На сегодняшний день сложилась серьезная экологическая ситуация в Южном регионе Казахстана, которые характеризуются наличием целого комплекса экстремальных факторов с усиленным развитием процессов засоления [1, 2]. В результате антропогенных нагрузок на экосистему наблюдается падение уровня моря и осолонение вод, что приводит к высокому росту температурных колебаний и сдвигу фаз температурного режима в толще воды. При этом снижается поступление биогенных элементов в море, низкое содержание биогенных элементов вызывает ограничения развития фотосинтетических процессов и низкую биологическую продуктивность в море [3]. Ухудшается кислородный режим моря за счет уменьшения его фотосинтетического продуцирования и интенсивного потребления на окисление органического вещества, что приводит к формированию зон дефицита кислорода [4, 5].

Повышение солености вод делает невозможным существование аборигенной микрофлоры, что вызывает изменения в количественно-качественном составе фито- и зоопланктона, фито- и зообентоса [6]. Адаптированные к существованию в крайне экстремальных условиях среды, галофильные микроорганизмы быстро приспосабливаются к изменениям солености среды. Данная группа микроорганизмов в природе практически не имеет ни конкурентов, ни антагонистов, поскольку ни одна из других жизненных форм не способна к существованию в условиях высокой концентрации солей [7–9].

Цель исследования: изучение микрофлоры солесодержащего сырья Южного региона Казахстана.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования были образцы проб солесодержащего сырья Джаксы-Клычского месторождения (ДКМ) озерных солей и месторождения Бугажайлы (БМ) Сузакского района Туркестанской области (табл. 1). В качестве солесодержащего сырья использовали следующие образцы соли, рапы и ила, отобранные с глубины 0–10 см, 0–20 см, 0–30 см.

Были использованы образцы солесодержащего сырья, характеризующиеся как сульфатно-натриевые, галитные, галитно-сульфатные и натриевые соли. Подготовку образцов для посева проводили стандартными методами [10].

Микробиологическое обследование проводили по общепринятым методикам [11]. Учитывали следующие группы микроорганизмов: общее количество гетеротрофных бактерий, эндобактерий и микромицетов. Для этого использовались следующие питательные среды: МПА, агар Эндо-ГРМ, Чапека. Количество бактерий в образцах определяли методом посева последовательных десятикратных разведений образцов на питательную среду.

Морфолого-культуральные свойства. Для выделения чистых культур использовали бактерии, доминирующие в образцах. Выделение чистых культур осуществляли общепринятыми методами. Морфологию клеток изучали при микроскопии окрашенных по Граму препаратов стандартными методами [12]. Основным критерием для определения различных колоний служила совокупность следующих признаков: пигментация, выделение водорастворимого пигмента, образование внеклеточной слизи, консистенция, размер (мм), наличие воздушного и субстратного мицелия и другие характерные признаки.

Галорезистентность определяли по резистентности к NaCl (г/л среды: 3,0; 5,0; 10,0; 13,0; 17,0; 20,0; 25,0) при посеве бактерий штрихом на чашки, содержащие указанные концентрации NaCl [13].

Статистическая обработка полученных результатов проводилась вычислением среднего арифметического значения и величины стандартного отклонения. Все определения проводились в 3-х и 5-ти кратной повторности. Данные обрабатывались с помощью персонального компьютера IBM «Pentium» на базе пакетов прикладных программ «Excel».

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведения микробиологических исследований было установлено, что количество микроорганизмов в исследуемых образцах зависит от количественно-качественных характеристик солесодержащего сырья (рисунок).

На основании полученных результатов было установлено, что в пробах отобранных на территории Джаксы-Клычского месторождения (рисунок, а) численность гетеротрофных микроорганизмов колеблется в пределах 104 КОЕ/г. Однако в образцах проб № 3 ДКМ и № 8 ДКМ численность гетеротрофных микроорганизмов составила (2,9 ± 0,3)×105 кл/г и (2,7 ± 0,2)×105 кл/г соответственно. Наименьшее количество микроорганизмов сосредоточенно в пробах № 20ДКМ и № 21 ДКМ, где численность гетеротрофных микроорганизмов составила (2,9 ± 0,3)×103 кл/г и (6,8 ± 0,6)×103 кл/г соответственно. Численность энтеробактерий во всех образцах проб колеблется в пределах 103 КОЕ/г. Микромицеты обнаружены только в пробе № 8 ДКМ и № 22 ДКМ, где их численность составила (6,0 ± 0,5)×103 кл/г и (9,8 ± 0,8)×103 кл/г.

В пробах Бугажайлинского месторождения (рисунок, б) наблюдается аналогичная картина, где численность гетеротрофных микроорганизмов колеблется в пределах 104 КОЕ/г, энтеробактерий 103 КОЕ/г, а численность микромицетов в данных пробах увеличивается, по сравнению с образцами, отобранными из Джаксы-Клычского месторождения. В образцах проб № 1 БМ; № 2 БМ; № 4 БМ; № 5 БМ и № 7 БМ численность микромицетов колеблется в пределах 103 КОЕ/г, в пробе № 8 БМ численность данной группы колеблется в пределах 104 КОЕ/г, в пробах № 3 БМ и № 4 БМ микромицеты не обнаружены.

Установлено, что микрофлора солесодержащего сырья во всех образцах состоит из гетеротрофных микроорганизмов в количестве 104 КОЕ/г и энтеробактерий 103 КОЕ/г, а численность микромицетов характеризуется наименьшим количеством, только в пробах БДМ численность микромицетов была в пределах 104 КОЕ/г.

Из исследованных образцов с учетом морфологических и культуральных свойств микроорганизмов было изолировано 10 культур микроорганизмов. Доминирующую часть гетеротрофной микрофлоры, составили представители родов – Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas. Род Micrococcus представлен тремя доминирующими видами – M. luteus, M. roseus, Micrococcus sp. Энтеробактерии представлены одним видом – Enterobacter sp. Микромицеты представлены родами Aspergillus, Mucor, Penicillium и Fusarium.

Галорезистентность изолированных культур микроорганизмов определяли по способности расти при различных концентрациях NaCl от 0 до 20 % (табл. 2).

Как следует из представленных данных, установлено, что M. roseus интенсивно растет на среде с 3–10 % NaCl, на среде с 13 % NaCl наблюдается хороший рост, а на среде с 17–25 % NaCl рост отсутствует. Micrococcus sp. интенсивно растет на среде с 3–5 % NaCl, на среде с 10–17 % NaCl растет хорошо, а на среде 20–25 % NaCl наблюдается отсутствие роста. M. luteus и Bacillus sp. интенсивно растут на среде с 0–17 % NaCl, на среде 20 % NaCl наблюдается хороший рост, при увеличении процентного содержания NaCl до 25 % рост отсутствует. Культуры Pseudomonas sp и Enterobacter sp. интенсивно растут на среде с 3–10 % NaCl, при увеличении концентрации NaCl до13–17 % культура Pseudomonas sp. растет хорошо, при дальнейшем увеличении концентрации соли до 20 % и выше рост данной культуры прекращается, а рост Enterobacter sp. подавляется уже на среде с 17–25 % NaCl. Aspergillus sp. интенсивно растет на среде с 3–13 % NaCl, на среде с 17–20 % NaCl наблюдается хороший рост, а на среде с 25 % NaCl рост отсутствует. Mucor sp. на среде с 3–5 % NaCl наблюдается хороший рост, в остальных вариантах рост данной культуры отсутствует. На среде с 3–10 % NaCl Penicillium sp. растет интенсивно, хороший рост наблюдается на среде с 13–17 % NaCl. Fusarium sp. интенсивно растет на среде с 3–5 % NaCl, при увеличении процентного содержания NaCl на 10–13 % наблюдается хороший рост, а при увеличении от 17 % до 25 % рост полностью отсутствует.

Выводы

1. Установлено, что микрофлора солесодержащего сырья отобранных из Южного бассейна Аральского моря и Приаралья, Джаксы-Клычского месторождения озерных солей и месторождения Буга-Джайлы состоит из гетеротрофных микроорганизмов со степенью 104 КОЕ/г и энтеробактерий 103 КОЕ/г, а численность микромицетов характеризуется наименьшим количеством, только в пробах Буга-Джайлинского месторождения численность микромицетов составляет до 104 КОЕ/г.

2. Из исследованных образцов было изолировано 10 культур микроорганизмов. Доминирующую часть гетеротрофной микрофлоры составили представители родов – Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas. Род Micrococcus представлен тремя доминирующими видами – M. luteus, M. roseus, Micrococcus sp. Энтеробактерии представлены одним видом – Enterobacter sp. Микромицеты представлены родами Aspergillus, Mucor, Penicillium и Fusarium.

3. В ходе изучения галорезистентности изолированных культур микроорганизмов к различным концентрациям NaCl выявлено, что культуры M. luteus, Bacillus sp, Aspergillus sp., Penicillium sp. и Fusarium sp. являются устойчивыми к 17–20 % NaCl.