AGRIS - 

2022

Gamzaeva, R.S.

Изучали особенности влияния различных концентраций нефти на показатели биологической активности почвы и определяли остаточное количество нефтепродуктов в дерново-подзолистой почве при внесении биопрепарата на основе нефтеокисляющих микроорганизмов. В вегетационных опытах изучали влияние уровня нефтяного загрязнения на динамику структуры почвенного микробиоценоза, активность каталазы и степень деструкции. Нефть вносили в следующих объемах (мл)/концентрациях (мг нефти на 1 кг почвы): 10/2000, 30/6000, 50/10000. Рассмотрены микробиологические показатели почвы: общее микробное число, численность микромицетов, актиномицетов и олигонитрофилов. Из биохимических показателей биологической активности изучена динамика активности каталазы. Образцы почвы брали на 15-е и 90-е сут посде загрязнения. Установлено, что численность изученных физиологических групп микроорганизмов и количественное содержание рассмотренных показателей зависели от уровня загрязнения поллютантом и внесения биопрепарата. Показано, что невысокие концентрации нефти стимулируют рост численности бактерий (фон+2000 мг/кг почвы). Отмечено, что микроскопические грибы более устойчивы к нефтяному загрязнению. Резкое снижение численности актиномицетов наблюдалось в вариантах фон+6000 мг и фон+1000 мг нефти на кг почвы. Максимальная активность каталазы отмечена в варианте фон+2000 мг/кг+биопрепарат и составила 17,1 мл за 2 мин на 1 г почвы. Установлено, что наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению оказались актиномицеты и олигонитрофилы, численность которых не восстанавливалась на 90-ые сутки после загрязнения. Самая высокая степень деградации нефтепродуктов (23,7%) отмечена в варианте фон+2000 мг/кг нефти + биопрепарат, а минимальная (2,4%) – в варианте фон+6000 мг/кг нефти. Выявлено, что на фоне внесения микробиологического деструктора биологические показатели нефтезагрязненной почвы восстанавливаются, и остаточное количество нефтепродуктов снижается в 5-8 раз. | The purpose of the research was to study the peculiarities of the influence of various oil concentrations on the indicators of biological activity in the soil and to determine the residual amount of oil products in sod-podzolic soil when applying a biological product based on oil-oxidizing microorganisms. The article presents the results of vegetation studies on the influence of different oil pollution levels on the dynamics of the soil microbiocenosis structure, catalase activity and the residual amount of petroleum products. Oil was applied at the following volumes (mL)/concentrations (mg of oil per 1 kg of soil): 10/2000, 30/6000, 50/10000. Such microbiological indicators of the soil as the total microbial number, the number of micromycetes, actinomycetes and oligonitrophils are considered. Soils were sampled on 15th and 90th days after pollution. It was found that the number of studied physiological groups of microorganisms, and studied biological indicators depended on the pollutant introduction level and on the biopreparation applying. It is shown that low oil concentrations (background +2000 mg/kg) stimulate increasing in bacteria number. It is noted that microscopic fungi are more resistant to oil pollution. A sharp decrease in the number of actinomycetes was observed in the variants background +6000 and background +1000 mg of oil per kg of soil. At the end of the experiment (on day 90), the level of actinomycetes and oligonitrophils in variants with and without the biodestructor introduction is not restored to the indicators of the control and background variant (NPK). The maximum activity of catalase was noted in the variant background +2000mg/kg + biopreparation and was 17.1 ml per 2 min per 1 g of soil. It was found that actinomycetes and oligonitrophiles were the most sensitive to oil pollution, the number of which does not recover after 90 days after contamination. The highest degree of petroleum products degradation was noted in the Background +2000 mg/kg of oil + biological product, it amounted to 23.7%, and the minimum of 2.4% was in the Background +6000 mg/kg of oil. It was revealed that due to introduction of the microbiological preparation based on carbon-oxidizing microorganisms, biological indicators of oil-contaminated soil are restored, and the residual amount of petroleum products is reduced by 5-8 times.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Minnikova, T.V. | Ruseva, A.S. | Kolesnikov, S.I.

The activity of 7 enzymes of the classes of oxidoreductases (OR) and hydrolases (HL) of chernozem soil contaminated with oil (OCS) at a concentration of 5% of the soil weight was studied. Biochar (5% of the soil weight), sodium humate (0.5 % solution), nitroammophos (0.2% of the soil mass), and Baikal EM-1 biofertilizer (2% solution) were used as remediants (RM). RM was also used in half (D0.5) and doubled (D2) doses. In 90 days after applying RM, changes in the activity of catalase, dehydrogenase, peroxidase, ferrireductase, invertase, urease and phosphatase were evaluated. The integral indicator of soil biological activity (IPBA) and the geometric mean of soil enzymatic activity (GMea) were calculated separately for the OR and GL classes. The soil biological activity integral indicator of (BAII) and the geometric mean of soil enzymatic activity (GMea) were calculated separately for the OR and HL classes. During the remediation of OCS, biochar and Baikal EM-1 had the greatest stimulating effect on the activity of the OR and HL of the soil in the concentration of D05, and nitroammophos and sodium humate – in D2. At a dose of D05 nitroammophos and biochar the maximum stimulation of BAII relative to control and OCS was established. The application of nitroammophos stimulated the activity of 3 of 7 enzymes, and the application of biochar stimulated 5 of 7 enzymes relative to the OCS. The greatest effectiveness of nitroammophos is mainly defined by excessive stimulation of the activity of ordinary chernozem urease. Values of GMea of OR and HL were stimulated relative to control at a dose of D05 of each RM. A number of the sensitivity of the enzymes of OCS has been compiled after the application of RM in descending order: ferrireductase - peroxidase - urease - phosphatase – dehydrogenase - invertase- catalase. With the remediation of OCS, the greatest stimulating effect on the activity of the OR and HL of the soil is exerted by RM at a concentration of D05. It is recommended to use the activity of ferrireductase, peroxidase, urease and phosphatase for the biodiagnostics of the ecological state of chernozem OCS. | Изучили активность 7 ферментов классов оксидоредуктаз (ОР) и гидролаз (ГЛ) черноземной почвы, загрязненной нефтью (НЗП) в концентрации 5% от массы почвы. Как ремедианты (РМ) использовали биочар (5% от массы почвы), гумат натрия (0,5%-ный раствор), нитроаммофос (0,2% от массы почвы), и биоудобрение "Байкал ЭМ-1" (2%-ный раствор). РМ применяли также в половинных (Д0,5) и удвоенных (Д2) дозах. Через 90 сут после внесения РМ оценивали изменение активности каталазы, дегидрогеназ, пероксидаз, ферриредуктаз, инвертазы, уреазы и фосфатазы. Вычисляли интегральный показатель биологической активности почв (ИПБА) и среднее геометрическое ферментативной активности почв (GMea) по классам ОР и ГЛ отдельно. При ремедиации НЗП наибольшее стимулирующее воздействие на активность ОР и ГЛ почвы биочар и "Байкал ЭМ-1" оказали в концентрации Д05, а нитроаммофос и гумата натрия – в Д2. При дозе Д05 нитроаммофоса и биочара установлена максимальная стимуляция ИПБА относительно контроля и НЗП. Внесение нитроаммофоса стимулировало активность 3 из 7 ферментов, а внесение биочара - 5 из 7 ферментов относительно НЗП. Наибольшая эффективность нитроаммофоса в основном обусловлена чрезмерной стимуляцией активности уреазы чернозема обыкновенного. Значения GMea ОР и ГЛ были простимулированы относительно контроля при дозе Д05 каждого РМ. Составлен ряд по мере убывания чувствительности ферментов НЗП после внесения РМ: ферриредуктазы - пероксидазы - уреаза - фосфатаза - дегидрогеназы - инвертаза - каталаза. По степени восстановления ферментативной активности (% от нефтезагрязнения) НЗП ремедианты образуют ряд: нитроаммофос - биочар - гумат натрия - "Байкал ЭМ-1". При ремедиации НЗП наибольшее стимулирующее воздействие на активность ОР и ГЛ почвы оказывают РМ в концентрации Д05. Для биодиагностики экологического состояния черноземных НЗП рекомендовано использовать активность ферриредуктаз, пероксидаз, уреазы и фосфатазы.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Trots, N.M. | Gorshkova, O.V.

The purpose of the research is to restore soil fertility of oil-polluted feed lands (pastures) for use in accordance with the intended purpose for agriculture. The degradation of natural feed lands, which occurs as a result of the impact of oil spills and oilfield water, destabilizes the development of phytocenoses and leads to a decrease of their productivity. The accumulation of oil waste and oil field water leads to a change in plant nutrition due to an increase of soil density, deterioration of the structural condition, reduction of water permeability, and accumulation of salts. Restoration of disturbed agricultural land is a theoretical, methodological and practical problem. The studies were conducted in 2019-2021 on oil-polluted chernozem of ordinary carbonate slightly humic and shallow balkas of erode and drift soils, containing medium-sized gravel and moderately clayey layers belonging to the category of natural feed lands (pastures). At the studied site, the degree of soil contamination by petroleum products varies from acceptable limits to very high, the content of Cl- and Na+ ions is increased, which corresponds to the chloride salinity quality, which is considered very high and residual sodium absorption ratio of the plot and little natric. The content of organic matter mainly humus on the contaminated site is 3.6-6.2%, on backing lands – 2.9%, the reaction of the soil solution medium is from normal to neutral and to slightly alkaline (pH 6.0-7.1), on backing soil-neutral (pH 6.1). The content of active forms of metal heavy (Pb, Hg) is within the Maximum Permissible value. According to the results of agrochemical analyses on a disturbed and polluted area of 0.875 ha, two methods of soil restoration were adopted: technical and biological (agrotechnical measures for soil fertility recovery and sowing of perennial grasses) with a total cost of 187.65 thousand rub. | Цель исследований – восстановление плодородия нефтезагрязнённых кормовых угодий (пастбищ) для использования в соответствии с целевым назначением в с.-х. обороте. Деградация естественных кормовых угодий, происходящая в результате воздействия разлитой нефти и нефтепромысловых вод, дестабилизирует развитие фитоценозов и приводит к уменьшению их продуктивности. Аккумуляция почвой нефтепродуктов и пластовых вод приводит к изменению условий питания растений за счет увеличения плотности почвы, ухудшения структурного состояния, уменьшения водопроницаемости, накопления солей. Восстановление нарушенных с.-х. земель – теоретическая, методологическая и практическая проблема. Исследования проводились в 2019-2021 гг. на нефтезагрязненных черноземах обыкновенных карбонатных слабогумусированных маломощных среднесмытых среднещебневатых среднеглинистых и смытых и намытых почвах балок, относящихся к категории естественных кормовых угодий (пастбищ). На исследуемом участке уровень загрязнения почв нефтепродуктами варьирует от допустимого до очень высокого, повышено содержание ионов Cl- и Na+, что соответствует хлоридному типу засоления, очень сильной степени засоления, по степени солонцеватости почвы участка остаточно и мало натриевые. Содержание органического вещества в виде гумуса на загрязненном участке – 3,6-6,2%, на фоновых землях – 2,9%, реакция среды почвенного раствора – от близкой к нейтральной до слабощелочной (рН 6,0-7,1), на фоновой почве – нейтральная (рН 6,1). Содержание подвижных форм тяжелых металлов (Pb, Hg) находится в пределах ПДК. По результатам агрохимических анализов на нарушенном и загрязненном участке площадью 0,875 га принято два способа восстановления почвы: технический и биологический (агротехнические мероприятия по восстановлению почв и посев многолетних трав) с общей стоимостью затрат 187,65 тыс. рублей.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Zelentsova, V.A., Institute for the Development of Education of the Kaliningrad Region

Materials that have a high bactericidal ability must be selected to protect against corrosion of storage tanks for oil products in the agro-industrial complex. The action of 12 chiral anionic complexes of cobalt (III), 6 of which had a bromine atom in their structure, was studied as corrosion inhibitors of carbon steel St3 with a simultaneous assessment of their bactericidal action on sulfate-reducing bacteria (SRB). An aqueous-salt solution Postgate B, which supports to the development of anaerobic CRP, was used as a model corrosive medium. Sludge was collected in spring from a natural source for the cultivation of CRP. The maximum number of CRP was observed on the 3 – 4th day of the experiment. The bactericidal ability was assessed according to the bacterial titer, pH of the medium, and the concentration of biogenic hydrogen sulfide. The protective efficiency of St3 steel samples against corrosion was determined by the gravimetric method. The volume of hydrogenation of steel samples was determined by anodic dissolution. All the compounds under study are bactericides that inhibit the activity of CRP. Compounds of the first series promote a shift in pH towards more alkaline values; compounds with a bromine atom in their structure acidify the medium. The bactericidal effect is determined by a decrease in the number of living microorganisms. Suppression of their ability takes place to produce hydrogen sulfide under the influence of the compounds under study, but to a lesser extent. The following compounds most actively suppress bacterial corrosion and hydrogenation in the entire studied concentration range of 1 – 10 mMol/l: sodium, delta, L-bis- (N-5Br salicylidene valinate cobaltate) sodium, delta, L-bis- (N-5Br salicylidene leucinate cobaltate) sodium. The maximum protective effect (90 – 93%) was obtained for the same compounds. The minimum protective effect (46%) was observed for delta, L-bis- (N-salicylidenevalinato-cobaltate) sodium at a concentration of 1 mMol/l. | Для защиты от коррозии резервуаров хранения нефтепродуктов в АПК необходимо подбирать материалы, которые обладают высокой бактерицидной способностью. Изучали действие 12 хиральных анионных комплексов кобальта (III), 6 из которых имели атом брома в своей структуре, в качестве ингибиторов коррозии углеродистой стали Ст3 с одновременной оценкой их бактерицидного действия на сульфатредуцирующей бактерии (СРБ). В качестве модельной коррозионной среды использовали водно-солевой раствор Postgate B, поддерживающий развитие анаэробных СРБ. Для культивирования СРБ отбирали ил в весенний период из природного источника. Максимум численности СРБ наблюдали на 3–4 сутки эксперимента. Бактерицидную способность оценивали по данным бактериального титра, водородного показателя среды концентрации биогенного сероводорода. Защитную эффективность образцов стали Ст3 от коррозии определяли весовым методом. Путем анодного растворения определяли объем наводороживания стальных образцов. Все исследуемые соединения - бактерициды, угнетающие деятельность СРБ. Соединения первой серии способствуют смещению рН в сторону более щелочных значений, соединения, имеющие в структуре атом брома – закисляют среду. Бактерицидный эффект определяется снижением численности живых микроорганизмов. Подавление их способности продуцировать сероводород под действием исследуемых соединений имеет место, но в меньшей степени. Наиболее активно подавляют бактериальную коррозию и наводороживание во всем исследуемом диапазоне концентраций 1 – 10 мМоль/л следующие соединения: дельта ,L-бис-(N-салицилиден-аспарогинатокобальтат) натрия, дельта ,L-бис-(N-салицилиденглутамино-кобальтат) натрия, дельта ,L-бис-(N-5Br салицилиден валинатокобальтат) натрия, дельта ,L-бис-(N-5Br салицилиденлейцинатокобальтат) натрия. Для этих же соединений получен максимальный защитный эффект (90–93%). Минимальный защитный эффект (46%) наблюдали для дельта, L-бис-(N-салицилиденвалинато-кобальтат) натрия при концентрации 1 мМоль/л.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Vysotskaya, L.B. | Chetverikov, S.P. | Kuzina, E.V. | Arkhipova, T.N. | Rafikova, G.F. | Sharipov, D.A. | Khudajgulov, G.G. | Chetverikova, D.V. | Bakaeva, M.D. | Korshunova, T.Yu. | Loginov, O.N. | Kudoyarova, G.R., Russian Academy of Sciences, Ufa (Russian Federation). Ufa Federal Research Centre

Phytomeliorants are often used to restore the characteristics of oil-contaminated soils. However, the role of bacteria in regulating root exudation during the process of oil biodegradation has not been studied. The aim of the study was to evaluate the effect of two auxin-producing strains Pseudomonas hunanensis IB C7 and Enterobacter sp. UOM 3 on the content of organic acids, sugars and phytohormones in the root zone of barley (Hordeum vulgare L.) under oil pollution. The research was conducted in 2019-2020. Barley was grown on a light site in sterilized sand filled with Hoagland-Arnon nutrient solution. Before planting, the seedlings were soaked in a suspension of bacterial cells. The amount of organic acids and sugars in the water eluate was measured by capillary electrophoresis; hormones were detected by enzyme immunoassay. The experiment was replicated ten times. Under the influence of bacteria in the eluate, the percentage of citric, lactic acid, fructose and glucose increased; the sum of organic acids increased by 4-7%; the sum of monosaccharides - by 12-15%; auxins in the of barley roots - by 46-98% compared to the oil-contaminated version without microorganisms. It is suggested that the accumulation of auxins in plants provoked by bacteria and pollutants stimulates root exudation, while bacteria change the composition of exudates due to their metabolic activity. The obtained results indicate an increase in the root exudation in the presence of oil and auxin-producing bacteria, which should contribute to the roots' colonization by bacteria and make oil hydrocarbons decomposition more efficient. | Растения-фитомелиоранты часто используют для восстановления качества нефтезагрязненных почв. Однако роль бактерий в регуляции экссудации корней в процессе биодеградации нефти практически не изучена. Цель исследований - оценить влияние двух продуцирующих ауксины штаммов бактерий Pseudomonas hunanensis IB C7 и Enterobacter sp. UOM 3 на содержание в корневой зоне растений ячменя Hordeum vulgare L. органических кислот, сахаров и фитогормонов в условиях нефтяного загрязнения. Исследования проводили в 2019-2020 гг. Ячмень выращивали на светоплощадке в простерилизованном песке, пропитанном питательным раствором Хогланда-Арнона. Перед посадкой проростки замачивали в суспензии бактериальных клеток. Содержание органических кислот и сахаров в пропитывающем песок растворе определяли методом капиллярного электрофореза, гормонов - методом иммуноферментного анализа. Повторность вариантов опыта - десятикратная. В результате применения обоих штаммов бактерий в растворе отмечено увеличение суммарного количества органических кислот на 4-7%, моносахаридов - на 12-15%, возрастание доли лимонной и молочной кислот, фруктозы и глюкозы, а в корнях ячменя зафиксирован рост содержания ауксинов на 46-98% по сравнению с нефтезагрязненным вариантом без микроорганизмов. Предположительно, вызванное бактериями и загрязнением накопление ауксинов в растениях стимулирует корневую экссудацию, а бактерии за счет своей метаболической активности вносят вклад в изменение состава экссудатов. Полученные результаты свидетельствуют о повышении уровня корневой экссудации в присутствии нефти и ауксинпродуцирующих бактерий. Это должно способствовать колонизации корней бактериями, обеспечивая возрастание эффективности разложения углеводородов нефти.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Герцен, Мария Михайловна | Дмитриева, Елена Дмитриевна

By the method of biotesting, it has been established that the addition of oil-degrading microorganisms of the genus Rhodococcus to the soil contaminated with hydrocarbonshas a positive effect on morphogenesis and sowing qualities of the cockweed test culture, which is associated with the microbiological oxidation of oil by bacteria of the studied strains. It was revealed that a positive effect was observed in 5 of 8 variants of the experiment on the medium with hexadecane with the joint introduction of humic acids and microorganisms. Under the conditions of oil pollution, the introduction of Rh. erythropolis X5 and Rh. erythropolis S67 microorganisms into the substrate with the addition of humic acids as a whole has a stimulating effect on the morphogenesis and sowing qualities of cockweed. It should be noted that it was in the “oil + humic acids + microorganism” variant that the indicators were obtained that maximally exceeded the values of the contaminated control. Reducing the toxicity of oil and hexadecane, and in some cases, the complete removal of the negative effects of toxicants in the relation to the test culture are apparently connected with the intensification of the process of oil biodegradation due to the stimulating effect of humic acids on the microorganisms. It is proved that the introduced humic acids act as adaptogens in the relation to the microorganisms Rh. erythropolis X5 and Rh. erythropolis S67, increasing their resistance to stress loads under conditions of oil stress. Thus, the results show that the introduction of humic acids can contribute to more effective biodegradation of oil pollution of soils. At the same time, in order to increase the efficiency of humic acids, the use of humic acids of sphagnum transitional peat + Rh.erythropolis X5, humic acids of sphagnum high-moor peat + Rh. erythropolis X5, humic acids of reed fen peat + Rh. erythropolis S67 in the conditions of oil pollution seems more promising. On a substrate with hexadecane, it is advisable to consider the use of humic acids of sphagnum high-moor peat, because in this variant, the parameters that maximally exceed the contaminated control were noted. | Методом биотестирования установлено, что добавление в загрязненную углеводородами почву микроорганизмов – нефтедеструкторов рода Rhodococcus оказывает положительный эффект на морфогенез и посевные качества тест-культуры – кресс-салата, что связано с микробиологическим окислением нефти бактериями исследуемых штаммов. Выявлено, что при совместном внесении гуминовых кислот и микроорганизмов положительный эффект наблюдается в 5 из 8 вариантов опыта на среде с гексадеканом. В условиях нефтяного загрязнения внесение в субстрат микроорганизмов Rh. erythropolis Х5 и Rh. erythropolis S67 с добавлением гуминовых кислот в целом оказывает стимулирующее действие на морфогенез и посевные качества кресс-салата. Следует отметить, что именно в варианте «нефть + гуминовые кислоты + микроорганизм» были получены показатели, максимально превышающие значения загрязненного контроля. Снижение токсичности нефти и гексадекана, а в ряде случаев и полное снятие негативного влияния токсикантов по отношению к тест-культуре связаны, по-видимому, с интенсификацией процесса биодеградации нефти за счет стимулирующего влияния гуминовых кислот на жизнедеятельность микроорганизмов. Доказано, что внесенные гуминовые кислоты выступают адаптогенами по отношению к микроорганизмам Rh. erythropolis Х5 и Rh. erythropolis S67, повышая их резистентность к стрессовым нагрузкам в условиях нефтяного стресса. Таким образом, полученные результаты показывают, что внесение гуминовых кислот может способствовать более эффективной биодеградации нефтяного загрязнения почв. При этом с целью направленного повышения эффективности применения гуминовых кислот более перспективным представляется  использование гуминовых кислот сфагнового переходного торфа + Rh.erythropolisХ5, гуминовых кислот сфагнового верхового торфа + Rh. erythropolis Х5, гуминовых кислот тростникового низинного торфа + Rh. erythropolis S67 в условиях загрязнения нефтью. На субстрате с гексадеканом целесообразным считаем применение гуминовых кислот сфагнового верхового торфа, так как в этом варианте были отмечены параметры, максимально превышающие загрязненный контроль.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Герцен, Мария Михайловна | Дмитриева, Елена Дмитриевна

By the method of biotesting, it has been established that the addition of oil-degrading microorganisms of the genus Rhodococcus to the soil contaminated with hydrocarbonshas a positive effect on morphogenesis and sowing qualities of the cockweed test culture, which is associated with the microbiological oxidation of oil by bacteria of the studied strains. It was revealed that a positive effect was observed in 5 of 8 variants of the experiment on the medium with hexadecane with the joint introduction of humic acids and microorganisms. Under the conditions of oil pollution, the introduction of Rh. erythropolis X5 and Rh. erythropolis S67 microorganisms into the substrate with the addition of humic acids as a whole has a stimulating effect on the morphogenesis and sowing qualities of cockweed. It should be noted that it was in the “oil + humic acids + microorganism” variant that the indicators were obtained that maximally exceeded the values of the contaminated control. Reducing the toxicity of oil and hexadecane, and in some cases, the complete removal of the negative effects of toxicants in the relation to the test culture are apparently connected with the intensification of the process of oil biodegradation due to the stimulating effect of humic acids on the microorganisms. It is proved that the introduced humic acids act as adaptogens in the relation to the microorganisms Rh. erythropolis X5 and Rh. erythropolis S67, increasing their resistance to stress loads under conditions of oil stress. Thus, the results show that the introduction of humic acids can contribute to more effective biodegradation of oil pollution of soils. At the same time, in order to increase the efficiency of humic acids, the use of humic acids of sphagnum transitional peat + Rh.erythropolis X5, humic acids of sphagnum high-moor peat + Rh. erythropolis X5, humic acids of reed fen peat + Rh. erythropolis S67 in the conditions of oil pollution seems more promising. On a substrate with hexadecane, it is advisable to consider the use of humic acids of sphagnum high-moor peat, because in this variant, the parameters that maximally exceed the contaminated control were noted. | Методом биотестирования установлено, что добавление в загрязненную углеводородами почву микроорганизмов – нефтедеструкторов рода Rhodococcus оказывает положительный эффект на морфогенез и посевные качества тест-культуры – кресс-салата, что связано с микробиологическим окислением нефти бактериями исследуемых штаммов. Выявлено, что при совместном внесении гуминовых кислот и микроорганизмов положительный эффект наблюдается в 5 из 8 вариантов опыта на среде с гексадеканом. В условиях нефтяного загрязнения внесение в субстрат микроорганизмов Rh. erythropolis Х5 и Rh. erythropolis S67 с добавлением гуминовых кислот в целом оказывает стимулирующее действие на морфогенез и посевные качества кресс-салата. Следует отметить, что именно в варианте «нефть + гуминовые кислоты + микроорганизм» были получены показатели, максимально превышающие значения загрязненного контроля. Снижение токсичности нефти и гексадекана, а в ряде случаев и полное снятие негативного влияния токсикантов по отношению к тест-культуре связаны, по-видимому, с интенсификацией процесса биодеградации нефти за счет стимулирующего влияния гуминовых кислот на жизнедеятельность микроорганизмов. Доказано, что внесенные гуминовые кислоты выступают адаптогенами по отношению к микроорганизмам Rh. erythropolis Х5 и Rh. erythropolis S67, повышая их резистентность к стрессовым нагрузкам в условиях нефтяного стресса. Таким образом, полученные результаты показывают, что внесение гуминовых кислот может способствовать более эффективной биодеградации нефтяного загрязнения почв. При этом с целью направленного повышения эффективности применения гуминовых кислот более перспективным представляется  использование гуминовых кислот сфагнового переходного торфа + Rh.erythropolisХ5, гуминовых кислот сфагнового верхового торфа + Rh. erythropolis Х5, гуминовых кислот тростникового низинного торфа + Rh. erythropolis S67 в условиях загрязнения нефтью. На субстрате с гексадеканом целесообразным считаем применение гуминовых кислот сфагнового верхового торфа, так как в этом варианте были отмечены параметры, максимально превышающие загрязненный контроль.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Nikiforov, A.S. | Sivkov, Yu.V., Tyumen Industrial Univ.

При изучении естественного самоочищения нефтезагрязненных почв юга Тюменской области в 2016-2019 гг. проведена серия натурных полевых экспериментов на двух реперных участках, моделирующих аварийные разливы нефти на поверхность почвы в количестве 10 и 20 л/м2. Длительность полевого эксперимента составила 4 года. Для изучения морфологических характеристик почвы исследуемой территории был выполнен почвенный разрез до глубины 1,5 м. Почва характеризуется как луговая выщелоченная среднемощная малогумусная среднесуглинистая. Почвообразующие породы – суглинки и глины. В результате полевых и лабораторных исследований подтверждено высокое токсическое действие нефти, которое было выражено в гибели почвенной растительности и последующем отсутствии ее на протяжении двух вегетационных периодов. Процесс естественного восстановления загрязненных нефтью луговых почв имеет длительный период адаптации. Наблюдалось незначительное снижение концентрации нефтепродуктов через год после загрязнения: 28,5-28,8% в верхнем слое и 12,3-13,9% в нижнем. Основное снижение остаточного содержания нефтепродуктов на исследуемых участках произошло только третий (66,2 и 73,8%) и четвертый (86,0 и 91,5%) годы. В нижних горизонтах динамика снижения нефтепродуктов отличалась большей инерционностью в сравнении с верхними. Полученные результаты говорят о необходимости более широкого применения современных технологий восстановления нарушенных территорий. | During the study of the natural self-refining of oil-contaminated soils in the south of the Tyumen region in 2016-2019 there was carried out a series of full-scale field experiments on 2 reference sites, simulating emergency oil spills on the soil surface in the amount of 10 and 20 l/m2. The duration of the field experiment was 4 years. To study the morphological characteristics of the soil in the study area, a soil section was made to a depth of 1.5 m. The soil is characterized as a meadow leached medium-thick low-humus medium loamy. Loam and clay are the parent rocks. As a result of the field and laboratory studies, the high toxic effect of oil was confirmed, which was expressed in the death of soil vegetation and its subsequent absence during two growing seasons. The process of natural regeneration of oil-polluted meadow soils has a long adaptation period. A slight reduction in the concentration of oil products in a year after contamination was observed: 28.5-28.8% in the upper layer and 12.3-13.9% in the lower layer. The main decrease in the residual content of oil products in the studied areas occurred only in the third (66.2 and 73.8%) and fourth (86.0 and 91.5%) years. In the lower horizons, the dynamics of the decrease in oil products was distinguished by greater inertia in comparison with the upper ones. The results of the study show that the process of natural restoration of oil-contaminated meadow soils is long-lasting and raises the question of the creation and implementation of modern technologies for the restoration of disturbed territories.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Osipova, R.A. | Ravzutdinov, A.R. | Gilyazov, M.Yu. | Kuzhamberdieva, S.Zh., Kazan State Agrarian Univ.

The purpose of the research was to assess the effect of single oil pollution on the yield of spring wheat, depending on the prescription of contamination and the possibility of restoring fertility of oil-contaminated soil by agrochemical and agrotechnical techniques. The studies were performed in the Cis-Caspian zone of the Republic of Tatarstan in 2004-2017. The test plot was situated on forest grey middle loamy soils. The reaction of medium was subacid. The content of humus was low. The content of active forms of phosphorus and potassium was respectively increased and medium. In May 2004 the rate of soil contamination with crude oil was high –20 L/m2. Intensive mechanical tillage, introduction of mineral, lime fertilizers and vermicompost were tested as reclamation techniques. The paper summarizes the information on the impact of oil pollution and reclamation techniques on the yield of spring wheat, which was cultivated according to the crop rotation design in 1, 5, 9 and 13 years after the oil contamination. A dramatic decrease in the yield of spring wheat caused by single oil pollution was lasting for at least 13 years. We found the close positive correlation between soil contamination prescription and yield of spring wheat (R2 = 0.95–0.99). This suggests the possibility of a gradual, albeit slow, natural detoxification of oil-contaminated grey forest soil. The significance of the proven reclamation techniques changed with time. In the early years (for at least 5 years after the contamination) intensive loosening of the soil had the most positive influence on the productivity of spring wheat. In the subsequent years its importance was decreasing against the backdrop of the increasing role of complete fertilizer and vermicompost. The increase of spring wheat yield due to vermicompost was 1.4–2.8 times lower than due to complete fertilizer. The liming of oil-contaminated subacid grey forest soil did not result in the significant yield increase. | Цель исследования – оценка влияния однократного нефтяного загрязнения на урожайность яровой пшеницы в зависимости от давности загрязнения и определение возможности восстановления плодородия нефтезагрязненной почвы посредством агрохимических и агротехнических приемов. Исследования проводили в 2004-2017 гг. в Предкамской зоне Республики Татарстан. Почва опытного участка серая лесная среднесуглинистая, реакция среды слабокислая, содержание гумуса низкое, подвижных форм фосфора и калия – соответственно повышенное и среднее. Почва была преднамеренно загрязнена товарной нефтью из расчета 20 л/м2 в мае 2004 г. В качестве приемов рекультивации испытывали интенсивную механическую обработку почвы (рыхление), внесение минеральных и известковых удобрений, а также биогумуса. Обобщена информация о влиянии нефтяного загрязнения и приемов рекультивации на урожайность яровой пшеницы, которую возделывали, согласно схеме севооборота, через 1, 5, 9 и 13 лет после загрязнения почвы нефтью. Достоверное снижение урожайности от однократного нефтяного загрязнения происходило в течение не менее 13 лет. Между давностью загрязнения почвы и урожайностью яровой пшеницы установлена тесная положительная корреляция (R2 =0,95…0,99). Это свидетельствует о возможности постепенной, хотя и медленной, естественной детоксикации нефтезагрязненной серой лесной почвы. Значимость испытанных приемов рекультивации изменялась во времени. Если в первые годы (в течение не менее 5 лет после загрязнения) на продуктивность яровой пшеницы наибольшее положительное влияние оказывало интенсивное рыхление почвы, то в последующие годы значимость его снизилась при одновременном увеличении роли полного минерального удобрения и биогумуса. Прибавки урожая зерна яровой пшеницы от биогумуса были в 1,4…2,8 раза ниже, чем от полного минерального удобрения. Известкование нефтезагрязненной слабокислой серой лесной почвы не обеспечивало формирования достоверной прибавки урожая.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Turkovskaya, O.V. | Dubrovskaya, E.V. | Grinev, V.S. | Balandina, S.A. | Pozdnyakova, N.N., Russian Academy of Sciences, Saratov (Russian Federation). Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Natural ecosystems have powerful detoxifying potential, which is ensured by the degradative activity of microorganisms, including ascomycetes, which are one of the largest groups in the fungal kingdom. Here we examined the degradation of oil and PAHs by micromycetes with different ecological strategies and detected ligninolytic enzymes implicated in the oxidation of the pollutants. We used four ascomycete strains with different taxonomic affiliations and ecological strategies. These were Fusarium oxysporum IBPPM543, Lecanicillium aphanocladii IBPPM542, Cladosporium herbarum MUT3238, and Geotrichum candidum MUT4803. The fungi were grown in liquid media with different compositions that received additions of the pollutants used: oil, PAHs, and anthraquinone-type dyes. All treatments in the experiments and analyses had no less than three replications, and each experiment was repeated no less than three times. All fungi oxidized oil; the utilization was from 46 to 82% of the initial concentration of 5 g/l within 14 days. C. herbarum MUT 3238 metabolized all PAHs included in the study (anthracene, phenanthrene, and fluorene) almost completely (initial concentration, 0.05 g/l). L. aphanocladii IBPPM 542 degraded anthracene, phenanthrene, and fluorene by 40, 63, and 81%, respectively. F. oxysporum IBPPM 543 utilized phenanthrene and fluorene only by 20 and 40%, respectively. PAH degradation by G. candidum MUT4803 was not greater than 18%. The degradation of the pollutants was accompanied by the production of extracellular peroxidases by all fungi except G. candidum. Neither of the fungi produced lignin peroxidase or laccase. Identification of the PAH oxidation products allowed us to suggest a pathway for PAH degradation by the tested fungi with an extracellular Mn-peroxidase. The degradation proceeds through the formation of quinones and carboxylic acids, which indicates that the PAHs are utilized almost completely and that no toxic metabolites accumulate. | Природные экосистемы имеют мощный детоксикационный потенциал, который обеспечивается деструктивной активностью микроорганизмов, в том числе аскомицетов - одной из самых многочисленных групп царства грибов. Нашей целью было изучение деградации нефти и полициклических ароматических углеводородов микромицетами с различной экологической стратегией, а также выявление лигнинолитических ферментов, участвующих в окислении этих поллютантов. Использовали четыре штамма аскомицетов - Fusarium oxysporum IBPPM543, Lecanicillium aphanocladii IBPPM542, Cladosporium herbarum MUT3238 и Geotrichum candidum MUT4803, имеющих различную таксономическую принадлежность и экологическую стратегию. Грибы культивировали в жидких средах различного состава с добавлением исследуемых полютантов - нефти, ПАУ, красителей антрахинонового типа. У всех исследованных грибов выявлена нефтеокисляющая активность: утилизация нефти проходила на 46-82% от исходной концентрации 5 г/л за 14 сут. C. herbarum MUT 3238 окислял все исследованные ПАУ (антрацен, фенантрен и флуорен) практически полностью (исходная концентрация 0,05 г/л). L. aphanocladii IBPPM 542 деградировал антрацен, фенантрен и флуорен соответственно на 40, 63 и 81%, F. oxysporum IBPPM 543 окислял фенантрен и флуорен лишь на 20 и 40%, G. candidum MUT4803 разрушал ПАУ не более чем на 18%. Антрацен окислению не подвергался. Деградация поллютантов сопровождалась продукцией внеклеточных пероксидаз у всех грибов, за исключением G. candidum. Активность лигнин-пероксидаз и лакказ у исследованных грибов мы не обнаружили. Полученные результаты указывают на то, что представители двух широко распространенных в природе видов аскомицетов C. herbarum и F. oxysporum, а также штамм менее известного и мало изученного вида L. aphanocladii обладают деструктивным потенциалом в отношении нефти и ПАУ, что предполагает их участие в процессах самоочищения природы от этих поллютантов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation