ИСТИНА

Проект направлен на решение частного вопроса в рамках большой научной задачи - изучение механизмов регуляции микробного сообщества в почве, а именно регуляторной роли почвенных беспозвоночных животных на примере дождевых червей. Каков масштаб изменений физиологического состояния микроорганизмов вследствие жизнедеятельности почвенных беспозвоночных не известно. Наша рабочая гипотеза: основной механизм регуляции микробного сообщества почвенной мезофауной - изменение физиологического состояния (активация одних и инактивация других), а не изменение таксономического состава. Цель работы - исследование влияния дождевых червей (как наиболее важной группы почвенных животных) на физиологическое состояние микробного сообщества. Задачи: 1) Исследовать одновременно изменения таксономического состава и физиологического состояния бактерий в результате пассажа через кишечник дождевых червей 2) Сопоставление физиологического состояния микробного сообщества почв с червями и без них, а так же компостов с вермикомпостами. 3) Исследование прайминг - эффекта, как следствие изменения физиологического состояния микроорганизмов, вызванного дождевыми червями, на примере трансформации соединений углерода: разложение биополимеров (целлюлозы, пектина, крахмала, хитина) и минерализации азота (аммоний и нитрат). 4) Постановка лабораторного эксперимента по изучению влияния изменения физиологического состояния микроорганизмов под действием червей на рост и питание сельскохозяйственных растений (для вермикомпостов и почв).

Исследовались объединённым методом (см. раздел «Методы и подходы, использованные в ходе выполнения проекта») вермикомпосты из навоза крупного рогатого скота (КРС), полученные с применением компостных червей Eisenia fetida ООО “Флора – Л” и ООО “ Русский биогумус”. Модельные компосты и вермикомпосты, полученные в ходе лабораторного 6-месячного культивирования E. fetida на опаде мелколиственных пород деревьев, навозе КРС и культивирования дождевых червей Aporrectoda caliginosa на низинном торфе. Микробные комплексы свежих (суточных) копролитов и навоза КРС - субстрата в котором жили E. fetida (корм) в ходе трех модельных экспериментов; копролиты A. caliginosa и корма - горизонт Апах чернозема выщелоченного, агроторфяной почвы, дерново-подзолистой почвы, гор. А чернозема обыкновенного+10% дубового опада, урбанозема; копролиты Lumbricus terrestris и экскременты личинок комаров-толстоножек (сем. Bibionidae, род Bibio sp.) и корма - опада широколиственных пород деревьев. Сравнивался опад (корм) и старые экскременты крымских кивсяков Pachyiulus flavipes. Установило, что вследствие прохождения через кишечник личинок комаров-толстоножек и дождевых червей бактериальные ассоциации свежих экскрементов в отличие от сообщества корма становятся способными к более быстрому росту в условиях избытка пищи (больше значения максимальной удельной скорости роста µm1). Ассоциации быстрее реагируют на появление пищевых субстратов (-ln(r01)-метаболическая готовность к росту на среде меньше). У них менее эффективный метаболизм (меньше экономический коэффициент Y). Подобные изменения бактериальных ассоциаций в кишечнике почвенных животных-сапрофагов обеспечивают наиболее эффективное пищеварение - быстрое разложение биополимеров в кишечнике. Таким образом в результате пассажа через кишечник червя происходит активизация существенной части бактериального сообщества почвы. Снижение активности бактерий при пассаже наблюдается на средах с трудными для микробного разложения субстратами - коричная кислота, фенилаланин, додецилсульфатом натрия. В результате пассажа через кишечник увеличивается доля быстрорастущих бактерий r-стратегов. Пассаж через кишечник червя приводит к снижению трофического (функционально) разнообразия бактериального сообщества. Экспериментально доказано положительное влияние вермикомпостов на плодородие почв и рост растений. Механизм положительного действия заключался в повышении доступности растениям минеральных форм азота.