Микробиологический мониторинг агроэкосистем
Сохранение плодородия и высокая урожайность в сельском хозяйстве возможны благодаря способности агроэкосистем, в основном за счет деятельности человека, поддерживать оптимальные значения своих параметров (Соколов, Семенов, 1998). Одним из основных факторов, воздействующих на почвы агро экосистем, является широкомасштабное применение удобрений и известкование, а также специфичных сельскохозяйственных способов обработки, которые оказывают существенное влияние на активность, состав и структуру комплекса почвенных микроорганизмов (Donrrison et al., 2000 г). Поддержание жизнедеятельности микробиомов в определенном масштабе положительно влияет на продуктивность почвы. В то же время длительное применение антропогенного влияния не всегда дает ожидаемую прибавку урожая. Двойственный характер действия сельскохозяйственных работ заключается в том, что, обеспечивая растения питательными веществами, удобрения повышают урожайность; в то же время, прогрессивно ухудшая агрохимические и биологические свойства почвы, они потенциально могут снижать ее плодородие, а также специализированная обработка почвы может негативным образом влиять на состояние агро экосистемы (Минеев, 2000). Снижение урожайности сельскохозяйственных культур свидетельствует о потере устойчивости агро экосистемы. Это последняя стадия реакции на существующие нарушения, которой предшествуют изменения других параметров, главным образом физико-химических и биологических свойств почв. Поэтому необходимо следить за состоянием почвы и разрабатывать критерии оценки состояния микробного комплекса и его способности к самовосстановлению после прекращения длительного воздействия антропогенного характера
Решение этих экологических проблем возможно только с помощью научно обоснованных подходов, отражающих состояние почвы. Для оценки состояния почв широко используют показатели биологической активности. При этом важнейшим показателем для оценки состояния почв, определяющим интенсивность круговорота веществ в экосистеме, направленность процесса почвообразования и способность почв к самоочищению, является величина биомассы микроорганизмов, а также соотношение грибов и бактерий в структуре биомассы (Bardgett, McAHster, 1999;).
В эпоху деградации экосистем и изменений климата мониторинг микробиома в агро экосистемах стала необходимым условием для будущего глобального сельского хозяйства. Однако управление богатыми видами сообществами микробиомов, связанных с растениями, остается серьезной проблемой.
Изучение структуры комплекса почвенных микроорганизмов и его эволюции при различных антропогенных воздействиях имеет важное значение как с точки зрения возможности микробной диагностики почвы и изучения микробного разнообразия, так и с точки зрения необходимости контроля их развития в почве. Однако и на сегодняшний день является важным системный подход к использованию этих показателей при мониторинге состояния микробного сообщества почвы.
Целью данной работы является анализ литературных данных по микробиологическому мониторингу агросистем и влиянию антропогенных факторов на состояние микробиома в них.
Глава 1. Современный взгляд на микробиологический мониторинг агроэкосистем.. 5
1.1. Понятие о микробиологическом мониторинге. 5
1.2. Таксономическая структура микробиома почвы характерной для Республики Татарстан. 8
1.3. Роль микроорганизмов в процессе восстановления плодородия почвы.. 12
Глава 2 Факторы антропогенного влияния на микробиом почвы.. 18
2.1 Характеристика антропогенного влияния. 18
2.2 Влияние удобрений на численность почвенных микроорганизмов. 21
1. Ананьева Н. Д., Полянская Л. М., Стольникова Е. В. [и др.]. Соотношение биомассы грибов и бактерий в профиле лесных почв // Изв. РАН. Сер. Биология. 2010. № 3. С. 308-317.
2. Второв П.П. Рассказы о биосфере /П.П. Второв, Н.Н. Дроздов. – М.: Просвещение, 1981. – 126 с.
3. Головко Э.А. Микроорганизмы в аллелопатии высших растений /Э.А. Головко. – К.: Наук. думка, 1984. – 197 с
4. Гордеева Т.Х., Новоселов С.И. Влияние доз азотного удобрения на ризоценоз озимой ржи // Экология и генетика популяций. Йошкар-Ола, 1998. С. 210-212.
