параллельно засеянных пробирок — 2, число пробирок, в которых наблюдается рост микроорганизмов в последующих разведениях — 1, 0.

Вероятное число микроорганизмов по Мак-Реди: 3,0*100 / 0.85 = 3,53*102 клеток.

Морфологические признаки.

Форма клетки — палочковидная Характер расположения — одиночные Способность к спорообразованию — спора в виде утолщения на конце клетки.

Clostridium sp.

х1600.

Вывод: на среде Виноградского обнаружен микроорганизм, предположительно Clostridium. Свободноживущие азотфиксаторы в почве выполняют роль накопителей азота. Этот процесс имеет большое значение при недостатке других форм азота в почве. Наиболее активный азотфиксатор из группы олигонитрофилов этой группы Cl. Pasteurianum — облигатный анаэроб, хемоорганогетеротроф, молекулярный азот усваивает при дефиците азотсодержащих соединений в среде.

микрофлора почва удобрение подзолистый Учет микроорганизмов на среде Эшби Зона просветления наблюдается у 23 из 25 комочков почвы. Степень обрастания комочков — 92%. Характерный запах масляной кислоты.

Доминируют колонии прозрачные слизистые, диаметром 5−10 мм. Колонии, отобранные бактериальной петлей вокруг комочков окрашивались метиленовым синим микроскопировались под покровным стеклом с иммерсией.

Культуральные признаки:

Цвет — желто-коричневый Край — неровный Структура — однородная Консистенция — слизистая, мажущаяся Блеск — матовый Морфологические признаки:

Форма — палочки и крупные кокки.

Расположение — попарно Образует цисты.

Azotobacter chroococcum.

х1600.

Вывод: выявлены микроорганизмы, предположительно Azotobacter chroococcum.

Вывод: внесение в почву удобрений повышает количество и активность почвенных микроорганизмов. Кроме того внесение удобрений как минеральных так и органических увеличивает содержание менее подвижных гумусовых кислот по сравнению с фульвокислотами. В данном образце почве было выявлено значительное количество микроскопических грибов, бактерий аммонификаторов, целлюлозоразрушающих микроорганизмов и свободноживущих азотфиксаторов. Так как в опыте не применялось известкование, то внесение органических удобрений в почву с низким значением рН может привести к увеличению численности актиномицетов, для которых нормальной считается кислая реакция почвенного раствора. Повышение активности актиномицетов в не известкованной почве может вызвать усиление процессов распада органического вещества в почве и угнетение микроорганизмов связывающих азот.

Процессы, происходящие в данной почве благоприятны для накопления гумуса, питательных веществ, нормального развития корневых систем растений. Однако, известкование почвы и внесение дополнительных количеств питательных элементов в виде минеральных удобрений позволит получить более высокий урожай сельхозкультур. О чем свидетельствуют результаты параллельных исследований этой же почвы, но с применением известкования и минеральных удобрений.