Н. К. Гулая. Численность бактерий в воде Бухтарминского водохранилища в первые годы его наполнения

Опорный пункт по водной микробиологии Института микробиологии и вирусологии АН КазССР, Усть-Каменогорск

В настоящем сообщении приводятся данные по распределению, общей численности бактериопланктона, группы сапрофитных бактерий и результаты наблюдений за скоростью размножения и продукцией бактериальной биомассы в Бухтарминском водохранилище в первые годы его наполнения. Исследования проводились в марте, июле, октябре 1961-1962 гг.

Наполнение водохранилища началось весной 1960 г. В июле 1961 г. подпор воды достиг устья р. Курчум. Исследованиями были охвачены отрезок русла Иртыша от оз. Зайсан до устья Курчума, где уровень воды еще не поднимался, участки первого года затопления - от Курчумского разреза до Песчанского, а также участки второго года затопления - от Больше-Нарымского расширения до плотины. Работа велась на 73 станциях, расположенных на восьми поперечных разрезах водохранища.

В 1962 г. подпор воды распространился до оз. Зайсан. В связи с этим образовались новые участки затопления и были сделаны дополнительные разрезы - Кумашкинский и Колубаевский. Исследования в этом году проводились на 106 станциях.

Пробы воды для анализа отбирались из поверхностных и глубинных слоев с соблюдением стерильности. Тотчас же после отбора вода в объеме 10 мл фильтровалась через мембранный фильтр № 2 для прямого счета бактерий по методу Разумова (1932), а в объеме 0,2 мл высевалась на мясо-пептонный агар для учета численности сапрофитных бактерий.

Результаты исследований показали, что летом 1961 г. общее количество бактериопланктона колебалось в пределах от 0,8 до 4,1 млн. клеток в 1 мл. Изменение численности бактериопланктона от верховьев водохранилища к плотине было следующим: на участках первого года затопления общее количество бактерий в воде было того же порядка, что и на разрезе русла реки, где уровень воды еще не поднимался. Количество бактерий на этих участках не превышало 2 млн. клеток в 1 мл воды, в среднем 1,8 млн. Более высоких величин (3-4 млн. кл./мл) общее количество бактериопланктона достигало на участке второго года затопления. При этом высокое содержание бактерий обнаруживалось, главным образом, в воде мелководий и заливов. В открытой воде глубоководных участков численность бактерий для Больше-Нарымского расширения составляла в среднем 2 млн., а для приплотинной части - 1,6 млн. в 1 мл воды.

Летом 1962 г. общее количество бактериопланктона повысилось до 9 млн. клеток в 1 мл. Наиболее высокое содержание бактериопланктона обнаруживалось на участках от Курчумского разреза до Песчанского, которые в 1962 г. находились под затоплением второй год. На участках, затопленных весной 1962 г., - Кумашкинский и Колубаевский разрезы - количество бактериопланктона составляло в среднем 2,2 млн. клеток в 1 мл воды. В средней части водохранилища - Больше-Нарымское расширение - численность бактериопланктона в 1962 г. снизилась по сравнению с 1961 г. и составляла в среднем 1,7 млн. против 2 млн. в 1 мл воды. В 1962 г. в приплотинной части водохранилища произошло некоторое повышение содержания бактериопланктона по сравнению с 1961 г.

Распределение численности бактериопланктона в различных частях водохранилища хорошо увязывается с величиной первичной продукции органического вещества за счет фотосинтеза фитопланктона. Определение продуктивности фотосинтеза, проведенное методом склянок (Винберг, Иванова, 1935), показало, что в различных частях водохранилища она различна. В июле 1961 г. наиболее высокой первичная продукция фотосинтеза была в районе Больше-Нарымского расширения. В поверхностном слое воды суточная величина первичной продукции достигала здесь 1,9, составляя в среднем 1,3 мг О₂/л, тогда как в нижней, приплотинной части водохранилища эта величина не превышала 0,7 и составляла в среднем 0,4 мг О₂/л. На участке первого года затопления интенсивность фотосинтеза также была невысока - меньше 1 мг О₂/л в сутки. В 1962 г. первичная продукция фотосинтеза фитопланктона сильно повысилась в верхней части водохранилища, в районе Курчумского разреза. В июле величина первичной продукции фотосинтеза для поверхностного слоя воды составляла 4 мг О₂/л в сутки. В средней и нижней частях водохранилища в 1962 г. интенсивность фотосинтеза также повысилась, но незначительно: в Больше-Нарымском расширении она в среднем равнялась 1,5, а в приплотинной части - 0,6 мг О₂/л в сутки.

Расчет величины первичной продукции фотосинтеза фитопланктона под 1 м² поверхности водоема в слое 0-4 м для разных частей водохранилища показал, что в верхней части водохранилища интенсивность фотосинтеза в 1961 г. составляла 2,5, в средней части - 4,5 и в нижней - 1,9 г О₂/м². В 1962 г. величина первичной продукции планктона для верхней части водохранилища составляла 7,3, в средней - 4,7 и в нижней - 3,0 г О₂/м².

Исследовалось нами также изменение численности бактериопланктона по сезонам года. Установлено, что как в 1961 г., так и в 1962 г. количество бактериопланктона в большинстве случаев самым высоким было в июле, а наименьшим - в марте (подледный период). Осенью наблюдалось небольшое понижение численности бактериопланктона по сравнению с летним. Максимум бактерий летом совпадает с максимальными величинами фотосинтеза в это время.

Содержание сапрофитных бактерий в различных частях водоема колеблется в широких пределах: от 5 до 2407 клеток в 1 мл в большинстве случаев, составляя десятки и сотни клеток в 1 мл. Это характерно для чистых вод.

Наиболее высокое содержание сапрофитов обнаружилось в первый год затопления в отличие от общей численности бактерий, повышение которой наблюдалось на второй год.

В распределении сапрофитных бактерий по длине водохранилища наблюдалось более высокое содержание их в верхней мелководной части водоема. Здесь в 1961 г. количество сапрофитов достигло 2,4 тыс., составляя в среднем 1,3 тыс. клеток в 1 мл воды, а в 1962 г. соответственно - 0,9 и 0,7 тыс. кл./мл. Обширная глубоководная часть водохранилища от плотины до Больше-Нарымского расширения бедна легкодоступным органическим веществом. Количество сапрофитных бактерий в этой части водоема колебалось в июле 1961 г. в пределах 135-330 клеток, а в июле 1962 г. - от 12 до 315 клеток в 1 мл воды. Летом численность сапрофитных бактерий всегда была выше, чем в марте и октябре.

Определение времени генерации бактерий (по методу Иванова, 1954) показало, что скорость размножения бактерий в разных частях водохранилища и в разные сроки года колеблется в широких пределах - от 5 час. до 17 суток. Так, в июле в верхней части водохранилища время генерации бактерий составляло 5-7 час, в октябре - 17 час, а в нижней глубоководной части - 15-156 час. летом и 38-418 час - осенью.

Продукция бактериальной биомассы также была наиболее высокой в верхней и средней частях водохранилища. Количество выеденных зоопланктоном бактерий за сутки в верхней части составляло 7-10 млн. клеток в 1 мл воды, а в нижней - всего 0,5 млн., т. е. в 15-20 раз меньше.

Коэффициент Р/В - отношение суточной продукции бактерий к их общей биомассе - был наиболее высоким (2,5-4,3) в средней и верхней частях водохранилища. Это указывает на быстрое использование бактериальной продукции зоопланктоном. В нижней части водохранилища величина коэффициента Р/В равнялась 0,2, т. е. была в 10-20 раз меньше, чем в верхней части водоема. Такая разница в скорости размножения бактерий и их продукции между верхней и нижней частями водохранилища обусловливается разными условиями, создавшимися в водохранилище уже в первые годы его наполнения. Хорошо прогреваемые летом, богатые легкодоступным органическим веществом водные массы верхней мелководной части водохранилища представляют более благоприятную среду для развития бактерий, чем бедные органикой, холодные воды глубоководной части.

Резюмируя изложенное, можно отметить, что данные по численности бактериопланктона, скорости размножения бактерий и продукции органических веществ за счет бактериальной биомассы и фотосинтеза фитопланктона Бухтарминского водохранилища указывают на формирование в нем трех частей, различающихся по продуктивности, - верхней, средней и нижней. Из них верхняя характеризуется наибольшей продуктивностью, а нижняя - наименьшей.