Changes in the cellulolytic activity and microbial respiration of soils of different types under conditions of contamination with heavy metals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It has been experimentally established that when soils are polluted with heavy metals, the boundary concentrations of metals above which signs of ecotoxicity are detected are different for the microbial community. Inhibition of respiration of the studied soils was observed at lower doses of Pb, Zn and Cd than enzymatic cellulase activity. Cd compounds and polyelement contamination conditions are the most toxic for microorganisms. Concentrations of heavy metals have been identified that can have a significant negative impact on the soil microbial community at different levels of contamination of sod-podzolic, gray forest, leached chernozem and chestnut soils. In descending order of resistance to TM, the studied soils can be arranged in the following row: leached chernozem (Luvic Chernozem) > grey forest (Eutric Retisol (Ochric)) > chestnut (Haplic Kastanozem) ≥ sod-podzolic (Eutric Albic Retisol (Ochric)).

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. A. Zolotareva

Lomonosov Moscow State University

Email: irinaoplekhanova@mail.ru
Russian Federation, 119992, Moscow, Leninskie Gory, 1, p. 12

I. O. Plekhanov

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: irinaoplekhanova@mail.ru
Russian Federation, 119992, Moscow, Leninskie Gory, 1, p. 12

References

  1. Добровольский В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова // Почвоведение. 1999. № 3. С. 639–645.
  2. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв. Учение об экологических функциях почв. М.: Изд-во МГУ, 2012. 364 с.
  3. Водяницкий Ю.Н. Нормативы содержания тяжелых металлов и металлоидов в почвах // Почвоведение. 2012. № 3. С. 368–375.
  4. Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям: Метод. пособ. М.: Изд-во МГУ, 1997. 102 с.
  5. Ильин В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве // Почвоведение. № 9, 1986. С. 90–98.
  6. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами // Агрохимия. 1997. № 11. С. 65–70.
  7. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
  8. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2042–06. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. 2006.
  9. Булгаков Н.Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды. Обзор существующих подходов // Усп. соврем. биол. 2002. Т. 122. № 2. С. 115–135.
  10. Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений. Екатеринбург: Наука, 1994. 280 с.
  11. Яковлев А.С., Евдокимова М.В. Экологическое нормирование качества почв и управление их качеством // Почвоведение. 2011. № 5. С. 582–596.
  12. Coleman D.C. From peds to paradoxes: linkages between soil biota and their influences on ecological processes // Soil Biol. Biochem. 2008. V. 40. P. 271–289.
  13. Wang M., Markert B., Shen W., Peng C., Ouyang Z. Microbiol biomass carbon and enzyme activities of urban soils in Beijing // Environm. Sci. Pollut. Res. 2011. V. 18(6). P. 958–967
  14. Соколова А.В. Агрохимические методы исследования почв. М., 1975. 436 с.
  15. Плеханова И.О., Бамбушева В.А. Экстракционные методы изучения состояния тяжелых металлов в почвах и их сравнительная оценка // Почвоведение. 2010. № 9. С. 1081–1088. https://doi.org/10.1134/S1064229310090073
  16. ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений. 2011.
  17. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.
  18. Волкова И.Н., Кондакова Г.В. Экологическое почвоведение: Лабораторные занятия для студентов-экологов (бакалавров): Метод. указ. Ярославль, ЯрГУ, 2002. 35 с.
  19. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 238 с.
  20. Сан ПиН 4266-87. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами.
  21. Adriano D.C. Trace elements in the terrestrial enviroment. N.Y.: Springer-Verlag, 1986. 533 p.
  22. Плеханова И.О., Золотарева О.А. Экологическое нормирование состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия. 2020. № 10. С. 79–88.
  23. Плеханова И.О., Золотарева О.А. Оценка и нормирование экологического состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия. 2021. № 7. С. 83–94.
  24. Иващенко К.В., Ананьева Н.Д., Васенев В.И., Кудеяров В.Н., Валентини Р. Биомасса и дыхательная активность почвенных микроорганизмов в антропогенно-измененных экосистемах (Московская область) // Почвоведение. 2014. № 9. С. 1077–1088.
  25. Schlesinger W.H., Andrews J.A. Soil respiration and global carbon cycle // Bioge-ochemistry. 2000. V. 48. P. 7–20.
  26. Пряженникова О.Е. Целлюлозолитическая активность почв в условиях городской среды. Кемерово: Сибир. изд. группа, 2011. 141 с. https://murzim.ru/nauka/biologiya/mikrobiologija/ 25518-analiz-fiziologicheskih-grupp-bakteriy.html
  27. Кузина А.А. Целлюлозолитическая активность почв Черноморского побережья Кавказа в условиях химического загрязнения // Изв. Самар. НЦ РАН. 2016. Т. 18. № 2(2). С. 422–425.
  28. Рылова Н.Г., Степусь Н.Ф. Изменение целлюлазной активности почв в результате загрязнения тяжёлыми металлами // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер. 6: Биология. Науки о Земле. 2005. № 10. С. 65–70.
  29. Плеханова И.О., Золотарева О.А., Тарасенко И.Д. Применение методов биотестирования при оценке экологического состояния почв // Вестн. МГУ. Сер. 17: Почвоведение. 2018. № 4. С. 36–46.
  30. Plekhanova I.O., Zolotareva O.A., Tarasenko I.D. Application of biotesting meth-ods at assessment of ecological state of soils // Moscow Univ. Soil Sci. 2018. V. 73. № 4. P. 163–173.
  31. Плеханова И.О., Золотарева О.А., Тарасенко И.Д., Яковлев А.С. Оценка экотоксичности почв в условиях загрязнения тяжелыми металлами // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1243–1258.
  32. Plekhanova I.O., Zolotareva O.A., Tarasenko I.D., Yakovlev A.S. Assessment of the ecotoxicity of soils contaminated with heavy metals // Euras. Soil Sci. 2019. V. 52. № 10. Р. 1274–1288. https://doi.org/10.1134/S1064229319100089
  33. Яковлев А.С., Макаров О.А., Рыбальский Н.Г., Барсегян А.Г., Вавилова В.М., Гендугов В.М., Гладкова М.М., Глазунов Г.П., Долгинова В.А., Евдокимова М.В., Медведева О.Е., Муравьева Е.В., Плеханова И.О., Попечиц О.А., Рыбальский Н.Н., Самотесов Е.Д., Сизов А.П., Сладкопевцев С.А., Сорокин А.С., Терехова В.А., Титарев Р.П., Шестакова М.В. Охрана почв и земель: коллект. монограф. М.: НИА-Природа, 2015. 556 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The intensity of CO2 emissions with different heavy metal content in sod-podzolic soil (a) gray forest (b), leached chernozem (c) and chestnut (d) soils.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The intensity of cellulose destruction with different heavy metal content in sod-podzolic soil (a) gray forest (b), leached chernozem (c) and chestnut (d) soils.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».