Почвенные водоросли

Методы обнаружения водорослей в почве. При интенсивном развитии водорослей в поверхностных слоях почвы исследование можно производить при помощи прямого микроскопирования почвенной суспензии в обычном или люминесцентном микроскопах.

Для приготовления почвенной культуры почву помещают в чашки Петри слоем 1 см в ненарушенном состоянии, увлажняют стерильной дистиллированной водой до 80% от полной влагоемкости и выдерживают на свету. Через несколько дней на поверхности почвы появляется налет водорослей, который можно использовать для приготовления микроскопических препаратов.

На поверхность почвы в чашках Петри можно поместить стерильные покровные стекла таким образом, чтобы между почвой и стеклом оставались отдельные воздушные камеры. В этих влажных камерах, в капельках воды на внутренней поверхности стекол, обильно развиваются водоросли, особенно диатомовые. Через 7—10 дней стекла снимают пинцетом и, удалив с них крупные частицы почвы, помещают на предметное стекло в каплю воды и микроскопируют. На «стеклах обрастания» быстро развиваются диатомеи. Стекла можно фиксировать в 4%-ном формалине для последующей обработки или использовать для засева водных культур, опуская размельченное стекло в среду.

Почвенную культуру можно приготовить на фильтровальной бумаге. Для этого почву в чашках Петри увлажняют несколько сильнее, чем в предыдущих случаях, с поверхности заглаживают стерильным шпателем и поверхность почвы покрывают кружком фильтровальной бумаги. На бумаге делают многократно проколы иглой. Через 1—2 месяца водоросли обычно хорошо разрастаются на бумаге, если чашки выдерживают на свету, и следят, чтобы культуры не высохли. Препараты готовят, снимая иглой дернинки водорослей с фильтровальной бумаги. Обычно через бумагу хорошо прорастают синезеленые водоросли. Бумагу можно помещать в банку с 4%-ным раствором формалина, затем высушивать, тем самым сохраняя водоросли.

Широкое применение получили среды, содержащие почвенную вытяжку. Стандартная среда Данилова предусматривает почвенную вытяжку из хорошей садовой почвы: 250 мл вытяжки, 750 мл воды, Са(ЫОз)2 — 0,2 г и КгНР04 — 0,2 г. Почвенную вытяжку готовят следующим образом: одну часть почвы взбалтывают с четырьмя частями дистиллированной воды (в случае торфяных почв соотношение составляет 1 : 25) и фильтруют через складчатый фильтр. Может быть использована и неразбавленная почвенная вытяжка. Иногда к ней добавляют небольшое количество солей калия и фосфора.

Методы количественного учета водорослей. Учет численности и биомассы почвенных водорослей производится двумя методами, основанными на разных принципах. Первый метод — прямое взвешивание — используется для определения массы поверхностных корочек или пленок водорослей. Для этого взвешивают колонии, корочки или водорослевый войлок, собранные с определенной площади (1 см2 или 1 дм2). Вследствие того что в корочках водорослей немало почвенных частиц, массу органического вещества определяют по убыли массы после сжигания навески. Этот метод успешно применяется для определения массы водорослей в такырной корочке, для учета колоний Nostoc commune и N.

Вторая группа методов — подсчет водорослей, рассеянных между частичками почвы. Культуральные методы подсчета основаны на последовательном разбавлении почвенной суспензии и засеве ее в питательные среды. Они имеют ряд общих недостатков, обусловленных неодинаковой скоростью роста разных видов, трудностью подбора сред, неравномерностью распределения водорослей в суспензии.

Наибольшее распространение получил прямой метод Виноградского в видоизменении Э. А. Штиной. Навеску почвы в 1 г взбалтывают 3 мин с 4 мл дистиллированной воды, взвесь отстаивают 30 с и сливают в центрифужную пробирку. Операцию повторяют еще 2 раза, добавляя к осадку по 3 мл воды. Все взвеси сливают вместе. Осадок выбрасывают, а взвесь центрифугируют в течение 1 мин при 500 об/с. Из суспен'зии берут каплю жидкости и помещают ее на счетную пластинку. Количество клеток подсчитывают при большом увеличении микроскопа. Найденное число клеток умножают на коэффициент, получающийся от перемножения количества капель в 1 мл на объем всей суспензии. Повторность счета 5—8-кратная.

Более удобно производить подсчет клеток водорослей при помощи люминесцентного микроскопа. При этом препарат не следует специально окрашивать, так как хлорофилл в синих лучах флюоресцирует красным цветом.

После определения числа клеток определяют биомассу, исходя из объема клеток и принимая удельную массу клеток за единицу.

Как все расчетные методы, косвенный способ определения биомассы водорослей дает очень приближенные показатели. Не учитывается вещество слизистых чехлов, внеклеточные прижизненные выделения водорослей. Два метода определения биомассы — прямое взвешивание наземных корочек и расчетный метод для диффузно распространенных водорослей — дают результаты не только неравноценные по достоверности, но и выраженные разными показателями: сухое органическое вещество в первом методе и сырая биомасса — во втором.

Методы исследования качественного состава почвенных водорослей. Для изучения видового состава почвенных водорослей обычно пользуются методом культур. Наблюдается последовательность появления и исчезновения видов в культурах, что определяет необходимость многократного просмотра водорослей по мере их развития, начиная с 3 недель, кончая 3—4 месяцами. Раньше всего, иногда уже через 10—15 дней, появляются зеленые водоросли, обладающие подвижными стадиями размножения, — хламидомонады, хлорококковые, улотрик- совые и др. Они образуют зеленую пленку на поверхности раствора и на стенках колбы по урезу воды. В то же время на дне появляется зеленый налет из видов Chlorococcales, не образующих зооспор. После 4 недель роста в культуре обнаруживается значительное количество диатомей, нередко они образуют длинные ленты из сложенных в ряд клеток. Диатомовые водоросли быстро прекращают свое развитие и в двухмесячной культуре обнаруживаются не всегда. Синезеленые и желтозеленые появляются позднее, после 5—6 недель. Из синезеленых раньше всего разрастаются Phormidium, позднее представители Nostoc, Anabaena и Cylindrospermum, затем виды Lyngbya, Plectone- ma, Schizothrix, Tolypothtix. При старении культур (после 3—4 мес) происходят следующие изменения: уменьшается общее число видов, полностью исчезают диатомеи, большинство зеленых и желтозеленых; начинают преобладать синезеленые, особенно виды рода Plecto- пета, Tolypothrix tenuis и некоторые одноклеточные желтозеленые.

В агаровых культурах хорошо культивируются диатомеи и синезеленые. При посеве почвенного мелкозема на агаризованную среду вокруг каждой почвенной частицы разрастаются немногие виды, иногда только один, поэтому с агаровых культур легко выделять альгологиче- ски чистые культуры. Альгологически чистой называют культуру водоросли, состоящую из клеток водорослей одного вида, в которой присутствуют клетки бактерий — обычных спутников водорослей. Бактериологически чистая культура водоросли исключает присутствие в ней бактериальных клеток.

При выявлении видового состава почвенных водорослей и дальнейшем их изучении важным является выделение водорослей в альгологически и бактериологически чистые культуры.

Некоторые особенности имеет выявление диатомовых водорослей, для чего необходимо использовать препараты, приготовляемые из живых культур, особенно из почвенных культур со стеклами обрастания; если же учитывать пустые панцири, обнаруженные в почве, то это может привести к ошибочным выводам.

При приготовлении препаратов берут на предметное стекло пробы налетов и пленок водорослей в случае водных культур, разрастаний вокруг частичек мелкозема или колоний в случае агаровых культур, соблюдая обычные приемы стерильности. Приготавливают препарат «раздавленная капля» и рассматривают его под микроскопом.