Глава 1. Характеристика почвы парковой зоны

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Микроорганизмы почвы парковой зоны»

по дисциплине «Почвенная микробиология»

 

 

Допущена к защите «___»____2019 г. Руководитель работы __________ Оценка полученная на защите «_____________» Члены комиссии: ___________(проф. Сопрунова О.Б.) ___________(доц. Гальперина А.Р.)

Работа выполнена студентом группы ДББМБ-31 Аллабердиев Б.Б_______   Руководитель работы к.б.н., доцент Пархоменко А.Н.

Астрахань – 2019

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	4
Глава 1. Характеристика почвы парковой зоны	6
1.1 Микроорганизмы в почвах	7
Глава 2. Объекты и методы исследования	15
2.1 Объекты исследования	15
2.2 Схема эксперимента	15
2.3 Методы исследования	16
2.3.1 Метод отбора пробы почв	16
2.3.2 Метод изучения культуральных признаков микроорганизмов	17
2.3.3 Методы изучения морфологических признаков микроорганизмов	18
2.3.4 Определение физико-химических и механических свойств почвы	20
2.3.5 Выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, анктиномицетов, дрожжей	21
2.3.6 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте азота	22
2.3.7 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте фосфора	23
2.3.8 Выявление почвенных микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение	23
Глава 3. Результаты исследования	27
3.1 Определение физико-химических и механических свойств почвы	27
3.2 Выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, анктиномицетов, дрожжей	28
3.3 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте серы	31
3.4 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте азота	31
3.5 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте фосфора	33
3.6 Выявление микроорганизмов, участвующих в аэробном и анаэробном разложении клетчатки	33
3.7 Выявление микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение	34
Вывод	35
Список литературы	36

 

ВВЕДЕНИЕ

Почва – среда обитания многих видов микроорганизмов и один из крупнейших резервуаров их в природе. Почвы урбанизированных территорий активно изучаются почвоведами в России и за рубежом, однако целостного представления о закономерностях формирования их разнообразия и трендах антропогенной эволюции до сих пор не разработано.

Парковые территории города - экотонные экосистемы, складывающиеся на основе природных сообществ, подвергающихся антропогенному стрессу. Изучение их почвенного и биологического разнообразия важно для разработки основ поддержания экологической устойчивости урбоэкосистемы и моделей урбопедогенеза (Прокофьева, 2017).

 Сведения о парках (которые представляют собой территории с ограничением антропогенного воздействия) позволят выявить отдельные тенденции, конкретизировать влияние отдельных аспектов фактора урбанизации (атмотехногенное загрязнение, вытаптывание, контрасты микроклимата, экранирование, уборка листвы и др.) на свойства почв и цикл углерода в городских почвах, а также дать прогноз благоприятных и неблагоприятных изменений свойств почв при интенсивном рекреационном использовании (Прокофьева, 2017).

В связи с возрастающей рекреационной нагрузкой на почвы урбанизированных территорий чрезвычайно важно определить показатели, характеризующие степень изменения экосистемы. Качественные и количественные параметры микробоценоза позволяют объективно оценить экологическое состояние почвенного покрова, степень его деградации, определить санитарно-эпидемиологическое состояние почвы при ее загрязнении (Назаренко, 2013).

Целью данной курсовой работы является изучение микробиологическая характеристика почвы парковой зоны.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1. Выявить основные физиологические группы микроорганизмов;

2. выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, актиномицетов, дрожжей;

3. определить культурально-морфологические признаки обнаруженных колоний.

 

Микроорганизмы в почвах

Почва представляет собой одно из главных биокосных тел биосферы, в котором плотность жизни весьма велика, а геохимическая деятельность микроорганизмов определяет многие геохимические процессы не только в самой почве, но в геохимических связанных с нею в единую систему компонентах.

Численность микроорганизмов в почвах и в почвообразующих породах, несмотря на значительные ее колебания (основываясь на средних цифрах из большого количества наблюдений), имеет некоторые закономерности. Если при исследовании разных типов почв пользоваться одной методикой (прямой подсчет, электронно-микроскопический метод и другие), то можно получить сопоставимые результаты. Подсчет общего количества микроорганизмов в различных типах почв при посеве на питательные среды дает самые низкие показатели численности микроорганизмов. Применение прямого микроскопического метода С. Н. Виноградского для установления численности микроорганизмов в почвах позволяет учесть почти на три порядка больше бактериальных клеток, чем при посевах на питательные среды

(Хлебникова, 1980).

В последние годы для увеличения количества учитываемых клеток микроорганизмов стали широко использовать обработку почвенных образцов ультразвуком, что дает возможность учитывать и адсорбированные клетки; в черноземе, обработанном ультразвуком, в 1 г почвы содержалось микроорганизмов в 8,5 раз больше, чем в дерново-подзолистой почве.

Определение численности микроорганизмов в 1 г почвы н дает возможности вскрыть специфику количественного распре деления микроорганизмов по почвенным типам. Целесообразнее учитывать их количество на единицу площади.

Распределение микроорганизмов по горизонтам почв и в ризосфере обусловлено содержанием гумуса, живых корней органических остатков, механическим составом, ОВ-потенциалом. В подзолистой почве наблюдается скачкообразное распре деление бактерий, что связано с резким убыванием гумуса при переходе от одного горизонта к другому. В черноземе, где содержание гумуса снижается постепенно, численность микроорганизмов по профилю уменьшается относительно равномерно. Даже на одном горизонте на одной и той же глубине количество микроорганизмов существенно различно непосредственно вблизи корней и в остальной почвенной массе. Выделения корней, а также их отмершие остатки являются источником энергетического вещества для бактериальной микрофлоры. При подсчете микроорганизмов различными методами во всех случаях отмечается явное возрастание их обилия от тундровых почв к подзолистым и черноземам, в каштановых почвах и сероземах оно несколько снижается (Хлебникова, 1980).

Микроорганизмы пронизывают не только всю почвенную толщу, но и проникают в материнскую породу (Звягинцев, 1973; Хлебникова, 1980; и др.). На основании изучения биологической активности почв и подпочвенных горизонтов, рыхлых отложений до глубины 7—13 м установлено, что микроорганизмы постоянно присутствуют в подстилающих почву породах в количестве 1011—1012 кл. на 1 см2, или 40— 100 млн. кл/г (по результатам люминесцентного микроскопического метода) и 106—108 кл. на 1 см2, или 10 тыс. — 1 млн. кл/г (по данным посева), что всего лишь на порядок меньше, чем в почвенном профиле. Численность микроорганизмов снижается до определенной глубины почвенного профиля, а за ее пределами этого не наблюдается.

При сравнении численности бактерий подпочвенных горизонтов, природных вод и почв было отмечено, что в породах их в 100—5000 раз меньше, чем в почве, но значительно больше, чем в природных водах и морях (Хлебникова, 1980).

Илистая фракция рыхлых почвообразующих пород обладает, как оказалось, такой же ферментативной активностью, как и почва.

Активная деятельность микроорганизмов проявляется в определенных экологических микронишах: ризосфера, остатки растений и животных (в том числе и микронаселения почвы), некоторые минералы.

Размеры экологических микрониш обусловлены структурой и измельченностью субстрата, непостоянны, так как постепенное истощение запасов пищи в них и накопление продуктов распада приводит либо к гибели, либо к переселению микроорганизмов в другие места, часто вместе со своими нишам (благодаря почвенной фауне, движению воздуха, воды ил подвижности самих микроорганизмов).

На специфику распределения микроорганизмов в почве, я микроочаговость заметно влияет адсорбция, благодаря которой они удерживаются в конкретном почвенном горизонте. Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, на поверхности скальных пород и минералов, в грунтах и ряде других естественных субстратов, находятся в адсорбированном состоянии.

К настоящему времени выполнено много работ по изучению адсорбции микроорганизмов и их активности в адсорбированом состоянии. Для изучения адсорбции и активности микроорганизмов на веществах, не обладающих оптической прозрачностью, применен метод люминесцентной микроскопии (Звягинцев, 1977).

Адсорбция установлена для самых различных групп микроорганизмов; споровых и неспоровых, грамотрицательных и грамположительных бактерий, проактиномицетов, актиномицетов, дрожжей, водорослей, грибов, микоплазм и др. Она зависит от подверженности микроорганизмов адсорбции, свойств адсорбента, химических и физических свойств среды, в которой происходит адсорбция, а также от условий, определяющих возможности контакта между бактериальными клетками и частицами.

Наличие в среде катионов способствует адсорбции микроорганизмов; она увеличивается от меньшей валентности катионов к большей. Влияет на нее и наличие органического вещества. Наибольшее количество клеток адсорбируют черноземы, перегнойно-глеевые почвы (до 90%), меньшее — дерново-подзолистые, серые и бурые лесные почвы (до 50—60%), среднее — каштановые почвы, красноземы и сероземы. Она происходит в широком диапазоне pH и обычно меньше в щелочной среде. Адсорбированные клетки могут сохранять свою подвижность и часто даже передвигают почвенные частицы малого диаметра. С уменьшением размеров частиц адсорбция микроорганизмов возрастает, последнее связано с увеличением удельной поверхности адсорбента на единицу массы и способностью мелких частиц образовывать агрегаты с клетками микроорганизмов, так как во фракции <0,01 мм растет относительное содержание вторичных минералов, полуторных окислов, а также органических коллоидов.

Группы микроорганизмов распределены по почвенным частицам разных размеров неравномерно: бактерии есть почти на всех частицах, а актиномицеты и грибы приурочены к более крупным. Прикрепление клеток к твердым частицам происходит с помощью различных органоидов (выростов, фимбрий, капсул, но не жгутиков) и может быть довольно прочным.

Изучение адсорбции подтвердило положение об очаговости распространения микроорганизмов в почве (Красильников, 1958), а также о наличии среди почвенных микроорганизмов обитателей почвенного раствора (некоторые грамотрицательные бактерии) и обитателей только твердой фазы; грибы и актиномицеты сосредоточены на твердых частицах. В дерново-подзолистых почвах Подмосковья они распределены следующим образом (Новогрудский, 1956).

Развитие микроорганизмов в почвах, илах, грунтах обычно происходит в капиллярах, заполненных почвенным раствором или в тонких водных пленках. В тонких капиллярах и тонких пленках размножение клеток различных микроорганизмов идет гораздо медленнее и размеры клеток меньше, чем в толстых (Звягинцева, 1973).

По-видимому, на микроорганизмы, расположенные в капиллярах и пленках, кроме большой адсорбционной поверхности оказывают влияние распределение — веществ и их диффузия, специфика форм и строение воды и др.

Состав микрофлоры изменяется по профилю почвы: наиболее быстро исчезают с глубиной водоросли, затем грибы и актиномицеты; в нижних горизонтах они встречаются обычно в виде стерильных форм. Вниз по профилю исчезают спороносные бактерии и псевдомонады; наблюдается увеличение количества психрофильных или психротолерантных микроорганизмов, уменьшаются размеры клеток. Численность аэробов и анаэробов в нижних горизонтах примерно одинакова.

В некоторых почвах отмечаются два максимума микроорганизмов (целинные сероземы около Ташкента, некоторые поливные и песчаные почвы Казахстана), оглеенные лесные почвы.

Микрофлора различных почв изучалась многими микробиологами. Е. Н. Мишустин (1978) исследовал эколого-географическое распространение бактерий на отдельных видах и установил доминирование определенных видов спорообразующш бактерий в разных типах почв. Для Крайнего Севера, например, характерна группировка Bacillus agglomeratus и Вас. сеreus, в почвах средней полосы СССР и подзолах преобладают Вас. mycoides и Вас. cereus; Вас. virgulus приурочен в основном к лесным почвам, а в черноземах в больших количествам присутствуют Вас. idosus и Вас. megaterium; каштановые и сероземные почвы отличаются обилием Вас. mesentericus и Вас. subtilis. В почвах горных поясов была обнаружена аналогичная смена спорообразующих бациллярных форм, как и в ряду зональных равнинных почв. Отмечено также преобладание грибов определенных видов в разных типах почв, например в северной зоне, где слабы минерализационные процессы, — грибы родов Penicillium и Mucor, размножающиеся на субстратах с большим количеством свежих растительных остатков. По мере продвижений к югу их вытесняют представители рода Aspergillus, в южных почвах уменьшается не только общая численность грибов рода Penicillium, но и разнообразие их видового состава. В черноземах, каштановых почвах и сероземах обильна развиваются грибы рода Fusarium, широко распространенные и в почвах тропических лесов. Некоторые грибы живут в широком диапазоне щелочно-кислотных условий и встречаются в кислых, нейтральных и щелочных почвах.

Дрожжи обитают преимущественно в почвах с грубым гумусом, обилием слаборазложившихся растительных остатков, так как им необходимы простые сахара и органические кислоты; это почвы северных областей с высокой влажностью и кислой реакцией. Для разных почв характерна определенная дрожжевая микрофлора: в кислых дерново-подзолистых почвах преобладает род Candida, в тундрово-глеевых и болотных — род Cryptococcus. Таким образом, накопленный к настоящему времени материал свидетельствует об определенных эколого-географических различиях численности и состава микроорганизмов.

В течение вегетационного периода в почвах неоднократно возобновляется микробная биомасса, старые клетки отмирают, появляются новые. Скорость размножения бактерий измеряется временем, в течение которого удваивается число клеток (время одного деления или одной генерации), и зависит от вида бактерий, типа почв, гидротермических условий и др. В лабораторных условиях представители семейства Enterobacteriaceae при температуре 37° С делятся примерно через каждые 15—30 мин. У большинства бактерий время генерации значительно больше, у почвенных бактерий оно составляет 60— 150 мин, у Nitrosomonas и Nitrobacter — 5—10 ч (Шлегель, 1972).

 Для актиномицетов рода Streptomyces (в лабораторных условиях) спорообразование наблюдалось на 3—5 сут, у представителей рода Nocardia жизненный цикл проходит за 24 ч.

Суммируя скорости размножения, для каждого периода подъема численности можно рассчитать среднюю скорость размножения за весь вегетационный срок. По данным Н. А. Красильникова (1958), в течение месяца бактерии делятся приблизительно 2 раза; за вегетационный период на юге бактериальная масса регенерирует 14—18 раз, а в средней полосе — 6—8. В некоторых почвах за месяц образуется более двух генераций; за один июль сменяется до 10 новых поколений бактерий (Никитина, Шарабарин, 1972). Число генераций — величина непостоянная, она колеблется по горизонтам одного типа почв и по сезонам. В верхних горизонтах почв время генерации (для учитываемой на МПА) быстро растущей части почвенной микрофлоры составляет 25—50 сут. При внесении в почву чистых культур за год число генераций достигает 30.

Многие советские и зарубежные ученые на основании данных о численности бактерий, грибов, дрожжей, водорослей рассчитали микробную биомассу с учетом массы и объема микробных тел. Приведем некоторые из них. По данным С. Руссела (1955), живая бактериальная масса в пахотном слое почвы на 1 га (Ротамстед) равна 1,68—3,9 т, или в пересчете на сухую массу, 338—780 кг/га. Е. Н. Мишустин подсчитал, что в почвах различных почвенных зон СССР бактериальная масса составляет от 0,1 до 1,3 т сухого вещества микробной массы, или 0,6—5 т/га живой массы микроорганизмов. Н. А. Красильников (1958) для некоторых почв Средней Азии определил размеры живой биомассы в 7—9 т/га, а для почв Подмосковья — 4 т/га. В перегнойно-глеевых почвах (Звягинцев, 1969) вес сырой микробной массы — около 0,1% массы почвы. Степные почвы юго-восточного Забайкалья содержат 3—9 т/га бактериальной массы в слое 0—10 см (Михайлова, Никитина, 1972).

По подсчетам Т. Г. Мирчинк (1976), грибная биомасса в почвах составляет в гумусовом горизонте, кг/га: дерново-подзолистая под березняком — 500; под ельником зеленомошником — 2400; сильноподзолистая супесчаная под ельником зеленомошником — 3200, под березняком — 1600.

Дрожжевой биомассы в 1 га пахотного слоя содержится 1,4 кг (Решетова, 1972).

Ежегодная продукция микробной биомассы составляет десятки и сотни центнеров на 1 га в год. С бактериальными телами ежегодно поступает в почву 15—48 ц/га сухого органического вещества (Тюрин, 1946).

Продукция бактерий черноземных почв Онон-Аргунской степи — 150 ц/га; в хорошо удобренных окультуренных почвах ежегодная продукция микробной массы — 200—500 ц/га (Ковда, Якушевская, 1973).

 

 

Объекты исследования

 

Объектом исследования являлась проб почвы парковой зоны отобранные в парке АГУ (ул. Татыщева) г. Астрахани. Пробы почвы были взяты в марте 2019 года. Погодные условия на момент отбора: температура воздуха 18 °C, температура почвы 10 °C.

Рис. 1 Место отбора проб почва

Схема эксперимента

Микробиологическиеанализ

· сера · азот · углерода · фосфор

Определение pH

Определение влажности

Гранулометрический состав почв

Отбор проб для анализа

Физико-химический анализ

· Сабуро · КАА · МПА · Чапек

Методы исследования

Метод отбора пробы почв

Почвенную пробу рекомендуют брать с пяти точек (по принципу конверта) с площади 100м². Почвенный образец берут лопаткой или ножом, предварительно тщательно обработанной. Образец укладывают в заранее приготовленную стеклянную банку, закрывают пробкой обернутой в стерильную бумагу, либо в стерильные пергаментные пакеты. На пакет банки наклеивают этикетку с указанием места взятия пробы, горизонта и других сведений. Почвенные образцы анализируют в первые сутки. При невозможности проведения анализа в течение одного дня пробы почвы хранят в холодильнике при температуре от 4 до 5°С не более 24 часов. Соблюдаются все условия асептики, тщательно перемешивают почву, вынимают корни растений и различные включения (Теппер, 2004).

При отборе и обработке проб на микробиологический анализ необходимо соблюдать правила техники безопасности, так как при выполнении этих операций используют разного рода устройства, приспособления, оборудование и различные химические вещества для фиксации проб.

К отбору проб допускаются лица, которые прошли вводный инструктаж по технике безопасности. Сведения об инструктаже заносятся в специальный журнал (Теппер, 2004).

Отбор проб должны производить не менее двух человек. Перед отбором проб необходимо иметь сведения о степени загрязнения местности, на которой находятся точки отбора. В случае если пробы содержат токсичные вещества и могут представлять опасность микробиологического или вирусного характера, при отборе необходимо соблюдать особую осторожность, используя резиновые перчатки, респиратор, резиновые сапоги.

При выезде на определенную местность лица, отбирающие пробы, должны быть обеспечены одеждой и обувью в соответствии с климатическими и местными условиями их работы. При проведении постоянных наблюдений места отбора проб должны обеспечивать безопасный их отбор в любое время года (Теппер, 2004).

 

ВЫВОДЫ

1. в результате исследования пробы почвы, отобранной с территории парка АГУ, обнаружили, что данная почва сухая имеет слабокислую реакции среду.

2. В результате исследования микробиологических показателей почвы из парка АГУ были выделены и изучены почвенные бактерии, актиномицеты, дрожжи и микромицеты.

3. В результате исследования микробиологических показателей почвы из парка АГУ были обнаружены и изучены микроорганизмы участвующие в трансформации соединений углерода, азота и фосфора.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азнаурьян, Д. К. Изменение эколого-биологических свойств почв юга России при загрязнении нефтью: [Текст] автореф. дис. …канд. биол. наук: 03.00.16 / Азнаурьян, Д. К. – Ростов-на-Дону, 2009. – 22 с.

2. Борисова, А. Г. Микробиологическая активность в почвах разного

генезиса и техногенной трансформации [Текст] Вестник молодых ученых и специалистов Самарского государственного университета.. № 27 Самара, 2013

3. Глазовская, М. А. Способность окружающей среды к самоочищению /[Текст] Глазовская, М. А. // Природа. – 1979. – № 3. – С. 71.

4. Давыдова, С.Л., Тагасов В.И. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: Учеб. пособие. - М.: Изд-во РУДН, 2004. - 163 с.

5. Егоров, Н. С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии [Текст]: учебное пособие / Н. С. Егоров: под ред. Н. С. Егорова – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МГУ, 1995. - 224 с.: ил.; 25 см – Библиогр.: с. 114-117 – 1000 экз. – ISBN 5-211-03358-2.

6. Евдокимова, Г.А. Биоразнообразие почвенной биоты как фактор устойчивости почв к загрязнению [Текст] Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. / Тезисы Всероссийского совещания «Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия» 1998 г.

7. Звягинцев, Д.Г. Биология почв: Учебник. [Текст] Звягинцев, Д. Г., Бабьева, И. П., Зенова, Г. М. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во МГУ, 2005. — 445 е., илл. — (Классический университетский учебник). ISBN 5-211-04983-7

8. Трушина, Т.П. Экологические основы природопользования. – Ростов н/Д: [Текст].«Феникс», 2001. – 384 с

9. Федоров, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: [Текст]. Учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений/ А.И. Федоров, А.Н. Никольская.– М: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2001. – 288с:ил.

10.  Нетрусов, А. И. Практикум по микробиологии [Текст]: учебное пособие для студентов вузов / А. И. Нетрусов, М. А. Егорова, Л. М. Захарчук и др.: под ред. А. И. Нетрусова – М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 608 с.: ил.; 26 см – Библиогр. с. 56-93 – 3000 экз. – ISBN 5-7695-1809-х

11.  Федоров, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: [Текст]. Учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений/ А.И. Федоров, А.Н. Никольская.– М: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2001. – 288с:ил.

12. Новикова, О. В. Проблемы экологической безопасности на железнодорожном транспорте [Текст] Новикова О. В. №12 Год: 2016 С.: 57-62 УДК: 502.17:656.2

13. Киреева, Н. А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах / Н. А. Киреева. – М.: [Текст] Наука, 1995. – 178 с.

14. Ковда, В. А. Почвенный покров как компонент биосферы [Текст] Доклад члена-корреспондента АН СССР В. А. КОВДЫ. № 9

15. Колесников, С. И. Биодиагностика экологического состояния почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами / С. И. Колесников, К. Ш. Казеев, В. Ф. Вальков, Д. К. Азнаурьян, М. Г. Жаркова. – Ростов н/Д: [Текст] Изд-во ЗАО Ростиздат, 2007. – 192 с.

16. Колесников, С.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами / [Текст] С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков. – Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2000. – 232 с.

17. Янкевич, М.И. Оценка качества окружающей среды с помощью изучения содержания тяжелых металлов и численности микромицетов в почве [Текст] Янкевич, М.И. 1986.-187 с.

18. Fagestrom T. Population dynamics in sessile organisms: some general results from threeseemingly different theory-lineages // [Текст].Oikos. 1997. V. 80. № 3. P. 588 594.

19. Gleick, P. H. Global Freshwater Resources: Soft-path Solutions for the 21th Century //[Текст] Science. - 2003. - 302, № 5650. - P. 1524-1527.

20. Henze M., Armes P., La Cour-Jansen., Arvan E. [Текст]. «Wastewater treatment.» Per. with English. - M.: "World", 2006.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Микроорганизмы почвы парковой зоны»

по дисциплине «Почвенная микробиология»

 

 

Допущена к защите «___»____2019 г. Руководитель работы __________ Оценка полученная на защите «_____________» Члены комиссии: ___________(проф. Сопрунова О.Б.) ___________(доц. Гальперина А.Р.)

Работа выполнена студентом группы ДББМБ-31 Аллабердиев Б.Б_______   Руководитель работы к.б.н., доцент Пархоменко А.Н.

Астрахань – 2019

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	4
Глава 1. Характеристика почвы парковой зоны	6
1.1 Микроорганизмы в почвах	7
Глава 2. Объекты и методы исследования	15
2.1 Объекты исследования	15
2.2 Схема эксперимента	15
2.3 Методы исследования	16
2.3.1 Метод отбора пробы почв	16
2.3.2 Метод изучения культуральных признаков микроорганизмов	17
2.3.3 Методы изучения морфологических признаков микроорганизмов	18
2.3.4 Определение физико-химических и механических свойств почвы	20
2.3.5 Выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, анктиномицетов, дрожжей	21
2.3.6 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте азота	22
2.3.7 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте фосфора	23
2.3.8 Выявление почвенных микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение	23
Глава 3. Результаты исследования	27
3.1 Определение физико-химических и механических свойств почвы	27
3.2 Выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, анктиномицетов, дрожжей	28
3.3 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте серы	31
3.4 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте азота	31
3.5 Выделение микроорганизмов, участвующих в круговороте фосфора	33
3.6 Выявление микроорганизмов, участвующих в аэробном и анаэробном разложении клетчатки	33
3.7 Выявление микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение	34
Вывод	35
Список литературы	36

 

ВВЕДЕНИЕ

Почва – среда обитания многих видов микроорганизмов и один из крупнейших резервуаров их в природе. Почвы урбанизированных территорий активно изучаются почвоведами в России и за рубежом, однако целостного представления о закономерностях формирования их разнообразия и трендах антропогенной эволюции до сих пор не разработано.

Парковые территории города - экотонные экосистемы, складывающиеся на основе природных сообществ, подвергающихся антропогенному стрессу. Изучение их почвенного и биологического разнообразия важно для разработки основ поддержания экологической устойчивости урбоэкосистемы и моделей урбопедогенеза (Прокофьева, 2017).

 Сведения о парках (которые представляют собой территории с ограничением антропогенного воздействия) позволят выявить отдельные тенденции, конкретизировать влияние отдельных аспектов фактора урбанизации (атмотехногенное загрязнение, вытаптывание, контрасты микроклимата, экранирование, уборка листвы и др.) на свойства почв и цикл углерода в городских почвах, а также дать прогноз благоприятных и неблагоприятных изменений свойств почв при интенсивном рекреационном использовании (Прокофьева, 2017).

В связи с возрастающей рекреационной нагрузкой на почвы урбанизированных территорий чрезвычайно важно определить показатели, характеризующие степень изменения экосистемы. Качественные и количественные параметры микробоценоза позволяют объективно оценить экологическое состояние почвенного покрова, степень его деградации, определить санитарно-эпидемиологическое состояние почвы при ее загрязнении (Назаренко, 2013).

Целью данной курсовой работы является изучение микробиологическая характеристика почвы парковой зоны.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1. Выявить основные физиологические группы микроорганизмов;

2. выделение и изучение почвенных бактерий, микромицетов, актиномицетов, дрожжей;

3. определить культурально-морфологические признаки обнаруженных колоний.

 

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЫ ПАРКОВОЙ ЗОНЫ

Почвы парков и скверов городов имеют значительно большую стоимость, чем почвы сельскохозяйственных угодий. С нашей точки зрения, в почвах городов даже на искусственных грунтах, а тем более под древесными культурами, протекают естественные почвообразовательные процессы. Для создания зеленых насаждений хорошего качества необходима комплексная оценка таких почв и создание грунтов с заданными свойствами для определенного характера и уровня загрязнения. Для почвенно-растительного покрова парков и скверов должна разрабатываться система смены культур и их взаимного расположения, система обработки, удобрений и интегрированной защиты растений, учитывая опасность применения ядохимикатов в городских условиях.

Плотность почв, их физические и водные свойства, структура удовлетворительны. Содержание подвижных форм элементов питания, NH4, NO3, P2O5, в основном благоприятно для произрастания древесных, кустарниковых и травянистых культур, районированных в данных климатических условиях. В то же время согласно критериям оценки экологической напряженности территория относится по степени нарушенности почвенного покрова к зоне экологического кризиса, по состоянию растительности - к зоне экологического риска, по шкале эстетической ценности растительности - к удовлетворительному состоянию. Визуально определяемыми факторами, обусловливающими плохое развитие растительности, являются близкое залегание грунтовых вод (до 1 м, иногда до 50 см), а также наличие на отдельных территориях прослоек мусора.

Важное значение имеет содержание в изученных почвах различных форм соединений тяжелых металлов. Содержание подвижных форм соединений тяжелых металлов, растворимых в СН₃СООNH₄ при рН = 4,8, составляет, в среднем, для изученных почв: меди - 2 мг/100 г; цинка - 3,5; никеля - 1,2; хрома - 0,2; марганца - 6,2; свинца - 3,7; кадмия - 0,3. Предельно допустимые концентрации для подвижных форм этих металлов для почв составляют для меди - 3; цинка - 5; никеля - 2; хрома - 10; марганца - 50; свинца - 0,8; для кадмия - 0,1 мг/кг. Таким образом, изученные почвы загрязнены Zn, Pb, Cd, хотя и в незначительной степени. В большей степени они загрязнены свинцом, медью; не загрязнены - хромом и марганцем.

Содержание тяжелых металлов в почвах связано как с их свойствами, так и с локальным загрязнением.

В исследуемых образцах почв отсутствуют микроорганизмы, говорящие о свежем фекальном загрязнении (высокие, > 1,0, титры кишечной палочки). Низкие титры Clostridium perfringens и достаточно высокая численность термофильных бактерий говорят об имевшем место органическом загрязнении этих почв и идущем процессе их самоочищения. Титры БГПК и нитрифицирующих бактерий позволяют отнести все исследуемые образцы почв к категории «чистая» (титр > 1,0 для  БГПК и > 0 - для нитрифицирующих бактерий). Титры   Clostridium  perfringens дали следующие результаты: разрезы 1, 2, 3 - категория «загрязненная»; разрез 4 - категория «чистая». Все образцы изученных почв (разрезы 1-4, верхние горизонты) можно отнести к категории «загрязненная» по количеству термофильных бактерий (1,4. 103 - 1,7. 104 кл/г почвы).

Патогенные микроорганизмы, находящиеся в почве, переносятся ветром по воздуху и вызывают заболевания людей. В значительной степени этот процесс усиливается при деградации растительного покрова почв. Поэтому, с нашей точки зрения, оценка данного показателя для почв парков представляет не только теоретический, но и практический интерес.

 

Микроорганизмы в почвах

Почва представляет собой одно из главных биокосных тел биосферы, в котором плотность жизни весьма велика, а геохимическая деятельность микроорганизмов определяет многие геохимические процессы не только в самой почве, но в геохимических связанных с нею в единую систему компонентах.

Численность микроорганизмов в почвах и в почвообразующих породах, несмотря на значительные ее колебания (основываясь на средних цифрах из большого количества наблюдений), имеет некоторые закономерности. Если при исследовании разных типов почв пользоваться одной методикой (прямой подсчет, электронно-микроскопический метод и другие), то можно получить сопоставимые результаты. Подсчет общего количества микроорганизмов в различных типах почв при посеве на питательные среды дает самые низкие показатели численности микроорганизмов. Применение прямого микроскопического метода С. Н. Виноградского для установления численности микроорганизмов в почвах позволяет учесть почти на три порядка больше бактериальных клеток, чем при посевах на питательные среды

(Хлебникова, 1980).

В последние годы для увеличения количества учитываемых клеток микроорганизмов стали широко использовать обработку почвенных образцов ультразвуком, что дает возможность учитывать и адсорбированные клетки; в черноземе, обработанном ультразвуком, в 1 г почвы содержалось микроорганизмов в 8,5 раз больше, чем в дерново-подзолистой почве.

Определение численности микроорганизмов в 1 г почвы н дает возможности вскрыть специфику количественного распре деления микроорганизмов по почвенным типам. Целесообразнее учитывать их количество на единицу площади.

Распределение микроорганизмов по горизонтам почв и в ризосфере обусловлено содержанием гумуса, живых корней органических остатков, механическим составом, ОВ-потенциалом. В подзолистой почве наблюдается скачкообразное распре деление бактерий, что связано с резким убыванием гумуса при переходе от одного горизонта к другому. В черноземе, где содержание гумуса снижается постепенно, численность микроорганизмов по профилю уменьшается относительно равномерно. Даже на одном горизонте на одной и той же глубине количество микроорганизмов существенно различно непосредственно вблизи корней и в остальной почвенной массе. Выделения корней, а также их отмершие остатки являются источником энергетического вещества для бактериальной микрофлоры. При подсчете микроорганизмов различными методами во всех случаях отмечается явное возрастание их обилия от тундровых почв к подзолистым и черноземам, в каштановых почвах и сероземах оно несколько снижается (Хлебникова, 1980).

Микроорганизмы пронизывают не только всю почвенную толщу, но и проникают в материнскую породу (Звягинцев, 1973; Хлебникова, 1980; и др.). На основании изучения биологической активности почв и подпочвенных горизонтов, рыхлых отложений до глубины 7—13 м установлено, что микроорганизмы постоянно присутствуют в подстилающих почву породах в количестве 1011—1012 кл. на 1 см2, или 40— 100 млн. кл/г (по результатам люминесцентного микроскопического метода) и 106—108 кл. на 1 см2, или 10 тыс. — 1 мл