Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические последствия загрязнения чернозема антибиотиками. Монография
.pdf
71
Наибольшее подавляющее воздействие в концентрации 100 мг/кг на
численность аммонификаторов, оказывает комплекс фармазина и ниста-
тина, в то время как комплекс бензилпенициллина и нистатина оказыва-
ет наименьшее воздействие (рис.5В, 6В). Другие исследователи (Feng et
al., 2009), так же отмечали снижение эффекта подавления в присутствии
фунгицидных препаратов и проявлении синергетических эффектов сме-
сей антибиотиков одинаково направленного действия (Cernohorska,
Votava, 2008). Причины таких эффектов все еще остаются не выяснен-
ными. Напротив, при более высоких концентрациях (600 мг/кг) антибак-
териальные антибиотики приводят к наибольшему снижению численно-
сти аммонифицирующих бактерий, нежели комплексы с фунгицидным
препаратом (рис. 5,6). Через 60 и 120 суток опыта во всех исследуемых
концентрациях наблюдается восстановление численности бактерий: в
минимальной концентрации происходит практически полное восстанов-
ление, а в максимальной – до 75–85% от контроля для комплексов анти-
биотиков (р<0,05) и 45–58% (р<0,001) для антибактериальных антибио-
тиков соответственно. Аналогичные данные по динамике численности
бактерий–аммонификаторов были получены в модельных экспериментах
с различными видами излучения (Денисова, Казеев, 2008; Денисова, Ко-
лесников, 2009; Денисова и др, 2011). Например, численность бактерий–
аммонификаторов во всех вариантах с γ–излучением увеличивается,
достигая своего максимума через 30 суток инкубирования, затем она
снижается и через 90 дней инкубирования приближается к начальным
значениям (Денисова и др., 2005). При загрязнении тяжелыми металла-
72
ми (Колесников и др., 2011, 2013), нефтью и нефтепродуктами (Колес-
ников и др., 2006) даже через 360 дней численность микроорганизмов в
почве полностью не восстанавливается. Однако в сравнении с эффектом
стерилизации высокими температурами (Малыгина, Казеев, 2010) и дей-
ствием пестицидов (Казеев и др., 2010) действие антибиотиков на поч-
венные микроорганизмы носит более пролонгированный характер, так
как, например, при стерилизации почв высокими температурами числен-
ность микроорганизмов восстанавливалась до контрольных значений
уже на 60–е сутки опыта.
4.1.2. Изменение численности амилолитических бактерий
Амилолитические бактерии гидролизуют крахмал, не расщепляют
целлюлозу, ферментируют декстрины и мальтозу, но не в состоянии ис-
пользовать в качестве субстрата многие бактерии
diastaticus, Bac. mesentericus, Bac. macerans
– и дисахаридов. Активные амилазы способны синтезировать. Цикл раз-
вития амилолитических бактерий короче, чем микроскопических и
дрожжеподобных грибов (Грушкин, Шевелев, 2008).
Изменение численности амилолитических бактерий чернозема
обыкновенного под действием антибиотиков показано на рисунках 7.8.
и другие большинство моно
Bac. subtilis, Bac.
Исследуемые антибиотики в концентрации 100 мг/кг не оказали дос-
товерного подавляющего воздействия на численность амилолитических
бактерий. На 10–е и 120–е сутки опыта численность амилолитиков прак-
тически одинакова (рис. 7,8).
73
А
В
Рис. 7. Динамика численности амилолитических бактерий чернозема
под действием фармазина (А) и комплекса фармазина с нистатином
(В)
74
А
В
Рис. 8. Динамика численности амилолитических бактерий чернозема
под действием бензилпенициллина (А) и комплекса
бензилпенициллина с нистатином (В)
75
При концентрации 600 мг/кг антибиотиков наблюдается значитель-
ное подавляющее воздействие на численность амилолитиков, причем
наиболее эффективны комплексы антибиотиков. В других исследованиях
показано, что такие антибиотики как сульфонамид (Thiele–Bruhn, Beck,
2005), тетрациклин, триметоприм (Wunder et al., 2013) в концентрациях
300–500 мг/кг оказывают подавляющее воздействие на численность
амилолитиков.
В отличие от аммонифицирующих бактерий, численность амилолитиче-
ских бактерий практически не восстанавливается к 120–м суткам опыта
(рис. 7,8). Но, в целом, амилолитические бактерии оказались более ус-
тойчивы к действию исследуемых антибиотиков. Так же в отличие от
аммонификаторов, комплексы антибиотиков оказали наиболее сильное
подавляющее воздействие на амилолитические бактерии, чем антибак-
териальные антибиотики. Наиболее эффективным в отношении бактерий
амилолитиков оказался комплекс фармазина с нистатином (рис.7).
4.1.3. Изменение численности микромицетов
Микромицеты почв составляют неизменный компонент различных
биоценозов во всех их звеньях: взаимоотношениях с высшими растения-
ми, почвенной фауной, бактериями, круговороте веществ и создании
почвенного плодородия, взаимосвязи с твердой, жидкой и газообразной
фазами почвы (Вальков, Казеев 2012).
Микромицеты, обладающие значительной полиморфностью, способ-
ны осуществлять как локальное, так и пространственное заселение суб-
стратов, осуществлять трансформацию многочисленных органических и
76
минеральных соединений в белок и другие физиологически активные
метаболиты. Микромицеты, составляющие ассоциации на низших фазах
трансформации органического вещества почвы, играют важную роль в
создании почвенного плодородия. Микроскопические грибы выполняют в
почве весьма разнообразные функции. Гетеротрофное питание грибов
обусловливает их непосредственное участие в разложении растительных
и животных остатков в почве, т. е. минерализацию разнообразных орга-
нических веществ. Грибы разрушают не только простые органические
соединения, но и весьма сложные (Билай и др., 1984).
Касаясь вопроса о роли микроскопических грибов в почвообразова-
тельных процессах, следует заметить, что почвенные грибы, продуци-
рующие антибиотики, непосредственно принимают участие в синтезе гу-
муса и гумусоподобных веществ в почве. Химическими исследованиями
раскрыта связь между структурой гумуса со строением ряда антибиоти-
ческих веществ, образованных почвенными микроскопическими грибами.
Антибиотические вещества грибного происхождения в большинстве слу-
чаев имеют циклическую структуру. В основу химической структуры гу-
муса входят циклические соединения типа хинонов. В более гумусных
почвах преобладают грибы — продуценты антибиотиков с более слож-
ной полициклической структурой (Воробьев и др., 2001). Почвы, в кото-
рых обнаружено большое количество микроскопических грибов, проду-
цирующих антибиотики менее сложной структуры, содержат в гумусе
повышенную концентрацию фульвокислот, и, наоборот, в почве, в кото-
рой обитает большое число грибов, синтезирующих антибиотики более
77
сложного строения, наблюдают повышенное содержание в гумусе гуми-
новых кислот (Билай и др., 1984).
Что касается действия противогрибкового препарата – нистатина, то
ранее нами (Малыгина, Казеев, 2011) было показано, что нистатин не
снижает численность бактерий почвы, но значительно ингибирует поч-
венных микромицетов (рис.9). Из ферментов, нистатин наиболее сильно
подавляет активность гидролаз (инвертаза), нежели оксидоредуктаз (ка-
талаза и дегидрогеназа) (рис.10).
Изменение численности микромицетов чернозема обыкновенного
под действием антибиотиков показано на рисунках 11,12.
Как и ожидалось, антибактериальные антибиотики (бензилпеницил-
лин, фармазин), не вызвали достоверных изменений численности мик-
ромицетов, в отличие комплексов с нистатином. На 10–е сутки опыта
численность микромицетов, при действии комплекса антибиотиков, сни-
жается на 45–55% (р<0,001), однако затем наблюдается тенденция вос-
становления численности микромицетов до 70–80% от контроля на 120–
е сутки опыта, но полного восстановления численности не происходит
(рис.11,12). Значительное подавляюще воздействие на численность мик-
ромицетов оказали комплексы антибиотиков, в концентрации 600 мг/кг.
Эффект ингибирования для комплексов нистатина с бензилпеницилли-
ном и фармазином практически одинаков. Так же наблюдается тенден-
ция восстановления численности до 60–65% от контроля (р<0,001). В
вариантах с антибактериальными антибиотиками в концентрации 600
мг/кг зафиксировано постепенное увеличение численности микромице-
78
тов по сравнению с контролем, на 120–е сутки опыта численность мик-
ромицетов превышает контроль на 10–18% (р<0,05) соответственно. Это
можно объяснить устранением конкуренции со стороны бактерий и ак-
тивным заселением микромицетами экологической ниши или их адапта-
цией.
Рис. 9. Влияние антибиотика – нистатина на численность микроорганиз-
мов чернозема обыкновенного
Рис. 10. Влияние антибиотика – нистатина на ферментативную
активность чернозема обыкновенного
79
А
В
Рис. 11. Динамика численности микромицетов чернозема под действи-
ем фармазина (А) и комплекса фармазина с нистатином (В)
80
А
В
Рис. 12. Динамика численности микромицетов чернозема под действием бензилпенициллина (А) и комплекса бензилпенициллина с нистати-
ном (В)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]