Микробиологическая диагностика и биологическая активность почв

Микробиологическая, физиологическая и биохимическая ха­рактеристика почв — наиболее сложные разделы почвенной био­диагностики. Микроорганизмы очень чуткие биоиндикаторы, резко реагирующие на изменения в среде. Отсюда необычайная динамичность микробиологических показателей. Все виды мик­робов очень широко распространены. Попытки найти индика­торные микроорганизмы на определенный тип почв пока не увен­чались успехом. Возможно, такими могли бы быть бактерии, образующие железо-марганцевые конкреции, архебактерии со­лончаков, актиномицеты карбонатных почв, некоторые микро­организмы особо кислых и щелочных почв, но пока эта работа не закончена. Индикаторным микроорганизмом на определен­ные почвы (богатые элементами питания, влажные и нейтраль­ные) является Azotobacter chroococcum, на подзолообразование — Cryptococcus podzolicus. Широкое распространение получил тест на численность Escherichia coli как показатель санитарного со­стояния почв. Гораздо более точные показатели для биодиагнос­тики почв получаются при комплексном подходе и характерис­тике биологической активности почв в различных проявлениях.

Биологическая активность почв характеризует микробиологи­ческие, физиологические и биохимические свойства, особенно­сти почв и их состояние. Показатели биологической активности почв очень многообразны. Различают актуальную, реальную, по­левую биологическую активность почв и потенциальную актив­ность, которая определяется в искусственных лабораторных ус­ловиях, и хотя и характеризует определенный тип почв и ее состояние, но ничего не говорит о реальном развитии микроор­ганизмов и скорости проводимых ими процессов.

К характеристике реальной биологической активности преж­де всего следует отнести газовый анализ, проводимый непосредст­венно в полевых условиях. К нему относится определение дыха­ния почвы, интенсивности азотфиксации и денитрификации (образование окиси и закиси азота), образования и потребления метана, водорода, угарного газа и др. Актуальную биологическую активность почв характеризуют и методы реплик Мишустина, при использовании которых в почву помешается целлюлозное полотно (обычно льняная ткань) и количественно определяется степень ее разложения. Кроме того, определяют количество на­копившихся на ткани свободных аминокислот и белков.

Определения актуальной биологической активности почв по­казывают, что разные типы почв и разные их состояния дают показатели, различающиеся иногда в десятки и сотни раз. Прав­да, все эти показатели сильно зависят от гидротермических усло­вий. Поэтому определения нужно проводить в разные периоды времени.

Гораздо проще получать характеристику потенциальной био­логической активности почв, так как эти определения проводят­ся в лаборатории в строго контролируемых условиях. К таким характеристикам относятся определение численности и биомас­сы бактерий, актиномицетов и грибов прямыми микроскопиче­скими методами, определение численности микроорганизмов ме­тодом посева, газовые анализы, проводимые с почвенными образцами, определение ферментативной активности почв, ка­чественные и количественные анализы с почвенной ДНК и т.д. Все эти потенциальные характеристики, так, как не известно, сколько и каких микроорганизмов находилось в реальной почве в активном, а сколько в пассивном состоянии. При определении газов обычно создают оптимальный гидротермический режим и добавляют питательный субстрат, при определении ферментатив­ной активности также создаются оптимальные условия. Однако эта потенциальная активность различна и характерна для разных типов почв. Особенно ценная характеристика получается при изучении потенциальной биологической активности почв по всему почвенному профилю с учетом специфики различных генетиче­ских почвенных горизонтов. При таком профильном изучении разные типы почв выглядят по-разному, когда на них отражают­ся численность или биомасса бактерий, длина мицелия грибов или число их спор, а также общая грибная биомасса, фермента­тивная активность горизонтов, потенциальное дыхание и др. Осо­бенно ценно, когда такие определения проводят с почвенными образцами в лабораторной сукцессии.