Активність мікроорганізмів у рунті лісостепу України

Реферат на тему:

Активність мікроорганізмів-азотфіксаторів у ґрунті західного лісостепу України

Несимбіотичні азотфіксатори – це комплекс вільноіснуючих та асоціативних мікроорганізмів, життєдіяльність яких пов’язана з кореневою системою рослин, водоростями і ціанобактеріями. Вільноіснуючі азотфіксатори трапляються серед хемотрофів і фототрофів, аеробів і анаеробів [1]. Відомо близько 130 родів вільноіснуючих бактерій-азотфіксаторів і понад 100 таксонів синьозелених водоростей. Для життєдіяльності вільноіснуючих азотфіксаторів важливе значення мають рослинні організми. Зокрема, бобові можуть у 10-100 разів збільшувати в ризосфері кількість клітин анаеробів із роду клостридій, що пов’язано із виділеннями їхньої кореневої системи.

В. Кудеяров [3] з’ясував, що для різних ґрунтових зон рівень несимбіотичної азотфіксації коливається в межах 30-40 кг· га^-1 ·рік^-1 . Подібні дані отримали співробітники Ротамстедської станції в Англії [7].

Мікроорганізми у разі надходження до ґрунту нітрогенних добрив сповільнюють процес фіксації атмосферного азоту і для побудови своїх тіл використовують мінеральні форми цього елемента. Виявлено [2, 6, 9], що надходження понад 60-120 кг· га^-1 нітрогенних добрив пригнічує несимбіотичну азотфіксацію у ґрунті. Проте в дослідах Ротамстедської дослідної станції довготривале застосування нітрогенних добрив у дозі 144 кг· га^-1 посилювало азотфіксацію від 34,5-35,7 (варіант РК) до 47,6 кг· га^-1 ·рік^-1 [8]. Щорічне внесення 120 кг нітрогенних добрив до сірого лісового ґрунту супроводжувалося надходженням 107 кг· га^-1 несимбіотичного N, що було на 30 кг· га^-1 більше, ніж у варіанті РК [3]. Можливо, що вплив Нітрогену мінеральних добрив на несимбіотичну азотфіксацію залежить від співвідношення C_орг :Nmin_min у ґрунті, яке визначає спрямованість масового потоку додатково внесеного N_min у процес мікробної чи рослинної іммобілізації.

Розходження результатів досліджень впливу нітрогенних добрив на інтенсивність несимбіотичної азотфіксації пояснють також різними підходами до оцінювання активності нітрогенази – ферменту процесу азотфіксації. Як звичайно, нітрогеназна активність інгібується у ранні терміни внесення нітрогенних добрив, тоді як

продуктивніша азотфіксація відбувається у другій половині вегетаційного періоду, коли вміст мінеральних форм Нітрогену в ґрунті зменшується до мінімуму, а нагромаджена коренева маса починає відмирати і стає додатковим джерелом енергії для ґрунтових мікроорганізмів [3].

На наш погляд, реакція азотфіксаторів на надходження нітрогенних добрив залежить від вмісту біологічно доступних форм Нітрогену в ґрунті та енергетичного забезпечення гетеротрофної біоти. У разі порушення співвідношення С_орг :N_min , відбуватиметься посилення або послаблення біологічної фіксації молекулярного азоту. З огляду на це активізація процесів біологічної азотфіксації на фоні надходження нітрогенних добрив свідчить про дефіцит біологічно доступних форм Нітрогену в ґрунті.

Дослідження виконані на агроекологічному полігоні, організованому на базі довготривалого польового стаціонарного досліду Інституту землеробства і тваринництва західного регіону. Наявний травостій створений шляхом перезалуження в 1980 р. Ґрунт травостанів темно-сірий, опідзолений легкосуглинковий. Для досліджень вибрані найбільше агроекологічно інформативні чотири варіанти досліду: варіант 1(0) – без удобрення, варіант 2 (РК) – Р₉₀ К₁₂₀ , варіант 3 (N₁ PK) – Р₉₀ К₁₂₀ N_{240 (60+60+60+60)} і варіант 4 (N₂ PK) – Р₉₀ К₁₂₀ N_{240 (0+30+90+120)} . Мінеральні добрива вносили у вигляді суперфосфату, калійної солі й амонійної селітри. Потенційна активність азотфіксації визначена ацетиленовим методом за допомогою газорідинної хроматографії [1]. Розрахунок активності азотфіксації виконано на підставі того, що співвідношення між кількістю утвореного етилену і відповідною кількістю азоту становить 3:1, тобто результат, отриманий для етилену ділили на 3, щоб отримати значення фіксації азоту. Потенційну активність азотфіксації виражено у міліграмах фіксованого азоту на кілограм ґрунту за годину (мг/кг/год).

Активність азотфіксації (10^-3 мгN· кг^–1 · год^-1 ) за профілем темно-сірого лісового ґрунту травостанів залежно від удобрення і сезону року