ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРЕПАРАТА ЕЛЕНА НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЫ И ПОД ПОСЕВАМИ ФИТОРЕМЕДИАНТА MEDICAGO SATIVA L.

Развитая нефтедобывающая промышленности является одним их главных источников загрязнения почвенного покрова. Рост площади территорий, загрязненных нефтяными углеводородами, связан с высокой степенью износа оборудования в нефтегазовом комплексе, перекачки, переработки нефти и нефтепродуктов, а также со значительным объемом перевозок транспортировки. Например, за 2017 год в РФ зарегистрировано 2475 случаев загрязнения природных объектов, 568 из которых относятся к категории экстремально высоких [1].

Естественное восстановление плодородия нефтезагрязненных почв занимает довольно много времени. При средних и незначительных уровнях загрязнения очистка и восстановление плодородия может быть осуществлено только за счет биологических методов. При умеренной антропогенной нагрузке достаточно будет применить методы биостимуляции или фиторемедиации.

В проведенном исследовании было оценено влияние неспецифического биопрепарата Елена с биофунгицидным действием как самостоятельно, так и совместно с посевом растения-фиторемедианта Medicago sativa.

Выбор препарата был обусловлен тем, что в условиях загрязнения нефтяными углеводородами в почве активно развиваются устойчивые к стрессу фитопатогенные виды микромицетов, что может привести к вторичному токсикоза почвы [2]. Бактерии рода Pseudomonas, входящие в состав препарата Елена, относят к числу антагонистов фитопатогенных грибов и бактерий.

Исследование проводилось на образцах серой лесной почвы, загрязненной товарной нефтью в концентрациях 3-4% от массы почвы. Препарат вносили в виде суспензии из расчета 30 мл/кг почвы (титр микроорганизмов биопрепарата 106 КОЕ/мл). Растения люцерны изначально выращивали в индивидуальных вегетационных сосудах с заданной массой почвы. Когда растения достигали в длину 10-15 см, почву загрязняли нефтью и через 3 дня растения и почву обрабатывали препарата. Биологическая активность почв оценивалась по численности микроорганизмов разных эколого-физиологических групп методом посева на питательные среды [3]. Пигменты растений экстрагировали ацетоном и снимали спектры поглощения на приборе UV-2401 PC Shimadzu [4]. Отбор почвенных проб проводился через 3,30 и 60 сут, а оценка параметров растений проводилась через 30 суток.

После внесения биопрепарата Елена численность микромицетов на протяжении всего эксперимента была ниже, чем соответствующий показатель в почве, загрязненной нефть. Также было увеличение доли гетеротрофных и азотфиксирующих микроорганизмов, что, вероятно, происходило за счет ингибирования развития микромицетов и преимущественного развития бактерий, в том числе и азотфиксаторов (рис 1).

Внесение биопрепарата Елена в почву также приводило к возрастанию численности углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) и снижению содержания остаточных углеводородов в почве (рис. 2). Полученные результаты позволяют предположить, что штамм бактерий, входящий в состав биопрепарата Елена перспективен для разработки комплексных препаратов, направленных не только на борьбу с фитопатогенными микромицетами, но и на устранение нефтяных загрязнений почвы.

При использовании данного препарата для обработки растений, произрастающих в условиях нефтяного загрязнения, показано, что через 30 суток после начала эксперимента происходила стимуляция роста гетеротрофов и азотфиксаторов и целлюлозлитиков в почве под растениями (табл.1).

Таблица 1.

Численность микроорганизмов разных эколого-физиологических групп в нефтезагрязненной почве под посевом люцерны

Также отмечалось снижение численности микромицетов в почве, обработанной биопрепаратом. В нефтезагрязненной почве численность микроскопических грибов составляла 1,4*103 грибных пропагул/г почвы, в нефтезагрязненной 21*103 грибных пропагул/г почвы, а в обработанной почве – 16*103 грибных пропагул/г почвы. Численность данной группы микроорганизмов составляла 25% относительно загрязненных образцов почвы.

Важным параметром оценки влияния внешних факторов на развитие растений являются изменения в содержании пигментов в листьях растений. Исследование показало, что загрязнение нефтью не оказало влияния на содержание хлорофилла в листьях растений люцерны посевной, а обработка растений и почвы биопрепаратом привела к снижению в 2,5 раза содержания хлорофилла а в присутствии нефти (рис.3). Однако использование биопрепарата приводило к увеличению содержания каротиноидов на 60%, что свидетельствовало об активации защитных механизмов у люцерны [5].

Несмотря на отсутствия значимого эффекта от препарата по результатам проведенных исследований биохимических параметров растений, биопрепарат приводил к нормализации микробоценоза и стимулировал рост таких микроорганизмов, как азотфиксаторы и целлюлозолитики. Таким образом, положительное влияние биопрепарата Елен на процесс ремедиации загрязненной почвы проявилось опосредованно за счет регуляции численности и активности почвенных микроорганизмов.

Список литературы

1.        Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году» // http://www.minpriroda.cap.ru/news /2018/01/09/gosudarstvennij-doklad-o-sostoyanii-i-ob-ohrane-ok

2.        Donerian, L.G., Vodianova M.A., Tarasova Z.E. Microscopic soil fungi – bioindicators organisms contaminated soil // Gigiena i sanitaria. – 2016. – Vol. 95 № 9. – С. 891-894.

3.        Методы почвенной микробиологии и биохимии. / Под. ред. Д.Г.Звягинцева. – М.: МГУ, 1991. – 304с.

4.        Jeffrey, S.W. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. / S.W. Jeffrey, G.R. Humphrey // Biochem. Physiol. Pflanzen Bd. – 1975. – Vol. 167. – P. 191-194.

5.        Шлык А.А.Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. – М.: Наука, 2011.– С. 154-170.