Preview

ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

Расширенный поиск

Биодиагностика почвы с невысоким уровнем антропогенного воздействия (на примере п.г.т. Степное Саратовской области)

https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-4-447-464

Полный текст:

Аннотация

На примере поселка городского типа Степное Саратовской области произведена биодиагностика почвы населенного пункта с невысоким техногенным прессингом. В ходе работы в 30 почвенных пробах высевом на плотные питательные среды оценивали: общую численность гетеротрофных микроорганизмов – на мясо-пептонном агаре, количество углеводородокисляющих и железоокисляющих микроорганизмов – на соответствующих селективных средах, а также изучали активность почвенных окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов (дегидрогеназ, каталаз, пероксидаз и инвертаз). Для характеристики степени антропогенного воздействия на почву в ней определяли содержание подвижных форм меди, цинка, свинца, кадмия, хрома и никеля, рассчитывали суммарный коэффициент загрязненности почвы (Zc). В пределах исследованной территории было обнаружено превышение ПДК подвижных форм Ni, Cu и Pb. В целом значения суммарного коэффициента загрязненности почвы не превышали 16 единиц, указывая на благоприятную экологогеохимическую обстановку на территории поселка. Анализ общей численности гетеротрофных микроорганизмов, количества углеводородокисляющих и железоокисляющих микроорганизмов выявил в определенных районах изученной территории отклонения от нормы, что свидетельствовало об антропогенной трансформации почвенных биоценозов. Максимальные отклонения были характерны для показателей численности углеводородокисляющих микроорганизмов, что указывало на загрязнение почвы углеводородами. Результаты оценки активности индикаторных почвенных ферментов не исключали возможные функциональные нарушения в почве. Установлено, что активность почвенных дегидрогеназ и инвертаз соответствовала бедному и очень бедному уровню обогащенности почвы данными ферментами. В то же время активность почвенных каталаз и пероксидаз соответствовала среднему и высокому уровню содержания ферментов, что свидетельствовало об отсутствии патологических изменений в почве. Показано, что изученные микробиологические и биохимические показатели почвы представляют перспективу использования для биодиагностики почвенного здоровья на территории с низким антропогенным воздействием.

Об авторах

Е. В. Плешакова
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия
410012, Саратов, Астраханская, 83


К. Т. Нгун
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия
410012, Саратов, Астраханская, 83


М. В. Решетников
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия
410012, Саратов, Астраханская, 83


Список литературы

1. Алексеенко В. А., Алексеенко А. В. Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных ландшафтов. Ростов н/Д : Изд-во Юж. Федер. ун-та, 2013. 380 с.

2. Галиулин Р. В., Галиулина Р. А. Ферментативная индикация загрязнения почв тяжелыми металлами // Агрохимия. 2006. № 11. С. 84 – 95.

3. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа : Межгосударственные стандарты. М. : Стандартинформ, 2008. 8 с.

4. Евдокимова Г. А., Мозгова Н. Р. Влияние выбросов предприятия цветной металлургии на почву в условиях модельного опыта // Почвоведение. 2000. № 5. С. 630 – 638.

5. Звягинцев Д. Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых её показателей // Почвоведение. 1978. № 6. С. 48 – 54.

6. Иванов Д. В. Тяжелые металлы в почвах Республики Татарстан // Рос. журн. прикл. экологии. 2015. № 4. С. 53 – 60.

7. Исмаилов Н. М. Микробиологическая и ферментативная активность нефтезагрязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем : сб. науч. тр. / под ред. М. А. Глазовской. М. : Наука, 1988. С. 42 – 56.

8. Казеев К. Ш., Колесников С. И., Вальков В. Ф. Биологическая диагностика и индикация почв : методология и методы исследований. Ростов н/Д : Изд-во Рост. гос. ун-та, 2003. 204 с.

9. Квеситадзе Г. И., Хатисашвили Г. А., Садунишвили Т. А., Евстигнеева З. Г. Метаболизм антропогенных токсикантов в высших растениях. М. : Наука, 2005. 199 с.

10. Киреева Н. А., Новоселова Е. И., Онегова Т. С. Активность каталазы и дегидрогеназы в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами // Агрохимия. 2002. № 8. С. 64 – 72.

11. Кудряшов С. В. Оценка и нормирование экологического состояния почв норильского промышленного района : автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2010. 17 с.

12. Лапина Г. П., Чернавская Н. М., Литвиновский М. Е., Сазанова С. В. Физикохимические характеристики загрязнения окружающей среды при техногенных катастрофах (разлив нефти) // Химическая и биологическая безопасность. 2007. № 1 (31). C. 24 – 32.

13. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М. : ЦИНАО, 1992. 62 с.

14. Мынбаева Б. Н., Сейлова Л. Б., Воронова Н. В., Муздыбаева К. К., Амирашева Б. А., Иманбекова Т. Г. Микробиологическая индикация почв г. Алматы, загрязненных тяжелыми металлами // Докл. по экологическому почвоведению. 2013. № 1. С. 176 – 184.

15. Панов А. В., Есикова Т. З., Соколов С. Л., Кошелева И. А., Боронин А. М. Влияние загрязнения почвы на состав микробного сообщества // Микробиология. 2013. Т. 82, № 2. С. 239 – 246. DOI: 10.7868/S0026365613010114

16. Плешакова Е. В., Решетников М. В., Нгун К. Т., Шувалова Е. П. Микробиологическая и биохимическая индикация почв города Медногорска // Агрохимия. 2016. № 1. С. 66 – 73.

17. Практикум по микробиологии / под ред. А. И. Нетрусова. М. : Академия, 2005. 608 с.

18. Регионы и города России : интегральная оценка экологического состояния / под ред. Н. С. Касимова. М. : Молодая гвардия, 2015. 661 с.

19. Смагин А. В., Шоба С. А., Макаров О. А. Экологическая оценка почвенных ресурсов и технологии их воспроизводства (на примере г. Москвы). М. : Изд-во Моск. ун-та, 2008. 360 с.

20. Сорокин Н. Д., Гродницкая И. Д., Шапченкова О. А., Евграфова С. Ю. Экспериментальная оценка устойчивости почвенного микробоценоза при химическом загрязнении // Почвоведение. 2009. № 6. С. 701 – 707.

21. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М. : Наука, 2005. 252 с.

22. Das S. K., Varma A. Role of enzymes in maintaining soil health // Soil Enzymology (Soil Biology 22) / eds. G. Shukla, A. Varma. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 2011. Р. 25 – 41. DOI: 10.1007/978-3-642-14225-3_2

23. Fliepbach A., Martens R., Reber H. Soil microbial biomass and activity in soils treated with heavy metal contaminated sewage sludge // Soil Biology and Biochemistry. 1994. Vol. 26. Р. 1201 – 1205.

24. Floch C., Alarcon-Gutierrez E., Criquet S. ABTS assay of phenol oxidase activity in soil // J. of Microbiological Methods. 2007. Vol. 71. P. 319 – 324.

25. Foght J., Aislabie J. Enumeration of soil microorganisms // Manual for soil analysis – monitoring and assessing soil bioremediation / eds. R. Margesin, F. Schinner. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 2005. P. 261 – 280.

26. Franzaring J., Hrenn H., Schumm C., Klumpp A., Fangmeier A. Environmental monitoring of fluoride emiddion using precipitation, dust, plant and soil samples // Environmental Рollution. 2006. Vol. 1. P. 158 – 165.

27. García C., Hernández T. Biological and biochemical indicators in derelict soils subjected to erosion // Soil Biology and Biochemistry. 1997. Vol. 29. P. 171 – 177.

28. Gennadiev A. N., Pikovskii Yu. I., Tsibart A. S., Smirnova M. A. Hydrocarbons in soils: origin, composition, and behavior (Review) // Eurasian Soil Science. 2015. Vol. 48, № 10. Р. 1076 – 1089. DOI: 10.1134/S1064229315100026

29. Gianfreda L., Mora M. L., Diez M. C. Restoration of polluted soils by means of microbial and enzymatic рrocesses // Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal. 2006. Vol. 6, № 1. Р. 20 – 40.

30. Granina L. Z., Parfenova V. V., Zemskaya T. I., Zakharova Yu. R., Golobokova L. P. On iron and manganese oxidizing microorganisms in sedimentary redox cycling in lake Baikal // Berliner Palaobiologische Abhandlungen. 2003. Vol. 4. P. 121 – 128.

31. Guo H., Yao J., Cai M., Qian Y., Guo Y., Richnow H. H., Blake R. E., Doni S., Ceccanti B. Effects of petroleum contamination on soil microbial numbers, metabolic activity and urease activity // Chemosphere. 2012. Vol. 87. Р. 1273 – 1280. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2012.01.034

32. Hassan W., Akmal M., Muhammad I., Younas M., Zahaid K. R., Ali F. Response of soil microbial biomass and enzymes activity to cadmium (Cd) toxicity under different soil textures and incubation times // Australian J. of Crop Science. 2013. Vol. 7, № 5. P. 674 – 680.

33. Kızılkaya R., Aşkın T., Bayraklı B., Sağlam M. Microbiological characteristics of soils contaminated with heavy metals // European J. of Soil Biology. 2004. Vol. 40, № 2. P. 95 – 102. DOI: 10.1016/j.ejsobi.2004.10.002

34. Kraus J. J., Munir I. Z., McEldoon J. P., Clark D. S., Dordick J. S. Oxidation of polycyclic aromatic hydrocarbons catalyzed by soybean peroxidase // Applied Biochemistry and Biotechnology. 1999. Vol. 80, № 3. Р. 221 – 230.

35. Maila M. P., Cloete T. E. The use of biological activities to monitor the removal of fuel contaminants – perspective for monitoring hydrocarbon contamination : a review // International Biodeterioration and Biodegradation. 2005. Vol. 55. Р. 1 – 8. DOI: 10.1016/j.ibiod.2004.10.003

36. Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities // Chemosphere. 2000 a. Vol. 40, № 4. Р. 339 – 346.

37. Margesin R., Walder G., Schinner F. The impact of hydrocarbon remediation (diesel oil and polycyclic aromatic hydrocarbons) on enzyme activities and microbial properties of soil // Acta Biotechnologica. 2000 b. Vol. 20. Р. 313 – 333.

38. Mills A., Breuil C., Colwell R. R. Enumeration of petroleum degrading marine and estuarine microorganisms by the most probable number method // Canadian J. of Microbiology. 1978. Vol. 24. P. 552 – 557.

39. Murata T., Kanao-Koshikawa M., Takamatsu T. Effects of Pb, Cu, Sb, Zn and Ag contamination on the proliferation of soil bacterial colonies, soil dehydrogenase activity, and phospholipid fatty acid profiles of soil microbial communities // Water, Air, and Soil Pollution. 2005. Vol. 164. P. 103 – 118.

40. Muratova A., Pozdnyakova N., Golubev S., Wittenmayer L., Makarov O., Merbach W., Turkovskaya O. Oxidoreductase activity of sorghum root exudates in a phenanthrene-contaminated environment // Chemosphere. 2009. Vol. 74. P. 1031 – 1036

41. Ofoegbu C. J., Akubugwo E. I., Dike C. C., Maduka H. C. C., Ugwu C. E., Obasi N. A. Effects of heavy metals on soil enzymatic activities in the Ishiagu mining area of Ebonyi State Nigeria // J. of Environmental Science, Toxicology and Food Technology. 2013. Vol. 5, № 6. P. 66 – 71.

42. Öhlinger R. Dehydrogenase activity with the substrate TTC // Methods in Soil Biology / eds. F. Schinner, R. Ohlinger, E. Kandler, R. Margesin. Berlin : Springer Verlag, 1996. P. 241 – 243.

43. Rylovа N. G., Stepus N. F. The change of cellulose soil activity as a result of pollution with heavy metals // Biology. 2005. Vol. 10. P. 65 – 69.

44. Sabrina H., Michael S., Johnson B. The iron-oxidizing proteobacteria // Microbiology. 2011. Vol. 157. P. 1551 – 1564.

45. Salah E. A. M., Yassin K. H., Abd-Alsalaam S. Level, distribution and pollution assessment of heavy metals in urban community garden soils in Baghdad City, Iraq // International J. of Scientific Engineering and Research. 2015. Vol. 6, № 10. Р. 1646 – 1652.

46. Shi Z. J., Lu Y., Xu Z. G., Fu S. L. Enzyme activities of urban soils under different land use in the Shenzhen city, China // Plant Soil and Environment. 2008. Vol. 54, № 8. P. 341–346.

47. Shuqing L., Zhixin Y., Xiaomin W., Xiaogui Z., Rutai G., Xia L. Effects of Cd and Pb pollution on soil enzymatic activities and soil microbiota // Frontiers of Agriculture in China. 2007. Vol. 1, iss. 1. Р. 85 – 89.

48. Su C., Jiang L., Zhang W. A review on heavy metal contamination in the soil worldwide : Situation, impact and remediation techniques // Environmental Skeptics and Critics. 2014. Vol. 3, iss. 2. Р. 24 – 38.

49. Sumampouw O. J., Risjani Y. Bacteria as indicators of environmental pollution : Review // International J. of Ecosystems and Ecology Science. 2014. Vol. 4, № 6. Р. 251 – 258. DOI: 10.5923/j.ije.20140406.03

50. Tuomela M., Steffen K., Kerko E. Influence of Pb contamination in boreal forest soil on the growth and ligninolytic activity of litter-decomposing fungi // Microbiology Ecology. 2005. Vol. 53. P. 179 – 186.

51. Utobo E. B., Tewari L. Soil enzymes as bioindicators of soil ecosystem status // Applied Ecology and Environmental Research. 015. Vol. 13, № 1. Р. 147 – 169. DOI: 10.15666/aeer/1301_147169

52. Wilkinson S., Nicklin S., Faul J. L. Biodegradation of fuel oils and lubricants : soil and water bioremediation options // Bionransformations : bioremediation technology for health and environmental protection / eds. V. P. Singh, R. D Stapleton. Elsevier Science, 2002. P. 69 – 100.

53. Wyszkowska J., Wyszkowski M. Effect of cadmium and magne-sium on enzymatic activity in soil // Polish J. of Environmental Studies. 2003. Vol. 12, № 4. P. 473 – 479.


Для цитирования:


Плешакова Е.В., Нгун К.Т., Решетников М.В. Биодиагностика почвы с невысоким уровнем антропогенного воздействия (на примере п.г.т. Степное Саратовской области). ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2018;(4):447-464. https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-4-447-464

For citation:


Pleshakova Y.V., Ngun C.T., Reshetnikov M.V. Biodiagnosis of Soil with a Low Level of Anthropogenic Impact (with the typical Urban Settlement Stepnoe, Saratov Region, as an example). Povolzhskiy Journal of Ecology. 2018;(4):447-464. (In Russ.) https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-4-447-464

Просмотров: 22


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-7318 (Print)
ISSN 2541-8963 (Online)