Интегральная фитотоксичность нефтезагрязненного чернозема после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом
- Авторы: Минникова Т.В.1, Колесников С.И.1, Минин Н.С.1
-
Учреждения:
- Южный федеральный университет
- Выпуск: Том 335, № 5 (2024)
- Страницы: 95-106
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2500-1019/article/view/263257
- DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2024/5/4337
- ID: 263257
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Загрязнение почв нефтью оказывает значительное влияние на их плодородие и продуктивность при выращивании сельскохозяйственных культур. При ремедиации почвы недостаточное внимание уделяют оценке их фитотоксичности согласно показателям интенсивности начального роста и развития растений. Приведены результаты исследования оценки фитотоксичности чернозема обыкновенного на примере ячменя озимого (Hordeum vulgare L.) после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом, содержащим штаммы Bacillus и Paenibacillus.
Цель: оценить интегральную фитотоксичность чернозема обыкновенного после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом, содержащим штаммы Bacillus и Paenibacillus.
Объекты: чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый, в модельных условиях загрязненный нефтью на 5 % от массы почвы. Для ремедиации почвы от нефтяного загрязнения вносили биочар и бактериальный препарат со штаммами Bacillus и Paenibacillus в различных сочетаниях: самостоятельное внесение ремедиантов, совместное внесение, инокуляция Bacillus и Paenibacillus на биочаре. Период инкубации почвы с биочаром и бактериальным препаратом длится 30 суток.
Методы. Остаточное содержание нефти определяли методом экстракции четыреххлористым углеродом с детекцией на инфракрасном анализаторе. Фитотоксичность почвы после ремедиации оценивали по показателям интенсивности начального роста и развития ячменя озимого (Hordeum vulgare L.): всхожесть, скорость прорастания, энергия прорастания, дружность прорастания, длина побега, длина корня, фитомасса побега, фитомасса корня. В результате определения этих показателей рассчитывали комплексный интегральный показатель фитотоксичности почвы.
Результаты. Совместное применение биочара c бактериальным препаратом в нефтезагрязненной почве приводит к наиболее эффективному снижению содержания нефти, чем при самостоятельном внесении и инокуляции бактериального препарата на биочаре в рекомендуемой и 100 кратной дозе с эффективностью 33 и 58 % соответственно. На основании анализа фитотоксичности установлена наибольшая чувствительность показателей интенсивности начального роста ячменя: всхожесть, дружность и скорость прорастания. При самостоятельном внесении биочара и бактериального препарата наиболее информативные показатели – фитомасса побегов, всхожесть и дружность прорастания, при совместном внесении биочара и бактериального препарата – энергия прорастания, длина побега и фитомасса побегов, при инокуляции бактериального препарата на биочаре – длина корней, фитомасса побегов и корней. Исследование фитотоксичности нефтезагрязненного чернозема после ремедиации позволило установить экологическую эффективность и целесообразность применения самостоятельно биочара и биочара, инокулированного штаммами Bacillus и Paenibacillus.
Полный текст
Введение
Нефтяные розливы оказывают непосредственное воздействие на физико-химические (окислительно-восстановительный потенциал, гидрофобность, проницаемость и пористость почвы) и агрохимические (содержание органического вещества, соотношение C:N, C:P, содержание легкорастворимых солей, pH и др.) показатели почвы [1–7]. В нефти содержатся соединения тяжелых металлов (никель и ванадий) и другие неорганические соединения, повышающие содержание легкорастворимых солей в почве [8–10]. Содержание в нефти высокой концентрации углерода и соединений азота изменяет соотношение C:N в почве, что влияет на состояние почвенной биоты. Загрязнение почв нефтью оказывает воздействие на дикорастущие и сельскохозяйственные растения [11]. В нефтезагрязненных почвах снижается доступность для растений элементов минерального питания: азота, фосфора и калия. С учетом изменения пористости и аэрации почв, структуры и температуры почвы, а также нарушения жизнедеятельности биоты рост и развитие сельскохозяйственных растений ухудшается [12, 13].
Загрязнение почв нефтью снижает оптимальный рост сельскохозяйственных культур, влияя на показатели интенсивности начального роста и развития семян, а также на продуктивность растений и устойчивость к различным возбудителям и болезням [14–17]. Как последствие нефтяного загрязнения почвы происходит нарушение соотношения между углеродом, азотом и фосфором, что влияет на усвоение микроэлементов и в итоге на жизнедеятельность растений [18–20].
При биоремедиации нефтезагрязненных почв самым чувствительным показателем состояния почвы после внесения ремедиантов является фитотоксичность почв [21, 22]. К растениям, наиболее чувствительным к нефтяному загрязнению, относят редис (Raphanus sativus L.), салат (Lactuca sativum L.), кукурузу (Zea mays L.), горчицу (Sinapis Cibum L.), лук (Allium cepa L.) [23], ячмень (Hordeum vulgare L.) и клевер (Trifolium praténse L.) [24–27]. Поэтому одним из направлений очистки почв от нефти и нефтепродуктов является посадка различных сельскохозяйственных культур или их сочетания с микробными препаратами [28, 29]. Также для ремедиации нефтезагрязненных почв эффективно внесение таких углеродистых сорбентов, как биочар [30–32]. Биочар оказывает стимулирующее воздействие на ферменты азотного цикла (уреаза, протеаза и др.) и бактерии-аммонификаторы [33]. Внесение биочара с Enterobacter sp. MN17 увеличило содержание хлорофилла а и b, скорости транспирации, устьичной и подустьичной проводимости и скорости фотосинтеза маша (Vigna radiata L.) сорта AZRI-2006, выращенного на почве, загрязненной дизельным топливом [34].
Цель – оценить интегральную фитотоксичность нефтезагрязненного чернозема после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом, содержащим штаммы Bacillus и Paenibacillus. Для реализации цели были поставлены следующие задачи: 1) проанализировать остаточное содержание нефти чернозема по истечении 30 суток эксперимента; 2) измерить показатели интенсивности начального роста и развития семян ячменя, выращенного на нефтезагрязненном черноземе; 3) сравнить интегральную фитотоксичность нефтезагрязненного чернозема после ремедиации при самостоятельном, совместном и инокулированном внесении биочара; 4) оценить информативность и чувствительность биологических показателей после ремедиации.
Материалы и методы
Для оценки фитотоксичности почв при загрязнении нефтью после внесения биочара и бактериального препарата, содержащего штаммы Bacillus и Paenibacillus в виде раствора, анализировали самую плодородную почву в мире – чернозем обыкновенный, или Haplic Chernozem Loamic [35]. Для закладки модельного эксперимента почву отбирали с верхнего слоя (Апах) пашни Ботанического сада Южного федерального университета (47°14'17.54″N; 39°38'33.22″E). Почва обладает следующими физико-химическими свойствами: рНакт.=8,2, плотность почвы – 1,29 г/см3, порозность – 51 %, содержание органического вещества – 4,0 %, ЕКО – 38,0 мг×экв/100 г почвы, тяжелосуглинистый гранулометрический состав: содержание песка – 29,8 %, ила – 17,7 %, глины – 52,5 %.
Для эксперимента использовали нефть, предоставленную Новошахтинским нефтеперерабатывающим заводом. В почву вносили нефть в концентрации 5 % от массы почвы. Именно такой уровень загрязнения почв нефтью характеризует среднюю степень загрязнения почв [36].
Для очистки нефтезагрязненной почвы от нефти и восстановления ее экологического состояния, пригодного для выращивания сельскохозяйственных культур, в нефтезагрязненную почву вносили биочар и бактериальный препарат, содержащий штаммы Bacillus и Paenibacillus в виде раствора. Бактериальный препарат с биофунгицидным действием в отношении грибов рода Fusarium на основе консорциума штаммов аэробных спорообразующих бактерий B. amyloliquefaciens V3.14 и R4.6, P. polymyxa R5.31, а также P. peoriae O1.27, O2.11, R3.13, R4.5 и R6.14, и P. jamilae K1.14, R4.24 был разработан в лаборатории новых биопрепаратов Академии биологии и биотехнологии Южного федерального университета. Биопрепарат основан на технологии жидкофазной ферментации культурами бактерий жидкой питательной среды на основе 2,5 % свекловичной мелассы от объёма и комплекса солей (Азофоска) в концентрации 1,95 г/л, что соответствует 1:25 по соотношению N (азот):C (углерод) [37]. Концентрация жизнеспособных спор бактерий в получаемом биопрепарате не менее 1∙109 КОЕ/мл. В данном исследовании бактериальный препарат (БП) вносили в рекомендуемой концентрации 20 мл/га, или 7500 КОЕ/кг почвы. Такая доза применяется на сельскохозяйственных полях для подавления грибов р. Fusarium при обработке растений по листу. В связи с этим дополнительно была исследована в 100 раз большая концентрация препарата (БП×100). Исследовали самостоятельное и совместное внесение биочара и БП, а также инокуляцию БП на биочаре.
В рамках модельного эксперимента почву в вегетационных сосудах увлажняли и загрязняли нефтью в концентрации 5 % от массы почвы. В загрязненную почву вносили биочар (1 % от массы почвы), бактериальный препарат, содержащий штаммы Bacillus и Paenibacillus (в рекомендуемой и в 100 раз увеличенной дозе). Экспозицию вегетационных сосудов проводили в течение 30 суток при поддержании постоянной влажности почвы и температуры воздуха в климатической камере Binder KBW. Через 30 суток от начала эксперимента в образцах почвы определяли остаточное содержание нефти и фитотоксические показатели почвы. При оценке остаточного содержания нефти проводили сравнение с нефтезагрязненной почвой без ремедиантов (нефтезагрязненный фон).
Для оценки фитотоксичности почвы в полученных вариантах почвы выращивали озимый ячмень (Hordeum vulgare L.). Длительность выращивания ячменя составляла 7 дней. В течение этого периода фиксировали показатели интенсивности начального роста семян ячменя: всхожесть, скорость, энергию и дружность прорастания [38]. Через 7 суток каждое растение измеряли по показателям: длина побега и корня, фитомасса побега и корня. Анализ данных проводили по сравнению с контролем с нефтезагрязненной почвой без ремедиантов (нефтезагрязненный фон).
Дружность прорастания семян ячменя определяли по формуле (1):
(1)
где B – полная всхожесть; n – число дней прорастания семян.
Энергию прорастания семян ячменя определяли по формуле (2):
(2)
где В3 – число семян, проросших на третьи сутки: С (%) – процент от общего количества семян, взятых для проращивания.
Скорость прорастания семян ячменя определяли как сумму средних семян, прорастающих ежедневно (формула (3)).
(3)
где А – число семян, проросших за первые сутки; Б – число семян, проросших за вторые сутки; В – число семян, проросших за третьи сутки; Г – число семян, проросших за четвертые сутки; Д – число семян, проросших за пятые сутки; Е – число семян, проросших за шестые сутки; Ж – число семян, проросших за седьмые сутки.
Расчет комплексного интегрального показателя фитотоксичности почвы (ИПФт) проводили по всем проанализированным фитотоксическим показателям по формуле (4):
(4)
где Б1…Бn – значение каждого фитотоксического показателя относительно контроля; Бконтр – контрольное значение.
Далее по значениям ИПФт для каждого фитотоксического показателя находят среднее значение ИПФт, которое служит индикатором состояния почвы при самостоятельном, совместном внесении ремедиантов, а также инокуляции БП на биочаре.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием программного пакета Statistica 12.0. Статистические данные (средние значения, дисперсия) были определены, а надежность различных образцов была установлена с использованием дисперсионного анализа (Student t-test).
Результаты и обсуждение
Остаточное содержание нефти
Содержание нефти в почве после внесения биочара и БП представлено в табл. 1. Установлено, что без внесения ремедиантов за 30 суток нефть разлагается на 25 %. Аналогичную эффективность разложения нефти наблюдали после самостоятельного внесения БП. При внесении в почву только биочара эффективность разложения нефти составила на 19 % выше, чем в нефтезагрязненной почве без ремедиантов.
Таблица 1. Остаточное содержание нефти через 30 суток после внесения биочара и Bacillus и Paenibacillus, % от исходного содержания нефти (на первые сутки эксперимента) (n=6)
Table 1. Residual oil content in 30 days after introduction of biochar and Bacillus & Paenibacillus, % of the initial oil content (on the 1st day of the experiment) (n=6)
Варианты Variants | Без ремедиантов Without ameliorants | Cамостоятельное внесение ремедиантов Self-applied application of ameliorants | Совместное внесение ремедиантов Joint application of ameliorants | Инокуляция ремедиантов Inoculation of ameliorants |
нефть/oil | 75 | – | – | – |
биочар (Б) biochar (B) | – | 56 | – | – |
Bacillus и Paenibacillus (БП)/(BP) | – | 72 | 16 | 50 |
БП×100 BP×100 | – | 73 | 48 | 31 |
При совместном применении биочара с БП и биочара с БП×100 установлена эффективность разложения нефти на 59 и 27 % выше, чем в нефтезагрязненной почве без ремедиантов. При инокуляции БП и БП×100 на биочаре установлена эффективность 25 и 44 % соответственно.
Таким образом, совместное применение биочара со БП в нефтезагрязненной почве приводит более эффективному снижению содержания нефти, чем при самостоятельном внесении и инокуляции БП на биочаре в рекомендуемой и стократной дозе.
Показатели интенсивности начального роста ячменя
В нефтезагрязненной почве без ремедиантов показатели интенсивности начального роста такие, как всхожесть, энергия, дружность и скорость прорастания, были снижены на 17–28 % относительно контроля (рис. 1). Самостоятельное внесение биочара и БП простимулировало все фитотоксические показатели в среднем на 9–39 % относительно нефтезагрязнения.
Рис. 1. Изменение интенсивности начального роста ячменя на нефтезагрязненном черноземе обыкновенном после внесения биочара и Bacillus и Paenibacillus (n=6), % от контроля: А) всхожесть; Б) энергия прорастания; В) дружность прорастания; Г) скорость прорастания
Fig. 1. Change in barley initial growth intensity on oil contaminated Haplic Chernozem after introduction of biochar and Bacillus & Paenibacillus (n=6), % of the control: A) germination; Б) germination energy; В) friendly germination; Г) growth rate
При внесении биочара и БП установлено максимальное значение энергии и скорости прорастания ячменя. При совместном внесении биочара с БП только при стократной дозе (БП×100) установлена стимуляция всхожести и дружности прорастания на 26 и 27 % от нефтезагрязнения. При инокуляции биочара БП установлено повышение всех показателей интенсивности начального роста на 65–75 % при рекомендуемой дозе БП и на 22–34 % при дозе БП×100 относительно нефтезагрязненного фона соответственно.
Показатели интенсивности роста и развития ячменя
Нефть снижает длину побегов и корней, фитомассу побегов и корней на 17–42 % относительно контроля (рис. 2). При этом длина корней и фитомасса побегов ячменя изменяются в меньшей степени, чем остальные показатели – на 32 и 17 % соответственно. После самостоятельного внесения только биочара установлено повышение длины корней, массы побегов и корней на 9–15 %. Внесение БП во всех дозах не привело к статистически значимому изменению показателей.
Рис. 2. Изменение интенсивности развития семян ячменя на нефтезагрязненном черноземе обыкновенном после внесения биочара и Bacillus и Paenibacillus (n=6), % от контроля: А) длина побегов; Б) длина корней; В) фитомасса побегов; Г) фитомасса корней
Fig. 2. Change in the intensity of development of barley seeds on oil contaminated Haplic Chernozem after introduction of biochar and Bacillus & Paenibacillus (n=6), % of the control: A) length of shoots; Б) length of roots; В) phytomass of shoots; Г) phytomass of roots
Совместное применение биочара и БП вызвало повышение длины побегов и корней (только при биочар+БП×100) на 14–68 % относительно нефтезагрязненного фона. Инокуляция на биочаре БП привела к повышению длины и массы побегов на 40–103 %, длины и массы корней – на 11–66 % относительно нефтезагрязнения.
Интегральный показатель фитотоксичности
Все полученные в данном исследовании фитотоксические показатели использовали для расчета интегрального показателя фитотоксичности (ИПФт) нефтезагрязненного чернозема после ремедиации (рис. 3). В результате расчета ИПФт установлено, что только внесение биочара, инокулированного БП и БП×100, стимулирует показатели на 42 и 7 % соответственно относительно контроля, на 100 и 50 % относительно нефтезагрязненного фона.
Рис. 3. Интегральный показатель фитотоксичности ячменя на нефтезагрязненном черноземе после внесения биочара и Bacillus и Paenibacillus, % от контроля
Fig. 3. Integral indicator of phytotoxicity (IIPht) of barley on oil-contaminated chernozem after introduction of biochar and Bacillus & Paenibacillus, % of control
Внесение биочара самостоятельно стимулирует ИПФт на 23 % относительно нефтезагрязненного фона, но не достигает контрольного значения, а внесение БП и БП×100 не оказывает статистически достоверного воздействия на ИПФт. При совместном применении биочара с БП×100 установлена стимуляция ИПФт на 21 % относительно нефтезагрязненного фона.
Таким образом, самостоятельное внесение биочара стимулирует показатели интенсивности начального роста ячменя, но снижает фитомассу побегов, длину побегов и корней ячменя. Внесение БП стимулирует все показатели интенсивности начального роста. При кратном увеличении дозы БП×100 всхожесть и дружность прорастания снижаются. При совместном применении биочара с БП установлено только повышение показателей интенсивности начального роста, показатели развития семян были снижены относительно нефтезагрязненного фона. Инокуляция БП на биочаре вызывала стимуляцию как показателей интенсивности начального роста, так и показателей развития семян ячменя. На основании анализа фитотоксичности установлена наибольшая чувствительность показателей развития семян ячменя: длина корней, фитомасса корней и побегов.
Были рассчитаны коэффициенты корреляции между остаточным содержанием нефти и откликом показателей интенсивности начального роста и развития семян ячменя (табл. 2). Установлена тесная отрицательная корреляция при самостоятельном внесении биочара и БП между остаточным содержанием нефти и всхожестью (r= –0,84), дружностью прорастания (r= –0,97), длиной корней (r= –0,68) и фитомассой корней (r= –0,56) ячменя. При этом корреляция с ИПФт составила r= –0,99. При совместном применении биочара с БП наблюдали тесную корреляцию только с фитомассой побегов ячменя(r= –1,00). Корреляция остаточного содержания нефти с ИПФт составила r=0,33. При инокуляции БП на биочаре установлена тесная отрицательная корреляция с энергий прорастания (r= –0,53), скоростью (r= –0,52), длиной побегов (r= –0,47), длиной корней (r= –0,57), фитомассой побегов (r= –0,72), фитомассой корней (r= –0,95). Корреляция остаточного содержания нефти с ИПФт составила r= –0,57.
Таблица 2. Коэффициенты корреляции (r) между остаточным содержанием нефти и откликом фитотоксических показателей при самостоятельном, совместном применении биочара с Bacillus и Paenibacillus, инокуляции Bacillus и Paenibacillus на биочаре (n=6)
Table 2. Correlation coefficients (r) between the residual oil content and the response of phytotoxic parameters in the case of independent, combined application of biochar with Bacillus & Paenibacillus, and inoculation of Bacillus & Paenibacillus on biochar (n=6)
Всхожесть Germination | Энергия прорастания Germination energy | Дружность прорастания Germination friendliness | Скорость прорастания Germination rate | Длина побегов Length of shoots | Длина корней Length of roots | Фитомасса побегов Phytomass of shoots | Фитомасса корней Phytomass of roots | ИПФт IIPht |
Cамостоятельное внесение ремедиантов/Self-applied application of ameliorants | ||||||||
–0,84** | –0,21 | –0,97** | –0,41 | 0,03 | –0,68** | –0,78* | –0,56* | –0,99** |
Совместное внесение ремедиантов/Joint application of ameliorants | ||||||||
0,19 | 0,89 | 0,19 | 0,67 | –0,22 | 0,64 | –1,00** | 0,74 | 0,33 |
Инокуляция ремедиантов/Inoculation of ameliorants | ||||||||
–0,36 | –0,53** | –0,36 | –0,52** | –0,47* | –0,57** | –0,72** | –0,95** | –0,57** |
Примечание: статистическая значимость разницы от контроля: * – р<0,05, ** – p<0,01.
Note: statistical significance of control difference: * – р<0.05, ** – p<0.01.
Самыми информативными показателями при самостоятельном внесении биочара и БП являются фитомасса побегов, всхожесть и дружность прорастания; при совместном внесении биочара и БП – энергия прорастания, длина побега и фитомасса побегов; при инокуляции БП на биочаре – длина корней, фитомасса побегов и корней.
По результатам анализа табл. 2 установлены ряды информативности фитотоксических показателей (от наименее информативного к наиболее информативному):
- при самостоятельном внесении биочара и БП:
длина побега<энергия прорастания<скорость прорастания<фитомасса корней<длина корней<фитомасса побегов<всхожесть<дружность прорастания
- при совместном внесении биочара и БП:
всхожесть=дружность прорастания<длина корней<скорость прорастания<фитомасса корней<энергия прорастания<длина побега<фитомасса побегов
- при инокуляции БП на биочаре:
всхожесть=дружность прорастания<длина побега<скорость прорастания<энергия прорастания<длина корней<фитомасса побегов<фитомасса корней.
Таким образом, при ремедиации нефтезагрязненной почвы биочаром и БП при самостоятельном внесении наиболее информативны фитомасса побегов, всхожесть и дружность прорастания, при совместном внесении – энергия прорастания, длина побега и фитомасса побегов, при инокуляции – длина корней, фитомасса побегов и корней.
При снижении содержания нефти в почве в результате ремедиации ферментативная активность может снижаться, что обусловлено накоплением органами растений нефти и ее метаболитов [39]. При моделировании загрязнения чернозема обыкновенного бензо[а]пиреном было установлено, что активность оксидоредуктаз (каталазы и дегидрогеназы) чернозема была ингибирована с ростом концентрации бензо[а]пирена в почве. Кроме того, тенденции выраженной фитотоксичности почв были установлены по энергии прорастания, длине побегов, фитомассе ячменя и длине колоса. Количественные уровни поглощения бензо[а]пирена корнями ярового ячменя превышали уровни поглощения в вегетативной части более чем в 2,5 раза во всех загрязненных вариантах [40]. Ранее в работе [41] было установлено, что максимальное накопление бензапирена в результате многолетних выбросов Новочеркасской ГРЭС обнаружено в типчаке обыкновенном (Festuca valesiaca L.) и составило 36,4 нг/г, а в озимой пшенице (Triticum aestivum L.) содержание бензо[а]пирена установлено в 5 раз меньше (7,1 нг/г) по сравнению с типчаком обыкновенным. Л. Панченко с соавторами [28] при технической фиторемедиации сообщают, что, включая обработку почвы, посадку и полив люцерны посевной (Medicago sativa L.), плевела многолетнего (Lolium perenne L.), годовая степень очистки почвы от нефтяных углеводородов достигает 72–90 %. Эффективность биочара, как ремедианта, была оценена ранее по остаточному содержанию нефти и стимуляции ферментативной активности трех типов почв [31]. Установлено, что ферментативная активность в бурой лесной почве (Haplic Cambisols) после применения биочара восстанавливается быстрее, чем в черноземе обыкновенном (Haplic Chernozem) или серопесках (Haplic Arenosols). Ремедиационный потенциал биочара для восстановления нефтезагрязненной почвы зависит от его физических и химических свойств, на которые значительное влияние оказывают качество сырья и условия проведения пиролиза [42]. Биочар, инокулированный различными штаммами грамположительных бактерий, актиномицетов и арбускулярных микоризных грибов, способствовал восстановлению микробного сообщества почвы после загрязнения сырой нефтью [43].
Заключение
Установлено, что наибольшей чувствительностью среди показателей развития семян ячменя обладают длина корней, фитомасса корней и побегов. При самостоятельном внесении биочара и бактериальным препаратом наиболее информативны фитомасса побегов, всхожесть и дружность прорастания, при совместном внесении – энергия прорастания, длина побега и фитомасса побегов, при инокуляции – длина корней, фитомасса побегов и корней. Исследование и оценка фитотоксичности нефтезагрязненного чернозема после ремедиации позволили установить экологическую эффективность и целесообразность применения самостоятельно биочара и биочара, инокулированного штаммами Bacillus и Paenibacillus. Результаты исследования можно использовать при оценке экологического состояния и здоровья нефтезагрязненных почв после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом со штаммами Bacillus и Paenibacillus.
Об авторах
Татьяна Владимировна Минникова
Южный федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: loko261008@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9453-7137
кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Россия, г. Ростов-на-ДонуСергей Ильич Колесников
Южный федеральный университет
Email: kolesnikov@sfedu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2124-6328
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования
Россия, г. Ростов-на-ДонуНикита Степанович Минин
Южный федеральный университет
Email: minin@sfedu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1187-4291
аспирант кафедры экологии и природопользования
Россия, г. Ростов-на-ДонуСписок литературы
- Углеводороды в почвах: происхождение, состав, поведение (обзор) / А.Н. Геннадиев, Ю.И. Пиковский, А.С. Цибарт, М.А. Смирнова // Почвоведение. – 2015. – № 10. – C. 1195–1209.
- Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И., Смирнова М.А. Углеводородное состояние почв в ландшафтах: генезис, типизация // Вестник Московского университета. Серия 5. География. – 2018. – № 6. – С. 3–9.
- Влияние нефти на почвенный покров и проблема создания нормативной базы по влиянию нефтезагрязнения на почвы / С.Я. Трофимов, Я.М. Аммосова, Д.С. Орлов, Н.И. Суханова, Н.Н. Осипова // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. – 2000. – № 2. – С. 30–34.
- Сангаджиева Л.Х., Даваева Ц.Д., Булуктаев А.А. Влияние нефтяного загрязнения на фитотоксичность светло-каштановых почв Калмыкии // Вестник Калмыцкого университета. – 2013. – № 1 (17). – С. 44–47.
- Современные вопросы технологической безопасности в нефтегазовой отрасли Калмыкии / М.М. Сангаджиев, Г.Э. Настинова, Л.Х. Сангаджиева, С.Л. Бочкаев // Геология, география и глобальная энергия. – 2022. – № 3 (86). – С. 28–36. doi: 10.54398/20776322_2022_3_28
- Цомбуева Б.В. Техногенное загрязнение почв в зоне влияния нефтедобывающего комплекса республики Калмыкия // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. – С. 1038. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_21163475_35372598.pdf (дата обращения 15.07.2023).
- Цомбуева Б.В., Горяшкиева З.В., Щербакова Л.Ф. Метод очистки почвы от нефтяного загрязнения с помощью природных сорбентов // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 11: Естественные науки. – 2017. – Т. 7. – № 2. – С. 19–25.
- Комплексная переработка тяжелых высоковязких нефтей и нефтяных остатков с извлечением ванадия, никеля и молибдена / М.Я. Висалиев, М.Я. Шпирт, Х.М. Кадиев, В.И. Дворкин, Э.Э. Магoмадов, С.Н. Хаджиев // Химия твердого топлива. – 2012. – № 2. – С. 32. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_17679648_23045937.pdf (дата обращения 15.07.2023).
- Мустафина Э.А., Полетаева О.Ю., Мовсумзаде Э.М. Тяжелые металлоносные нефти и их деметаллизация // НефтеГазоХимия. – 2014. – № 4. – С. 15–18.
- Study on phytoremediation of soils polluted with heavy metals and oil pollutants in agricultural lands affected by Persian Gulf War / S. Saadat, R. Mirkhani, A. Mohebi, S. Pozesh, M. Morteza, R. Gholam, B.R. Chakerolhosseini, M.H. Mosaviefazl, Y.R. Bagjeri, S. Tabbakhiyan, N. Mabodi, K. Saghafi, H. Rezaei, H. Khodaverdiloo. – Karaj, Iran: Soil and Water Research Institute, 2014. – 130 p.
- Effects of oil contamination on plant growth and development: a review / H. Silva Correa, C.T. Blum, F. Galvão, L.T. Maranho // Environ Sci Pollut Res Int. – 2022. – V. 29 (29). – Р. 43501–43515. URL: https://doi.org/10.1007/s11356-022-19939-9 (дата обращения 15.07.2023).
- Динамика загрязнения почв полициклическими ароматическими углеводородами и индикация состояния почвенных экосистем / А.Н. Геннадиев, И.С. Козин, Е.И. Шурубор, Т.А. Теплицкая // Почвоведение – 1990. – № 10. – С. 75–85.
- Назаров А.В. Влияние нефтяного загрязнения почвы на растения // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. – 2007. – № 5. – С. 134–141.
- Оценка воздействия антропогенно трансформированных почв на рост и биопродуктивность сельхозкультур / В.П. Воронина, А.Ю. Бирюков, Р.В. Ведилин, А.В. Инякин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2016. – № 2 (42). – С. 49–56.
- Бородулина Т.С., Полонский В.И. Влияние нефтезагрязнения почвы на физиологические характеристики растений пшеницы // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2010. – № 5. – С. 50–55.
- Мязин В.А., Редькина В.В. Влияние загрязнения почвы нефтепродуктами на рост Secale Cereale L. и перспективы ее использования при фиторемедиации // Вестник Мурманского государственного технического университета. – 2016. – № 19 (1–2). – С. 217–221.
- Особенности органоминерального состава ценопопуляций лекарственных растений прикаспийской низменности / Л.Х. Сангаджиева, Е.Н. Бамбаева, О.С. Сангаджиева, Ц.Д. Даваева, З.В. Сохорова, А.В. Манжикова // Медико-фармацевтический журнал Пульс. – 2022. – Т. 24. – № 2. – С. 35–46. URL: https://doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-2-35-46 (дата обращения 15.07.2023).
- Байчоров Р.А. Действие нефти и нефтепродуктов на свойства почв и продуктивность растений // E-Scio. – 2020. – № 2 (41). – С. 143–148.
- Назарюк В.М., Кленова М.И., Калимуллина Ф.Р. Роль минерального питания в повышении продуктивности растений и регулировании пищевого режима почвы, загрязненной нефтью // Агрохимия. – 2007. – № 7. – С. 64–73.
- Назарюк В.М., Калимуллина Ф.Р. Роль удобрений в азотном питании растений при загрязнении почвы нефтью // Агрохимия. – 2020. – № 4. – С. 76–84. URL: https://doi.org/10.31857/S0002188120040092 (дата обращения 15.07.2023).
- Оценка эффективности ремедиации нефтезагрязнённых почв сорбционно-биологическими методами в лабораторных условиях / Д.М. Успанова, О.В. Нечаева, О.В. Абросимова, Е.В. Глинская, Е.И. Тихомирова, Н.В. Беспалова // Теорeтическая и прикладная экология. – 2022. – № 4. – С. 172–179. URL: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-4-172-179 (дата обращения 15.07.2023).
- Sivkov Y.V., Nikiforov A.S. Study of oil-contaminated soils phytotoxicity during bioremediation activities // Journal of Ecological Engineering. – 2021. – Vol. 22 (3). – Р. 67–72. URL: https://doi.org/10.12911/22998993/132435 (дата обращения 15.07.2023).
- Тишин А.С. Фитотестирование почв, загрязненных нефтепродуктами // Международный научно-исследовательский журнал. – 2020. – № 12-2 (102). – С. 78–83. URL: https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.102.12.048 (дата обращения 15.07.2023).
- Булуктаев А.А. Фитотоксичность нефтезагрязненных почв аридных территорий (в условиях модельного эксперимента) // Журнал экологии экосистем. – 2019. – № 3. – С. 59–68.
- ISO 11269-1:2012. Soil quality – determination of the effects of pollutants on soil flora. Part 1: Method for the measurement of inhibition of root growth. 2012. – 16 p.
- The application of bioassays as indicators of petroleum-contaminated soil remediation / G. Płaza, G. Nałecz-Jawecki, K. Ulfig, R.L. Brigmon // Chemosphere. – 2005. – Vol. 59. – Р. 289–296.
- Илларионов С.А., Назаров А.В., Калачникова И.Г. Роль микромицетов в фитотоксичности нефтезагрязненных почв // Экология. – 2003. – № 5. – С. 341–346.
- Natural and technical phytoremediation of oil-contaminated soil / L. Panchenko, A. Muratova, E. Dubrovskaya, S. Golubev, O. Turkovskaya // Life. – 2023. – № 13. – Р. 177. URL: https://doi.org/10.3390/life13010177 (дата обращения 15.07.2023).
- Effect of crude oil on growth, oxidative stress and response of antioxidative system of two rye (Secale cereale L.) varieties / L. Skrypnik, P. Maslennikov, A. Novikova, M. Kozhikin // Plants. – 2021. – № 10 (1). – Р. 157. URL: https://doi.org/10.3390/plants10010157 (дата обращения 15.07.2023).
- Can biochar be an effective and reliable biostimulating agent for the remediation of hydrocarbon-contaminated soils? / C.C. Dike, E. Shahsavari, A. Surapaneni, K. Shah, A.S. Ball // Environ Int. – 2021. – № 154. – Р. 106553. URL: https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106553 (дата обращения 15.07.2023).
- Enzymatic assessment of the state of oil-contaminated soils in the south of Russia after bioremediation / T. Minnikova, S. Kolesnikov, S. Revina, A. Ruseva, V. Gaivoronsky // Toxics. – 2023. – Vol. 11. – Р. 355. URL: https://doi.org/10.3390/toxics11040355 (дата обращения 15.07.2023).
- Rhamnolipid-modified biochar-enhanced bioremediation of crude oil-contaminated soil and mediated regulation of greenhouse gas emission in soil / M. Zhen, J. Tang, C. Li, H. Sun // J Soils Sediments. – 2021. – № 21. – Р. 123–133. URL: https://doi.org/10.1007/s11368-020-02746-5 (дата обращения 15.07.2023).
- Biochar-mediated remediation impacts on nitrogen cycling bacteria and ammonia monooxygenase activity in crude oil polluted soil / A.U. Osadebe, I.W. Davis, C.J. Ogugbue, G.C. Okpokwasili // Journal of Fundamental and Applied Sciences. – 2022. – Vol. 14. – № 3. – Р. 466–489. URL: https://doi.org/10.4314/jfas.1217 (дата обращения 15.07.2023).
- Enhanced growth of mungbean and remediation of petroleum hydrocarbons by enterobacter sp. MN17 and biochar addition in diesel contaminated soil / M.H. Ali, M.T. Sattar, M.I. Khan, M. Naveed, M. Rafique, S. Alamri, M.H. Siddiqui // Applied Sciences. – 2020. – № 10 (23). – Р. 8548. URL: https://doi.org/10.3390/app10238548 (дата обращения 15.07.2023).
- World reference base for soil resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th ed. – Vienna, Austria: International Union of Soil Sciences (IUSS), 2022. – 234 p.
- Быкова М.В., Пашкевич М.А. Оценка нефтезагрязненности почв производственных объектов различных почвенно-климатических зон Российской Федерации // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. – 2020. – № 1. – С. 46–59.
- Patent № 2751487 C1 Russia, IPC: A01N 63/22; Method for producing liquid nutrition medium and method for obtaining liquid microbiological agent based on strains mixture of spore-forming bacteria antagonists of phytopathogenic fungi of g. Fusarium: № 2020122106: priority 03.07.2020: publication 14.07.2021. – 6 p
- Звягинцев А.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. Изд. 3-е, испр. и доп. – М.: Изд-во Московского университета, 2005. – 448 с.
- The effect of petroleum-derived substances and their bioremediation on soil enzymatic activity and soil invertebrates / J. Gospodarek, M. Rusin, G. Barczyk, A. Nadgórska-Socha // Agronomy. – 2021. – № 11 (1). – Р. 80. URL: https://doi.org/10.3390/agronomy11010080 (дата обращения 15.07.2023).
- Оценка влияния бенз(а)пирена на биологическую активность чернозема Ростовской области / Т.В. Минникова, С.Н. Сушкова, С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, С.И. Колесников // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330. – № 12. – С. 91–102. URL: https://doi.org/10.18799/24131830/2019/12/2396 (дата обращения 15.07.2023).
- Накопление бенз[а]пирена в растениях разных видов и органогенном горизонте почв степных фитоценозов при техногенном загрязнении / С.Н. Сушкова, Е.В. Яковлева, Т.М. Минкина, Д.Н. Габов, Е.М. Антоненко, Т.С. Дудникова, А.И. Барбашев, Т.В. Минникова, С.И. Колесников, В.Д. Раджпут // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331. – № 12. – С. 200–214. URL: https://doi.org/10.18799/24131830/2020/12/2953 (дата обращения 15.07.2023).
- Biochar as a sustainable product for remediation of petroleum contaminated soil / M.A. Zahed, S. Salehi, R. Madadi, F. Hejabi // Current Research in Green and Sustainable Chemistry. – 2021. – № 4. – Р. 100055. URL: https://doi.org/10.1016/J.CRGSC.2021.100055 (дата обращения 15.07.2023).
- Potential use of biochar and rhamnolipid biosurfactant for remediation of crude oil-contaminated coastal wetland soil: ecotoxicity assessment / Z. Wei, J.J. Wang, Y. Meng, J. Li, L.A. Gaston, L.M. Fultz, R.D. DeLaune // Chemosphere. – 2020. – № 253. – Р. 126617. URL: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126617 (дата обращения 15.07.2023).
Дополнительные файлы
