Материал: 1010-pochvovedenie-2013-7

ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ СОВРЕМЕННЫХ

841

842

ДЕМКИНА и др.

Таблица 1. Физико&химические свойства современных и подкурганных почв солонцовых комплексов

Влаж&

СаСО3

CaSO4

Сумма

Содержание частиц,

Почва

Горизонт,

Гумус,

рН вод&

ность

солей

%

глубина, см

%

ный

ил,

глина,

%

<0.001 мм <0.01 мм

Современные почвы

Каштановая

А1, 0–18

1.95

8.1

3.8

1.3

0.01

0.08

22.0

38.8

солонцеватая

В1, 18–29

1.22

9.1

5.4

4.5

0.02

0.13

29.8

48.4

(разр. Д&678)

В2са, 29–50

0.18

9.9

5.5

13.8

0.05

0.18

31.6

50.8

Солонец солонча&

А1, 0–17

1.63

7.7

1.8

0.6

0.02

0.17

20.0

37.6

коватый

В1, 17–32

1.38

8.9

6.8

4.8

0.03

0.47

34.8

49.6

(разр. Д&677)

В2са, 32–44

0.75

8.9

6.5

10.9

0.04

0.42

30.0

50.4

Погребенные почвы, I в. н. э. (~2000 лет назад)

Каштановая несо&

А1, 124–137

0.65

6.9

4.9

0.6

0.00

0.44

8.4

21.1

лонцеватая

В1, 137–162

0.60

8.0

5.0

0.6

0.00

0.37

18.4

28.8

(разр. Д&682)

В2са, 162–177

0.44

8.1

6.5

5.1

0.04

0.38

20.8

38.4

Каштановая

А1, 143–153

0.44

6.8

3.0

0.6

0.02

0.32

8.0

20.4

солонцеватая

В1, 153–175

0.39

7.0

5.5

1.0

0.00

0.29

18.4

30.4

(разр. Д&681)

В2са, 175–187

0.30

8.1

5.4

5.7

0.07

0.32

14.8

33.2

Каштановая

А1, 157–167

0.55

7.1

4.0

0.6

0.00

0.36

6.0

20.3

сильносолонцева&

В1, 167–191

0.55

7.1

6.7

1.3

0.03

0.37

14.8

32.0

тая (разр. Д&680)

В2са, 191–205

0.55

8.2

6.9

11.8

0.11

0.46

15.1

38.4

Солонец

А1, 163–176

0.55

6.5

5.0

0.6

0.04

0.45

5.2

23.9

солончаковатый

В1, 176–202

0.72

7.6

6.0

1.3

0.00

0.35

14.4

31.2

(разр. Д&679)

В2са, 202–210

0.39

8.2

8.5

12.1

0.14

0.63

17.2

43.1

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

0.4%) обусловлено поступлением из насыпи. Со&

Ф и з и к о & х и м и ч е с к и е

с в о й с т в а

держание СаСО3 в гор. В2са колеблется от 5 (каш&

тановая несолонцеватая почва) до 12% (солонец).

п о д к у р г а н н ы х и с о в р е м е н н ы х п о ч в

Реакция среды в верхней части профиля палео&

с о л о н ц о в ы х к о м п л е к с о в. Характерными

почв нейтральная и слабощелочная (рН 6.8–8.2).

признаками палеопочв солонцового ряда являют&

ся белесый цвет гор. А1, красновато&бурая окрас&

Верхние горизонты современных почв (табл. 1)

ка и непрочная мелкопризматическая структура

характеризуются средне& и

тяжелосуглинистым

солонцового гор. В1, наличие в нем обильных но&

гранулометрическим составом, сравнительно не&

вообразований оксидов марганца, резкая тек&

большим содержанием гумуса (менее 2%), легко&

стурная дифференциация верхней части профи&

растворимых солей (не более 0.5%) и практически

ля. Каштановая несолонцеватая палеопочва от&

отсутствием гипса (0.05% и менее). В отличие от

личается серой окраской гор. А1 и

серовато&

подкурганных палеопочв, в почвах современного

бурой – гор. В1. Для последнего характерны ком&

солонцового комплекса исчезли красноватый от&

ковато&мелкопризматическая структура и весьма

тенок и новообразования

оксидов

марганца в

незначительное количество новообразований ок&

гор. В1, его структура трансформировалась из не&

сидов марганца.

Гранулометрический состав

прочной мелкопризматической в

призматиче&

верхних горизонтов палеопочв легко& и среднесу&

скую. В верхнем полуметре резко возросли ще&

глинистый (табл. 1). Фиксируемое в настоящее

лочность (рН более 9) и содержание карбонатов

время содержание гумуса небольшое и не превы&

(в гор. В1 почти до 5%, в гор. В2са до 14%). Линия

шает 1%. С учетом диагенеза [4] на момент соору&

вскипания поднялась на 10–20 см, а верхняя гра&

жения кургана в исследованных палеопочвах оно

составляло не менее 2–3% (гор. А1). Вскипание

ница аккумуляции легкорастворимых солей и

отмечается с 30–45 см. Гор. А1 и В1 выщелочены

гипса – на 20–40 см. Средневзвешенное содержа&

от карбонатов и гипса, несколько повышенное

ние последних в толще 0–170 см увеличилось в 1.3

содержание в них легкорастворимых солей (0.3–

и 2.3 раза соответственно.

ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ СОВРЕМЕННЫХ

843

Характер выявленных различий подкурганных

З а к о н о м е р н о с т и и з м е н е н и я м и к &

и фоновых каштановых почв и солонцов дает ос&

р о б н ы х с о о б щ е с т в п о п р о ф и л ю

нование считать, что в I в. н. э. в сухих степях Се&

п о д к у р г а н н ы х и с о в р е м е н н ы х п о ч в

верных Ергеней климатические условия были бо&

с о л о н ц о в ы х к о м п л е к с о в. Проведенные

лее влажными по сравнению с современностью.

исследования современных и подкурганных почв

Это подтверждается

такими

особенностями

солонцовых комплексов сухих степей Нижнего

свойств исследованных подкурганных палео&

Поволжья выявили неоднородность в распреде&

почв, как наличие новообразований оксидов мар&

лении численности микроорганизмов различных

ганца, выщелоченность верхних горизонтов от

трофических групп по профилю (табл. 2). Во всех

карбонатов, меньшие запасы и более глубокое за&

изученных почвах максимальные значения уста&

легание аккумуляций солей и гипса и др. Мас&

новлены в гор. А1. Причем наибольшая числен&

штабы установленных

различий

морфологиче&

ность в этом горизонте выявлена для микроорга&

ских и химических характеристик исследованных

низмов, выросших на ПА и использующих эле&

почв позволяют полагать, что около 2000 лет назад

менты питания из рассеянного состояния (14 и

среднегодовая норма атмосферных осадков превы&

16 млн КОЕ/г почвы в современной каштановой

шала современную (около 350 мм) на 30–40 мм.

почве и солонце соответственно, 9–12 млн КОЕ/г

Следует отметить, что наличие климатического

почвы – в подкурганных палеопочвах), в 1.3–

среднесарматского микроплювиала в I в. н. э. за&

2.3 раза меньше для микроорганизмов, выделен&

фиксировано по палеопочвенным данным и в дру&

ных на БС и использующих легкодоступные орга&

гих природных районах нижневолжских степей

нические вещества – растительные остатки, и в

[5, 6].

6.8–11.6 раз меньше для клеток, выросших на

844

ДЕМКИНА и др.

НА и разлагающих

гумусовые вещества.

Наи&

В1, как правило, были меньше, чем в подкурган&

меньшая численность микроорганизмов

этих

ных почвах. Кратность различий для каштановых

групп отмечена в подкурганном солонеце. В ни&

почв составила 3.2–5.0 и 3.4–6.3, для солонцов

жележащих горизонтах численность всех групп

3.8–4.3 и 4.0–6.1, соответственно, за исключени&

микроорганизмов

уменьшалась, но

различия

ем численности микроорганизмов, выросших на

между гор. В1 и В2 чаще были не достоверными

НА в солонцах (5.0 и 3.8 соответственно). В под&

(Р ≤ 0.95). Так, численность микроорганизмов,

курганных каштановых почвах разной степени

выросших на ПА и использующих элементы пита&

солонцеватости кратность этих различий практи&

ния из рассеянного состояния, во всех почвах в этих

чески всегда сокращалась с увеличением степени

солонцеватости (с 4.4–6.3 до 3.7–5.5), кроме чис&

горизонтах достоверно не различалась

(табл. 2).

ленности микроорганизмов, выросших на БС, где

Численность же микроорганизмов, выделенных

максимальная кратность различий (5.3) была в каш&

на НА и разлагающих гумусовые вещества, разли&

тановой сильносолонцеватой почве, а минималь&

чалась в нижележащих горизонтах только в совре&

ная (3.4) – в каштановой солонцеватой (табл. 2).

менной каштановой почве. Численность микро&

организмов, выросших на БС и использующих

Максимальная биомасса грибного мицелия

легкодоступные органические вещества (расти&

выявлена также в гор. А1 исследованных почв

тельные остатки), наоборот, не различалась до&

(табл. 3). В современной каштановой почве ее ве&

стоверно в гор. В1 и В2 в двух погребенных каш&

личина составила около 120 мкг/г почвы, в солон&

тановых почвах: несолонцеватой и солонцеватой.

це – чуть более 44 мкг/г почвы, в подкурганных

В современных почвах различия величин этих

палеопочвах 27–48 и 33 мкг/г почвы соответ&

микробиологических параметров между гор. А1 и

ственно. Вниз по профилю почв наблюдалось

ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ СОВРЕМЕННЫХ

845

Группирование

Среднее значение пара&

Горизонт

Параметр

Вклад

Уровень значимости

величин параметров

метра группы А/среднее

в дисперсию, %

F&распределения

по критерию Дункана

значение параметра

(α =

5%)

группы В

Современные почвы (Д&678, Д&677)

А1

НА

96.0

0.0006***

А – К2, В – Сн

1.3

БСМ

86.0

0.0077**

А – К2, В – Сн

Среднее значение

параметра группы В = 0

СБМ

76.0

0.0236*

А – К2, В – Сн

2.7

В1

НА

85.7

0.0080**

А – К2, В – Сн

1.3

В2

БС

71.0

0.0352*

А – К2, В – Сн

1.2

БТМ

79.8

0.0165*

А – К2, В – Сн

2.6

Погребенные почвы (Д&681, Д&679)

В1

НА

83.1

0.0114*

А – Сн, В – К2

1.2

БС

97.7

0.0002***

А – К2, В – Сн

2.8

БТМ

82.7

0.0119*

А – К2, В – Сн

1.9

В2

ПА

67.5

0.0448*

А – К2, В – Сн

1.2

уменьшение биомассы, но различия в гор. В1 и В2

ния величин микробиологических параметров,

чаще были недостоверными. В современных поч&

различающихся достоверно, в каштановой почве

вах кратность различий по биомассе грибного

были в 1.2–2.7 раза больше, чем в солонце. Кроме

мицелия в гор. А1 и В1 составила 1.4 для каштано&

того, в гор. А1 каштановой почвы содержался

вой почвы и 1.8 для солонца. Для палеопочв, по&

светлоокрашенный мицелий, а в солонце его не

гребенных в I в. н. э., – 1.4–2.0. Структура гриб&

было. В погребенных почвах достоверные разли&

ного мицелия этих палеопочв во всех изученных

чия величин микробиологических параметров

горизонтах характеризовалась 100%&ным содер&

установлены только в гор. В1 и В2. Так же, как и в

жанием темноокрашенных гиф, устойчивых к не&

современных почвах, наибольшие значения ве&

благоприятным условиям окружающей среды (в

личин (в 1.2–2.8 раза) были в каштановой палео&

том числе против лизиса, высыхания, длительно&

почве. Исключение составила численность мик&

го углеродного голодания) благодаря наличию

роорганизмов на НА, которая была в 1.2 раза

меланиновых пигментов [14, 15, 21]. В современ&

больше в гор. В1 палеосолонца (табл. 4).

ных почвах обнаружены светлоокрашенные гифы

С помощью дисперсионного анализа проведе&

грибов: в каштановой почве 17% в гор. А1 и 4% в

на оценка влияния степени солонцеватости на

гор. В1, в солонце 13% в гор. В1 (табл. 3).

изменения величин микробиологических пара&

Следовательно, закономерности изменения

метров в различных горизонтах подкурганных

микробных сообществ по профилю современных

(I в. н. э.) почв. Как видно из представленных в

и подкурганных каштановых почв разной степе&

табл. 5 данных, это влияние проявлялось во всем

ни солонцеватости и солонцов были во многом

исследованном почвенном профиле, но в каждом

сходны и на первый взгляд не имели существен&

горизонте достоверно сказывалось только на чис&

ных отличий.

ленности какой&то одной трофической группы

В л и я н и е

с т е п е н и

с о л о н ц е в а т о &

микробного сообщества. Так, в гор. А1 изменения

с т и н а и з м е н е н и я м и к р о б н ы х с о о б &

численности микроорганизмов, минерализую&

щ е с т в п о д к у р г а н н ы х

и с о в р е м е н &

щих гумус, на 65% были обусловлены различиями

н ы х п о ч в

с о л о н ц о в ы х к о м п л е к с о в.

почв именно по степени солонцеватости. Наи&

Для выявления достоверных различий по величи&

большая численность этой группы микроорга&

нам изученных микробиологических параметров

низмов приходилась на каштановые несолонце&

между каштановой почвой и солонцом было про&

ватые и сильносолонцеватые почвы, наименьшая –

ведено их сравнение в современных почвах и от&

на солонец. В гор. В1 изменения численности

дельно в подкурганных палеопочвах, погребен&

микроорганизмов, использующих легкодоступ&

ных в I в. н. э. (табл. 4). В современных почвах

ные растительные остатки, на 86% обусловлены

различия обнаружены во всех горизонтах. Значе&

варьированием степени солонцеватости. Однако