Количественное и качественное изменение численности микрооорганизмов в почвогрунтах на основе шлаков, цеолитов, осадка сточных вод и природных минералов

Автор: Вартанов Р.Д., Елизарова Д.И., Губина А.В., Барсукова Е.С., Иванушкина Т.С., Байрамов В.Д.

Журнал: Научный журнал молодых ученых @young-scientists-journal

Статья в выпуске: 1 (36), 2024 года.

Бесплатный доступ

Микробные сообщества обладают высокой чувствительностью к антропогенному вмешательству и служат индикаторами экологического состояния почвы. Проведенные нами исследования по установлению влияния отходов производства и быта в составе почвогрунтов на численность и состав почвенных микроорганизмов показали значительные изменения как в численности микроорганизмов, так и их качественном составе - аммонификаторов, участвующих в аммонификации белков и полипептидов, что являются убедительным доказательством использования микробного сообщества почвы в качестве индикатора эколого-биохимического состояния почвы и уровня ее плодородия.

Еще

Почва, микробное сообщество, тяжёлые металлы, отходы производства и быта, антропогенное воздействие, агроэкосистема, почвенный образец, предельно допустимая концентрация

Короткий адрес: https://sciup.org/147242921

IDR: 147242921

Текст научной статьи Количественное и качественное изменение численности микрооорганизмов в почвогрунтах на основе шлаков, цеолитов, осадка сточных вод и природных минералов

Microbial communities are highly sensitive to anthropogenic interference and serve as indicators of the ecological state of the soil. Our studies to establish the effect of industrial and household waste in the composition of soils on the number and composition of soil microorganisms have shown significant changes in both the number of microorganisms and their qualitative composition – ammonifiers involved in the ammonification of proteins and polypeptides, which are convincing evidence of the use of the soil microbial community as an indicator of the ecological and biochemical state of the soil and the level of her fertility.

Введение. Поскольку микробные сообщества обладают высокой чувствительностью к антропогенным воздействиям, то они являются индикаторами экологического состояния почвы. Проведенные нами исследования по установлению влияния отходов производства и быта, а также природных минералов (шлаки, осадок сточных вод, цеолиты) в составе почвогрунтов на численность и состав почвенных микроорганизмов показали значительные изменения в микробиологическом составе исследуемых почвогрунтов. Так, доказано, что происходят значительные изменения в микробиологическом состоянии почвы и численности биоты. Нами установлено увеличение численности аммонификаторов, участвующих в аммонификации белков и полипептидов. Их количество возрастает во всех изучаемых вариантах, так, если в контроле их общая численность составляла 21,6*106 колоний на 1 г почвы, то при внесении шлака, цеолита и осадка сточных вод численность микроорганизмов-аммонификаторов возрастала до 22,53*106; 23,67*106 и 29,6*106 КОЕ/г соответственно. Общая численность микроорганизмов в контрольной почве составила 51,21*106 КОЕ/г, при этом в почвогрунтах с внесением шлаков общая численность микроорганизмов снижалась до 46,31*106 тыс./г, но доля аммонификаторов в их составе возрастала до 6,1% в сравнении с контролем. При этом доказано увеличение численности целлюлоразлагающих микроорганизмов и микроскопических грибов почти в 2 раза.

Исследованиями доказано, что при внесении в грунт цеолитов общая численность микроорганизмов возрастает до 68,9*10 6 КОЕ / г, что на 17,68*10 6 КОЕ / г выше численности организмов в почвах контрольного варианта и на 22,31*10 6 КОЕ / г. превышает количество микроорганизмов в почвогрунте с внесением шлака. При этом изменения в структуре микроорганизмов происходят за счет форм, использующих минеральные соединения азота ( 63,9 %) .

Сочетания удобрительных свойств шлака с цеолитом, а также шлака с осадком сточных вод в соотношениях 2:1 в составе почвогрунтов, способствуют увеличению численности микроорганизмов до 29980,1 тыс. / г, или на 2171,4 тыс. / г, в сравнении с общей численностью микроорганизмов в питательном грунте с внесением шлака. Однако, при этом снижается численность микроорганизмов в сравнении с численностью бактерий и микроскопических грибов в составе грунтов на 20141 тыс. / г и на 6812,3 тыс. / г под действием осадка сточных вод в сравнении с действием цеолита (табл. 1).

Таблица 1 – Динамика численности и состав микроорганизмов в почвогрунтах

Варианты опыта

Количество микроорганизмов, 103 КОЕ/г

= S е r t £ о ®

о” н о ф 7 X

X Ф §2 f 2 Ф V

Ф Ф ^

Ю О

Бактери и на МПА

Микромицет ы на среде Чапака

Микроорганизм ы на КАА

На среде Гетчинсона

общее

в том числе

общее

в том числе

X X

£ со ю

X о.

3 н ф

о X X £ со

X X

3 н ф

X о

£ со

ф о X

со о

=£

ф о X

со о

ф о X

со о

ф о X

со о

о о со

см

СМ см'

СО

со

о'

со

О) см

го О)

см

ГО ГО го

ГО го' ОО

см о'

ГО см'

ГО со' го

О) со' о см

о СО

см см

СО со'

СО

О) СО

СО о'

СО СО

СО см

О) о' ю

со со см со

со

ГО со'

о'

ГО со'

о см' О)

о со' со

со ю'

со

со см СО см

ОО со' СО

сэ

см

СО о'

о о см ю

со ю' со

о о со

ГО

о о со ГО

сэ

о см

ГО о'

о со'

о со' го

о со' ГО

о го' 00 00 00 со

о о со О) см

СО

см о'

СО СО ю

О) со' со

о см

ГО ГО О) о

го см

ГО о'

о со' см

сэ

го

со

о го' со ОО ОО 00

Окончание табл. 1

О о

СО СМ

СО об'

о со"

см о"

о о

см

О) о" ю

о о о см

о о

00 см

СО

СО о"

cOlo

о ю" со

О О 00

СМ

СО СО

о со" ю

см о"

о о

о ю

00 ю" со

о о

о о о о

СО о"

сэ

со

о см" 00

сэ

о см"

ю" ю ю со

СО О О СМ

О) ю" СО

СО

о"

со

СО

со" со

со 00

см

о о со СО

см" О)

СО о"

со" ОО

о ю" 00

сэ

см О) ю ю

Можно предполагать, что цеолиты снижают токсическое действие шлаков в составе почвогрунтов в результате сорбционных процессов, осуществляемых глинистыми минералами и повышают эффективность действия удобрительных форм на биологическую активность почвы.

И если сочетание цеолита со шлаком снижает коэффициент минерализации в почвогрунтах, то сочетании шлака с осадком сточных вод в почвогрунтах повышает интенсивность минерализационных процессов и способствует нормальному обеспечению растений элементами питания.

В вариантах с внесением в почвогрунтах шлака, цеолита и осадка сточных вод в соответствии (2:1:0,5 ) общее количество микроорганизмов составляет 55924 тыс. / г, а в структуре микроорганизмов численность актиномицетов составляет 35,9 % , эти формы, участвующие в аммонификации белков и полипептидов. Бактерии и актиномицеты, использующие минеральные формы азота, составили 35467 тыс. / г или 63,4 % коэффициент минерализации составил 1,8, что свидетельствует об улучшении обеспеченности растений минеральным питанием.

Таким образом, использование удобрительных свойств цеолитов, осадка сточных вод и шлаков создает благоприятельные условия для увеличения численности бактерий на КАА и МПА и роста общей численности микроорганизмов, что приводит к увеличению коэффициента минерализации и улучшению условий роста и развитие растений.

Отрицательное воздействие высокой концентрации почвенного раствора, создаваемого шлаковыми алюминиевыми отсевами в составе почвогрунтов можно снизить добавлением в грунты цеолитов и осадка сточных вод.

Список литературы Количественное и качественное изменение численности микрооорганизмов в почвогрунтах на основе шлаков, цеолитов, осадка сточных вод и природных минералов

Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Л.: Химия, 1975. 456 с.
Экология города: Учебное пособие / В.Л. Бондаренко [и др.]. Ростов н/Д.: ИКЦ Март, 2008. 832с.
Водяницкий Ю.Н., Ладонин Д.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжелыми металлами: Учебное пособие. М.: Типография Россельхозакадемии, 2012. 305 с. EDN: OUKMFX
Вредные химические вещества: неорганические соединения элементов I-IV групп / под ред. В.А. Филова. Л.: Химия, 1988. 512 с.
Степанова Л.П., Циканавичуте В.Э., Халимон С.Ю. Агроэкологическая оценка деградационных изменений земель сельскохозяйственного назначения под влиянием интенсивных антропогенных воздействий // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1. С. 8-10. EDN: YNTFCR
Грановский Э.И., Неменко Б.А. Современные методы определения тяжелых металлов и их применение для биологического мониторинга (аналитический обзор). Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1990. 97 с.
Пименова Е.В. Нормирование качества окружающей среды и сельскохозяйственной продукции: Учебное пособие. Пермь: Пермская ГСХА, 2009. 74 с.
Снакин В.В. Система оценки степени деградации почв. М.: Наука, 1992. 156 с. EDN: TNCQKJ
Stepanova L.P., Pisareva A.V., Bolmat T.N. Environmental impact assessment of technogenesis on genetic features, composition and properties of light gray forest soils // В сб.: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "International Science and Technology Conference "Earth Science". Chapter 1, 2021. С. 022051. EDN: ITDHSR
Stepanova L.P., Yelizarov N.A., Pisareva A.V. Ecological assessment of alluvial soil resistance to anthropogenic impact // В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "International Science and Technology Conference "Earth Science". Chapter 5. 2021. P. 062147. EDN: YSFYIZ

Еще

Статья научная