Пространственная структура сообществ почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны

Структура сообществ почвенных инфузорий связана с растительностью и изменяется в зависимости от ее вида. В доступной литературе не удалось обнаружить исследований по пространственному распределению почвенных инфузорий в ризосфере хвойных деревьев. В связи с этим представляет интерес изучение распределения почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны.

Исследования проводились в окрестностях подтаежной зоны Западной Сибири, Томской области. Отбор почвенных проб осуществлялся с мая по сентябрь 2015 г. Образцы для исследования численности и видового состава инфузорий отбирались в светло-серых лесных почвах [Непряхин, 1977]. Для исследования микростацио- нального распределения почвенных инфузорий выбран хвойный лес с подростом ели, зеленомошно-разнотравный. Его древесный ярус образован преимущественно сосной обыкновенной (Pinussy Ivestris L.) и елью обыкновенной (Picea abies L.). Кустарничковый ярус занимает 40 % проективного покрытия, доминирует земляника лесная (Fragaria vesca L ), в травяном ярусе преобладают крапива двудомная (Urtricadioica L.), ромашка обыкновенная {Matricaria matricarioides L.), репейник {Actium L.), подорожник {Plantago L.) [Лапшина, 1997; Резник, 2005].

Для изучения особенностей пространственного распределения почвенных инфузорий использовались площадки размером 10x10 м. Для сбора образцов служили ризосферы корней сосны обыкновенной и ели обыкновенной. Образцы отбирали до максимальной глубины встречаемости цилиофауны — около 20 см, на расстоянии 20, 40, 60, 80 см от корневой шейки деревьев. Регулярно проводились замеры температуры, влажности и PH почвы по стандартным методикам.

Сообщество почвенных инфузорий в ризосфере сосны и ели насчитывает 7 видов из 5 семейств и 7 родов. Основную массу почвенных цилиат составляют представители семейств Tetrahy menidae Corliss, 1952 и Colpodidae Kahl, 1926. Видовой состав почвенных инфузорий в изученных биотопах однороден. Наиболее типичным структурообразующим видом является Colpoda cuculluc [Карташев, Залялетдинова, 2015].

Из анализа данных, представленных на рисунке 17, видно, что наибольшее количество инфузорий в ризосфере ели наблюдается в июне (63300 экз./г). Максимальная численность инфузорий в ризосфере сосны (50700 экз./г) приходится на июль. Летние месяцы являются наиболее благоприятными для жизнедеятельности почвенных цилиат, так как физико-химические показатели почв — увлажнение, температура — оптимальны для размножения (таблица 25).

Сезонная численность почвенных инфузорий в ризосферах ели и сосны

Рисунок 17. Сезонная численность почвенных инфузорий в ризосферах ели и сосны

Таблица 25. Физико-химические показатели исследуемого биотопа

Физико-

химические

показатели

Май

Июнь

Июль

Август

Е

С

Е

С

Е

С

Е

С

Влажность, %

32

34

28

9,7

23

19

28

31

Температура,

С°

4

4

21

23

15

16

10

10

т>н_

5,4

5,4

5,3

5,7

5,4

5,4

6,8

6,9

Примечание: Е - ель; С - сосна.

Из анализа данных, представленных на рисунке 18, очевидна зависимость численности почвенных инфузорий от расстояния до корневой шейки деревьев. Максимальное значение численности инфузорий в ризосфере ели наблюдается на расстоянии 40 см. Исключение составляет вид Colpoda maupaci, максимум численности которого (4800 экз./г) приходится на расстояние 20 см от корневой шейки ели. С увеличением расстояния численность вида снижается. Вид находится в доминантном положении — 2350 экз./г на расстоянии 80 см от корневой шейки. Численность депрессивных видов Litontus varsaviensis, Orthodon hamatus и Vorticella microstoma не превышает 900 экз./г.

Доминирующим видом в ризосфере сосны является вид Colpoda maupaci, максимум численности которого (4750 экз./г) находится на расстоянии 40 см от корневой шейки. Численность других видов равномерно снижается на расстоянии от 20 до 80 см от корневой шейки в зависимости от трофической специализации.

Численность видов инфузорий в ризосфере ели и сосны в зависимости от расстояния до корневой шейки деревьев в мае

Рис. 18. Численность видов инфузорий в ризосфере ели и сосны в зависимости от расстояния до корневой шейки деревьев в мае

Пространственное распределение почвенных инфузорий в июне в ризосфере сосны (рисунок 19) характеризуется снижением численности по мере увеличения расстояния до корневой шейки дерева. Наблюдается пространственная десинхронизация численности видов. Для пяти видов характерно снижение численности инфузорий с максимальным значением на расстоянии 20 см от корневой шейки сосны. К доминантным видам инфузорий, обитающих в ризосфере сосны, можно отнести Colpoda cucullus и Colpoda maupaci, к депрессивному виду — Vorticella microstoma. Минимальная численность от 100 до 500 экз./г характерна для видов Vorticella microstoma, Orthodon hamatus и Colpoda maupaci на расстоянии 60 см от корневой шейки сосны. Возможно, они конкурируют с Colpidium colpoda за пищевые ресурсы, так как численность этого вида увеличивается до 1700 экз./г на расстоянии 60 см и снижается на расстоянии 80 см от корневой шейки. В то же время численность депрессивных видов постепенно увеличивается.

Численность видов инфузорий в ризосфере сосны и ели в июне в зависимости от расстояния до корневой шейки

Рис. 19. Численность видов инфузорий в ризосфере сосны и ели в июне в зависимости от расстояния до корневой шейки

В ризосфере ели максимальная численность инфузорий наблюдается на расстоянии 20 см от корневой шейки дерева (см. рисунок 19). Доминирующими видами являются Litontus varsaviensis и Colpoda cucullus, рецессивными — Vorticella microstoma, Glaukoma puriformis и Colpidium colpoda, численность которых повышается при снижении численности доминантных видов на расстоянии 60 см.

В июле наблюдается существенное изменение структуры сообществ инфузорий, обитающих в ризосфере ели (рисунок 20).

Численность видов почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны в июле в зависимости от расстояния до корневой шейки дерева

Рис. 20. Численность видов почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны в июле в зависимости от расстояния до корневой шейки дерева

Происходит расслоение пространственной структуры сообществ инфузорий. Максимальное значение численности инфузорий (от 600 до 8500 экз./г) наблюдается на расстоянии 20 см от корневой шейки ели с постепенным снижением на расстоянии 80 см. Для двух видов инфузорий характерно повышение численности в 60 см от корневой шейки ели. Наблюдаются конкурентные пространственные взаимоотношения видов в сообществах. В июле на фоне благоприятных условий происходит повышение общей численности инфузорий и пространственное перераспределение структуры сообществ в ризосфере сосны — доминирующим видом становится Colpoda cucullus. Виды Glaukoma puriformis и Vorticella microstoma становятся депрессивными, их численность не превышает 650 экз./г. Отмечается пространственное смещение максимальных значений численности простейших. Для трех видов инфузорий повышенное количество особей наблюдается на расстоянии 20 см, для двух видов — на расстоянии 40 см и для двух видов — на расстоянии 60 см.

Анализ данных, представленных на рисунке 21, позволяет выявить изменение пространственной структуры сообществ в ризосфере ели. Для каждого вида простейших характерно индивидуальное пространственное распределение, что, вероятно, связано с благоприятными условиями. В ризосфере ели доминирующим по численности является вид Litontus varsaviensis — 6900 экз./г, с максимальной численностью на расстоянии 40 см от корневой шейки дерева. Депрессивные виды Glaukoma puriformis и Vorticella microstoma (от 100 до 750 экз./г) характеризуются слабо выраженной изменчивостью. У четырех субдоминантных видов происходит снижение численности на расстоянии 60 и 80 см от корневой шейки ели.

В ризосфере сосны в августе наблюдается снижение общей численности инфузорий и адаптивное изменение пространственной структуры сообществ. Доминирующими по численности являются виды Colpoda cucullus, Litontus varsaviensis, Colpidium colpoda и Colpoda maupaci с высокими значениями численности на расстоянии 20 и 40 см и низкими — в области 60 и 80 см от корневой шейки дерева. К депрессивным видам, как и в ризосфере ели, относятся Glaukoma puriformis и Vorticella microstoma: от 100 до 300 экз./г.

Таким образом, на основании результатов исследований пространственного распределения почвенных инфузорий в ризосфере хвойных пород деревьев можно считать, что видовое разнообразие изученных биотопов в летний период однородно. Типичными структурообразующими видами являются Colpoda cuculluc, Litontus varsaviensis, Colpidium colpoda, Glaukoma puriformis и Vorticella microstoma. Численность почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны изменяется в зависимости от расстояния до корневой шейки дерева. Наибольшее количество цилиофауны наблюдается на расстоянии 20 и 40 см. В благоприятных условиях при повышении общей численности почвенных инфузорий происходит расслоение пространственной структуры сообществ и рост численности особей на расстоянии 60-80 см от корневой шейки дерева.

Численность видов почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны в августе в зависимости от расстояния до корневой шейки дерева

Рис. 21. Численность видов почвенных инфузорий в ризосфере ели и сосны в августе в зависимости от расстояния до корневой шейки дерева

В неблагоприятных условиях при снижении общей численности наблюдается концентрация инфузорий в области 20-40 см от корневой шейки ели и сосны. Следовательно, пространственная численность и видовое разнообразие почвенных инфузорий в ризосфере деревьев сезонно динамичны, изменяются в зависимости от климатических факторов, пищевых ресурсов и конкуренции. Пространственная структура численности сообществ почвенных инфузорий в ризосфере деревьев может использоваться в качестве биоиндикации благоприятного роста растений.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >