IV.36. Структурно-функциональная органи­зация пбк в различных экологических условиях.

Почва —часть биосферы, где действуют различные экологические факторы; поэтому в природе существует множество почвенных типов и их раз­новидностей с различным проявлением биологических процессов. Например, южные почвы, сформированные в усло­виях оптимального сочетания экологи­ческих факторов (достаточные количе­ства тепла, влаги, питания), отличаются более высокой биологической активно­стью. Северные почвы в условиях лими­тирующего температурного фактора, промывного типа водного режима, осо­бенностей почвообразующих пород и пр. характеризуются низкой биологи­ческой активностью и своеобразным ПБК. Другими словами, разные экосис­темы функционируют при участии раз­личных почвенных организмов, что обусловливает уровень почвенного пло­дородия и устойчивость экосистемы к неблагоприятным факторам среды.

Так, черноземные почвы характери­зуются высокой урожайностью и высо­кой устойчивостью по отношению к токсикантам. Почвы северного ряда — подзолистые и дерново-подзолистые — обладают менее выраженным плодоро­дием, а также низкой устойчивостью к антропогенному загрязнению.

В зависимости от типа почвы и ее культурного состояния эти различия проявляются в значительных колебани­ях численности и структуры почвенной биоты вообще и микроорганизмов в ча­стности. Наибольшее количество по­чвенных микроорганизмов содержится в черноземах иотдельных подтипах каштановых почв Высокой численностью микроорганизмов харак­теризуются также сероземные почвы (при орошении). К северу и югу региона распространения этих почв числен­ность микробного населения сокраща­ется. Микробиота активно функциони­рует в основном в верхнем гумусовом слое, где сосредоточен наибольший за­пас питательных элементов т. е. плодородие почв и почвенная биота взаимосвязаны.

Структурные изменения в функцио­нировании экосистем в различных почвенно-экологических условиях опре­деляются участием различных групп по­чвенного бионаселения в биохимичес­ких процессах. Например, в северных экосистемах в биологическом кругово­роте активное участие принимает гриб­ное население; к югу в структуре мик­робного ценоза преобладают бактерии и актиномицеты.

Выявлены и видовые особенности микроорганизмов в функционировании различных экосистем. В эко­системах со слабым течением минера-лизационных процессов (дерново-под­золистые и особенно подзолистые по­чвы) доминантами выступают виды, участвующие в распаде органического вещества на ранних этапах (Вас. cereus, Вас. vlrgulus, Вас. agglomeratus). Более глубокая трансформация органического вещества протекает при участии Вас. idosus, Вас. mesentericus, Вас. subtilis. В экосистемах с хорошим азотным режи­мом почвы присутствуют зародыши Вас. megatherium. Индикатором засоленных почв является Вас. gaslficans. В условиях нодоминантные агроэкосистемы), со­кращается микробное разнообразие и выпадает звено, потребляющее продук­ты обмена (либо изменяются его функ­ции), что приводит к нарушению про­цесса самоочищения почвы, известному под названием «почвоутомление».

Метаболические (адлелохимические) связи проявляются в том, что насе­ляющие почву живые организмы выде­ляют в окружающую среду различные продукты, выполняющие функции сиг­нальных метаболитов и влияющие на рост и развитие растений. Например, микроорганизмы выделяют во вне­шнюю среду физиологически активные вещества разной химической природы, которые действуют на другие организ­мы уже в малых концентрациях и вы­полняют функцию сигнала для работы системы. Продукты метаболизма мик­роорганизмов (витамины, аминокисло­ты, ауксины, антибиотики, ферменты и др.) поступают в растения, играя важ­ную роль в их росте и развитии. Наибо­лее активные продуценты витаминов — микроорганизмы родов Bacillus и Pseudomonas. Некоторые микроорганиз­мы способны продуцировать гибберел-линовые и гиббереллиноподобные ве­щества, которые ускоряют фотохими­ческую и темновую фиксацию азота, вызывают пробуждение семян и ускоря­ют их прорастание, стимулируют цвете­ние длиннодневных растений при не­благоприятном фоторежиме.

Установлено защитное действие микроорганизмов почвы, проявляюще­еся 'В подавлении фитопатогенных форм бактерий и грибов.

В сельскохозяйственном производ­стве широко используются продукты, образуемые в результате метаболичес­ких (аллелохимических) связей, суще­ствующих в биоценозах. Например, на­секомые выделяют вещества, которые могут отталкивать (репелленты) или привлекать (аттрактанты) других насе­комых или особей противоположного пола. Эти вещества используют при биологической защите растений.

Большое значение имеет симбиоти-ческий (мутуалистический) тип ассо­циации. Пример — клубеньковые бак­терии на корнях бобовых растений, связи в лишайнике между грибами и водорослями, микориза (или грибо-ко-рень) играющая большую роль в обес­печении древесных растений элемента­ми питания, особенно фосфором и ка­лием. Сеянцы сосны, например, очень плохо растут, если на их корнях нет микоризы, а многие микоризные гри­бы не встречаются вне корней. Связь обычно осуществляется через питание: микроорганизмы снабжают хозяина витаминами, стиролами, а от него по­лучают кров и пищу. Отсутствие спор грибов в почве иногда бывает причи­ной неудач при закладке питомников и посадке культур, особенно на площа­дях, не бывших под лесом, например в степи.

Отмечая множество биологических взаимодействий, следует подчеркнуть, что они не постоянны, а могут меняться в процессе развития ценоза и в зависи­мости от условий окружающей среды, что необходимо учитывать при констру­ировании агроэкосистем и проведении хозяйственных мероприятий.