AGRIS - 

Data provenance by Country

2013

Derevyagin, S.S., | Medvedev, I.F., Research and Development Inst. of Agriculture of the South-East, Saratov

For ecological substantiation of the landscape structure it is important to understand the mechanisms of migration of heavy metals (HM) in it and attitude to HM of different wood species. Long-term studies were conducted by using geoinformation technologies tin the landscapes of he chernozem steppes of Saratov region. The study object was the water collection territory having a length of 1.5 km and an area of 250 ha divided by 4 thick forest strips having a width of 20 m extending across the slope. There have been analyzed mechanisms of heavy metal migration in afforestation agrolandscape and related wood species: oak, birch, elm. According to the results tacheometry there was built a three-dimensional terrain model of the studied area. Long-term monitoring revealed the presence of productive moisture runoff still under snow. Formation accumulation zones above the forest line and hydromorphic zones with access to ground water below the surface of the wood strips confirmed the importance of the latter as a biogeochemical barrier to the migration of moisture, silt, and chemical elements. In the transit flow showed a reduction in the content of HM in soils of ravines and slopes, and the increase - in the soils of forest belts. The specificity of metal accumulation wood species is determined. Under identical conditions birch accumulates zinc 4 times harder than oak and 6.7 times stronger than the elm. Oak accumulates nickel is 2.7 times more than the birch, and 3.8 times more than the elm, the largest amount of chromium and cadmium. Elm accumulates HM in the least amounts. The tendency to reduce the content of heavy metals with tree age: robust correlation (r = -0,61 - -0,91) is typical for copper - for all the studied rocks, lead - for elm and birch (r = -0,61 - – 0,69), cadmium - for oak (-0,69), chromium - for birch (r = -0,66), nickel - for elm (r = -0,83). Birch can be used as a bioindicator of agrolandscape contamination. | Для экологического обоснования структуры ландшафта важно понимать механизмы миграции тяжелых металлов (ТМ) в нем и отношение к ТМ различных древесных пород. Многолетние исследования проведены с применением геоинформационных технологий в агроландшафтах черноземной степи Саратовской области. Объектом исследования служила территория водосбора протяженностью 1,5 км площадью 250 га, разделенная 4-мя основными плотными лесополосами шириной 20 м, идущими поперек склона. Были проанализированы механизмы миграции ТМ в данном агроландшафте и отношение к ТМ дуба, березы, вяза. По результатам тахеометрической съемки была построена трехмерная модель рельефа изучаемого участка. Путем длительного мониторинга продуктивной влаги было выявлено наличие внутрипочвенного стока еще под снежным покровом. Формирование аккумулятивных зон выше лесных полос и гидроморфных зон с выходом почвенных вод на поверхность ниже лесных полос подтвердило значение последних как биогеохимического барьера на пути миграции влаги, мелкозема и химических элементов. В условиях транзитного стока выявлено снижение содержания ТМ в почвах ложбин и склонов и увеличение – в почвах лесных полос. Определена специфичность аккумуляции металлов древесными породами. В одинаковых условиях береза аккумулирует цинк в 4 раза интенсивнее, чем дуб, и в 6,7 раза интенсивнее, чем вяз,. Дуб способен накапливать никеля в 2,7 раза больше, чем береза, и в 3,8 раза больше, чем вяз, а также значительное количество хрома и кадмия. Вяз накапливает ТМ в наименьшизх количествах. Установлена тенденция снижения содержания тяжелых металлов с возрастом деревьев: устойчивая корреляция (r = –0,61-–0,91) характерна в отношении меди для всех изученных пород, свинца – для вяза и березы (r = –0,61-–0,69), кадмия – для дуба (–0,69), хрома – для березы (r = –0,66), никеля – для вяза (r = –0,83). Береза может использоваться как биоиндикатор загрязнения агроландшафтов ТМ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Kolesnikov, S.I., Southern Federal Univ., Rostov-on-Don (Russian Federation) | Tatlok, R.K. | Tlekhas, Z.R., Majkop State Technological Univ. (Russian Federation) | Kazeev, K.Sh. | Dadenko, E.V.

In a model experiment with artificial soil contamination (grey forest, brown forest, sod carbonate, mountain meadow subalpine and leached black soil) with crude oil, black oil fuel, gasoline and diesel fuel studied was the dynamics of parameters of microbiological soil activity depending on their genetic properties, grain composition and conditioning degree, as well as the degree of pollutant toxicity and its concentration (1; 5; 10% of the soil weight) in the surface layer. The soil samples were collected from the upper level (0-20 cm), incubated at a temperature of 20-22 degrees C and moistened to 60% of field moisture capacity, pollutants were introduced and after 30 days the activity of catalase and dehydrogenase, cellulosolytic activity and abundance of bacteria of the Azotobacter genus were determined by the conventional methods. The phytotoxicity of oil was judged by the intensity of early growth of sprouts (root lengths) of radish variety Korund. As is found, the degree of reducing the values of biological indicators was in a direct dependence on the concentration of a pollutant in soil. As to the toxicity degree the studied pollutants formed a variety: crude oil black oil fuel gasoline diesel fuel. As to resistance degree to the mentioned soil toxicants they formed a variety: leached black oils sod carbonate grey forest mountain meadow brown forest. The microbiological activity of soils and their pollution resistance are greatly influenced by their conditioning degree and oxidative conditions; the best indicators – in black soils and sod carbonate soils and the most unfavorable – in mountain meadow and brown forest soils. Regression equations reflecting dependence of the integral indicator of biological soil state on the content in them of one or another pollutant have been determined. | В модельном опыте с искусственным загрязнением почв (серой лесной, бурой лесной, дерново-карбонатной, горно-луговой субальпийской и чернозема выщелоченного) нефтью, мазутом, бензином и соляркой исследовали динамику параметров микробиологической активности почв в зависимости от их генетических свойств, гранулометрического состава и оструктуренности, а также от степени токсичности загрязнителя и его концентрации (1; 5; 10% от массы почвы) в поверхностном слое. Образцы почв отбирали из верхнего горизонта (0-20 см), инкубировали при температуре 20-22 град. C и увлажнении до 60% полевой влагоемкости, вносили загрязнители и через 30 сут определяли общепринятыми методами активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическую активность и обилие бактерий рода Azotobacter (% процент комочков обрастания). О фитотоксичности почв судили по интенсивности начального роста проростков (длине корней) редиса сорта Корунд. Установлено, что степень снижения значений биологических показателей находилась в прямой зависимости от концентрации в почве загрязняющего вещества. По степени токсичности исследуемые загрязнители образовали ряд: нефть мазут бензин солярка. По степени устойчивости к загрязнению перечисленными токсикантами почвы образовали ряд: черноземы выщелоченные слитые дерново-карбонатные серые лесные горно-луговые бурые лесные. На микробиологическую активность почв и их устойчивость к загрязнению заметно влияют их оструктуренность и окислительные условия; наилучшие показатели - в черноземах и дерново-карбонатных почвах и более неблагоприятные – в горно-луговых и бурых лесных. Определены уравнения регрессии, отражающие зависимость снижения интегрального показателя биологического состояния почв от содержания в них того или иного загрязнителя.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Ovchinnikov, A.S. | Karpov, A.V., Volgograd State Agricultural Univ. (Russian Federation) | Borodichev, V.V., The A.N. Kostyakov All-Russia Research and Development Inst. of Hydraulic Engineering and Land Reclamation. Volgograd Branch (Russian Federation) | Kolodnitskaya, N.V., Volgograd State Technical Univ. (Russian Federation). Kamyshin Technological Inst.

Ameliorant based on natural ingredients was developed. It includes vermiculite, sapropel, water, urea and succinic acid. The preparation was approved in the placement of industrial solid waste landfill of Volgograd refinery. The basis of the ameliorant is the natural mineral, namely vermiculite, which included a large number of macro-and micronutrients that enrich degraded soil. To apply the ameliorant on the recultivated soil surface the cultivator, or rotary, disc plow is used. The results of bioremediation of oil contaminated lands indicate the efficiency of the preparation application, since the level of technogenic polluted lands in a month decreased by 96%. The rate of degradation of oil hydrocarbons in the upper soil layer down to 0.25 m depth occurs at 50.06 mg/kg per day. Oil hydrocarbons are food source for native and contained in sapropel microflora capable of releasing enzymes that help to degrade and absorb the paraffin compounds substances necessary for the implementation of the life processes resulting in the oil contaminated land detoxification. | Разработан мелиорант на основе природных компонентов: вермикулита, сапропеля, воды, мочевины и янтарной кислоты, апробированный на территории размещения полигона твердых промышленных отходов Волгоградского нефтеперерабатывающего завода. Основу мелиоранта составляет природный минерал - вермикулит, в составе которого имеется большое количество макро- и микроэлементов, обогащающих деградированный почвенный покров. Для внесения мелиоранта на рекультивируемую поверхность почвы применяется культиватор, или роторный дисковой плуг. Результаты биоремедиации нефтезагрязненных земель свидетельствуют об эффективности примененного препарата, так как уровень загрязнения техногенно-нарушенных земель спустя месяц снизился на 96%. Скорость деструкции углеводородов нефти в верхнем слое почвы глубиной до 0,25 м составляет 50,06 мг/кг в сутки. Углеводороды нефти являются источниками питания для аборигенной и содержащейся в сапропеле микрофлоры, способной выделять ферменты, помогающие расщеплять парафинсодержащие соединения и усваивать вещества, необходимые для осуществления процессов жизнедеятельности, вследствие чего происходит детоксикация нефтезагрязненных земель.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Freiberg, I.A., Russian Academy of Sciences. Ural Branch, Ekaterinburg

The research purpose was to control pesticide contamination of soil by means of saprophytic colonization and define pine seedlings response to pesticide toxicity. There were under study: ability of forest litter taken from pine, birch or mixed plantations and incorporated into the soil to destruct pesticides, and the activity and taxonomic composition of microbial communities in the forest litter depending on species composition of the forest stand, and effect of substrate moisture content on microbial activity. Small-plot experiments were conducted. Seeding and tillage were performed by the conventional technology. Forest litter was incorporated into arable soil layer (5-15 cm). Two-year old pine seedlings were dug out and normal and teratomorphic phenotype were identified. Catalase activity, soil moisture content, and the number of seedlings of normal phenotype were revealed in the experiments. The method of taxonomic diversity determination of forest litter microbes by terminal restriction fragment length polymorphisms (T-RFLP) was used. Introduction of saprophyte-containing litter into contaminated soil had advantages to seedling growth. Coniferous litter was especially effective. Yield of normal seedlings correlate with catalase activity. Substrate moisture content optimal for microbes is 40-60%, if it decreases below 28-30% it is necessary substrate watering for prevention of microorganism vital activity retardation. To improve and implement the proposed method, it is important to consider not only large taxonomic groups, but also the generic assignment of microorganisms. The practical value of proposed method was demonstrated on loam soil, but the method efficiency and the amount of forest litter application should be evaluated in the soils of various texture. | Целью работы было устранение пестицидного загрязнения почвы при колонизации ее сапрофитами, которые обычно обильно заселяют лесную подстилку, и определение реакции сеянцев сосны на пестицидную токсичность. Изучали способность внесенной в почву лесной подстилки из сосновых, березовых и смешанных насаждений к деструкции пестицидов, активность микробных сообществ лесной подстилки и их таксономический состав в зависимости от породного состава насаждений, значение влажности субстрата для деятельности микроорганизмов. Исследования выполнялись на основе мелкоделяночных опытов. Посев и обработка почвы осуществлялись по общепринятой технологии. Лесная подстилка вносилась в пахотный горизонт почвы (5-15 см). 2-летние сеянцы сосны выкапывались и сортировались согласно критериям выделения сеянцев сосны нормального и тератоморфного фенотипа. В опытах определяли активность каталазы, влажность почвы, количество сеянцев нормального фенотипа. Показана возможность определения таксономического разнообразия микроорганизмов подстилки методом анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ). Перенос в загрязненную пестицидами почву подстилки с сапрофитами оказывал положительное влияние на рост сеянцев. Особенно эффективна была подстилка из насаждений сосны. Выход сеянцев нормального фенотипа коррелировал с активностью каталазы. Оптимальная для микробов влажность субстрата составляет 40-60%, при ее понижении до 28-30% необходимо проводить полив, т.к деятельность микроорганизмов может затухнуть. Для дальнейшего совершенствования и широкого распространения предложенного способа следует учитывать принадлежность микроорганизмов не только к крупным систематическим группам, но и к родам, чтобы отбирать подстилки именно в насаждениях богатых сапрофитами. Способ оправдал себя на суглинистых почвах, но необходима оценка его эффективности и установление норм внесения подстилки на разных по механическому составу почвах.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Polonskij, V.I. | Polonskaya, D.E., Krasnoyarsk State Agrarian Univ.

Fluorine may contaminate the environment in the process of producing aluminum and mineral fertilizers, as well as when intensively applying phosphorus fertilizers. Fluorine is capable of penetrating into deep soil layers (lower than 80 cm). When its content is high, the biological soil activity is oppressed. The content of fluorine water soluble form serves to indicate the availability for plants. As to the power of destructive influence on the animal and human organism fluorine is next after mercury. The mechanisms of delivery of fluorides to plants are species-specific, absorption may be performed by the aboveground part (mainly in trees) or underground part (in grasses) of the part. The capability of accumulating fluorine in biomass and being resistant to it is also very specific. In some species chlorosis or necrosis of leaves develop, if they accumulate above 100 mg/kg of fluorine, other ones (tea bush) may not have evident signs of damage when the concentration of pollutant in leaves is up to 4000 mg/kg. To reduce the content of fluorine in soil, phytoremediation may be used. In its standard variant the top of the plant is cut at the end of vegetative season and put in store in waterproof warehouses. To increase the phytoremediation efficiency, it is recommended to use species – hyperaccumulators or selected forms capable of actively growing on fluoride contaminated soil. The use of transgenic plants and rhizosphere microorganisms is possible. In any case, the similar technology is carried out with a lot of money. | Фтор может загрязнять окружающую среду в процессе производства алюминия или минеральных удобрений, а также при интенсивном использовании фосфорных удобрений. Фтор способен проникать в глубокие (ниже 80 см) слои почвы. При его высоком содержании угнетается биологическая активность почвы. Показателем доступности для растений служит содержание его водорастворимой формы. По силе деструктивного влияния на организм животных и человека фтор находится на 2-м месте после ртути. Механизмы поступления фторидов в растения видоспецифичны, поглощение может происходить надземной (в основном у деревьев) или подземной (преимущественно у трав) частью растения. Способность накапливать фтор в биомассе и быть устойчивым к нему также очень специфична. У одних видов развивается хлоров или некроз листьев при накоплении в них фтора более 100 мг/кг, другие (в частности чайный куст) могут не иметь видимых признаков повреждения при концентрации поллютанта в листьях вплоть до 4000 мг/кг. Для снижения содержания фтора в почве возможно использовать фиторемедиацию. В ее стандартном варианте наземную массу растений скашивают 1 раз в конце вегетационного сезона и на долгий срок складируют в хранилища с надежной гидроизоляцией. Для повышения эффективности фиторемедиации рекомендуется использовать виды-гипераккумуляторы или отселектированные формы, способные активно расти на загрязненной фторидами почве. Возможно использование трансгенных растений и ризосферных микроорганизмов. В любом случае, реализация подобной технологии требует значительных затрат.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Goncharova, l.I. | Tsygvintsev, P.N. | Chizh, T.V. | Rachkova, V.M., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Radiology and Agroecology, Kaluga Region

In greenhouse experiments on 4 soil types (sod podzol loamy sand, low-leached hard-loamy chernozem, peat bog lowland and dark chestnut soil) the influence was studied of progressive doses of copper contamination (from 0.5 to 15 OPC) on growth parameters (plant height, leaf area, biomass) of lettuce (greenhouse variety Moskovsky). As is found, on all the soil types the absorption of copper by plants is accumulative, as its content in soil increases, the biological absorption factor much reduced. On the sod podzol soil 40-day-old lettuce plants when the contamination level is 1-3 OPC did not undergo a toxic impact of copper, on contrary, the leaf area increased by 20%, and the biomass – by 30%. When the contamination level increased to 6 OPC, the height, leaf area and plant biomass reduced by 50, 60 and 50%, respectively. Within a range of maximum concentrations (10 OPC) the death of plants was observed. On leached chernozem developments of toxic copper impact came when the concentration was 5 OPC (reduction in the height, leaf area and biomass by 23.45 and 57%), the plants died when the copper contamination level was 7.5-10 OPC. There was observed compensatory stimulation of growth processes on average by 7% on peat bog soil. On dark chestnut soil the most reduction in the leaf area was observed when the dose of copper was 1000 mg/kg. Conclusions: threshold phytotoxic concentrations of copper of the growth indicators of lettuce were: for sod podzol loamy sand soil – 200 mg/kg, low-leached hard-loamy chernozem – 500 mg/kg, peat bog lowland soil – 750-1500 mg/kg, dark chestnut soil – 1000 mg/kg of soil. | Оценка фитотоксического действия меди на салат-латук В вегетационных опытах на 4-х типах почв (дерново-подзолистой супесчаной, черноземе слабовыщелоченном тяжелосуглинистом, торфяно-болотной низинной и темно-каштановой) исследовали влияние возрастающих доз загрязнения медью (от 0,5 до 15 ОДК) на ростовые показатели (высоту растений, площадь листьев, биомассу) салата-латука (сорта Московский парниковый). Установлено, что на всех типах почв поглощение меди растениями носило аккумулятивный характер, по мере увеличения ее содержания в почве, величина коэффициента биологического поглощения значительно снижалась. На дерново-подзолистой почве 40-суточные растения салата при уровне загрязнения 1-3 ОДК не испытывали токсического воздействия меди, напротив, площадь листьев увеличилась на 20, а биомасса – на 30%. При повышении уровня загрязнения до 6 ОДК высота, площадь листьев и биомасса растений снижались на 50, 60 и 50% соответственно. В диапазоне максимальных концентраций (10 ОДК) отмечена гибель растений. На выщелоченном черноземе явления токсического воздействия меди наступали при концентрации 5 ОДК (снижение высоты, площади листьев и биомассы на 24,35 и 57%), растения погибали при уровне загрязнения медью 7,5-10 ОДК. На торфяно-болотной почве во всем интервале доз меди наблюдали компенсаторную стимуляцию ростовых процессов в среднем на 7%. На темно-каштановой почве наибольшее уменьшение площади листьев и биомассы отмечено при дозе меди 1000 мг/кг. Выводы: пороговые фитотоксичные концентрации меди по ростовым показателям салата составили: для дерново-подзолистой супесчаной почвы – 200 мг/кг, слабо выщелоченного тяжелосуглинистого чернозема – 500 мг/кг, торфяно-болотной низинной почвы 750-1500 мг/кг, темно-каштановой почвы – 1000 мг/кг почвы.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation