ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ ПРОСТЕЙШИХ

Г. Л. Корганова

Простейшие являются непременными членами почвенных био­ценозов и занимают видное место среди микроорганизмов как по числу особей, так и по разнообразию форм. Количество про- тистов в 1 г почвы колеблется в значительных пределах — от нескольких десятков клеток до 1—2 млн.

Широкое распространение простейших в почве, их воздейст­вие — прямое или косвенное на бактериальную флору, участие в азотном балансе, в разложении органического вещества и мно­гие другие аспекты их деятельности, а также возможность ис­пользования протистов при биологической диагностике почв яв­ляется предметом исследований как за рубежом, так и в Совет­ском Союзе (Бродский, 1935; Stout, 1952; Varga, 1953; Гиляров, 1955; Николюк, 1956; Николюк, Гельцер, 1972, и др.).

Комплексы простейших в почвах сформировались в резуль­тате длительного процесса приспособления к этой среде, что нашло отражение в специфике их морфологии и физиологии. Размеры почвенных простейших в 5—10 раз меньше размеров клеток тех же видов, обитающих в воде. Величина почвенных амеб — порядка 10—15 мк, а некоторые почвенные жгутиконос­цы имеют в длину лишь 2—5 мк. Почвенные флагеллята теряют хлоропласты, у них часто отсутствует передний двигательный жгут, появляется способность к метаболии тела. Наибольшее морфологическое сходство с водными формами имеет группа Ciliata, идентичность же почвенных Mastigophora и Rhizopoda устанавливается с большим трудом.

Некоторые виды амеб — Naegleria gruberi, N. bistadialis, Hartmannella hyalina до настоящего времени найдены лишь в почве (Lepsi, 1960).

Роль, которую играют простейшие в почвенных процессах, их взаимосвязь с другими организмами выявлены ещё недостаточ­но, главным образом из-за отсутствия надёжных методов изуче­ния простейших в почве.

54

Наблюдения над почвенными протистами непосредственно на почвенных частицах и в почвенных капиллярах, а также микро­скопирование почвенной суспензии (Koch, 1915, 1916; Francfe, 1921; Koffman, 1928; Kubiena, 1938) позволяют обнаружить ак­тивных амеб, жгутиконосцев и инфузорий. Однако подобное прямое наблюдение трудоёмко из-за сравнительно малого коли­чества организмов в исследуемом объёме почвы и их адсорбции почвенными частицами, затрудняющей обнаруживание клеток в поле зрения микроскопа.

Ряд исследователей изучали простейших, изготовляя и мик- роскопируя препараты и мазки почвенной суспензии (Martin, Le- win, 1914, 1915; Догель, Раммельмейер, Стрелков, 1927; Bunt, Tchan, 1955).

Так, Бант и Чан изготовляли препараты на предметных стек­лах из серий десятикратных разведений; окрашивая почвенную суспензию дифференцирующими красителями — зритрозином и метиленовым зеленым, отмечали присутствие или отсутствие Protozoa на стекле и подсчитывали количество организмов в ис­ходном почвенном образце. Авторы отмечают эффективность этой методики, но судить о её ценности трудно, так как публика­ций о результатах её применения не появлялось.

Методики, связанные с изготовлением препаратов и мазков, трудно применимы, так как одновременно окрашивающиеся ор­ганические частицы почвы затрудняют отыскание простейших; нежные клетки Protozoa часто деформируются и разрушаются, изучение их внутренней структуры становится практически не­возможным. Существенным недостатком окрашенных препара­тов является также невозможность наблюдать активные формы и изолировать их в чистые культуры, что необходимо при опре­делении, например, голых амеб.

Делались также попытки «экстрагировать» простейших из почвы: использовали, например, их способность в электрическом поле двигаться к катоду — принцип электромиграции.

Отрицательный геотропизм Ciliata позволяет отделять пара­меций от активного ил,а. Используя температурный градиент (на­пример, покрывая мокрый песок льдом), можно заставить Cilia­ta двигаться вниз, через песок в сборный сосуд. Для почвенных проб образец должен быть достаточно мал, чтобы организмы могли легко передвигаться.

Перечисленные методы экстрагирования не пользуются ши­рокий признанием, но они могут использоваться если не как ос­новные, то в каких-то конкретных случаях.

Предложены также приемы изучения микроорганизмов с ис­пользованием различных питательных сред (Rossi, 1928 — цит. по Виноградскому, 1952; Cholodny, 1930; Рыбалкина, Кононенко, 1957). Т. В. Аристовская и О. М. Паринкина (1961) применили для исследования почвенной микрофауны в естественных услови­ях педоскоп, сконструированный Б. В. Перфильевым и Д. Р. Га- бе (1961) и представляющий собой держатель с системой капил­ляров, который помещают в почву на срок от нескольких дней до нескольких недель. Под влиянием капиллярных сил в сосуды педоскопа проникают микроорганизмы, в том числе и простей­шие. Для более полной имитации естественных условий и более быстрого и обильного развития микроорганизмов капилляры за­полняют 1%-ным раствором агар-агара с приманочными или питательными веществами — например, органо-минеральными комплексами гумусовых веществ, свойственных изучаемому ти­пу почвы. Модификация этих методов применительно к простей­шим— проращивание почвенного мелкозема на покровных стек­лах, покрытых тонким слоем водного раствора агар-агара во влажных камерах (Гельцер, 1960). Этот метод позволяет опре­делить живых простейших, а также изготовлять их препа­раты.

Прямые методы употребляют не только для обнаружения, но и для подсчёта простейших (Шульгина, 1927; Догель, Раммель- мейер, Стрелков, 1927; Bunt, Tchan, 1955).

Однако наиболее широко при работе с почвенными простей­шими используется метод культур, основанный на внесении ис­следуемой почвы в искусственные питательные среды, в которых организмы размножаются (Николюк, 1965, и др.). При исполь­зовании той или иной среды следует учитывать её физические особенности и в связи с этим — её избирательные свойства. Пи­тательную среду выбирают в зависимости от характера движе­ния простейших и их пищевых требований. Так, в жидкой среде развиваются в основном активно двигающиеся инфузории и жгутиконосцы; на ' плотных агаризованных средах — главным образом амебы. Многие исследователи предпочитают использо­вать в качестве культуральных жидкостей бедные питательными веществами среды, лишенные избирательных свойств,— почвен­ный экстракт, дистиллированную и водопроводную воду. В та­ких средах развивается меньшее количество организмов, но бо­лее богат видовой состав. Сравнение различных сред, приме­няемых для развития инфузорий, сделано Стаутом (Stout, 1962). Он полагает, что среда без избирательных свойств позволяет развиваться представителям видов, которые находятся в почве' в активном состоянии — истинно почвенных видов. Конечно, ус­ловия существования в любой искусственной питательной среде не полностью отвечают условиям в естественной, нормально увлажненной почве.

Изучение почвенных простейших производится с соблюдени­ем общих методов микробиологических исследований (Разумов­ская, Чижик, Громов, 1960). Необходимым условием работы яв­ляется чистота и аккуратность. При отсутствии микробиологи-

56

ческого бокса некоторые операции (например, открывание про­бирок с разведениями) следует производить при зажженной спиртовке; лабораторный стол, инструменты, руки дезинфициру­ют; всю применяемую посуду стерилизуют в автоклаве, сушиль­ном шкафу или прожигают над спиртовкой.

Неравномерность распределения простейших в почве отра­жается на результатах количественных подсчётов. Поэтому не­обходимо обратить внимание на тщательность отбора образцов почвы для анализа. Для этого почву, взятую из нескольких то­чек исследуемого участка, помещают в один стерильный перга­ментный пакет с помощью ножа, который предварительно не­сколько раз втыкают в почву рядом с местом взятия пробы для очистки от случайных загрязнений. При необходимости хране­ния пакеты с пробами, не разворачивая, доводят до воздушно­сухого состояния при комнатной температуре, в хорошо провет­риваемом и затенённом месте.

В лаборатории почву тщательно перемешивают шпателем, растирают в фарфоровой ступке пестиком с каучуковым нако­нечником или пальцем в резиновой перчатке и отбирают пинце­том корешки растений. Образец просеивают через сито (0,25 мм²).

Целесообразно рассматривать три группы методов изучения простейших: 1) активно двигающихся форм (инфузории и жгу­тиконосцы); 2) голых амеб; 3) раковинных амеб.