Эколого-функциональная роль микроорганизмов техногенно-нарушенных почвогрунтов : на примере Дамбукинского золотоносного узла

• Автор: Римкевич, Ольга Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Микробнорастительные взаимодействия в биоценозах и их практическое использование

1.1.1. Микроорганизмы почвы

1.1.2. Роль корневых выделений растений во взаимоотношениях с микроорганизмами

1.1.3. Механизмы положительного влияния микроорганизмов на растения

1.1.3.1. Механизмы прямой стимуляция роста растений микроорганизмами

1.1.3.2. Пути опосредованной стимуляции роста растений микроорганизмами

1.1.3.3. Молекулярногенетические взаимодействия микроорганизмов с растениями

1.1.4. Факторы, влияющие на колонизацию корневой поверхности растений микроорганизмами

1.1.5. Практическое использование микробнорастительных взаимодействий

1.1.5.1. Микробные препараты в растениеводстве
1.1.5.2. Микробнорастительные взаимодействия в очистке окружающей среды
1.2. Воздействие и экологические проблемы россыпной добычи золота на окружающую среду
1.2.1. Последствия россыпной золотодобычи
1.2.2. Естественное возобновление почвеннорастительного покрова на нарушенных территориях
1.2.3. Рекультивация и восстановление почвеннорастительного покрова на нарушенных территориях
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Отбор проб для микробиологического анализа
2.2.2. Выделение микроорганизмов
2.2.3. Учет численности основных физиологических групп микроорганизмов
2.2.4. Фенотипическая характеристика
2.2.5. Молекулярногенетические методы исследования
2.3. Модельные эксперименты РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. МИКРООРГАНИЗМЫ ОТВАЛОВ РОССЫПНОГО ЗОЛОТА И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ
3.1. Количественный анализ микроорганизмов
3.2. Таксономический анализ микробных комплексов
3.2.1. Таксономический анализ сапротрофного бактериального комплекса
3.2.1.1. Фенотипическая идентификация
3.2.1.2. Идентификация на основе анализа нуклеотидных последовательностей гена 8 рРНК
3.2.1.3. Анализ структуры сапротрофного бактериального комплекса
3.2.2. Таксономический анализ фосфатмобилизующего бактериального комплекса
3.2.2.1. Экофизиологическая роль фосфатмобилизующих бактерий
3.2.2.2. Бактерии литотрофной составляющей трансформации фосфора
3.2.2.3. Бактерии гетеротрофной составляющей трансформации фосфора
3.2.2.4. Молекулярногенетическая идентификация фосфатмобилизующих бактерий
3.2.2.5. Фенотипическая характеристика фосфатмобилизующих микроорганизмов
3.2.3. Сравнительный анализ структуры сапротрофного и фосфатмобилизующего бактериальных кохмплексов
ГЛАВА 4. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФОСФАТМОБИЛИЗУЮЩИХ БАКТЕРИЙ
4.1. Оценка фосфатмобилизующей и окислительной способности изучаемых штаммов бактерий
4.2. Динамика образования изучаемыми бактериями подвижного фосфора в почвогрунте
4.3. Влияния фосфатмобилизующих бактерий на прорастание семян
4.4. Характеристика биотехнологических свойств фосфатмобилизующих бактерий
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Почвенные микроорганизмы, участвуя в процессах преобразования техногеннонарушенных грунтов и образование почвенного профиля в почву с характерным строением и функционированием, являются ключевыми агентами почвообразования. В свою очередь естественная ненарушенная почва среда обитания многочисленных микроорганизмов и крупнейший резервуар их в природе. Отличительная особенность почвы, как природною местообитания микроорганизмов, связана с ее гетерогенностью, проявляющейся в широких пространственных масштабах. Микроорганизмы в почве обитают в трехфазной полидисперсной среде, представленной твердой минеральные и органические частицы, жидкой почвенный раствор и газообразной почвенный воздух фракциями. В многочисленных работах почвенных микробиологов показано, что количество микроорганизмов в 1 г почвы измеряется обычно сотнями и тысячами миллионов клеток Звягинцев, . Биомасса микроорганизмов, включая бактерии, грибы и водоросли, по аналитическим данным, может достигать нескольких тонн на гектар почвы , , . Вместе с тем, сами по себе показатели биомассы, к тому же рассчитанные на основе количественных учтов без дифференциации активной, неактивной и мертвой биомасс, не могут дать представление о важнейшей функциональной роли отдельных представителей почвенной биоты. Оценивая роль микроорганизмов в почвообразовании, Т. Перечисленные и другие функции почвенных микроорганизмов составляют фундамент функционирования наземных экосистем. Разнообразные микробиологические процессы обусловлены широким диапазоном функционирования микроорганизмов, среди которых встречаются гетеротрофы и автотрофы, аэробы и анаэробы, олиготрофы и копиотрофы, гидролитики и негидролитики, термофилы и психрофилы, ацидофилы и алкалофилы i . Особенную роль в почвенном круговороте играют микроскопические грибы и бактерии. Гетеротрофные бактерии . X и др. V, . Автотрофные бактерии осуществляют в почве процессы окисления минеральных соединений, продуктов жизнедеятельности гетеротрофов. Широко распространены серобактерии, в аэробных условиях осуществляющие процесс минерализации серы до сульфатов, а в анаэробных восстанавливающие серосодержащие соединения до сероводорода. К ним относятся бактерии родов vii, i, и др При участии железоокисляющих бактерий . Бе2ьдо 3i Дубинина, Грабович, Каравайко и др. В большей степени функциональная роль микроорганизмов проявляется в верхнем горизонте почвы глубиной 2. В этом кориеобитаемом слое протекают основные биохимические процессы, обусловленные жизнедеятельностью микроорганизмов и растений. Почву, окружающую корень, называют ризосферной Рс. Первое понятие зоны ризосферы было дано Хитнером в г. В настоящее время под ризосферой понимают почвенное пространство на расстоянии до мм вокруг корня. Бактерии, находящиеся в муцигеле корня или колонизирующие его поверхность, образуют зону ризопланы Рп. Гс , , . С растением прикорневая микрофлора находится в сложных взаимоотношениях, определяющихся патогенными антагонистическими и непатогенными симбиотическими или ассоциативными связями. К симбиотическим микроорганизмам относятся клубеньковые бактерии . Ассоциативные связи осуществляются свободноживущими микроорганизмами почвы, которые относительно слабо связаны с растением трофическими и физиологическими отношениями. В прикорневой зоне растений имеет место более обильное развитие микроорганизмов вследствие стимулирования их роста корневыми выделениями. В свою очередь, микроорганизмы осуществляют минерачизацию органических и минеральных соединений почвы, снабжают растения усвояемыми формами биогенных элементов азотом, фосфором и др. Кроме того, в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы выделяют разнообразные физиологически активные вещества типа витаминов, ауксинов и аминокислот, способствующих усилению корневого питания и активизации обменных процессов в растениях Гузева, i. V . Первые наблюдения, касающиеся выделений корней, были сделаны в начале века . Р. Германом цит. Самцевич, . Вначале в них искали соединения, способствующие растворению труднодоступных для питания растений веществ, затем токсические соединения, вызывающие утомление почвы при длительном культивировании некоторых растений на одной площади.