Ґрунтові мікроміцети і водорості лісових насаджень у південній частині східного лісостепу України - Автореферат

Ґрунтові мікроміцети і водорості є невідємною складовою частиною наземних екосистем; вони беруть активну участь у процесах оструктурення ґрунту і становлять значну частину загальної біорізноманітності будь-яких біогеоценозів. В еколого-флористичному аспекті, ґрунтово-альгологічні і ґрунтово-мікологічні дослідження у лісових насадженнях, при закладенні стаціонарів у спеціально добраних умовах місцезростання, надають унікальну можливість диференційно визначати вплив певного фактору (наприклад, деревної породи чи зволоженості ґрунту) на біорізноманітність мікрофлори лісових ґрунтів та одержувати різносторонню характеристику стану наземних фітоценозів. Окрім того, на тлі достатньої вивченості мікобіоти та фітоедафону лісових ґрунтів інших регіонів України, існує дефіцит даних щодо закономірностей формування структури ґрунтових мікроміцетів і водоростей у лісових насадженнях Східного Лісостепу України. Мета - на основі аналізу видового складу ґрунтових мікроміцетів і водоростей надати оцінку впливу природних факторів, що визначають біорізноманітність мікобіоти та фітоедафону в різних типах лісових насаджень на території Східного Лісостепу України. Для досягнення мети були вирішені наступні задачі: - встановити видовий склад мікроміцетів і водоростей підстилки і ґрунту при стаціонарних дослідженнях у різних типах лісових насаджень;Проаналізовано дані літератури стосовно видового складу ґрунтових мікроміцетів і фітоедафону лісових масивів рівнинних територій України, а також про вплив деяких факторів зовнішнього середовища на склад ґрунтових мікроміцетів і водоростей.Стаціонарні дослідження мікобіоти і фітоедафону підстилки і ґрунту проводили в штучних насадженнях сосни, берези та осики, які зростають на лівому березі р. Позначення стаціонарів складалися з типу лісоутворювальної породи (С - сосна, Б - береза, О - осика), ступеня зволоженості місцезростання (1 - сухі, 2 - свіжі, 3 - вологі насадження) та місцевості, де був закладений стаціонар (З - поблизу с. Стаціонар Сг2-Б представляв соснове насадження, уражене кореневою губкою Heterobasidion annosum; стаціонар Ск2-Б - близько розташоване насадження, стійке до зазначеного патогену. Співставлення стаціонарів в межах кожної територіальної групи давало можливість виділити дію певного екологічного фактору (деревної породи, ступеня зволоженості чи ураженості патогеном) на тлі подібності інших умов місцезростання. Матеріал для роботи склали 80 об‘єднаних проб підстилки і ґрунту, зібрані у 1999-2001 рр. Зразки підстилки і ґрунту з глибини 0-5 і 15-20 см відбирали за загальноприйнятими методиками (Голлербах, Штина, 1969; Кириленко, 1978).Представлено переліки видів мікроміцетів і водоростей, які були виявлені на кожному з досліджених стаціонарів, із зазначенням місцезнаходження мікроорганізмів (підстилка, ґрунт 0-5, ґрунт 15-20 см). Розглянуто видову різноманітність ґрунтових мікроміцетів і водоростей у межах окремих стаціонарів, виявлено спільні риси та відмінності за видовим складом мікроорганізмів, а також за приуроченістю окремих груп видів до певних ґрунтових шарів чи підстилки, проаналізовано коливання числа видів в залежності від глибини відбору зразків. Всього на досліджених стаціонарах було виявлено 94 види (97 внутрішньовидових таксонів) мікроміцетів і 80 видів водоростей. Провідними порядками серед зелених були Scenedesmales (12 видів), Volvocales (9) та Chlorococcales (5); найбільш чисельні роди - Chlamydomonas (7 видів) і Bracteacoccus (5 видів). Серед діатомових переважав клас Bacillariophyceae (12 видів), провідним порядком був Naviculales (5 видів).На підставі аналізу даних досяжної літератури систематизовано відомості щодо місць трапляння кожного виду ґрунтових мікроміцетів і водоростей, виявлених на дослідженій території. В цілому, систематична структура ґрунтової мікобіоти і фітоедафону штучних лісонасаджень у південній частині Східного Лісостепу України має риси, притаманні міко-і альгофлорі ґрунтів природних лісових масивів інших регіонів України та Євразії. Але, на тлі значного числа відомих характерних представників ґрунтової мікобіоти і альгофлори лісових біогеоценозів, у досліджених насадженнях були знайдені види, які, за даними літератури, досі вважалися рідкісними чи невідомими для ґрунтів природних лісових територій України, у тому числі мікроміцети Penicillium cremeo-griseum, P. aculeatum, P. adametzioides, P. diversum, P. piceum, P. severskii, Aspergillus parvulus, Mucor genevensis і водорості Cylindrocystis brebissonii, Neocystis bohemica, Ulothrix zonata, Netrium oblongum var. curvatum. Обговорено можливі причини зменшення видової різноманітності мікроміцетів і водоростей при збільшенні глибини ґрунтового профілю, у тому числі селективний вплив таких факторів, як досяжність поживних речовин, гідротермічний режим, аерація та інсоляція ґрунту. Більш значуще скорочення видового спектру фітоедафону за профілем ґрунту, порівняно із мікобіотою, очевидно, зумовлюється зниженням рівня інсоляції при обмеженій здатності водоростей до міксотрофії, а

ЗАГАЛЬНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. В результаті дослідження видового складу мікроорганізмів підстилки і ґрунту соснових, осикових і березових насаджень борової тераси р. Сіверський Донець виявлено 94 види (97 внутрішньовидових таксонів) мікроміцетів і 80 видів водоростей.

У структурі мікобіоти переважають представники родів Penicillium (53% видів), Mucor (10% видів), Aspergillus (6% видів), Trichoderma (5% видів) та Absidia (5% видів).Основу видової різноманітності фітоедафону складають відділи Chlorophyta (59% видів), Bacillariophyta (16% видів) та Xanthophyta (14% видів).

2. Серед мікроміцетів і водоростей досліджених насаджень переважають широко розповсюджені у лісових ґрунтах види, але під час дослідження виявлено 21 вид мікроскопічних грибів і 25 видів водоростей, які є рідкісними чи не зареєстрованими раніш у лісових ґрунтах України; 43 види водоростей і 27 видів мікроміцетів у ґрунтах дослідженого регіону (Харківська область) виявлені вперше.

3. Найбільш характерними видами для ґрунтів дослідженої території є: серед мікроміцетів - Mortierella longicollis, Absidia coerulea, Mucor hiemalis f. corticola, Zygorhynchus moelleri, Penicillium aculeatum, P. cremeo-griseum, P. martensii, Aspergillus parvulus, Trichoderma hamatum, Tr. koningii, Tr. viride; серед водоростей - Bracteacoccus minor, Chlorella vulgaris, Chlorococcum scabellum, Coccomyxa cf. solorinae, Cylindrocystis brebissonii, Neocystis bohemica, Stichococcus bacillaris, Hantzschia amphioxys та Pinnularia borealis.

4. На основі аналізу видової різноманітності у досліджених шарах ґрунтового профілю встановлено, що 46% видів мікроміцетів і 56% видів водоростей трапляються виключно у підстилці або тяжіють до підстилки і верхнього шару ґрунту, 39% видів грибів і 33 % видів водоростей зустрічаються виключно або переважно в ґрунті.

При збільшенні глибини відбору зразків (підстилка, ґрунт 0-5 см і 15-20 см) видове багатство обох груп мікроорганізмів зменшується, причому у водоростей швидше, ніж у мікроміцетів.

5. Провідну роль у формуванні видового складу ґрунтової мікобіоти і фітоедафону у різних насадженнях відіграє фактор взаємної територіальної віддаленості стаціонарів.

У підстилці та верхньому шарі ґрунту близько розташованих стаціонарів відносна подібність видового складу водоростей визначається, в першу чергу, фактором лісоутворювальної породи, а подібність складу мікроміцетів - фактором зволоженості місцезростання.

6. Фактор деревної породи не проявляє значного впливу на видове багатство ґрунтової мікобіоти і фітоедафону лісонасаджень.

Спостерігається деяка тенденція зростання у хвойних лісах видового багатства Penicillium та Chlorophyta, у листяних - представників інших Ascomycota та Bacillariophyta.

7. При підвищенні ступеня зволоженості насаджень видове багатство водоростей зростає.

Максимальне видове багатство мікроміцетів спостерігається на стаціонарах у свіжих умовах місцезростання.

За градієнтом зволоження в ряду “сухі - свіжі - вологі місцезростання” у структурі мікобіоти зменшується частка видів Penicillium, збільшується частка видів Mucor; у структурі фітоедафону зменшується частка Chlorophyta та збільшується відносне багатство Cyanophyta і Bacillariophyta.

8. При порівнянні ґрунтової мікобіоти і фітоедафону у вибірці конкретних досліджених стаціонарів із різною лісоутворювальною породою та із різним ступенем зволоженості, видове багатство ґрунтової мікобіоти відємно корелює з видовим багатством фітоедафону.

9. У ґрунті соснового насадження, ураженого кореневим патогеном Heterobasidion annosum, виявлено дещо більше число видів мікроміцетів відділу Zygomycota і водоростей з усіх провідних відділів, порівняно із контрольним стаціонаром.

10. Визначення природного фунгістатичного фону в соснових насадженнях, уражених Heterobasidion annosum, є доцільним для уникнення надмірного застосування біопрепаратів на основі спорової маси грибів-антагоністів кореневих патогенів.

1. Винникова О.И. Влияние лесообразующей породы на состав мукоральных грибов и зеленых водорослей // Вісник Харківського університету. - 2001. - № 506, Ч. 2. - С. 233-235.

2. Віннікова О.І. Рідкісні представники ґрунтової мікрофлори лісових масивів Харківської області // Вісник Харківського національного університету. - 2002. - № 551, Ч. ІІ. - С. 208-211.

3. Віннікова О.І. Характеристика видового складу грунтових мікроміцетів та водоростей соснових насаджень борової тераси р. Сіверський Донець // Вісник Харківського національного аграрного університету. - 2002. - № 9 (1). - Сер. Біологія. - С. 90-95.

4. Винникова О.И. Почвенные микромицеты и водоросли лиственных насаждений боровой террасы р. Северский Донец // Ученые записки Таврического национального университета. - 2003. - Т. 16, №3. - С. 3-6.

5. Винникова О.И., Шеховцов А.Г. Исследования почвенных микромицетов и водорослей Гомольшанского природного парка // Научные исследования на территориях природно-заповедного фонда Харьковской области: Сб. науч. статей. - Харьков: Харьковский национальный университет, 2003. - С.18-23.

6. Віннікова О.І. Мукорові гриби соснових, березових і осикових насаджень Лівобережжя р. Сіверський Донець // Матер. конф. мол. вчених “Актуальні проблеми ботаніки та екології”. - К.: Центр екологічної освіти та інформації.- 2000.- С. 8.

7. Віннікова О.І. Мукоральні гриби соснових і листяних насаджень борової тераси р. Сіверський Донець // Матер. наук. конф. мол. вчених “Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно-змінених територіях”. - Кривий Ріг. - 2002. - С. 55-56.

8. Шеховцов А.Г., Винникова О.И. Почвенные микромицеты Гомольшанского национального природного парка // Матер. наук. конф. “Роль природно-заповідних територій у підтриманні біорізноманіття”. - Канів. - 2003. - С. 183-184.

9. Винникова О.И. Почвенные микромицеты и водоросли лиственных насаждений боровой террасы р. Северский Донец // Тез. Всеукр. конф. мол. ученых “Актуальные вопросы современного естествознания-2003”. - Симферополь: Новая Эра. - 2003. - С. 22.

Подяка

Автор висловлює щиру вдячність співробітникам кафедри ботаніки Київського національного університету імені Тараса Шевченка к.б.н. Е.М. Демченку та к.б.н. П.О. Романенку за консультативну допомогу при ідентифікації деяких видів водоростей, співробітникові кафедри ботаніки Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна к.б.н. Ю.Г. Гамулі за допомогу у здійсненні опису ґрунтових розрізів та рослинних асоціацій, а також співробітникам лабораторії екології Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького за технічну допомогу при визначенні фізико-хімічних властивостей проб підстилки і ґрунту.