Основные черты микробной флоры Новосибирского водохранилища в первый год его полного затопления (1959) (Шестакова Т.И.) [1964 - - Водоросли и грибы Западной Сибири. Часть 1. (Труды центрального Сибирского ботанического сада. Вып. 8)]

В течение 1959 г. нами были проведены наблюдения над бактериальным населением воды и грунтов Новосибирского водохранилища, повторяющие, но по несколько более расширенной программе, исследования 1957-1958 гг. [1]. Так как уровень воды в водохранилище еще с весны этого года был доведен до проектной отметки и, следовательно, с этого времени установился нормальный режим его эксплуатации, то полученные нами материалы по микробному населению явятся исходными при дальнейшем изучении жизни этого водоема.

Как и ранее, пробы воды и грунта брались периодически в течение года на 11 постоянных станциях. Две станции были установлены в верхней части водохранилища по руслу (выше г. Камня, у д. Соколове), одна в средней части (у Ордынского) и 7 в озеровидной нижней части (3 станции по руслу и 4 в надпойменном левобережном участке). Одна станция была расположена в Бердском заливе (выше железнодорожного моста).

В воде и грунте определялось общее число сапрофитных бактерий, в том числе содержание споровых, число олигонитрофиллов, нитрификационная способность, число азотфиксаторов, денитрификаторов и клетчатковых аэробных бактерий.

Бактериопланктон Новосибирского водохранилища

Пробы воды брались в поверхностном и придонном слоях водохранилища при помощи специального батометра.

Подсчет сапрофитных бактерий производился на МПА на третьи сутки после культивирования при температуре 20° С.

Плотность бактериального населения в течение года наибольшая во время паводка, причем в верхнем речном участке она заметно выше, чем в нижнем (табл. 1). Максимальное число бактерий наблюдалось в воде Оби выше Камня - 900 клеток в 1 мл воды, у Ордынского их было 700, в нижней части как на пойме, так и по руслу, - почти вполовину меньше при колебании по станциям от 170 до 400 клеток/мл.

Повышенное содержание сапрофитных бактерий постоянно сохранялось в верхней части водохранилища и в период лета - в среднем 580-710 клеток/мл. В озеровидной части бактериальное население в 2-6 раз разреженнее - в среднем 120-382 клеток/мл. Только один раз (у бывшей пристани Бердск) в русловой части число сапрофитов достигло 1540 клеток/мл.

В начале осени (сентябре) при понижении температуры воды до 14-16° началось снижение общего числа бактерий. В октябре снова наблюдалось повышение числа бактерий, несмотря на еще большее понижение температуры воды (7,3-8°), вызванное, по-видимому, штормовой погодой, господствовавшей в этом месяце. Зимой, как можно судить по марту, происходит общее снижение числа бактериального населения, колеблясь по отдельным станциям от 140 до 360 клеток/мл, в среднем по водохранилищу 250 клеток/мл.

В Бердском заливе количество бактерий весной во время паводка, а часто и летом (см. табл. 1) значительно превышало таковое в водохранилище.

Таблица 1. Содержание сапрофитных (на МПА) бактерий в поверхностном слое воды Новосибирского водохранилища в 1959 г. (В этой и следующих таблицах число бактерий приводится для верхнего участка водохранилища среднее по двум русловым станциям, для нижнего участка - по трем русловым и четырем надпойменным станциям. Для среднего участка и Бердского залива данные даются по одноразовым наблюдениям) (число клеток в мл воды)

Содержание сапрофитных бактерий в поверхностных и придонных слоях воды, взятых с разных глубин, мало отличалось друг от друга, но в общем придонный слой воды всегда был несколько богаче поверхностного.

В июле 1957 г. после первого заполнения водохранилища за счет второго паводка не было заметной разницы, как в 1959 г., в содержании сапрофитных бактерий между верхней и нижней частями водохранилища. На преобладающем числе станций в 1957 г. количество бактерий не превышало 200 клеток/мл. Только в некоторых местах надпоймы наблюдалось повышенное содержание бактерий (до 895 клеток/мл). В октябре 1958 г. количество сапрофитных бактерий, также как и в 1959 г., не снизилось по сравнению с летом (в среднем около 400 клеток/мл при колебании от 120 до 640).

Проведенный отдельно анализ числа споровых бактерий показал, что, как и в предыдущем году, их число в воде составляет 3-10% от общего числа сапрофитов. Пониженный процент споровых отмечался подо льдом в марте и составлял 1,5-4,6%. Из споровых довольно часто встречался Bacillus mycoides Flugge.

Колебания в числе олигокарбофильных бактерий (на голодном агаре с добавлением солей) в воде водохранилища следовало в общем тем же закономерностям, какие отмечены для сапрофитов (табл. 2). В паводок (в мае) они имели по всему водохранилищу наибольшую плотность с максимумом в верхней части водохранилища (до 12 тыс. клеток/мл). Здесь их было больше и летом при общем уменьшении количества до 500 клеток. В то же время в нижнем участке водохранилища в июне по отдельным станциям их было от 300 до 600 клеток/мл, в июле- сентябре - от 105-136 до 37-75 клеток/мл.

Таблица 2. Содержание олигокарбофильных бактерий в поверхностном слое воды Новосибирского водохранилища в 1959 г. (число клеток в 1 мл воды)

В октябре наблюдалось (по сравнению с двумя предыдущими месяцами) небольшое повышение числа олигокарбофиллов до 109-112, а в Бердском заливе - до 315 клеток/мл.

В придонных слоях воды водохранилища содержание олигокарбофиллов было близким к поверхностным, хотя обычно их содержание в поверхностном слое более пониженное.

Таким образом, в бактериальном отношении речная часть водохранилища более насыщена, чем озеровидная.

Как показало определение нитрификационной способности, нитрификация в водохранилище наиболее активно проходила во время паводка, нитрификационная способность на отдельных участках в это время колебалась от 37 до 84 мг/л NO₃, в остальное время нитрификационная способность везде низкая (до 5 мг/л NО₃) с тенденцией понижения к осени.

Бактерии, восстанавливающие нитраты до свободного азота, - денитрификаторы постоянно присутствуют в воде водохранилища.

В подледный период (март) число денитрификаторов в воде доходило в среднем до 100 клеток/мл (табл. 3). В одном пункте над поймой (над оз. Курья) в нижней части водохранилища была, однако, обнаружена всего 1 клетка в 1 мл воды.

Таблица 3. Содержание денитрифицирующих бактерий в разных участках водохранилища в течение 1959 г. (число клеток в 1 мл воды)

Во время паводка численность денитрифицирующих бактерий поднялась на всех участках водохранилища почти в 10 раз. Особенно много (в среднем 3400) было их над пойменным участком, где над залитым в 1958 г. лугом их число доходило до 10000 клеток/мл. Летом и осенью число денитрификаторов в верхней части водохранилища почти не уменьшалось, в озеровидной же части и Бердском заливе их было заметно меньше (10-100 клеток/мл). Наибольшее количество денитрификаторов (100 тыс. клеток/мл), наблюдалось 23 июля выше г. Камня.

Придонный слой воды по содержанию денитрификаторов обычно был богаче поверхностного.

При сравнении числа денитрификаторов в воде водохранилища в 1959 г. с таковым в два предыдущих года [1] особой разницы не отмечается.

Из азотфиксирующих организмов определялось содержание в воде азотобактера и Clostridium pasteurlanum Winogradsky.

Для выявления азотобактера через мембранный фильтр пропускалось по 10 мл воды из поверхностного и столько же из придонного слоев воды; фильтр затем накладывался на питательную среду Эшби. В виде единичных клеток азотобактер был отмечен в мае на 4 станциях (из 11), в июле на 4, а в сентябре лишь в двух пробах.

Клостридий в воде водохранилища встречался повсюду, обычно в количестве от 1 до 10 клеток в 1 мл.

По сравнению с 1958 г. содержание в воде этих бактерий не изменилось.

Аэробные разрушители клетчатки в подледный период в воде почти отсутствовали. В паводок (конец мая - начало июня) число этих организмов несколько увеличивалось и доходило до 10 клеток в 1 мл воды.

В конце июня процесс разрушения клетчатки протекал наиболее интенсивно (десятки-сотни, а в Бердском заливе до 1000 клеток в 1 мл), с июля началось постепенное понижение численности клетчаткоразрушителей, дойдя в сентябре до 1 клетки в 1 мл воды (табл. 4).

Таблица 4. Количество клетчатковых аэробных бактерий в воде разных участков водохранилища в 1959 г. (число клеток в 1 мл воды)

Бактериальная флора грунтов Новосибирского водохранилища

В 1959 г., как и в предыдущие годы, продолжался процесс заиливания грунтов водохранилища. Слой наилка не только увеличился в озеро-видном участке, но распространился по всему среднему, а в межень (в сентябре - октябре) покрыл даже часть верхнего участка водохранилища. Только у г. Камня сохранились по-прежнему песчаные грунты. Последние все время были бедны микробами. Число сапрофитных бактерий в них составляло от 2,6 до 77,5 тыс. в 1 г сырого грунта. При заиливании в сентябре песка у д. Соколово плотность бактериального населения здесь сразу возросла до 2,39 млн. клеток/г. На остальной части слой ила был разной толщины, наиболее заилена русловая часть водохранилища, более слабый наилок имелся в надпойменной части над болотом и над затопленным в 1958 г. лугом. На среднем и нижнем участках, в Бердском заливе наибольшее число бактерий в грунте было в мае - июне и составляло в среднем 1,4 млн. (максимально 2,4 млн.) клеток в 1 г ила (табл. 5).

Таблица 5. Содержание сапрофитных бактерий в грунтах Новосибирского водохранилища в 1959 г. (тыс. клеток в 1 г сырого грунта)

В июле-октябре по сравнению с весной количество сапрофитных бактерий значительно упало, составляя в среднем 0,8 млн. на 1 г ила. С марта оно начало немного подниматься, достигнув в паводок наибольшей плотности. Наибольшее число сапрофитов (2,8-3 млн. в 1 г грунта) наблюдалось в весенний период на бывших луговых почвах, залитых в 1958 г.

Что касается болотных почв, то, наоборот, наибольшее число сапрофитов наблюдалось в октябре-марте (1,7-2,4 млн. клеток в 1 г). В период июля-сентября в грунтах наблюдалось наименьшее число бактерий (0,5-1 млн. клеток).

Содержание споровых бактерий по отношению к общему числу сапрофитов в ил ах водохранилища колебалось от 7,2 до 40%, один раз набюдалось 70% (табл. 6). Обычно в пробах наблюдался Bacillus mycoides.

Таблица 6. Содержание споровых бактерий в грунтах Новосибирского водохранилища в 1959 г. (в %к общему числу сапрофитов)

В верхней части водохранилища в песчаном грунте олигокарбофилов было в весенне-летнее время 0,007-0,08 млн. клеток в 1 г песка. В сентябре при заилении песчаного грунта у д. Соколово увеличилось и число олигокарбофиллов до 2,7 млн. клеток в том же объеме.

В озеровидной части колебания в численности олигокарбофиллов в общем следуют содержанию сапрофитных бактерий. Во время паводка (май - начало июня) число олигокарбофиллов было наибольшим, колеблясь по отдельным станциям от 10 до 28 млн. клеток в 1 г сырого грунта. С конца июня замечено падение численности бактерий (2-7 млн. клеток), а в июле было уже 1,5-3 млн. клеток, в августе - 0,5-1 млн. клеток в 1 г ила. С конца сентября и в октябре число олигокарбофиллов составляло по отдельным станциям 0,7-1,5 млн. в 1 г грунта. Наибольшее скопление бактерий этой группы наблюдалось в озеровидной части над затопленным лугом (2,2 млн. клеток в 1 г грунта).

Песчаные грунты имеют наименьшую нитрификац ионную способность, составляющую по отдельным станциям в верхней части водохранилища 0,03-0,3 мг/л NО₃ (табл. 7).

Таблица 7. Нитрификационная способность грунтов Новосибирского водохранилища в 1959 г. (в мг/л NO3 за месяц)

Таблица 7. Нитрификационная способность грунтов Новосибирского водохранилища в 1959 г. (в мг/л NO₃ за месяц)

На заиленных грунтах нитрификационная способность значительно выше. Зимой (в январе) нитрификация протекала слабо - 1,4-7,4 мг/л NO₃ (только над поймой в районе болот она была высокой-74 мг/л NO₃), в марте она была наибольшей - 61-97 мг/л NO₃. В последующее время она почти не снижалась до поздней осени и протекала с почти одинаковой интенсивностью на разных глубинах (2,5-24 м).

Денитрифицирующих бактерий было в заиленных грунтах более, чем в песчаных. Так, в верхней части водохранилища количество денитрификаторов не превышало 0,1 — 1 тыс. клеток в 1 г песка. Заиление в сентябре грунта у д. Соколово сопровождалось увеличением в нем денитрификаторов до 1 млн. клеток в 1 г. В илах озеровидной части водохранилища число денитрификаторов по отдельным участкам колебалось за весь период наблюдения от 10 тыс. до 1 млн. клеток в 1 г ила. Максимальное число денитрификаторов было зарегистрировано 6/VI в Бердском заливе — 100 млн. клеток в 1 г ила. Что касается содержания в грунтах азотобактера и клостридия, то их количество по сравнению с 1958 г. почти не изменилось.

В песчаном грунте речной части водохранилища число организмов, разлагающих клетчатку, не превышало 1 тыс. клеток в 1 г грунта. На остальной площади водохранилища с марта до половины июня число разлагающих клетчатку организмов тоже было около 1 тыс. клеток в 1 г грунта. В конце июня наблюдалось усиление процесса разложения клетчатки (100 тыс. - 1 млн. клеток в 1 г ила). В июле и осенью количество этих бактерий уменьшилось до 10-1 тыс. в 1 г грунта.

Из разрушителей клетчатки чаще всего встречались Cytophaga, Cellvibrio и грибы. В начале лета преимущество было на стороне актиномицетов и грибов, летом основная роль принадлежала Cytophaga. В осенний период разложение клетчатки вели преимущественно грибы.

Заключение

Новосибирское водохранилище относится к типу озерно-речных. Район Оби у Камня сохраняет почти полностью свой речной характер - песчаные грунты. Ниже, у д. Соколово, осенью 1959 г. было заметно заиление грунтов, увеличивающееся по направлению к озеровидной части водохранилища. Однородность грунтов способствовала выравниванию содержания бактерий в воде озеровидной части в 1959 г. по сравнению с первым годом заполнения водохранилища. Период паводка характеризуется наибольшей плотностью бактериального населения. Число бактерий в это время достигало в воде верхней и средней части водохранилища 0,7-0,9 тыс. (в среднем 0,5-0,7 тыс.) клеток 1 мл воды, а в песчаном грунте 2,6-20 тыс. в 1 г. В озеровидной части в это же время число сапрофитных бактерий в воде было меньше 100-300 клеток, но содержание бактерий в грунтах колебалось от 1 до 3 млн. клеток в 1 г ила. Летом (июль - сентябрь) число сапрофитов в воде составляло в среднем 100-400 клеток!мл, в грунтах от 0,5 до 1,5 млн. клеток/г.

Особо следует отметить Бердский залив, нередко дающий повышенное содержание бактерий в воде.

Процент споровых по отношению к общему числу сапрофитов относительно низкий.

Сезонные колебания в содержании олигокарбофиллов в основном следуют таковым в содержании сапрофитов.

В грунтах количество олигокарбофиллов колебалось от 2 до 7 млн. клеток/г.

В воде процесс нитрификации протекал очень слабо, нитрификационная способность грунтов высокая. Прослежено также содержание денитрифицирующих бактерий, клостридия, азотобактера. Аэробное разложение клетчатки в грунтах протекает интенсивно.

Интенсивное прохождение аэробных процессов в грунтах водохранилища обеспечивается достаточным содержанием в нем кислорода и в зимнее время.