О составе водорослей почв г. Новосибирска и его окрестностей (Андросова Е.Я.)

Многие почвы Западной Сибири до сих пор еще не имеют альгологической характеристики. Имеются сведения о почвенных водорослях серых и темно-серых лесных почв Томской области [1, 4, 5], среднемощных и маломощных черноземов Новосибирской области [3], темно-каштановых почв Алтайского края [3] и северных тундровых почв Западной Сибири [2].

В настоящей работе излагаются результаты изучения почв правобережья р. Оби. Водоросли изучались в серых и темно-серых лесных почвах Экспериментального хозяйства СО АН СССР, расположенного в 35 км от г. Новосибирска, и в дерново-слабо-подзолистой аллювиально-луговой и серой оподзоленной почвах Центрального Сибирского ботанического сада (ЦСБС), расположенного в г. Новосибирске. Сюда вошли почвы с залежных участков, пашен, лесных лугов и участков, занятых под лесом. Всего на разных участках было собрано и просмотрено 98 образцов почвы.

Методика работы

Пробы брались из поверхностного слоя (0-2 см) и с глубины 18-22 см. Сбор почвы проводился в стерильные чашки Петри ножом или ложкой с соблюдением стерильности. Полграмма почвы из пробы сразу же высевалось в водную среду в колбочки объемом 100 или 50 мм³, или в пробирки. В качестве питательных сред были использованы: 1) раствор Кнопа, разбавленный в 10 раз; 2) стерильная почвенно-водная вытяжка из садово-огородной почвы, в которую добавлялись следы солей - фосфорно-аммонийно-магнезиальной и хлористого кальция. Оставшаяся от посева почва в чашках Петри периодически увлажнялась разбавленным раствором Кнопа.

Культуры выращивались при естественном освещении на окнах при комнатной температуре (20-24° С). От прямых лучей солнца с марта окна закрывались калькой. Культуры просматривались летом через 1,5-2 недели, зимой - через 3-4 и окончательно - через 3-5 месяцев.

Водоросли почв экспериментального хозяйства СО АН СССР

На территории Экспериментального хозяйства для анализа было собрано 40 образцов почвы, в том числе 33 образца серой лесной почвы, 2 - темно-серой и 5 образцов болотной почвы. О характере серых и темно-серых лесных почв можно судить по нижеприведенному анализу, составленному для пахотных участков (табл. 1).

Таблица 1. Химический состав серых и темно-серых почв пахотных участков Экспериментального хозяйства СО АН СССР (по данным почвоведа В. П. Шаповалова)

Серые и темно-серые лесные почвы отличаются малой мощностью гумусового горизонта и бедным содержанием питательных веществ (общего гумуса 3,85-4,27%). Карбонаты вымыты из почвенного профиля - вскипание не прослеживается до 1,70-2 м. Пахотные участки характеризуются сильной распыленностью пахотного слоя, почему быстро уплотняются после обработки и имеют низкую водопроницаемость, рН = 6,6-6,7. Диапазон "активной влаги" в серых почвах составляет 20,9-16,9%, а в темно-серых - 26,7-19,0% от веса почвы.

Образцы серой лесной почвы были взяты из-под осинового и березового лесов, разнотравно- ежового луга, с пашни из-под посева кукурузы и бобов и с 7-летней залежи, расположенной рядом с пашней.

а) Водоросли пахотных участков и прилегающей залежи, На серой почве 23/V-1962 г. было взято 2 образца из-под посева бобов, 2 - из-под посева кукурузы и 2 - с залежи.

На пахотных участках осенью поверхностно вносилась фосфоритная мука и была проведена зяблевая отвальная вспашка на 18-20 см. Весной проведены предпосевная культивация и прикатывание. Посев бобов проведен 13 мая, посев кукурузы - 20 мая.

На темно-серой лесной почве в тот же срок были взяты 2 образца под посевом яровой пшеницы. На этом участке была проведена отвальная весновспашка на 20 см и боронование. Посев проведен 13 мая. Удобрения не вносились.

В культурах из серых и темно-серых лесных почв было обнаружено 36 видов водорослей. Наибольшее число их (по 23 формы) было найдено в серой почве с залежного участка и из-под посева бобов. 18 видов было в почве из-под посева кукурузы и всего 12 видов в образцах темно-серой почвы под посевом пшеницы.

В больших количествах во всех пробах развивался Amorphonostoc punctiforme f. populorum. Кроме него, общими видами для всех проб были следующие: Amorphonostoc punctiforme, Stratonostoc linckia f. calcicola, Cylindrospermum stagnate, Phormidlum tenue, Heterococcus cho-datii и Chlamydomonas sp. Они обильно развивались и в колбах с раствором Кнопа, и в чашках Петри, образуя часто одноводорослевые скопления.

В пробах с залежного участка удалось проследить прорастание спор Cylindrospermum stagnate, который образовал целые скопления в поверхностной пленке в колбах и на стенках чашек Петри. В серой почве с залежи и из-под посева бобов хорошо развивались в почвенных культурах Symploca muscorum, Phormidlum tenue, Ptecionema boryanum. Schirothrix lardacea был обнаружен в пробах темно-серой почвы из-под пссева пшеницы.

б) Водоросли серых почв из-под осинового и березового леса и разнотравно-ежового луга. В 4 км от заимки Каинской 5 мая и 18 июня 1962 г. было взято 13 образцов серой лесной почвы из-под осинового и березового леса и разнотравно-ежевого лесного луга. Одновременно были взяты 5 проб почвы тростниково-дернисто-осокового болота, расположенного поблизости от этих участков.

Осиновый лес со злаково-разнотравным (орляковым) травостоем расположен на северном склоне. Почва серая лесная оподзоленная (пылевато-комковатая). В травостое преобладают: папоротник орляк, коротконожка пятнистая, вейник тростниковый, сныть обыкновенная, борщевик рассеченный, чина весенняя и т. д.

Березовый редкий лес с разнотравно-осоково-вейниковым травостоем расположен на водоразделе, имеющем слабо волнистую поверхность. Используется под сенокос. Почва серая лесная оподзоленная (суглинистая). В травостое преобладают: мятлик узколистный, ежа сборная, вика призаборная, осока бледноватая, чина весенняя, лютик едкий и т. д.

Разнотравно-ежовый лесной луг расположен на открытой поляне, окруженной березовым лесом. Участок хорошо прогреваем, достаточно увлажнен. Почва серая лесная оподзоленная (легкий суглинок). Используется под сенокос. В травостое доминируют ежа сборная, овсяница луговая, мятлик узколистный, тимофеевка луговая, клевер ползучий, володушка золотистая и др.

Для сопоставления было взято 5 проб на тростниково-дернисто-осоковом болоте, покрытом высоким травостоем с отдельными березками, расположенном в низине по долине ручья. В засушливые годы используется под сенокосы. Почва черная перегнойно-болотная (бескарбонатный лесной суглинок). В травостое доминируют тростник, осока дернистая, вейник Лангсдорфа.

В обргзцах почвы с описанных выше участков было обнаружено 47 видов водорослей (кроме диатомовых), которые распределялись следующим образом (табл. 2).

Таблица 2. Количество видов водорослей в серых лесных оподзоленных почвах Экспериментального хозяйства СО АН СССР (кроме диатомовых)

Общими видами для 13 проб серой лесной оподзоленной почвы были: Amorphonostoc punctiforme f. populorum, Botrydiopsis arhyza, Chlorella vulgaris и Hormidium flaccidum. Наиболее богатыми по видовому составу были пробы из-под разнотравно-ежового луга. Из сине-зеленых водорослей здесь преобладали: Amorphonostoc punctiforme f. populorum, Stratonostoc linckia, Phormidium uncinatum, Ph. autumnale и Ph. corium.

Одноводорослевую пленку на стенках чашек Петри дал Phormidium corium. На стенках колб над раствором при посеве почвы из-под разнотравно-ежового луга обильно развивались: Stratonostoc linckia, Amorphonostoc punctiforme f. populorum, Botrydiopsis arhyza.

В больших количествах здесь были обнаружены Chlorella vulgaris и Ch. terricola. Обильно развивался (в пробирках) на почвенно-водной вытяжке Dictyococcus mucosus. Слабое развитие в культурах имели Oscillatoria brevis и О. formosa, встреченные только в почвах разнотравно-ежового луга.

Видовой состав водорослей почвы березового леса мало чем отличается от такового из разнотравно-ежового луга. Встретился здесь Phormidium angustissimum, не найденный ни в одном из других почвенных образцов Экспериментального хозяйства. Интересно, что основная часть почвенных водорослей из-под березового леса развивалась в пробах весеннего срока сбора (5-го мая). В летних пробах изобиловала грибная флора, и пробы были бедными.

Почвы из-под осинового леса отличались полным отсутствием (в культурах) нитчатых форм сине-зеленых водорослей. Преимущественное развитие здесь имели зеленые, из которых доминирующими видами были Chtorella vulgaris, Ch. terricola, Chlamydomonas oblonga и Chlamydomonas sp. В одной пробе почвы из-под осинового леса был встречен Cylindrospermum catenatum.

Болотные почвы отличались довольно специфическим видовым составом. Здесь были встречены такие виды, как Oscillatoria tenuis, О. an? guina и Phormidium inundatum, обнаруженные в пробах ближе к ручью.

в) Состав водорослей в почвах лесного луга по вариантам опытов. 18 июня 1962 г. было собрано 11 образцов серой лесной оподзоленной почвы на следующих вариантах двух опытов по улучшению лесных лугов.

Опыт I. 1) Контроль без обработки и удобрений); 2) дискова-ние+подсев; 3) органо-минеральное удобрение (максимальная доза); 4) органо-минеральное удобрение (максимальная доза)+дискование+ подсев.

Опыты по улучшению лугов были заложены в 1-й декаде мая 1962 г. па разнотравно-ежовом лугу. В состав органо-минерального удобрения входили: компост, аммиачная селитра (4 ц/га) и суперфосфат (4 ц/га). Подсев многолетних трав (овсяницы луговой, костра безостого, люцерны желтой и клевера красного) проведен под покров овса.

Опыт II. 1) Контроль (без удобрений); 2) марганец серно-кислый (6 кг/га); 3) кобальт хлористый (6 кг/га). Микроэлементы вносились в виде 0,06%-ного раствора опрыскивателем.

Количество видов водорослей на исследованных участках (опыт I) колебалось от 2 до 13. Наибольшее число их обнаружено во 2-ом варианте опыта I (табл. 3). Здесь образовали пленку на дне колб и в чашках Петри виды Oscillatoria атоепа, О. deflexa, О. terebriformis, Phormidium, uncinatum и Ph. corium.

Таблица 3. Количество видов отдельных групп водорослей лесного луга по вариантам опытов

Внесение органо-минеральных удобрений не оказало существенного влияния на увеличение водорослей по сравнению с контролем. Правда, здесь появились такие виды, как Cylindrospermum stagnate и Нурпотоnas schizochlamis, но в культурах не было такого хорошего развития водорослей, как в варианте с дискованием почвы с подсевом.

В опыте II по удобрению почвы микроэлементами наибольшее число видов (11) обнаружено по третьему варианту (удобрение хлористым кобальтом). В контроле вследствие развития грибной флоры было найдено всего 2 вида: Symploca muscorum и Chlorococcum humicola. В пробе по варианту удобрения хлористым кобальтом хорошо развивались такие виды, как Gloeocapsa minuta, Anabaena sp., Cylindrospermum stagnate, Phormidium uncinatum, Symploca muscorum, Chlorella terricola и Ch. vulgaris.

В варианте удобрения сернокислым марганцем было встречено всего 5 видов водорослей, которые отмечены и в варианте удобрения кобальтом.

Водоросли почв Центрального Сибирского ботанического сада СО АН СССР

На территории Центрального Сибирского ботанического сада СО АН СССР 11 октября 1961 г. и 19 июня 1962 г. было собрано 38 образцов почвы на следующих почвенных разностях: 1) аллювиально-луговая почва; 2) серая оподзоленная почва (намытая); 3) дерново-слабо-подзолистая и 4) болотная почва.

Аллювиально-луговая почва была взята в нескольких точках на склоне берега речки Ельцовки: серая оподзоленная (намытая) - на дне середины оврага, болотная - у пересыхающего летом болотца. На дерново-подзолистой Почве образцы были взяты на залежи, под посадкой георгин, под кустарником, в березовом, смешанном и сосновом лесах.

В указанных почвах было обнаружено 73 вида водорослей, 56 из которых были встречены в почвах Экспериментального хозяйства. Большая часть видов (33) принадлежит, как и в Экспериментальном хозяйстве, к группе сине-зеленых (табл. 4).

Таблица 4. Количество видов водорослей в почвах Центрального Сибирского ботанического сада (кроме диатомовых)

Общими видами для большинства почвенных проб были следующие: Amorphonostoc punctiforme f. populorum, Stratonostoc linckia, Phormidium foveolarum, Ph. autumnale, Ph. tenue, Botrydiopsis arhyza, Chlamydomonas oblongella, Chlorella vulgaris, Chlorococcum humicolum и Hormidium flaccidum. Наибольшее число видов водорослей было обнаружено в аллювиально-луговой почве. Поскольку образцы этой почвы были взяты не только на склоне, но и у самого берега, то увеличение числа видов здесь шло за счет водноживущих, таких, как Dlctyosphaerium pulchellum, Klrchneriella obesa var. aperta, Scenedesmus obliquus, Trachelomonas sp. и др. В большинстве проб аллювиально-луговой почвы хорошо развивались в культурах виды Anabaena sp., Calothrix elenkinii, Phurmidium fbveolarum, Botrydiopsis arhyza, Chlamydomonas oblongella и Chlorella vulgaris.

На втором месте по числу обнаруженных видов водорослей стоит дерново-слабо-подзолистая почва, взятая с участка из-под посадки георгин и с 3-летней залежи, расположенной рядом с ним. Водорослевый состав почв с этих участков почти одинаков. Преимущественное развитие видов отмечено в водных культурах. Из сине-зеленых доминируют виды рода Nostoc. В почве с пахотного участка развивалось много нитчатых форм сине-зеленых: Phormidium autumnale,. Ph. fragile, Ph. molle и Ph. tenue.

Богатыми по видовому составу водорослей (21 вид) были образцы дерново-подзолистой почвы, взятые в сосновом лесу. Здесь и в колбах, и в почвенных культурах хорошо развивались виды Phormidium corium, Ph. bohneri, Symploca sp., Hormidium dissectum, Chlorella vulgaris и др.

Значительно меньше видов было найдено в почвах из-под смешанного леса (17 форм) и особенно из-под кустарника (7 форм.)

Заключение

Начатое нами в 1962 г. изучение водорослевого населения почв г. Новосибирска и его окрестностей показало, что исследованные почвы отличаются богатым содержанием водорослей. В них выявлено 73 вида (не считая диатомовых), доминирующее место среди которых занимают сине-зеленые (44 вида). Зеленые представлены 26 видами, желто-зеленых встречено всего 4 вида (см. приложение).

В исследованных почвах были встречены следующие сине-зеленые - азотофиксаторы:

1. Amorphonostoc punctiforme - в серой лесной оподзоленной почве с залежи, пашни, из-под осинового леса и разнотравно-ежового луга Экспериментального хозяйства и в аллювиально-луговой почве.

2. Amorphonostoc paludosum - в серой лесной почве из-под осинового леса и в дерново-подзолистой с участка из-под георгин.

3. Stratonostoc linckia f. calcicola - в серой лесной оподзоленной почве с залежи, пашни и из-под березового леса и разнотравно-ежового луга; в дерново-слабо-подзолистой с залежи, пашни и из-под соснового леса и в аллювиально-луговой почвах.

4. Anabaena variabilis - в дерново-слабо-подзолистой с залежи и участка (из-под георгин), в серой лесной оподзоленной с залежи, из-под кукурузы и в болотной почвах.

Приложение

Систематический список водорослей, обнаруженных в почвах г. Новосибирска и его окрестностей

^*(Виды водорослей, встреченные в темно-серой лесной почве из-под посева пшеницы.)

Литература

1. Дегтярева М.Г. К флоре почвенных водорослей окрестностей г. Томска. Диссерт., Томск, 1940.
2. Кошелева И.Т. иНовичкова Л. Н. О пятнистых тундрах Западной Сибири и их альгофлоре. "Ботанич. журнал", 1958, № 48.
3. Попова Т.Г. Почвенные водоросли осваиваемых старозалежных земель Западной Сибири. Биол. ин-т Зап. Сиб. ФАН СССР, вып. 3, Новосибирск, 1957.
4. Потехина Л.И. К микробиологической характеристике серых лесных почв Томской области. Тр. Томск, ун-та, т. 114, Томск, 1951.
5. Потехина Л.И. К микробиологической характеристике темно-серой лесной почвы. Тр. Томск, ун-та, Четверт. научн. конференция, т. 130, 1954.