Эколого-микробиологическая индикация и биоремедиация почв естественных и нарушенных лесных экосистем Сибири

• Автор: Гродницкая, Ирина Дмитриевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 366 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МИКРООРГАНИЗМЫ В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ (Краткий анализ состояния вопроса)
1.1. Понятие об эколого-микробиологической индикации и мониторинге
1. 2. Взаимоотношения растений с микроорганизмами филлосферы и ризосферы
1. 3. Принципы функционирования микробных сообществ почв
1. 4. Микробные сукцессии в почвах различных экосистем
1.5. Сукцессионные особенности почвенных микробных комплексов агроэкосистем (искусственные фитоценозы)
1. 6. Биоремедиация нарушенных почв и интегрированная защита растений
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. 1. Объекты исследований
2. 1. 1. Почвенно-экологические условия лиственничников Центральной Эвенкии
(северная тайга)
2. 1.2. Экологические условия экспериментальных участков Погорельского Бора
(Красноярская северная лесостепь)
2. 1.3. Экологические условия, местоположение и описание болот Средней и Западной
Сибири (средняя и южная тайга)
2. 1.4. Почвенно-экологическая характеристика пихтарников, поврежденных сибирским
шелкопрядом (южная тайга)
2. 1.5. Характеристика отвалов вскрышных пород Бородинского угольного разреза
(Красноярская лесостепь)
2. 1.6. Экологические условия лесных питомников Средней Сибири
2. 2. Методы исследований
2. 2. 1. Методы агрохимического анализа
2. 2. 2. Микробиологические методы
2. 2. 3. Методы определения ферментативной активности
2. 2. 4. Метод прямого учета микроорганизмов с помощью люминесцентной
микроскопии
2. 2. 5. Респирометрические хроматографические методы
2. 3. Другие методы исследований
2. 4. Фитопатологические исследования филлосферы сеянцев хвойных и почв
лесопитомников
2. 5. Молекулярно-генетические методы исследования почвенных бактерий
2. 6. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ПОЧВ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ СИБИРИ
3.1. Функционирование микробных сообществ в криогенных почвах лиственничников Центральной Эвенкии (северо-таежная подзона)
3. 2. Функционирование почвенных микробных сообществ лесных экосистем
Погорельского Бора
3. 3. Микробиологические особенности гидроморфных почв лесоболотных
экосистем Западной и Средней Сибири
3. 3. 1. Микробиологическая характеристика и экофизиологический статус
глубокозалежных торфяников Западной Сибири
3. 3. 2. Микробиологическая характеристика и экофизиологический статус глубокозалежных болот Средней Сибири

3.3.3. Особенности видового многообразия и микробный пул глубокозалежных торфяников Западной и Средней Сибири
ГЛАВА 4. СУКЦЕССИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОБОЦЕНОЗОВ ПОЧВ ЕСТЕСТВЕННО-НАРУШЕННЫХ И АНТРОПОГЕННО ПРЕОБРАЗОВАННЫХ
ЭКОСИСТЕМ СИБИРИ
4. 1. Активность и сукцессионные изменения почвенных микробоценозов в нарушенных естественных экосистемах (шелкопрядниках) южно-таежной подзоны
Средней Сибири
4. 1. 1. Почвенные условия участков пихтового леса, поврежденных
сибирским шелкопрядом
4. 1.2. Микробиологическая активность почв шелкопрядников
4. 1.3. Влияние экскрементов гусениц сибирского шелкопряда на качественный состав
почвенных микроорганизмов
4. 2. Микробиологическая индикация и мониторинг антропогенно нарушенных
лесных экосистем
4.2. 1. Оценка устойчивости микробоценозов лесных почв под действием выбросов
промышленных предприятий (на примере КРАЗа)
4. 2. 2. Влияние химических загрязнителей на почвенное микробное сообщество
естественных экосистем (модельные опыты, Погорельский Бор)
4. 2. 2. 1. Отклик микробных сообществ на одноразовое внесение химических
загрязнителей в почву лиственничника мертвопокровного
4. 2. 2. 2. Влияние повышенных доз загрязнителей на химические и микробиологические
свойства почвы лиственничника мертвопокровного
4. 2. 2. 3. Исследование микробных комплексов в почве участков лиственничника мертвопокровного при периодическом внесении сернистых и
фтористых загрязнителей
4. 2. 2. 4. Влияние тяжелых металлов (Ni, Cu, Pb) на дыхательную активность и биомассу
почвенных микроорганизмов лиственничника мертвопокровного
4. 3. Сукцессионные изменения почвенных микробных сообществ техногенно
преобразованных экосистем (Бородинский угольный разрез)
4. 3. 1. Микробиологическая характеристика зональных почв
(контрольные участки)
4. 3. 2. Характеристика нерекультивированных техноземов (литостраты)
4. 3. 3. Анализ показателей плодородия почвохранилища (ПСП)
4. 3. 4. Характеристика насыпных почв (реплантоземы)
ГЛАВА 5. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АГРОПОЧВ ЛЕСНЫХ
ПИТОМНИКОВ СИБИРИ. ИСКУССТВЕННЫЕ АГРОФИТОЦЕНОЗЫ
5.1. Структура и состав микробных сообществ в агропочвах
лесопитомников
5. 2. Микробные сукцессии в агропочвах лесных питомников
5. 3. Оценка экофизиологического состояния почвенных микробоценозов лесопитомников
5. 4. Изменение видового разнообразия микробиоты в агропочвах питомников в зависимости от применения пестицидов
ГЛАВА 6. БОЛЕЗНИ ХВОЙНЫХ В ЛЕСОПИТОМНИКАХ И ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КУЛЬТУРАХ
6. 1. Бактериальные заболевания сеянцев хвойных в лесопитомниках
6. 2. Микромицеты - возбудители заболеваний сеянцев хвойных в лесопитомниках
6. 3. Заболевание древостоев кедровых сосен в географических культурах

ГЛАВА 7. БИОРЕМЕДИАЦИЯ ПОЧВ И ЗАЩИТА СЕЯНЦЕВ ХВОЙНЫХ
В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ СИБИРИ
7. 1. Перспективы конструирования и использования безопасных форм пестицидов,
влияние их на микробные сообщества почв
7. 2. Использование микробов-интродуцентов в биоремедиации почв
лесопитомников
7. 3. Влияние химического и биологического способов обработки на проращивание
семян хвойных в лесопитомниках
7.4. Бактеризация семян хвойных фитопатогенными и условно-патогенными
бактериями для повышения иммунитета сеянцев
7. 5. Использование микробов антагонистов в защите сеянцев хвойных от инфекционных заболеваний в лесных питомниках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Оценка биоразнообразия в ходе сукцессии рассматривается как наиболее актуальная научная проблема (Гиляров, 1996; Никитин, 1999; World Resources, 1994; Friese, 1997). Согласно гипотезе Р. Мак-Артура (1955) наиболее стабильные системы отличаются наибольшим видовым разнообразием (Pimlott, 1969; McNaughton, 1970; Pimm, 1979; Collins, 1995). Стабильность экосистемы считается следствием предсказуемости абиотических изменений (Slobodkin, 1969) и сложности биотических связей (Whittaker, 1975). В то же время в некоторых работах отмечено, что при климаксе сукцессии происходит обеднение видового спектра при климаксе сукцессии по сравнению с таковым на промежуточных этапах (Whittaker, 1969; Brown, 1984; Ryszhkowski, 1985). Отмечено и о существовании обратной зависимости биоразнообразия от доступных источников энергии (Margalef, 1979). Так, Г.А. Заварзин (1992) показал, что стабильность микробного сообщества не увеличивается, а, напротив, уменьшается - с увеличением связей между видами.
Следует отметить, что добыча полезных ископаемых (каменный уголь), приводит, как правило, к существенному нарушению почвенного покрова, что затрагивает целостность различных экосистем. Восстановление нарушенных таким воздействием земель является важной задачей, так как почва относится к медленно возобновляемым природным ресурсам (Наумов, Наумова, 1993). А.М. Бурыкин (1985) отмечал, что важнейшие критерии темпов почвообразования не вполне разработаны, однако критерий «плодородие» тесно связан с биогенностью почв. Она, в свою очередь, зависит от наличия в наземной экосистеме живых объектов (растений, микроорганизмов и др.). Первичная стадия сукцессии характеризует исходное (начальное) плодородие пород, оказавшихся на поверхности, которое создают микроорганизмы, а затем - растения. Поступление органического вещества и его трансформация в такой экосистеме определяют характерные черты гумусонакопления и почвообразования. По мнению Т.В. Аристовской (1980) есть основание рассматривать почвенный гумус, как продукт жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, состоящий из остатков микробных клеток и устойчивых продуктов их обмена. Развитие почвенных экосистем способствует развитию и смене особых микробных сообществ, которые напоминают сукцессионные процессы, часто описывающие изменения в развитии растительных сообществ наземных экосистем (Astaraei, 2008; Tarlera et al., 2008).
Микробные сукцессии имеют особое значение в молодых почвах, формирующихся, например, после разработки месторождений полезных ископаемых. Попадая на дневную поверхность, вскрышные породы подвергаются процессам выветривания, постепенно осваиваются организмами, при совместном воздействии которых изменяются агроэкологические свойства верхнего слоя отвалов. Успех рекультивационных работ на