ЗНАЧЕНИЕ СЕЗОННЫХ И БИОТОПИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЧВЕННЫХ ИНФУЗОРИЙ

Сезонная динамика численности сообществ инфузорий в светло-серых лесных почвах Томского района

Исследования проводились в Томском районе Томской области — в подтаежной зоне Западной Сибири. Образцы почвы для исследования численности и видового состава почвенных инфузорий отбирались в светло-серых лесных почвах. Пробы брали по вертикальному профилю: АО (0-5 см), А1 (5-15 см) и А1А2 (15-25 см) [Марзеева, 2009]. Для выделения инфузорий из почвенных образцов использовали метод культур почвенных инфузорий на искусственной питательной среде. В качестве питательной среды использовался сенной отвар. Коническую колбу объемом 250 мл наполняли питательной средой (100 мл) и вносили 5-10 г почвы, очищенной от корней и песка, тщательно растертой в чашке Петри с небольшим количеством жидкости до пастообразного состояния. Суспензию в колбе взбалтывали в течение нескольких минут, а затем ставили на несколько дней в термостат при температуре 24-25 °С или оставляли при комнатной температуре в летнее время. Через 3-4 дня проводили микроскопирование [Николюк, 1972; Никитина, 2011].

Численность крупных видов цилиат, размеры которых достигали 70 мкм и более, определяли под микроскопом визуально в объеме 1 мл. На предметное стекло стерильной пипеткой наносили каплю жидкости с культурой инфузорий, добавляли одно из иммо- билизационных средств и производили подсчет клеток. Количественное определение клеток выполняли в трех повторностях. Численность видов инфузорий, размер которых составлял менее 70 мкм, подсчитывали под микроскопом в счетной камере Горяева. При малом увеличении (10x8) подсчитывали число клеток цилиат в квадратах по диагонали через всю камеру. Пересчет выполняли по формуле U = п-40000/80, где U— количество клеток инфузорий в 1 мл; п — количество клеток, подсчитанное в 80 маленьких квадратах и 5 больших квадратах [Никитина, 2011]. Видовой состав инфузорий исследовали с использованием определителей [Николюк, 1972;

Дружинина, 2002; Алекперов, 2005; Протисты 2007; Хаусман, 2010; Levine, Corliss, 1980; Kubo, 1971]. Подсчет и анализ беспозвоночных организмов проводился с использованием светового микроскопа «Биомед 3» и цифрового микроскопа Motic DM-ВАЗ00 с увеличением в 100 раз [Николюк, 1963; Никитина, 2011].

Верхние горизонты серых лесных почв обеднены илистыми частицами и полуторными окислами, обогащены кремнекислотой. Содержание гумуса в светло-серых почвах изменяется в пределах 1,5-3,0%. В гумусе верхних горизонтов присутствуют фульвокис- лоты, в нижних горизонтах преобладают гуминовые кислоты [Тар- гульян, Величко, 1985]. Светло-серые лесные почвы характеризуются кислой реакцией в верхних горизонтах, степень насыщенности основаниями составляет 70-85 %. Емкость поглощения светлосерых почв — 14-18 мг/экв на 100 г почвы, в иллювиальном горизонте емкость поглощения возрастает. Гидролитическая кислотность таких почв — 5-7 мг/экв на 100 г почвы [Таргульян, Величко, 1985]. Растительность исследуемого района расположена в пределах лесостепной зоны, примыкающей к подзоне лиственных лесов, и характеризуется присутствием и лесных, и степных растительных сообществ. Древесный ярус образован преимущественно березой пушистой (Betula pubescens L.), елью обыкновенный (Picea abies L.). Кустарничковый ярус занимает 30 % проективного покрытия, доминирует земляника лесная (Fragaria vesca L.), в травяном ярусе преобладают крапива двудомная (Urtricadioica L.), ромашка обычная (.Matricaria matricarioides L.).

В результате исследований с мая по сентябрь 2014-2015 гг. обнаружено 12 видов почвенных инфузорий, относящихся к 10 семействам [Алекперов, 2005; Шатилович, 2008; Lynn, 2008]. Анализ видового спектра сообществ почвенных инфузорий выявил 4 вида: Chilodonella cucullus O.F. Muller, 1786; Colpidium colpoda Ehenberg, 1831; Colpoda maupasi Ehenberg, 1908; Glaucoma pyriformis Corliss, 1971, которые присутствовали во всех пробах горизонта АО с мая по сентябрь. Встречаемость других видов почвенных инфузорий зависела от сезона и типа почв. В светло-серых лесных почвах наиболее распространены инфузории Chilodonella cucullus, Colpoda maupasi, Glaucoma pyriformis (таблица 3).

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

ЗОЛУ

08.V

15.V

22.V

29.V

06. VI

12.VI

20.VI

27. VI

03.VII

10. VII

19. VII

Chilodonella

cucullus

4±0,5

3±0,04

17±0,5

18±0Д

16±1

17±2

16±0,5

15±0,4

16±0,4

16±0,8

18±0,2

Colpoda

maupasi

з±од

4±0,06

12±0,3

18±0,1

13±1

14±3

18±0,5

18±2

13±6

18±1

16±0,5

15±0,5

Colpidium

colpoda

18±1

17±1

19±1

18±1

16±1

17±1

17±0,6

13±0,5

Didinium

balbianii

2±0,1

4±0,3

Enchelys

gasterosteus

4±0,3

3±0Д

2±0,08

Glaucoma

pyriformis

6±0,4

8±0,2

10±0,06

16±0,07

17±0,8

13±2

14±2

15±0,4

19±1

17±0,1

15±0,1

13±1

Holophrya

simplex

10±0,1

10±0,3

Litontus

varsaviensis

1±0,08

3±0,09

3±0,2

4±1

5±0,6

5±0,3

8±0,2

9±0,7

12±0,3

13±0,9

Loxodes

rosrum

2±0,08

3±0,1

1±0,1

3±0,3

1±0,1

Pordon teres

1±0,08

Окончание таблицы 3

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

24.VII

01.VIII

07.VIII

14.VIII

29.VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonella

cucullus

20±3

18±2

10±1

15±0,4

10±0,7

2±0,2

8±0,9

2±0,1

1±0,07

Colpoda

maupasi

14=t2

16±2

17±2

8±0,9

5±0,2

4±0,4

16±0,2

Colpidium

colpoda

12±0,5

17±0,3

19±1

11±0,4

14±2

Didinium

balbianii

4±0,14

9±0,7

Glaucoma

pyriformis

13±0,13

18±0,4

19±0,9

13±0,1

11±0,8

Holophrya

simplex

10±1

10±1

11±0,7

8±0,6

3±0,05

Litontus

varsaviensis

15±0,3

4±0,5

3±0,1

Loxodes

rosrum

4±0,2

Примечание. X±Mt — среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

Анализ среднестатистических показателей численности инфузорий различных видов, представленных в таблице 3, позволил описать сезонные изменения. Для верхних горизонтов АО характерен невысокий уровень численности инфузорий в весенний период первых трех недель, в среднем от 1±0,08 до 12±0,3 тыс.экз./г. Начиная с четвертой недели наблюдается увеличение численности инфузорий ~13,5±0,69 тыс.экз./г, достигающей максимума ~16,5±0,7 тыс.экз./г к четырнадцатой неделе — начало августа. В августе происходит снижение численности инфузорий с минимальными значениями в конце сентября 1±0,07 тыс.экз./г. Выявленная зависимость сезонной динамики численности инфузорий в почвенном горизонте АО коррелирует с сезонной динамикой температурных значений и определяется среднемесячными температурными значениями. Аналогичные зависимости наблюдались в исследованиях Т.В. Денисовой с соавт. (2015) в сезонной динамике численности раковинных амеб в светло-серых лесных почвах, их максимальное количество отмечалось в весеннем периоде в верхнем почвенном горизонте АО. С 30 апреля по 26 сентября 2015 г. в верхнем почвенном горизонте доминировали виды: Glaucoma pyriformis — 28 %, Colpoda таира- si — 27 % и Chilodonella cucullus — 23 %. Равномерное увеличение численности данных видов инфузорий происходит в весенне-летний период с последующим снижением численности в осеннем месяце. Для вида Glaucoma pyriformis максимальное значение численности наблюдается в конце июня и сохраняется практически до середины августа (с 17±0,6 до 19±0,9 тыс.экз./г). Начиная с середины августа численность инфузорий Glaucoma pyriformis снижается до 11±0,8 тыс.экз./г в конце августа. В осеннем периоде наблюдения в верхнем почвенном горизонте АО данный вид не обнаружен.

Для видов Colpoda maupasi и Chilodonella cucullus характерны изменения численности в летнем периоде с максимальными значениями в середине лета (18±1 тыс. экз./г и 8±0,2 тыс. экз./г) и минимальными — в сентябре (4±0,4 тыс. экз./г и 1±0,07 тыс. экз./г). К группе субдоминантов следует отнести инфузории Colpidium colpoda (10 %); Enchelys gasterosteus (5 %); Litontus varsaviensis (4 %); Loxodesrosrum (4 %). Численность вида Colpidium colpoda достигает максимума в середине июня (19 ±0,1 тыс. экз./г.).

Проведенные исследования показали, что численность сообществ почвенных раковинных амеб в разнотипных лесных биоценозах изменяется в течение сезона. Численность организмов увеличивается в период с мая по август и уменьшается к октябрю [Залялет- динова, 2014].

К группе субрецедентов относится вид инфузорий Didinium balbianii (3 %). Численность вида находится на низком уровне в весеннем периоде (~3±0,2 тыс. экз./г) и в осеннем периоде (~6,5±0,42 тыс. экз./г) и не выдерживает конкуренции (таблица 4). Необходимо отметить редко встречающийся эпизодический вид Pordon teres (0,8 %). Встречаемость эпизодических видов указывает на динамические процессы в сообществе почвенных инфузорий. Появление новых видов в летний и осенний периоды, вероятно, связано с увеличением гумуса в почве и ростом бактериальной фауны [Звягинцев, Шаповалов, 2004].

Анализ данных, представленных в таблице 4, позволяет заметить снижение численности и видового разнообразия почвенных инфузорий с глубиной почвенного профиля. Аналогичное уменьшение количества видов отметила Г.А. Корганова (1987), изучая пространственное распределение раковинных амеб. Максимум численности и видового разнообразия раковинных амеб характерен для верхних почвенных горизонтов. По уровню доминирования инфузорий в исследуемом почвенном горизонте можно выделить группы доминантов и субдоминантов.

К доминирующим видам относятся Glaucoma pyriformis (38 %) и Chilodonella cucullus (46 %). Динамика численности вида Chilodonella cucullus имеет колебательный характер (в среднем 7,5±0,3 тыс. экз./г в весеннем периоде; ~6,5±0,4 тыс. экз./г в летнем периоде и ~4,5±0,2 тыс. экз./г осенью) в почвенном горизонте А1 (5-15 см). В качестве устойчивого, постоянно присутствующего субдомината можно назвать вид Colpoda maupasi (11 %), сезонная динамика которого хорошо коррелирует с влажностью почвы (таблица 5). Как эпизодические виды в весеннем периоде встречаются Didinium balbianii (4 %) и Spathidium proculus (0,5 %), численность которых составляет 3±0,2 тыс. экз./г и 1±0,2 тыс. экз./г соответственно.

Анализ данных, представленных в таблице 5, позволяет заметить, что формирование сообщества инфузорий почвенного горизонта А1А2 (15-25 см) связано с формированием доминирующего комплекса из трех видов почвенных инфузорий: Chilodonella cucullus (43 %), Colpoda maupasi (35 %) и Glaucoma pyriformis (28 %).

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

ЗОЛУ

08.V

15.V

22.V

29.V

06. VI

12.VI

20.VI

27.VI

03.VII

10.VII

19. VII

Chilodonel- la cucullus

4±0,4

4±0,1

11±0,1

11±0,6

6±2

6±0,5

4±0,3

5±0,2

4±0,3

2±0,1

4±0,2

Colpoda

maupasi

3±0,3

4±0,1

Didinium

balbianii

3±0,2

Glaucoma

pyriformis

5±0,4

9±0,1

1±0,2

Spathidium

proculus

1±0,2

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

24.V1I

01.VIII

07.VIII

14. VIII

29.VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonel- la cucullus

5±0,2

6±0,1

9±0,3

13±0,3

14±0,8

3±0,4

7±0,1

4±0,1

4±0,2

Colpoda

maupasi

13±0,2

5±0,1

Colpidium

colpoda

15±0,8

5±0,3

Glaucoma

pyriformis

4±0,1

11±0,5

11±0,6

9±0,1

11±0,2

5±0,1

4±0,1

Примечание. X±Mt — среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

Таблица 5. Среднестатистические значения численности сообществ инфузорий в светло-серых лесных почвах в период с мая по сентябрь 2014 г. в почвенном горизонте А1А2 (15-25 см)

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

ЗОЛУ

08.V

15.V

22.V

29.V

06. VI

12. VI

20.VI

27.VI

03.VII

10. VII

19. VII

Chilodonella

cucullus

5±0,2

6±0,1

1±0,1

3±0,5

4±0,2

Glaucoma

pyriformis

7±0,3

Litontus

varsaviensis

3±0,1

Виды

инфузорий

Дата отбора почвенных проб

24.VII

01. VIII

07. VIII

14.VIII

29. VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonella

cucullus

3±0,4

1±0,2

7±0,4

7±0,1

13±1

4±0,1

3±0,3

Colpoda

maupasi

13±0,1

15±0,5

1±0,1

Colpoda

steine

1±0,1

1±0,1

Glaucoma

pyriformis

10±1

6±1

4±0,1

Примечание. X±Mt — среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

Виды инфузорий обнаружены с весеннего периода наблюдений до средины июня и с конца августа до конца осеннего периода. Максимум численности вида Chilodonella cucullus (13±1тыс. экз./г.) коррелирует с температурой (таблица 6). С понижением температуры окружающей среды и увеличением влажности (таблица 7) вид смещается в более глубокие почвенные горизонты. Максимальная численность видов Colpoda maupasi и Glaucoma pyriformis в почвенном горизонте А1А2 составляет 15±0,5 тыс. экз./г. и 10±1 тыс. экз./г соответственно и приходится на осенний период наблюдений. Вид Colpoda steine (1 %) является эпизодическим, его присутствие характерно в течение 2 недель осеннего периода.

Доминантные виды инфузорий формируют группу с положительными, статистически достоверными значениями коэффициентов корреляции сезонных динамик численности (см. таблицу 6). Для эпизодически встречающихся видов характерны достоверные значения корреляции между двумя видами и отсутствие групповых зависимостей сезонных динамик численности. Эпизодические виды инфузорий встречаются в весенний и осенний периоды.

Анализ данных, представленных в таблице 7, позволяет считать, что минимальные значения влажности характерны для июля и августа, максимальные значения температур — для июня и июля. Концентрация гумуса и pH увеличивается в осенний период.

На основе анализа показателей численности почвенных инфузорий, представленных в таблице 8, выявлены доминирующие виды. По численности в течение периода с 30 апреля по 26 сентября 2015 г. в верхнем почвенном горизонте доминируют виды Chilodonella cucullus (27 %), Colpidium colpoda (23 %), Colpoda maupasi (28 %) и Glaucoma pyriformis (16 %). Происходит постепенное увеличение численности почвенных инфузорий Chilodonella cucullus, Colpidium colpoda и Colpoda maupasi в весенне-летний период наблюдений с последующим снижением осенью. Для вида Colpidium colpoda максимальное значение численности составляет 18±2,8тыс. экз./г в начале июня с постепенным снижением до 5±0,4 тыс. экз./г в начале сентября. Для вида Chilodonella cucullus характерно изменение численности в летнем периоде с максимальным значением в середине лета 18±3 тыс. экз./г и минимальным — в конце сентября (2±0,3 тыс. экз./г).

Таблица 6. Коэффициенты корреляции сезонной динамики численности видов почвенных инфузорий в светло-серых лесных почвах в 2014 г.

Виды

инфузорий

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0,8

0,8

0,8

0,7

0,4

-0,3

-0,4

0,5

0,5

2

0,8

0,6

0,8

0,6

0,3

-0,3

-0,3

0,3

0,4

3

0,8

0,6

0,7

0,6

0,5

-0,02

-0,4

0,5

0,4

4

0,8

0,8

0,7

0,5

0,3

-0,2

-од

0,4

0,5

5

0,7

0,6

0,6

0,4

0,5

-0,2

-0,2

0,4

0,5

6

0,4

0,2

0,5

0,3

0,5

0,09

-0,2

0,9

0,7

7

-0,3

-0,3

-0,02

-0,2

-0,2

0,09

0,2

-0,2

-0,2

8

-0,4

-0,3

-0,4

-0,1

-0,2

-0,2

0,2

-0,2

-0,2

9

0,5

0,3

0,5

0,4

0,5

0,9

-0,2

-0,2

0,8

10

0,5

0,4

0,4

0,5

0,5

0,7

-0,2

-0,2

0,8

Примечание. 1 - Chilodonella cucullus 2 - Colpoda maupasv, 3 - Colpidium colpoda', 4 - Glaucoma pyriformis 5 - Litontus varsaviensis; 6 - Colpoda steine; 7 - Didinium balbianii; 8 - Enchelys gasterosteus; 9 - Holophrya simplex; 10 -Loxodes rosrum. Значение коэффициентов корреляции более 0,5 соответствует уровню значимости Р < 0,05.

Таблица 7. Физико-химические свойства исследуемой почвы

Параметр

2014 год

2015 год

05

06

07

08

09

10

05

06

07

08

09

10

Влажность,

%

21,1± 3,31

  • 22,1+
  • 2,56
  • 7,74+
  • 1,21
  • 16,8+
  • 3,98
  • 20,4+
  • 2,12
  • 23,3+
  • 2,18
  • 10,5+
  • 1,98
  • 14,3+
  • 1,65
  • 7,8+
  • 1,58
  • 8,6+
  • 1,16
  • 18,2+
  • 3,23
  • 21,8+
  • 2,11

Гумус, %

1,95

2,07

1,71

2,06

2,15

2,16

1,72

1,85

1,97

2,02

2,08

2,12

pH

  • 5,65±
  • 0,03
  • 5,77+
  • 0,06
  • 6,33+
  • 0,05
  • 6,51+
  • 0,01
  • 6,65+
  • 0,03
  • 6,64+
  • 0,02
  • 5,71+
  • 0,04

6,01 + 0,05

  • 5,74+
  • 0,04
  • 5,95+
  • 0,05
  • 6,14+
  • 0,03

6,21 + 0,03

Температура

(средняя),°С

+11,2± 1,7

+21,5+

3,4

+27,7+

2,2

+ 17,2+ 2,9

+7,5+

1,5

  • 3,6+
  • 1,2

+15,2+ 1,9

+22,3+

2,4

+22,6+

2,3

+19,7+

1,9

+10,1+

1,55

  • 4,8+
  • 1,6

Гранулометрический состав почв (содержание частиц < 0,01 мм, % от массы)

Типы и

структуры

агрегатов

22-

легкий

суглинок,

комковатый

24-

легкий

суглинок,

комковатый

27-

легкий

суглинок,

зернистый

25-

легкий

суглинок,

зернистый

27-

легкий

суглинок,

комковатый

20-

легкий

суглинок,

комковатый

48 - тяжелый суглинок, орехо- ватый

44 - тяжелый суглинок, орехо- ватый

44-

тяже-

лый

суглинок,

зернистый

41 - тяжелый суглинок, зернистый

43-

тяже-

лый

суглинок,

зернистый

45-

тяже-

лый

суглинок,

орехо-

ватый

Примечание. X±Mt - среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

Таблица 8. Среднеарифметические значения численности видов сообществ инфузорий в светло-серых лесных почвах г. Томска в период с мая по сентябрь 2015 г. в почвенном горизонте АО (0-5 см)

Виды инфузорий

1ата отбора почвенных проб

30.IV

08.V

15.V

22.V

29.V

05.1

14.VI

02.VII

16.VII

26.VII

01. VIII

07.VIII

Chilodonella

cucullus

4±0,3

4±0,3

5±0,4

4±0,3

9±0,3

14=1=1,3

15±1,3

14±1,5

18±3

17±2

17±2Д

12±0,9

Colpoda maupasi

4±0,5

4±0,4

6±0,7

5±0,4

12±1,1

15±2,9

13±0,9

16±1,6

15±2

15=1=1,1

16±2

16±1,2

Colpidium colpoda

12±1,3

18±2,8

18±1

16±1

14±1,2

15±1,3

13±1,9

12±1

Didinium balbianii

2±0,5

3±0,2

Glaucoma

pyriformis

5±0,5

8±0,2

8±0,5

6±0,5

14±0,6

15±2

14±1,6

4±0,4

1±3

4±0,9

5±0Д

5±0,02

Litontus

varsaviensis

2±0,2

3±0Д

3±0,6

4±0,5

2±0,2

15±3

2±0,08

2±0,06

1±0Д

Виды инфузорий

Зата отбора почвенных проб

14.VIII

22.VIII

30. VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonella

cucullus

12±1,3

11±2

10±1,9

8±3

3±0,03

2±0,2

2±0,3

Colpoda maupasi

13±2

14±0,3

10±1

11±1,6

7±1

Colpidium colpoda

12±0,6

10±2

6±0,8

5±0,4

Glaucoma

pyriformis

5±0,02

4±0,9

3±0,6

Litontus

varsaviensis

1±0,6

Примечание. X±Mt - среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным интервалом.

Интенсивное повышение численности с конца мая (6±0,5 тыс. экз./г) до середины июля (4±0,4 тыс. экз./г) наблюдается у вида Glaucoma pyriformis. В летние месяцы численность вида колеблется в пределах 4,3±0,5 тыс. экз./г.

К группе субдоминантов относится вид Litontus varsaviensis (6 %), к группе субрецедентов — вид Didinium balbianii (1 %). Наличие вида Litontus varsaviensis наблюдается в период с конца мая до конца августа, максимум численности приходится на конец июля — 15±3 тыс. экз./г., что, возможно, связано с повышением температуры, необходимой для жизнедеятельности вида [Lynn, 2000]. Следует отметить, что для каждого сезона характерны определенные сообщества видов инфузорий [Алекперов, Мамедов, 2014]. С наступлением весны, с повышением температуры окружающей среды и увеличением влажности почвы за счет таяния снега и осадков, видовое разнообразие инфузорий увеличивается. В последующие сезоны некоторые виды представлены единично и эпизодично. Аналогичные результаты сезонной динамики почвенных инфузорий получены в Ялмун-Салминском национальном парке [Алекперов, Мамедов, 2014].

Анализ данных, представленных в таблице 9, позволяет выделить следующие группы почвенных инфузорий: доминанты, субдоминанты и субрецеденты.

В течение исследуемого периода в почвенном горизонте А1 (5-15 см) наблюдаются два доминирующих вида — Glaucoma pyriformis (51 %) и Chilodonella cucullus (34 %). Максимум численности видов почвенных инфузорий приходится на весенний и осенний периоды. Весной численность вида Glaucoma pyriformis составляет 13±2 тыс. экз./г, осенью — 10±1 тыс. экз./г, численность вида Chilodonella cucullus весной составляет 4±0,65 тыс. экз./г, осенью — 5±0,9 тыс. экз./г. Минимальная численность в летнем периоде у видов Glaucoma pyriformis (~1±0,1 тыс. экз./г) и Chilodonella cucullus (~1±0,03 тыс. экз./г), что, возможно, связано с более оптимальным температурным режимом в верхних почвенных слоях. Это подтверждается данными исследования И.Х. Алекперова и В.Ф. Мамедова (2014). Анализ данных по вертикальному распределению почвенных инфузорий показал, что с повышением температуры окружающей среды и прогревом почвы начинается активная миграция большинства представителей почвенной цилиофауны в верхние слои почвы.

Таблица 9. Среднеарифметические значения численности видов сообществ инфузорий в светло-серых лесных почвах в период с мая по сентябрь 2015 г. в почвенном горизонте А1 (5-15 см)

Виды инфузорий

Дата отбора почвенных проб

ЗОЛУ

08.V

15.V

22.V

29.V

05.VI

14.VI

02.VII

16.VII

26.VII

01.VIII

07. VIII

Chilodonella cucullus

4±1

4±0,3

3±0,05

3±0,9

3±1

2±0,9

4±0,5

4±0,6

2±0,3

2±0,02

1±0,03

Colpoda maupasi

3±0,9

4±0,4

Colpidium colpoda

4±0,4

4±0,6

Didinium balbianii

2±0,4

Glaucoma pyriformis

1±0,03

8±1,6

7±1,2

13±2

4±1,3

3±1

3±0,4

2±0,6

2±0,4

1±0,1

1±0,02

Spathidium proculus

0,6±0,001

Виды инфузорий

Дата отбора почвенных проб

14.VIII

22.VIII

30.VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonella cucullus

2±0,02

3±0,3

4±0,06

5±0,9

3±0,03

3±0,5

2±0,4

Colpidium colpoda

6±0,9

Glaucoma pyriformis

1±0,02

2±0,1

3±0,5

10±1

7±1,4

4±0,3

Примечание. X±Mt - среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

К субдоминантам исследуемого почвенного горизонта относятся виды инфузорий Colpidium colpoda (9 %) и Colpoda maupasi (6 %). Встречаемость данных видов является эпизодической, численность не превышает в среднем 4,66±0,63 тыс. экз./г. В верхнем почвенном слое рассматриваемые виды составляют доминирующий комплекс сообщества почвенных инфузорий. Вид Didinium balbianii (1 %) является в верхнем почвенном горизонте АО субрецендентом, его численность в почвенном горизонте А1 составляет 2±0,4 тыс. экз./г., что можно объяснить оптимальным температурным режимом [Lynn, 2000]. Вид Spathidium proculus (0,4 %) является единично встречающимся только в весеннем периоде.

Из анализа данных, представленных в таблице 10, видно, что формирование цилиосообщества почвенного горизонта А1А2 (15-25 см) обусловлено формированием доминирующего комплекса из двух видов почвенных инфузорий — Chilodonella cucullus (26 %) и Glaucoma pyriformis (21 %). Виды присутствуют с начала весеннего периода наблюдений до средины июня и с конца августа до конца осеннего периода наблюдений. Максимум численности вида Chilodonella cucullus (17±3,1тыс. экз./г) приходится на конец сентября. Аналогичная численность (18±3 тыс. экз./г) вида наблюдалась в весенне-летнем периоде в верхнем почвенном горизонте АО (таблица 11). Вероятно, исследуемый вид с понижением температурного режима окружающей среды и увеличением влажности смещается в более глубокие почвенные горизонты [Lynn, 2000]. Максимальная численность вида Glaucoma pyriformis составляет 11±1,5 тыс. экз./г., превышает численность двух рассматриваемых почвенных горизонтов, что подтверждается аналогичными исследованиями И.Х. Алекперова и В.Ф. Мамедова (2014).

Сравнительный анализ сезонной численности почвенных инфузорий (рисунок 1) позволяет отметить снижение количества особей в зависимости от глубины формирования сообществ простейших.

Установлено, что видовое разнообразие и выравненность распределений почвенных инфузорий в течение весенне-летнего сезона изменяется незначительно (рисунок 2). В период с мая по август происходит постепенное увеличение численности и видового разнообразия инфузорий. С сентября наблюдается снижение численности почвенных инфузорий.

Таблица 10. Среднестатистические значения численности видов сообществ инфузорий в светло-серых

лесных почвах г. Томска в период с мая по сентябрь 2015 г. в почвенном горизонте A1А2 (15-25 см)

Виды инфузорий

Дата отбора почвенных проб

ЗОЛУ

08.V

15.V

22.V

29.V

05.VI

14.VI

02.VII

16.VII

26.VII

01.VIII

07.VIII

Chilodonella

cucullus

5±0,6

6±2

2±0,1

4±0,2

2±0,1

3±0,9

2±0,9

Colpoda maupasi

0,7±0,01

Didinium balbianii

2±0,4

Glaucoma

pyriformis

1±0,03

8±3

5±1,6

3±0,8

2±1

Litontus

varsaviensis

2±0,3

Виды инфузорий

Дата отбора почвенных проб

14.VIII

22.VIII

30.VIII

04.IX

12.IX

19.IX

26.IX

Chilodonella

cucullus

1±0,03

2±0,2

6±0,9

16±3,2

16±2

17±3,1

Colpoda maupasi

7±2

8±2,3

Colpidium colpoda

6±1

Glaucoma

pyriformis

1±0,01

3±0,2

10±1

11±1,5

13±2

Примечание. X±Mt - среднеарифметическое значение численности инфузорий в 1000 экз. с 95 % доверительным

интервалом.

Таблица 11. Коэффициенты корреляции сезонных динамик численности видов почвенных инфузорий в светло-серых лесных почвах (2015 г.)

Виды

инфузорий

1

2

3

4

5

6

1

0,8

0,7

-0,08

0,4

-1

2

0,8

0,6

0,01

0,07

1

3

0,7

0,6

0,4

0,4

-0,02

4

-0,08

0,01

0,4

-0,1

1

5

0,4

0,07

0,4

-0,1

-0,2

6

-1

1

-0,02

1

-0,2

Примечание. 1 - Clnlodonella cucullus; 2 - Colpoda maupasi; 3 - Colpidium colpoda; 4 - Glaucoma pyriformis 5 - Litontus varsaviensis; 6 - Didinium balbianii. Значение коэффициентов корреляции более 0,5 соответствует уровню значимости Р < 0,05.

Сезонная динамика общей численности почвенных инфузорий в светло-серых лесных почвах Томской области

Рисунок 1. Сезонная динамика общей численности почвенных инфузорий в светло-серых лесных почвах Томской области

Необходимо отметить, что количество видов почвенных инфузорий в 2015 г. уменьшилось на 1-2 вида, что, вероятно, связано с более сухим летним сезоном.

Изменение показателей видового разнообразия сообществ инфузорий в течение периода наблюдений

Рисунок 2. Изменение показателей видового разнообразия сообществ инфузорий в течение периода наблюдений

Изменения значений индекса Шеннона (рисунок 2,6) в светлосерых лесных почвах происходят в диапазоне от 1,34 в мае до 1,48 в сентябре в 2014 году, от 1,25 в мае и до 1,03 в сентябре в 2015 году . Небольшие различия показателей индекса Шеннона свидетельствуют о незначительном изменении видового разнообразия сообществ почвенных инфузорий. Значения индекса выравненности Пиелу в исследуемой почве варьируется от 1,49 в мае и до 2,11 в сентябре в 2014 году, от 1,6 в мае и до 1,71 в сентябре в 2015 году. Чем больше индекс Пиелу, тем больше выравненность видов.

Максимальное значение индексов соответствует интенсивному росту численности при благоприятных для цилиофауны условиях окружающей среды [Лебедева, Дроздов, Криволуцкий, 1999].

Сравнительный анализ сезонной динамики общей численности инфузорий в более глубоких почвенных горизонтах А1 и А1А2 выявил коррелятивную зависимость с динамикой влажности (таблица 12). Сезонные изменения численности инфузорий по группам представлены на рисунках 3-6.

Таблица 12. Корреляция численности видов инфузорий и абиотических показателей в светло-серых лесных почвах в 2014— 2015 гг.

Вид

почвенных

инфузорий

2014 год

2015 год

Коэффициент корреляции г (численность вида от температуры)

Коэффициент корреляции г (численность вида от влажности)

Коэффициент корреляции г (численность вида от температуры)

Коэффициент корреляции г (численность вида от влажности)

Chilodonella

cucullus

0,7

-0,4

0,7

-0,6

Colpoda

maupasi

0,7

-0,2

0,6

-0,6

Colpidium

colpoda

0,6

-0,4

0,6

-0,4

Glaucoma

pyriformis

0,8

-0,1

0,3

0,06

Litontus

varsaviensis

0,6

-0,7

0,6

-о,з

Colpoda steine

-0,04

-0,7

Didinium

balbianii

-0,3

0,01

0,04

-0,04

Enchelys

gasterosteus

0,01

0,2

Holophrya

simplex

0,01

-0,7

Loxodes rosrum

0,1

-0,6

Примечание. Значение коэффициентов корреляции более 0,5 соответствует уровню значимости Р < 0,05.

Сезонная динамика численности доминантных видов инфузорий в почвенном горизонте АО в 2014 г

Рисунок 3. Сезонная динамика численности доминантных видов инфузорий в почвенном горизонте АО в 2014 г.

Анализ зависимостей, представленных на рисунках 3, 4, показывает коррелятивную связь численности доминантных видов инфузорий с сезонными изменениями температуры, что позволяет рассматривать температуру воздуха в качестве экологического фактора, влияющего на численность инфузорий.

Сезонная динамика численности доминантных видов инфузорий в почвенном горизонте АО в 2015 г

Рисунок 4. Сезонная динамика численности доминантных видов инфузорий в почвенном горизонте АО в 2015 г.

В 2015 г. (см. рисунок 4) в мае происходит увеличение численности трех видов инфузорий: Chilodonella cucullus, Colpoda maupasi и Glaucoma pyriformis. В летний период отмечаются несинхронизи- рованные изменения численности видов инфузорий с последующим снижением в осенний период (см. рисунки 4, 5). Это подтверждается исследованиями Ю.Г. Гельцера (1991), в которых установлена зависимость жизнедеятельности почвенных инфузорий от температуры, влажности, механического состава почвы, количества и состава органического вещества. Необходимо отметить, что несинхронизи- рованные колебания численности инфузорий рассматриваются в качестве адаптивного механизма выживаемости видов в сообществе [Карташев, 2014].

Сезонная динамика численности инфузорий в почвенном слое А1 в 2014 г

Рисунок 5. Сезонная динамика численности инфузорий в почвенном слое А1 в 2014 г.

В относительно неблагоприятном состоянии находится вид Litontus varsaviensis, численность которого увеличивается постепенно, достигая максимума в конце лета, с последующим снижением. Вероятно, в четырех облигатных видах инфузорий происходит пищевая конкуренция, что приводит к колебаниям и относительно невысокой численности отдельных видов. Среди видов с прерывистой сезонной динамикой в весенний период можно выделить Didinium balbianii, Enchelys gasterosteus. В летний период инфузории Loxodes rosrum находятся на низком уровне численности и не выдерживают конкуренции. В группе видов, появляющихся в летний период, присутствуют виды с высоким уровнем численности, устойчивые к снижению осенних температур.

Из данных, представленных на рисунке 5, видно, что в течение периода наблюдения в почвенном горизонте А1 постоянно присутствует вид Chilodonella cucullus. Численность вида коррелирует с показателями влажности. В июле влажность снижается с 22,1 до 7,74 %, происходит сокращение численности вида с 1±0,6 до 2±0,1 тыс. экз./г. В августе влажность увеличивается до 16,8 %, повышается численность инфузорий до 14±0,6 тыс. экз./г. Аналогичные изменения численности беспозвоночных в почвенном горизонте А1 отмечались в исследованиях Т.В. Денисовой и Ю.В. Поляковой (2015). Виды инфузорий Colpoda maupasi и Glaucoma pyriformis эпизодически встречаются в весеннем и осеннем сезоне.

Сезонная динамика численности инфузорий в почвенном слое А1 в 2015 г

Рисунок 6. Сезонная динамика численности инфузорий в почвенном слое А1 в 2015 г.

Анализ зависимостей, представленных на рисунках 5, 6, позволяет заметить снижение численности и видового разнообразия почвенных инфузорий в горизонте А1. В качестве постоянного вида присутствует Chilodonella cucullus, сезонная динамика которого хорошо коррелирует с влажностью почвы. В период засухи и низких температур вид Colpoda cucullus продолжает существовать и развиваться [Bamforth, 1969]. В качестве эпизодических видов в весенний период присутствуют Colpoda maupasi, Didinium balbianii, в осенний — Colpoda maupasi и Glaucoma pyriformis. В горизонте A2 наиболее распространенными являются Chilodonella cucullus, Colpoda maupasi, эпизодически встречаются виды, численность которых находится на низком уровне и повышается при благоприятных условиях.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлена весенне-осенняя динамика численности почвенных инфузорий в светло-серых лесных почвах Томской области. Выявлены четыре вида инфузорий, составляющие основу сообществ в светлосерых лесных почвах: Chilodonella cucullus, Colpoda maupasi, Colpidium colpoda и Glaucoma pyriformis. Показано, что сезонная динамика численности инфузорий в почвенном горизонте АО коррелирует с сезонными изменениями температуры. Сезонная динамика численности инфузорий в почвенном горизонте А1А2 определяется уровнем его влажности. Род Chilodonella наиболее устойчив и распространен в почвенных горизонтах АО, А1А2. Выявлено снижение количества и числа видов инфузорий с глубиной генетического профиля.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >