В статье обсуждаются результаты экологической характеристики закрытой экосистемы оранжереи экологического центра.
Ключевые слова: почва, гумус, азотфиксирующие бактерии, улучшение качества почвы.
На территории экологического центра на протяжении многих лет действует оранжерея, где растут тропические и субтропические растения различных экологических групп. Изучение состояния почвы закрытой экосистемы оранжереи представляет научный и практический интерес, поэтому был проведен физико-химический и микробиологический анализ почвы оранжереи для определения мер по улучшению агрохимических условий культивирования растений.
Перечень контролируемых показателей состояния почв может быть различным в зависимости от уровня проводимых работ и приоритета. Почва обладает физическими свойствами — структурой, водопроницаемостью; отличаются рядом химических свойств. Важнейшим является накопление гумуса (перегноя). Гумусовые горизонты содержат огромное количество микроорганизмов. Очень важно следить за содержанием и составом гумуса, как одного из универсальных показателей состояния почв. Одним из наиболее широко распространенных элементов в природе является азот. Молекулярный азот не усваивается высшими растениями и может переходить в доступную для растений форму только благодаря деятельности азотфиксаторов.
Почва оранжереи представляет собой естественную почву из дендрария, обогащенную специальными почвенными смесями, суглинком, песком, разложившимся навозом, перепревшей листвой, минеральными удобрениями. Почвенные пробы отбирали по методике подготовки образцов к физико-химическому анализу, рекомендуемых для проведения школьного экологического мониторинга [1]. Составили объединенные образцы пробы 5 индивидуальных, взятых в различных точках участка на глубине 0–20 см. Измельчили материал, удалили посторонние примеси. В данной работе использовалась водная вытяжка. Водную почвенную вытяжку использовали для определения водорастворимых соединений, определения актуальной кислотности почвы. Для ее приготовления 10 г воздушно-сухой просеянной почвы поместили в колбу на 100 мл, добавили 50 мл дистиллированной воды и отфильтровали [2].
Для описания физических свойств отобранных образцов использовали метод Н. А. Качинского. Сделали вывод, что почва легкая суглинистая и среднесуглинистая. При проведении химического анализа использовались оценка кислотности почвы, наличие гумуса, наличие карбонатов, сульфатов, хлоридов. Результаты отображены в таблице 1.
Таблица 1
Химические свойства почвы в оранжерее
|
Проба |
Кислотность почвы |
Наличие карбонатов |
Наличие Cl ионов |
Наличие сульфатов |
|
№ 1 |
рН = 7,3 |
- |
- |
+ (незначительное содержание) |
|
№ 2 |
рН = 8 |
- |
+ (небольшая муть) |
- |
|
№ 3 |
рН = 7,8 |
- |
+ (более сильная концентрация) |
+ (незначительное содержание) |
|
№ 4 |
рН = 7,3 |
- |
+ (едва заметная муть) |
+ (высокая концентрация) |
|
№ 5 |
рН = 7,3 |
+ |
- |
+ (высокая концентрация) |
Для исследований наличия гумуса использовали метод В. Г. Смеловой [3]. При нагревании почвенного раствора с содой и далее при выпаривании в фарфоровой чашке осталось черное вещество — гумус. При реакции почвенного раствора с толченным мелом гумус выпал на дно в виде хлопьев. Мел перевел гумус из жидкого состояние в твердое, а сода, наоборот из твердого — в жидкое.
Для микробиологического исследования почвы была использована методика Всероссийского проекта «Охотники за микробами» [4]. Для выявления азотобактера в почве и определения относительного его содержания использовали метод почвенных комочков, которые помещались на питательную среду Эшби (на 100 мл):сахароза — 1 гр., K 2 HPO4–0,02 гр., MgSO 4– 0,02 гр., NaCl — 0,02 гр., K 2 SO 4– 0,02 гр., CaCO 3– 0,5 гр.
Эксперимент был заложен в трех повторностях. Через 5 дней после посевов почвенных комочков в среде Эшби дал ожидаемый результат. Появилось характерное белёсое обрастание. Далее обрастания приобрели бурое окрашивание, после чего нами был произведен подсчет обросших комочков почвы (рис.1.)
Рис 1. Выявление азотфиксирующих бактерий методом комочков на среде Эшби
Микроскопировали с использованием масляной иммерсии на микроскопах Микромед-1 с увеличением 1000 (окуляр 10X объектив 100).
Определили по атласу бактерий наиболее распространенный и хорошо изученный Azotobacter chroococcum (обитает в почвах всех типов, кроме кислых) образует колонии с бурым, почти чёрным пигментом. Клетки бактерий рода Azotobacter относительно крупные (1–2 мкм в диаметре) и, имеют овальную форму. На микроскопических препаратах клетки располагаются одиночно, парами, неправильными скоплениями. Результаты эксперимента сфотографировали; зафиксировали данные наблюдений (рис.2).
Рис 2. Микрофотография азотфиксирующих бактерий Azotobacter chroococcum
Микробиологический анализ почвы показал наличие азотфиксирующих бактерий. Практические рекомендации по улучшению качества почвы в оранжерее заключаются в дополнительной аэрации почвы, регулярном рыхлении. Почва закрытого грунта должна хорошо аэрироваться и осушаться, обладая достаточной влагоудерживающей способностью.
Литература:
- Ашихмина Т. Я. Экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие. / Под ред.Т. Я. Ашихминой. –М.: Академический Проект,2005. 215 с.
- Муравьев А. Г., Пугал Н. А., Лаврова В. Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций/Под ред. к.х.н. А. Г. Муравьева. — СПб.: Крисмас +, 2003.
- Смелова, В. Г. Удивительная почва [Электронный ресурс]: Методические рекомендации по организации учебного модуля «Введение в почвоведение. 5 класс». — М.: Лаборатория знаний, 2018.
- Всероссийский проект «Охотники за микробами». Режим доступа: общий. https://microbehunters.ru/
