Микробиологичен анализ в горски и агроекосистеми



Дата02.01.2018
Размер192.06 Kb.

ГОДИШНИК НА ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – ВАРНА, 2007 г.

МИКРОБИОЛОГИЧЕН АНАЛИЗ В ГОРСКИ И АГРОЕКОСИСТЕМИ

Веселина Григорова Григорова*, Венета Пламенова Попова**, Александър Пенков Светославов***

*Технически университет – Варна, ФМНЕ, ул. Дубровник, бл. 18, ап. 901, bagirra_85@abv.bg

**Технически университет – Варна, ФМНЕ, ул. Дубровник, бл. 18, ап. 401, venny_p@abv.bg

***Tехнически университет – Варна, 9000 Варна,България, ул. „Дубровник”бл.18, Е-mail: otawa@abv.bg

Резюме. Извършени са биометрични проучвания на параметри на фитоценозата и кръговрата на биогенните елементи в системата екотоп-фитоценоза. Извършени са микробиологични анализи по хоризонти на четири горски и в съседство четири агроекосистеми (липова, габърова и съседните царевична и пшенична от една страна, и от друга – черборова и бялборова и съседните ечемична и люцерна).

Ключови думи: агроекосистеми, актиномицети, бактерии, горски екосистеми, химични вещества в почвата.

УВОД

През хилядолетната история на човечеството екологичните кризи и катастрофи не са били рядко явление. В условията на съвременната техническа революция на всички нива са характерни високи темпове на индустриализация и въздействието на обществото върху околната среда достига небивали мащаби и интензивност.

Замърсяването на околната среда има глобален характер и засяга цялата наша уникална планета. През последните години екологичните проблеми вълнуват все повече хора по света. Причината е, че те засягат цялото човечесвто. Най-мощният фактор, който поддържа екологичното равновесие на нашата планета са горските екосистеми. За съжаление, и днес продължават да се унищожават гори с различни цели. Горите не са само източник на дървесина, но техните незаменими екологични функции имат извънредно благоприятно влияние върху параметрите на жизнената среда. Като пример един хектар широколистна гора поглъща от два до шест тона CO2, а отделя почти същото количество О2. В последните години, във връзка с рязкото повишаване интереса на световната общественост към проблемите за защита на природната среда от антропогенно въздействие, се набляга на най-важната функция на горите в сложния механизъм на взаимоотношенията между човека и природата. Особено силна е човешката инвазия върху горите във Варненска област заради курортните функции на местността. В този район горските екосистеми са най-мощния фактор за запазване на екологичното равновесие. Мощните почви в този район са в резултат на вековното им създаване от горските екосистеми. Характеризират се с редица рекреационно-екологични свойства: възпроизводство на О2, климаторегулиращи свойства, предпазване на почвите от водна и ветрова ерозия, прахозадържане, шумопоглъщане, тонизация на въздуха. Във връзка с конкретното решаване на всеки екологичен проблем се явява необходимост от комплексни изследвания в представителните за нашата страна природни екосистеми. Актуалността на проблема за биопродуктивността, неговата научна и практична значимост, сравнително малкия брой изследвания от това естество у нас, липсата на проучвания върху липовите и габъровите екосистеми в този район послужиха като причина за разработването на настоящата тема. Проучванията върху биометричните показатели на параметри на фитоценозата и кръговрата на биогенните елементи в системата екотоп – фитоценоза са извършени на сравнителна основа в двете горски екосистеми, липова и габърова, и в съседните царевична и пшенична ниви от една страна, а от друга черборова и бялборова горски екосистеми, и съседните ечемична нива и люцерна.

ВОДНОФИЗИЧНИ СВОЙСТВА

Почвените профили са сравнително добре разграничени по отношение на физичните свойства и хидрологичните величини. Данните за водоустойчивостта на структурните агрегати на сравняваните почви в габърова и липова екосистема, и в пшенична и царевична нива отразяват силното изменение в структурното състояние на почвата под влияние на стопанската дейност на човека. Многогодишните почвообработки и използването на почвата за отглеждане на различни културни растения са довели до разрушаване и разпрашаване, както и до значително намаляване водоустойчивостта на структурните агрегати в горния хоризонт на обработваемата в течение на 30 и повече години почва. По дълбочината на почвените профили / ПП-1 и ПП-3/ относителната плътност нараства. Подобна закономерност се наблюдава и по отношение на обемната плътност и е по-висока в липовата екосистема в сравнение с почвата в габъровата екосистема, като на дълбочина от 110см достига до 1,89 и 1,82. В хумусноакумулативния хоризонт общата порьозност е най-висока: в габърова екосистема – 45,16 и 41,2 при липата. Тези величини от водните свойства на почвите, които определят количеството на достъпната за растенията влага, имат най-голямо значение. Това са общата влагоемкост и ВТУ, които се явяват съответно горна и долна граница на капацитета на активната влага.



Таблица 1. Данни за водоустойчивостта на структурните агрегати в почвата

Дълбочина на почвената

проба в см

Горски екосистеми

Агроекосистеми

Габърова

( ПП 1 )

Липова

( ПП 3 )

Пшенична

( ПП 2 )

Царевична

( ПП 4 )

5 - 15

90

95

18

30

Таблица 1. Данни за водоустойчивостта на структурните агрегати в почвата

Дълбочина на

почвената

проба в см

Горски екосистеми

Агроекосистеми

Белборова

( ПП 5 )

Черборова

( ПП 7 )

Ечемична

( ПП 6 )

Люцерна

( ПП 8 )

5 - 15

90

94

22

76

ХИМИЧНИ СВОЙСТВА

Химичният състав на изследваните почви е различен в зависимост от почвообразуващите условия. Физичните, физикохимичните и биологичните процеси водят до изменение в химичните свойства на почвите в изследваните обекти. При изучаване генезиса на различните почви голямо значение имат данните за химичния състав. Чрез него се установява придвижването на различните вещества в почвата, той дава представа за количеството и разпределението на хранителните елементи в нея. При изучаване агрохимичните свойства на почвата твърде важно е да се знаят подвижните форми на хранителните вещества. Хумусното съдържание в изследваните почви е общо взето ниско и в това отношение те се отнасят към категорията „слабо запасени на хумус” почви. Изключение прави хумусният хоризонт в горските екосистеми, където съдържанието на хумус е съответно 3,15% в хоризонт А на ПП 1 и 3,42% в хоризонт А на ПП 3. Значително по-ниско е хумусното съдържание в горния хоризонт на почвата в пшеничената нива – 1,76% и в царевичната нива – 1,65%. При горските екосистеми с увеличаване на дълбочината намалява съдържанието на хумус – съответно до 0,62% за ПП 1 и 0,59% за ПП 3. До известна степен това може да се обясни с факта, че горските насаждения имат по-добри почвообразуващи свойства.

Почвите в четирите почвени профила могат да се определят по богатство като слабо запасени с хумус. Реакцията на почвения разтвор ( рН ) в хумусноакумулативния хоризонт на липова екосистема ( ПП 3 ) е слабо кисела ( 6,0 ) като на дълбочина 127см става кисела – до 4,45. При почвата в ПП 1 се запазва кисела по дълбочина на почвения профил.

При почвите в агроекосистемите ( ПП 2 и ПП 4 ) е добре изразено увеличаването на рН по дълбочина на профила – от кисела 5,0 до слабо кисела 6,90 при ПП 2 и 4,20 до 6,90 при ПП 4, което е особеност на тези почви.



По отношение съдържанието на хидролизуем азот почвата в обработваемата площ е значително по-бедна в сравнение с това съдържание в хумусния хоризонт на почвата в габъровата екосистема ПП 1. Съдържанието на хидролизуем азот в почвата на царевичната нива ПП 4 е сравнително по-високо от това в хумусния хоризонт на почвата в липовата екосистема ПП 3, което вероятно се дължи на торенето с изкуствени минерални торове. Фосфорното съдържание в почвата на горските екосистеми, както и това в съответните обработваеми площи ПП-2 и ПП-4 е средно. Изключение прави хумусният хоризонт на почвата в царевичната нива ПП 4, където съдържанието на фосфор е 36,3мг/кг почва, а в гората ПП 3 – 10,2мг/кг почва, което вероятно се дължи на внасянето на фосфорен тор, суперфосфат и др. в почвата. Фосфорното съдържание в орния хоризонт на почвата в пшеничената нива ( ПП 2 ) – 2,7мг/кг почва е около два пъти по-ниско от това в гората ( ПП 1 ), което може да се обясни с изземването на фосфор чрез съответните реколти в продължение на няколко десетилетия и недостатъчното внасяне на фосфор с торенето.

Таблица 3. Съдържание на някои химични вещества в почвата – ПП 1 и ПП 2

Обект

Дълбочина

на почвената

проба в см

Хумус в %

NH4

мг/1кг

NO2 и NO мг/1кг

P2O5

мг/1кг

К2О

мг/100

рН във

Н2О

Габърова

гора

почвен

профил

2 – 12

40 – 50

100 – 110

150 - 160

3,15

0,85

0,77

0,62

12,9

8,3

4,6

3,9

3,0

1,0

1,3

1,3

4,5

2,8

5,1

8,5

18,1

20,2

29,0

29,4

4,15

4,0

4,40

4,60

Пшенична нива

почвен профил

5 – 15

50 – 60

120 – 130

170 - 180

1,76

0,64

0,38

1,18

8,2

4,4

6,1

3,4

4,8

1,8

9,1

5,9

2,7

2,2

4,1

4,1

29,6

29,9

22,4

26,3

5,0

4,60

6,90

6,90

Таблица 4. Съдържание на някои химични вещества в почвата – ПП 3 и ПП 4

Обект

Дълбочина

на почвената проба в см

Хумус в %

NH4

мг/1кг

NO2 и NO мг/1кг

P2O5

мг/1кг

К2О

мг/100

рН във

Н2О

Липова

гора

почвен профил

4 – 14

45 – 55

117 – 127

165 - 175

3,42

0,76

0,44

0,59

9,3

9,1

4,3

4,1

2,8

6,8

0,8

0,8

10,2

9,4

7,3

8,3

27,5

30,1

31,7

33,1

6,00

4,15

4,45

5,25

Царевична нива

почвен профил

5 – 15

50 – 60

100 – 110

140 – 150

165 - 175

1,65

0,68

0,63

0,49

0,57

11,9

3,9

3,7

3,8

3,7

11,4

1,9

6,00

15,4

22,2

36,3

5,5

5,3

7,3

11,7

25,0

30,9

30,1

28,1

23,2

4,20

5,30

5,10

6,80

6,90

Таблица 5. Съдържание на някои химични вещества в почвата – ПП 5 и ПП 6

Обект

Дълбочина на почвената проба в см

Хумус в %

NH4

мг/1кг

NO2 и NO мг/1кг

рН във

Н2О

Белборова култура почвен профил

5 – 15

45 – 55

100 – 110

160 - 170

1,75

0,7

0,48

0,36

7,12

4,2

4,2

4,4

7,7

1,3

0,6

2,4

4,8

4,5

4,8

4,3

Ечемична нива

почвен профил

5 – 15

50 – 60

95 – 105

165 - 175

1,57

0,49

0,41

0,45

5,9

3,6

3,4

4,3

1,3

1,7

1,0

1,4

5,6

6,5

4,8

4,85

Таблица 6. Съдържание на някои химични вещества в почвата – ПП 7 и ПП 8

Обект

Дълбочина на почвената проба в см

Хумус в %

NH4

мг/1кг

NO2 и NO мг/1кг

рН във

Н2О

Черборова култура почвен профил

8 – 18

65 – 75

150 – 160

2,0

0,76

0,49

5,4

3,0

3,6

7,9

0,6

2,7

6,6

6,7

4,7

Люцерна почвен профил

6 – 16

50 – 60

150 - 160

1,75

0,6

0,35

6,0

3,7

3,3

5,8

1,0

2,1

5,35

6,6

5,4

Таблица 7. Данни за микробиологията на изследваните почви в района на „Кантона” магистрала Варна – Добрич над Аксаково

Номер на разреза, екосистема

Дълбочина на почвената проба в см

Микроорганизми в 1 грам почва

Общ брой

млн/хил

Бактерии

млн/хил

Актиноми-

цети млн/хил

Плесени

млн/хил

Разрез N1

Габърова

гора

0 – 3

2 – 12

40 – 50

100 – 110

150 – 160

500 хил.

2,5 млн.

300 хил.

500 хил.

200 хил.

300 хил.

1,8 млн.

1 млн.

300 хил.

198 хил.

-

700 хил.

298 хил.

200 хил.

1 млн.

200 хил.

-

1 млн.

-

1 млн.

Разрез N2

Пшенична

нива

5 – 15

50 – 60

115 - 125

12 хил.

400 хил.

500 хил.

7 хил.

200 хил.

300 хил.

4 хил.

100 хил.

200 хил.

1 млн.

100 хил.

-

Разрез N3

Липова гора

0 – 3

4 – 14

50 – 60

125 - 135

10 млн.

600 хил.

24 хил.

9 хил.

8,4 млн.

300 хил.

13 хил.

6 хил.

200 хил.

300 хил.

10 хил.

3 хил.

1,4 млн.

-

1 хил.

-

Разрез N4

Царевична нива

7 – 17

45 – 55

105 - 115

2 млн.

340 хил.

120 хил.

1,2 млн.

180 хил.

40 хил.

700 хил.

160 хил.

80 хил.

100 хил.

-

-

Разрез N5

Бялборова култура

0 – 3

5 – 15

45 – 55

100 – 110

160 - 170

160 млн.

3,3 млн.

2,5 млн.

300 хил.

-

127 млн.

1,5 млн.

1,9 млн.

300 хил.

-

30 млн.

1,7 млн.

500 хил.

-

-

3 млн.

1 млн.

100 хил.

-

-

Разрез N6

Ечемична нива

5 – 15

50 – 60

95 – 105

165 - 175

38 млн.

70 млн.

13 млн.

1 млн.

29 млн.

54 млн.

38 млн.

700 хил.

9 млн.

9 млн.

2 млн.

200 хил.

-

7 млн.

3 млн.

100 хил.

Разрез N7

Черборова култура

0 – 4

8 – 18

65 – 75

150 - 160

200 хил.

700 хил.

450 хил.

400 хил.

200 хил.

530 хил.

100 хил.

200 хил.

-

70 хил.

300 хил.

200 хил.

-

-

-

-

Разрез N8

Люцерна

6 – 16

50 – 60

150 - 160

20 млн.

27 млн.

2 млн.

9 млн.

23 млн.

1,2 млн.

10 млн.

3 млн.

400 хил.

1 млн.

1 млн.

200 хил.

Почвите са най-съществените абиотични фактори, както във връзка с ролята им да осигуряват влага и хранителни вещества на растенията, така и с тяхното разнообразие, породено от случайното съчетание на факторите на почвообразуването и от различни насоки на развитие на самите почвообразуващите процеси. При формирането на почвите много важна роля имат почвените микроорганизми. Вледствие на дейността им се натрупват необходимите за растенията запаси от усвоими хранителни вещества. Микробиологичната активност на почвата зависи от климат, релеф, и от конкретните почвени свойства. Биологичните особености на почвата в се характеризират с динамиката в количественото развитие на почвените микроорганизми. Изясняването стeпента на влияние на определените фактори, лимитиращи тази динамика, придобива все по-голямо значение във връзка с решаването на генетичните и производсвените класификации на горските почви. Анализът на данните показва, че количесвото на микроорганизмите достига максимум при дълбочина на почвения профил 50-60см. С малки изключения в развитието на почвената микрофлора в почвата на тези екосистеми се очертава тенденция към максимален брой бактерии спрямо актиномицетите и плесените. Високото съдържание на бактериите по всички почвени хоризонти в почвите на горските екосистеми и агроекосистемите обуславя висока активност на биологичните процеси при благоприятен хидротермичен режим. По-слабото развитие на плесените е вследствие на по-ниската почвена влажност. Тези почви имат есенен максимум в количеството на общата микрофлора, свързан с постъпването на свежи органични вещества. Установено бе голямо количество почвени микроорганизми в почвите под горските екосистеми, което свидетелства за високата им биологична активност и формирането на по- високо почвено плодородие. Очертава се закономерност: количеството на микрофлората се увеличава успоредно с увеличаването на дълбочината (особено при горските екосистеми), което колерира със запасите на хумус в тези почви. Виждат се високите потенциални възможности на почвите под горските екосистеми. От значение е екологията на дървесния вид и високата реализация за възможностите на тези почви.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализът и обобщаването на получените резултати са основа за следните изводи за влиянието на екологичните фактори и почвените свойства върху микрофлората на сивите горски почви в горските екосистеми и агроекосистемите (р. 50см):



  1. С увеличаване на дълбочината общото количесвто микроорганизми нараства, като това е особено показателно за горските екосистеми.

  2. От общото количество микроорганизми в горските екосистеми и агроекосистемите плесените са с най- малък процент и са особено слабо представени в агроекосистемите.

  3. Повишеното количество микрофлора е установено в почвата под горските екосистеми и особено в белборовите насаждения.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Недялков, С., Теория на екологията, изд. „Пъблиш Сай – Сет – Еко”, 2003

[2] Маслов, Н., В., Градостроителна екология, изд. Москва, „Висшая школа”, 2000

[3] Недялков, С., Бекярова, Ж., Рекреационна екология, изд. ТУ – Варна, 2000






База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница