Воздействие наночастиц меди на растения и почвенные микроорганизмы (обзор литературы)
Автор: Цицуашвили Виктория Сергеевна, Минкина Татьяна Михайловна, Невидомская Дина Георгиевна, Раджпут Вишну Даял, Манджиева Саглара Сергеевна, Сушкова Светлана Николаевна, Бауэр Татьяна Владимировна, Бурачевская Марина Викторовна
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Актуально в номер
Статья в выпуске: 3 (39), 2017 года.
Бесплатный доступ
В связи с прогрессирующим производством и применением наноматериалов в различных сферах деятельности описаны возможные риски ухудшения состояния окружающей среды и как следствие, угроза здоровью и состоянию экосистем. Существует основание полагать, что в скором времени почва может стать основным поглотителем производственных наночастиц, поступающих в окружающую среду в результате производственной деятельности, и, что их концентрации в почвах со временем будут выше по сравнению с другими компонентами природной среды. Вопросы безопасности применения наноматериалов на основе меди изучать особенно важно, потому что существует их широкомасштабное использование в производстве биоцидов в сельском хозяйстве. В статье раскрывается информация об актуальности изучения наночастиц металлов (на примере меди) на экосистему, приводятся обзор литературных источников и анализ результатов исследований взаимодействия наночастиц меди с растениями и почвенно-микробным сообществом. Установлены различия во влиянии наночастиц на процессы жизнедеятельности растений в зависимости от их концентрации и степени дисперсности. Рассмотрено особо влияние свойств почв на состояние наночастиц и проявление их токсичности. Выявлены воздействие наночастиц меди на микробиологические показатели отдельных видов почв, активность почвенных ферментов, а также изменения физических, химических и агрохимических свойств почв и в целом на плодородие и процессы самоочищения от загрязняющих веществ. В статье обосновывается необходимость изучения поведения наночастиц меди в системе «почва - растение - микробиота» для возможности использования нанотехнологий в агропромышленности и обеспечения безопасности сельскохозяйственной продукции.
Наночастицы металлов, оксид меди, почвенно-микробное сообщество, растения, токсичность
Короткий адрес: https://sciup.org/140223658
IDR: 140223658
Список литературы Воздействие наночастиц меди на растения и почвенные микроорганизмы (обзор литературы)
- Структура, свойства и токсичность наночастиц оксидов серебра и меди/И.Н. Андрусишина, И.А. Голуб, Г.Г. Дидикин, С.Е. Литвин, В.Ф. Горчев, В.А. Мовчан//Бiотехнологiя. -2011. -Т. 4. -№ 6. -С. 51-59.
- Гладкова, М.М. Инженерные наноматериалы в почве: Источники поступления и пути миграции/М.М. Гладкова, В.А. Терехова//Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. -2013. -№ 3. -С. 34-39.
- Влияние загрязнения наночастицами оксидов никеля и железа на биологические свойства чернозема обыкновенного североприазовского/С.И. Колесников, А.Н. Тимошенко, К.Ш. Казеев, Ю.В. Акименко//Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. -2016. -T. 1. -C. 71-75.
- Влияние водных дисперсных систем с наночастицами серебра и меди на прорастание семян/С.Н. Маслоброд, Ю.А. Миргород, В.Г. Бородина, Н.А. Борщ//Электронная обработка материалов. -2014. -Т. 50. -№ 4. -С. 103-112.
- Биотестирование наноматериалов: о возможности транслокации наночастиц в пищевые сети/Ю.Н. Моргалёв, Н.С. Хоч, Т.Г. Моргалёва, Е.С. Гулик, Г.А. Борило, У.А. Булатова, С.Ю. Моргалёв, Е.В. Понявина//Российские нанотехнологии. -2010. -Т. 5. -№ 11-12. -С. 131-135.
- Сушилина, М.М. Нанотехнологии в растениеводстве и сельском хозяйстве/М.М. Сушилина, А.И. Монькина//Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. -2011. -Т. 3. -С. 42-44.
- Atlas R.M. Use of Microbial Diversity Measurements to Assess Environmental Stress. Current Perspectives in Microbial Ecology//American Society for Microbiology. -1984. -P. 540-545.
- Ben-Moshe T., Frenk S., Dror I., Minz D., Berkowitz B. Effects of metal oxide nanoparticles on soil properties//Chemosphere. -2013. -Vol. 90. -P. 640-646.
- Bondarenko O., Juganson K., Ivask A., Kasemets K., Mortimer M., Kahru A. Toxicity of Ag, CuO and ZnO nanoparticles to selected environmentally relevant test organisms and mammalian cells in vitro: a critical review//Arch. Toxicol. -2013. -Vol. 87. -P. 1181-1200.
- Concha-Guerrero S.I., Souza Brito E.M., Piñón-Castillo H.A., Tarango-Rivero S.H., Caretta C.A., Luna-Velasco A., Duran R., Orrantia-Borunda E. Effect of CuO Nanoparticles over Isolated Bacterial Strains from Agricultural Soil//Journal of Nanomaterials. -2014. -Vol. 2014. Article ID 148743, 13 p.
- Forster S.P., Olveira S., Seeger S. Nanotechnology in the market: promises and realities//Int. J. Nanotechnol. -2011. -Vol. 8. -P. 592-613.
- Future Markets. Nanomaterials. 2015. The Global Market for Copper Oxide Nanoparticles, 2010-2025. Future Markets: Tomorrow’s technology, Today (available at http://www.futuremarketsinc.com/global-market-copper-oxide-nanoparticles-2010-2025).
- Janvier C., Villeneuve F., Alabouvette C., Edel-Hermann V., Mateille T., Steinberg C. Soil health through soil disease suppression: which strategy from descriptors to indicators?//Soil Biol. Biochem. -2007. -Vol. 39. -P. 1-23.
- Jośkoa I., Oleszczukb P., Futa B. The effect of inorganic nanoparticles (ZnO, Cr2O3, CuO and Ni) and their bulk counterparts on enzyme activities in different soils//Geoderma. -2014. -Vol. 232-234. -P. 528-537.
- Kim S., Sin H., Lee S., Lee I. Influence of Metal Oxide Particles on Soil Enzyme Activity and Bioaccumulation of Two Plants//J. Microbiol. Biotechnol. -2013. -Vol. 23. -№ 9. -P. 1279-1286.
- Kim S., Lee S., Lee I. Alteration of phytotoxicity and oxidant stress potential by metal oxide nanoparticles in Cucumis sativus//Water Air. Soil Pollut. -2012. -Vol. 223. -P. 2799-2806.
- Klaine S.J., Alvarez P.J., Batley G.E., Fernan-des T.F., Handy R.D., Lyon D.Y., Mahendra S., McLaughlin M.J., Lead J.R. Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects//Environ. Toxicol. Chem. -2008. -Vol. 27. -№ 9. -P. 1825-1851.
- Kumar N., Shah V., Walker V.K.P. Perturbation of an arctic soil microbial community by metal nanoparticles//J. Hazard. Mater. -2011. -Vol. 190. -P. 816-822.
- Manceau A., Nagy K.L., Marcus M.A., Lanson M., Geoffroy N., Jacquet T., Kirpichtchikova T. Formation of Metallic Copper Nanoparticles at the Soil-Root Interface//Environ. Sci. Technol. -2008. -Vol. 42. -P. 1766-1772.
- Navratilova J., Praetorius A., Gondikas A., Fabienke W., von der Kammer F., Hofmann T. Detection of Engineered Copper Nanoparticles in Soil Using Single Particle ICP-MS//Int. J. Environ. Res. Public Health. -2015. -Vol. 12. -P. 15756-15768.
- Padmavathy N., Vijayaraghavan R. Enhanced bioactivity of ZnO nanoparticles -an antimicrobial study//Sci. Technol. Adv. Mater. -2008. -Vol. 9. -№ 3. -P. 035004.
- Qafoku N.P. Terrestrial nanoparticles and their controls on soil-/geo-processes and reactions//Adv. Agron. -2010. -Vol. 107. -P. 33-91.
- Shah V., Belozerova I. Influence of metal nanoparticles on the soil microbial community and germination of lettuce seeds//Water Air Soil Pollut. -2009. -Vol. 197. -P. 143-148.
- Wang Z.X.X., Zhao J., Liu X., Feng W., White J.C., Xing B. Xylem-and phloem-based transport of CuO nanoparticles in maize (Zea mays L.)//Environ. Sci. Technol. -2012. -Vol. 46. -P. 4434-4441.
- Wu S.G.H.L., Head J., Chen D.R., Kong I.C., Tang Y.J. Phytotoxicity of metal oxide nanoparticles is related to both dissolved metals ions and adsorption of particles on seed surfaces//J. Petrol. Environ. Biotechnol. -2012. -Vol. 3. -P. 126.
- Xu C., Peng C., Sun L., Zhang S., Huang H., Chen Y., J. Shi. Distinctive effects of TiO2 and CuO nanoparticles on soil microbes and their community structures in flooded paddy soil//Soil Biology and Biochemistry. -2015. -Vol. 86. -P. 24-33.
