Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв

Бакаева, Маргарита Дмитриевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв"

На правах рукописи

БАКАЕВА МАРГАРИТАДМИТРИЕВНА

КОМПЛЕКСЫ МИКРОМИЦЕТОВ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ И РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ ПОЧВ

03.00.07 - Микробиология 03.00.16-Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа-2004

Работа выполнена на кафедре биохимии и биотехнологии Башкирского государственного университета

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор

Киреева Наиля Ахняфовна

кандидат биологических наук, ст. науч. сотр. Галимзянова Наиля Фауатовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Мелентьев Александр Иванович

доктор биологических наук, профессор Вахитов Венер Абсатарович

Ведущая организация: Институт почвоведения МГУ-РАН

Защита диссертации состоится 9 декабря 2004 г. в 14 часов на заседании Регионального диссертационного совета КМ 002.124.01 при Президиуме Академии наук Республики Башкортостан по адресу: 450014, г. Уфа, ул. Новороссийская, 105.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке филиала ФГУП «НПО Микроген» МЗ РФ в г. Уфе «Иммунопрепарат» по адресу: 450014, г. Уфа, ул. Нороссийская, 105.

Автореферат разослан ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Даже при современных достижениях в области охраны окружающей среды невозможно предотвратить загрязнение почв нефтью в процессе ее добычи, транспортировки и хранения. Поэтому исследование возможности очистки от загрязнителя и оптимизации биологических процессов в нефтезагрязненных почвах является важным направлением прикладной экологии.

Основными параметрами, учитываемыми большинством исследователей при оценке степени негативного влияния нефтяного загрязнения на почву и эффективности применяемых приемов рекультивации, является содержание остаточных нефтепродуктов и общая микробиологическая активность почв. Гораздо меньше работ посвящено микроскопическим грибам — обитателям нефтезагрязненных почв. Сведения о сообществах микромицетов рекультивируемых почв, как правило, ограничиваются данными о содержании грибных пропагул в почве.

Вместе с тем, почвенные микромицеты представляют собой группу микроорганизмов универсальную по своему значению для формирования плодородия почвы [В.И. Билай, 1984]. Отдельные их виды участвуют в превращениях целлюлозы, гумуса, минеральных элементов, биостиму -ляторов, токсинов и многих других веществ в почве. Кроме того, необхо -димость контроля развития микроскопических грибов в почвах определяется их влиянием на высшие организмы из -за наличия среди грибов токсичных и патогенных представителей.

Рядом авторов показано, что в результате изменений в видовом составе микроскопических грибов доминирующие позиции в нефтезагрязненных почвах занимают сильные токсинообразователи [ Е.В. Лебедева, 1988, 2000; А.В. Назаров, 2000; Н.А. Киреева и др., 2000, 2003].

Публикуемые в последние годы результаты исследований указывают на высокую вероятность распространения в антропогенно-нарушенных (в первую очередь городских) почвах патогенных для растений, животных и человека видов [О.Е. Марфенина, 1999].

Таким образом, последствия антропогенного вмешательства в деятельность грибного сообщества, происходящего в результате загрязнения почв нефтью и последующих попыток их очистки, еще требуют дальнейшего изучения.

I БИБЛИвТСКА I I С (1с

Цель диссертационной работы Изучение влияния нефти, нефтепродуктов и некоторых приемов биологической рекультивации на свойства комплексов почвенных микроскопических грибов.

Основные задачи исследований:

1. Изучить структурные и количественные изменения, происходящие к комплексах микромицетов темно-серой лесной, серой лесной почвы и выщелоченного чернозема под воздействием разных доз нефти и нефтепродуктов.

2. Изучить влияние посевов фитомелиоранта - люцерны и биопрепаратов Деворойл, Бациспецин, Белвитамил на свойства комплексов микромицетов нефтезагрязненного выщелоченного чернозема, серой лесной и темно-серой лесной почвы.

3. Оценить динамику накопления в почве фитотоксичных, фитопато -генных и условно патогенных для человека микромицетов после ее загрязнения и в ходе биорекультивации.

4. Изучить литическую активность микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв и ее связь с токсичностью почв, вызванной микроскопическими грибами.

Научная новизна Описан комплекс свойств (численность, видовой состав, кинетическая характеристика, литическая активность) грибных сообществ, формирующихся в нефтезагрязненных почвах и их изменение в процессе рекультивации.

Впервые представлены данные о содержании в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, условно патогенных видов микроскопических грибов. Показано, что нефтяное загрязнение способствует увеличению частоты встречаемости видов данной группы в серой лесной, темно-серой лесной почве и выщелоченном черноземе. Получены данные о снижении содержания в нефтезагрязненной почве условно патогенных для человека и растений и фитотоксичных микромицетов под влиянием биопрепаратов Бациспецин, Деворойл, биологической добавки Белвитамил и фитомелио -рации.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Как нефтяное загрязнение, так и биорекультивационные приемы воздействуют на численность, видовой состав, кинетические параметры комплекса микромицетов выщелоченного чернозема, серой лесной, темно -серой лесной почвы.

2. Нефть увеличивает долю участия грибов в разложении целлюлозы и пектина в почве.

3. Нефть помимо прямого негативного воздействия на почвенную экосистему способна оказывать и трансбиотическое негативное влияние посредством накопления токсичных, фитопатогенных и оппортунистических микромицетов

4. Применение биопрепаратов и фитомелиорантов не только способствует снижению содержания остаточных нефтепродуктов в почве, но и уменьшает негативные изменения, происходящие в комплексе почвен -ных микромицетов под воздействием нефтяных углеводородов.

Практическая значимость работы Полученные данные могут быть использованы при диагностике биологической активности почв и монито -ринге их загрязнения. Результаты экспериментов используются в БашГу при чтении курсов "Экология микроорганизмов", "Микология", "Рекультивация техногенно-нарушенных почв".

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы представлены на 1 ом интернациональном конгрессе "Petroleum Contaminated Soils, Sediments and Water. Analysis, Assessment and Remediation" (London, 2001), на 1ОМ Европейском микробиологическом конгрессе (Ljubljana, 2003), на XIV Европейском микологическом конгрессе (Yalta, 2003), на международном симпозиуме "Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга" (Сыктывкар,

2001), международной конференции "Биогеография почв" (Сыктывкар,

2002), научн. конф., посвященной 180-летаю со дня рождения заслуженного профессора Харьковского университета Льва Семеновича Ценковского (Харьков, 2003), на 1-ом съезде микологов России (Москва, 2002), на XI съезде Русского ботанического общества (Барнаул, 2003), на всероссийских конгрессах " Успехи медицинской микологии " (Москва, 2003, 2004), на молодежных конференциях "Растение, микроорганизмы и среда" (Санкт-Петербург, 2000), "Экология и проблемы защиты окружающей среды" (Красноярск, 2001), "Актуальные проблемы биологии и экологии" (Сыктывкар, 2002), "Ломоносов - 2002" (Москва, 2002), "Биология - наука XXI века" (Пущино,2002, 2003), VI Докучаевских молодежных чтениях (Санкт-Петербург, 2003,2004).

Публикации По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе 6 статей в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 172 источника, в том числе 55 на иностранных языках. Основной текст изложен на 177 страницах, иллюстрирован 19 рисунками и 40 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Микроскопические грибы антропогенно нарушенных почв (обзор литературы)

В первой главе изложен научный обзор литературных данных о влиянии антропогенного загрязнения почв на численность, разнообразие, функциональный и видовой состав, структуру комплексов обитающих в них микроскопических грибов. Дана классификация и описание основных подходов к биоремедиации нефтезагрязненных почв.

Результаты собственных исследований

Глава 2. Объекты и методы исследований

Материалом для данной работы послужили результаты полевых исследований, проведенных в 1999 - 2004 годах на Аксаковском место -рождении НГДУ «Уфанефть» и на территории Уфимского района Республики Башкортостан, а также результаты лабораторных экспериментов по изучению характеристик комплекса почвенных микромицетов в условиях нефтяного загрязнения и под воздействием некоторых приемов рекультивации.

В качестве рекультивирующих факторов были использованы био -логические препараты Деворойл, Бациспецин, Белвитамил и посевы люцерны (Medicago sativa L.). Препарат Деворойл представляет собой консорциум углеводородокисляющих микроорганизмов родов Pseudomonas, Rhodococcus, Yarowia и имеет титр Ю10КОЕ/г [ТУ-9291-112-29306636-95]. Препарат Бациспецин содержит в основе природный штамм Bacillus sp. 739 и имеет титр 2,0хЮ8 КОЕ/г [Патент РФ №1743019, 1993]. Биопрепарат Белвитамил представляет собой сухой активный ил целлюлозно-бумажных предприятий, содержащий не менее 10 3 КОЕ микроорганизмов/г [Патент РФ №2198748,2003].

Агрохимические показатели определяли согласно методическим руководствам [Е.В. Аринушкина, 1970; Практикум по агрохимии, 1989], общий гумус в почве по И.В.Тюрину, рН - потенциометрически. Полную влаго-емкость и влажность почвы определяли по Федоровскому. Содержание остаточной нефти - горячей экстракцией хлористым этиленом [W.B. McGill, M.J. Rowel], 1980]. Отбор, подготовка почвенных образцов и микробио-логические исследования проводились по существующим методикам [И.П. Бабьева, Г.М. Зенова, 1989; Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991].

Определение таксономической принадлежности микромицетов проводили на основании изучения органов и типов спорообразования, используя определители [М.А. Литвинов, 1967; Н.М. Пидопличко, 1972; В.И. Билай, 1977; В.И. Билай, Э.З. Коваль, 1988; В.И. Билай, З.А. Курбацкая, 1990; К.В. Raper, C.A. Thorn, 1968; Т. Watanabe, 2000; Д. Саттон и др., 2001]. К условно патогенным относили виды микромицетов, приведенные в определителе патогенных и условно патогенных грибов [Д. Саттон и др., 2001]. Для характеристики комплекса микромицетов использовали такие показатели, как число грибных пропагул и длину гиф мицелия [Т.С. Демкина, Т.Г. Мирчинк, 1983 ], обилие и частоту встречаемости видов, видовое разнообразие [Методы почвенной... , 1991].

Целлюлозолитическую активность штаммов микроскопических грибов оценивали по скорости разложения ими карбоксиметилцеллюлозы в

процессе роста на среде, содержащей это вещество в качестве единственного источника углерода. Пектолитическую активность определяли визуально по интенсивности роста биомассы испытуемых грибов. Численность грибов-деструкторов углеводородов определяли методом предельных разведений на селективной среде Бушнелла-Хааса [В.И. Билай, ЭЗ Коваль, 1980], численность бактерий-деструкторов - на среде Ворошиловой - Диановой [Методы почвенной..., 1991] с нефтью в качестве единственного источника углерода. Фитотоксичность почвы и культураль-ной жидкости грибов оценивали по степени игибирования роста корней у проростков редиса [О.А. Берестецкий, 1982, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова, 1989].

Статистическую обработку проводили с помощью пакета компьютерных программ STATISTICA V4.5. и Microsoft Office 2000 для Windows. При оценке статистической достоверности средних полученных данных использовали t-критерий Стьюдента.

Глава 3. Комплексы микромицетов почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

В третьей главе описаны последствия воздействия нефти и нефтепродуктов на комплексы микроскопических грибов в модельных опытах с выщелоченным черноземом и темно-серой лесной почвой. В качестве загрязнителей были использованы: тюменская товарная нефть, бензин автомобильный А-95, моторное масло индустриальное И-40А и дизельное топливо летнее.

Выраженное угнетающее действие нефти и нефтепродуктов в концентрации до 10% на микроскопические грибы почв наблюдалось лишь в первые дни после загрязнения и выражалось в уменьшении в 2 -3 раза числа выделяемых грибных зачатков, выпадении из состава комплекса чувствительных видов, таких, например, как Pénicillium verrucosum var. cyclopium, Trichoderma koningii, Trichoderma viride, P.janthinellum (табл. 1).

Анализы, проведенные через месяц и более после искусственного загрязнения почвы, показали, что в этот срок оставшиеся в почве нефтяные углеводороды уже не препятствовали развитию микроскопических грибов. Численность этой группы микроорганизмов в нефтезагрязненной почве даже увеличивалась. Причем результаты микробиологических посевов почвенной суспензии хорошо согласовались с данными, полученными при прямом определении содержания грибного мицелия в почве путем измерения и подсчета длины гиф грибного мицелия (табл. 2). С увеличением возраста загрязнения в темно-серой лесной почве и выщелоченном черноземе возрастала численность и доля в составе комплекса микромицетов, способных использовать нефтяные углеводороды в качестве источника питания. Наблюдалось и увеличение видового разнообразия микроскопических грибов, расширялся список выделенных из

загрязненных почв видов за счет появления новых ранее не обнаруженных нами в данной почве представителей, по-видимому, участвующих в утилизации нефти или просто устойчивых к данному типу загрязнения. Это виды Aspergillus flavus, A.repens, Cladosporium resinae, Fusarium moniliforme, F. oxisporum. Pénicillium funiculosum и некоторые другие.

Таблица 1

Толерантные и чувствительные к загрязнению виды микромицетов темно-серой лесной почвы, содержащей нефтепродукты

Тип нефтепродукта Толерантные виды Чувствительные виды

Бензин \ .Aspergillusflavus Link: Fr. LA.repens (Corda)Sacc 3. Cladosporium resinae (Lindau) de Vries A.Fusarium moniliforme J.Sheld. 1 .A. granulosus Raper et Thorn 2. A. niger Tiegh 3. P.verrucosum Dierekx var. cyclopium (Westling) Samson, Stolk et Hadlock 4. Trichoderma koningii Oudem

Дизельное топливо \Afumigatus var. albus Rai et Agarwal 2. F. oxisporum Schetdl.: Fr. 3. Penicillium funiculosum Thorn 4. P. lanosum Westling 5. P. restrictum J.C.Gilman et Abbott 1. A. granulosus Raper et Thorn 2. A. sydowii (Bainier et Sartory) Thorn et Church 3. P.verrucosum Dierekx var. cyclopium (Westling) Samson, Stolk et Hadlock 4. Trichoderma koningii Oudem

Моторное масло 1 .Aspergillusflavus Link: Fr. 2. A.fumigatus var. albus Rai et Agarwal 3. A.ustus (Bainier) Thorn et Church 4. Paeciloyices farinosus (Holmsk.: Fr.) A.H.S. Br. 5. P. simplicissimum (Oudem) Thorn \.A. granulosus Raper et Thorn 2. P.verrucosum Dierekx var. cyclopium (Westling) Samson, Stolk et Hadlock 3. Trichoderma koningii Oudem

Таблица 2

Общая длина гиф грибного мицелия и соотношение длин светлоокрашенного и тёмноокрашенного мицелия (СВ / Т) в почвах, загрязненных нефтепродуктами

Нефтепродукты Концентрация, % 3 месяца 9 месяцев

Длина гиф, м /Г СВ/Т Длина гиф, м/г СВ/т

Контроль 0 4,26+0,11 0,42 6,94+0,08 0,71

Бензин 0,5 4 8 6,19+0,16* 7,98+0,23* 6,61 +0,17* 0,19 0 0,06 11,56+0,20* 18,36+0,25* 14,47+0,06* 0,38 0,19 0,05

Дизельное топливо 0,5 4 8 5,87+0,31* 10,02+0,09* 10,90+0,27* 0,27 0 0,08 9,34+0,42* 14,58+0,34* 20,35+0,18* 0,17 0,28 0,38

Моторное масло 0,5 4 8 3,75+0,38 4,35+0,22 5,67+0,06* 0,19 0 0 12,24+0,60* 11,96+0,39* 9,75+0,13* 0,75 0 0

Примечание: звездочкой отмечены значения, отличающиеся от

контроля по критерию Стьюдента с достоверностью 0,99

Однако, несмотря на увеличение разнообразия микромицетов и их участия в процессах самоочищения почвы наблюдались и некоторые отрицательные тенденции в трансформации грибного комплекса, связанные с появлением новых доминирующих видов. В нефтезагрязненной почве увеличивалась частота встречаемости микромицетов, способных при определенных условиях вызывать заболевания живых организмов. Большую часть фитопатогенных микромицетов составляли представители рода Fusarium. Накопление в загрязненной почве фитопатогенных микромицетов особенно опасно из-за ослабления растений под действием токсичных углеводородов. В последние годы в связи с распространением иммуно -дефицитных состояний человека начинает уделяться внимание мониторингу в окружающей среде условно патогенных для человека видов микро -скопических грибов. Из исследованных нами нефтезагрязненных почв часто выделялись виды, относимые к группе BSL2 (потенциальные возбудители глубоких микозов у человека) - Aspergillus flavus, A. fumigatus, A. terreus, Fusarium oxysporum. F. solani. Сравнивая наши результаты с результатами, полученными О.Е. Марфениной при изучении микромицетов урбаноземов

(1999), можно говорить о небольшой или средней силе влияния нефтяного загрязнения на условно патогенные микромицеты почв. Рост частоты встречаемости в загрязненной почве условно патогенных видов грибов был, по-видимому, связан с их хорошей приспособляемостью к условиям внешней среды. В ходе нашего эксперимента на выщелоченном черноземе была зарегистрирована также более высокая радиальная скорость роста этих грибов и способность многих их штаммов к окислению углеводородов нефти.

Таким образом, в исследованных нами почвах под действием углеводородов происходила трансформация типичного комплекса микроскопических грибов, зависевшая от концентрации загрязнителя. По -видимому, требуются дополнительные меры для предотвращения накопления в нефтезагрязненной почве потенциально опасных видов грибов.

Глава 4. Изменения в комплексах микроскопических грибов при биорекультивации нефтезагрязненных почв

В четвертой главе рассматривается влияние некоторых традицион -ных приемов биорекультивации, таких как биопрепараты активных микроорганизмов и фитомелиорация, на состояние комплексов микромицетов нефтезагрязненных почв и оценивается, потенциальная возможность их использования для восстановления видовой структуры грибных комплексов.

Микрополевой и модельные лабораторные эксперименты показали, что внесение биопрепарата Бациспецин в нефтезагрязненную серую лесную почву и биопрепаратов Белвитамил и Деворойл в темно-серую лесную почву влияло на численность и видовую структуру комплекса микроскопических грибов. Внесение Бациспецина в нефтезагрязненную почву привело к увеличению числа выделяемых видов за счет Aspergillus restrictus, A. sydowi, Pénicillium lanosum, Trichoderma sp. Соответственно, в рекультивируемой почве возросло видовое разнообразие грибов (табл. 3). После обработки биопрепаратом Деворойл, напротив, уменьшилась частота встречаемости ряда типичных видов {Aspergillus niger, A.restrictus, Pénicillium variable), что привело к падению видового разнообразия микромицетов по сравнению с нефтезагрязненными вариантами опыта. Уменьшение количества выделенных видов микромицетов было отмечено и при рекуль-тивации загрязненной почвы Белвитамилом (табл. 4). Для количественной характеристики влияния, оказываемого нефтью и рекультивационными приемами на видовую структуру почвенных грибов был использован коэффициент сходства Серенсе на - Чекановского (рис.1). При сравнении нефтезагрязненных почв с чистыми аналогами коэффициент Серенсена — Чекановского принимал значения менее 0,5, что характерно для сильно измененных почв и наблюдается при высоких концентрациях загрязнения, тогда как к оэффициенты сходства в случае внесения

Таблица 3

Влияние нефтяного загрязнения и биопрепаратов на индекс видового разнообразия микромицетов (месяц инкубации)

Концентрация нефти, % Варианты опыта

Без препарата Бациспецин Без препарата Деворойл

0 2,71 3,22 2,84 2,56

1 2,83 3,35 3,05 2,46

5 3,35 3,47 3,03 2,74

10 3,23 3,54 3,14 2,15

15 1,97 2,20 2,12 2,20

нетоксичных питательных компонентов бывают достаточно высоки [Г.М. Зенова, А.В. Кураков, 1988; И.Ю. Кирцидели и др., 1995].

Коэффициент сходства грибных комплексов чистых почв до и после внесения биопрепарата Бациспецин составил 0,75-0,85, Деворойл - 0,700,75, Белвитамил 0,65-0,70. Таким образом, сама по себе обработка биопрепаратами не оказывала большого влияния на структуру комплекса почвенных микромицетов. Сравнение видового состава микромицетов рекультивированной биопрепаратами почвы с чистым контролем показа ло, что в выбранных нами экспериментальных условиях Деворойл и Белвитамил способствовали восстановлению в рекультивированной почве грибных комплексов, близких комплексам незагрязненных почв. После обработки нефтезагрязненной серой лесной почвы Бациспецином сходство с грибным комплексом чистой почвы было по-прежнему невелико. Исследованные биопрепараты в ходе наших экспериментов по разному влияли на численность сахаролитических грибов. Дополнительная обработка почвы, загрязненной нефтью в концентрации 1-10%, Бацис-пецином и Белвитамилом способствовала росту численности микроми-цетов. Например, при 5% загрязнении через 3 месяца этот показатель увеличивался с 2,2x10' до 1,6x106 КОЕ/г почвы для Бациспецина и с 8,8х 104 до 29,8х 104 КОЕ/г почвы для Белвитамила .

В темно-серой лесной почве рост численности микромицетов через месяц после внесения Деворойла сменялся ее падением, и в дальнейшем содержание грибов в почве не отличалось от незагрязненного контроля.

Таблица 4

Комплексы микромицетов темно-серой лесной почвы, загрязненной нефтью в концентрации 9,68% и при биоремедиации

Виды микромицетов Без обработки С Белви-тамилом С Бел вита милом и фитоме-лиорантом

1 2 1 2 1 2

Aspergillus nidulans (Eldam) Winter ТЧ ТЧ ТЧ ТЧ ТР ТР

A. niger Tiegh тч тч тч ТР ТЧ тч

A. repens (Corda)Sacc - тч ТР ТР - ТР

A. sydowu (Bainier et Sartory) Thorn et Church ТР ТР ТР - - -

A. terreus Thorn - д - тч - ТР

Fusarium moniliforme J.Sheld. тч тч тч ТР тч тч

Penicillium biforme Thorn - тч - ТР - -

P. cyclopium Westl. - тч - ТР тч тч

P.funiculosum Thorn - д - тч ТР тч

P. janthinellum Biourge - д - тч - ТР

P. lanosum Westling - тч - ТР - -

P. martensii Biourge - тч - ТР - ТР

P. variable Sopp - тч - ТР - -

P. vermiculatum Dang - ТР - - - -

Trichoderma viride Pers.: Fr. тч - тч тч тч тч

Примечание: 1- незагрязненная почва, 2 - загрязненная почва, Д -домини -рующий, ТЧ - типичный частый, ТР - типичный редкий, "-" - вид не обна ружен.

Бациспецин

Деворойл

Срок загрязнения, сутки

Срокзагрязнения, сутки

"■между загрязненной и чистои _почвой

между рекультивируемой и чистой почвой

Рис. 1 - Коэффициент сходства видового состава микромицетов незагрязненных почв с почвами загрязненными нефтью(10%) и обработанными биопрепаратами Деворойл и Бациспецин

Показатели общей численности микромицетов и численности углеводород-окисляющих микромицетов менялись сходным образом. Можно предполо -жить, что более активные штаммы углеводородокисляющих микроорганизмов биопрепарата Деворойл успешно конкурировали с углеводород -окисляющими грибами. Вследствие этого не наблюдалось вспышки численности микромицетов в рекультивируемой почве, и видовой состав микро-мицетов в ней менялся менее значительно, чем без внесения биопрепарата.

Для нефтезагрязненных почв в процессе их фитомелиорации с помощью люцерны был характерен свой специфический видовой состав микроскопических грибов, сформировавшийся под одновременным воздействием поллютанта и корневой системы растений. На рисунке 2 хорошо заметно, что комплексы микромицетов, выделенные из-под посевов люцерны и из почв без растений, относились к разным группам, имеющим между собой наименьшую степень сходства.

Если в почвах без растений лидирующее положение занимали представители родов Aspergillus и Pénicillium, то в прикорневой зоне к ним присоединялись грибы рода Fusarium. Тем не менее, использование люцерны в качестве фитомелиоранта было вполне оправдано, оно позволило

без нефти

1% нефти

5% нефти

без нефтн+люцерна

1% нефти+люиерна

5% нефти+люцерна

0,55 О 65 0,75 0,85 О 95

коэффициент сходства

Рис. 2 - Сходство структуры комплексов микромицетов выщелоченного чернозема после загрязненния различными дозами нефти и фитомелиорации (кластерный анализ)

значительно ускорить процесс самоочищения выщелоченного чернозема и снизило его фитотоксичность.

Особый биотоп представляла собой ризосфера растений, в которой была зарегистрирована более высокая (на один - два порядка) численность углеводородокисляющих микроорганизмов, чем в окружающей почве. Более низкое видовое разнообразие грибов, изменение соотношение численности грибов и бактерий в пользу последних позволяет говорить о том, что в почве, прилегающей к корням растений, создаются благоприятные условия для развития бактериальной составляющей микробоценоза.

Таким образом, возможность воздействия биорекультивации на почвенные микроскопические грибы, очевидно, должна приниматься во внимание при разработке мероприятий для восстановления свойств нефтезагрязненных почв.

Нами была проверено влияние биорекультивации на оппортунистические микромицеты почв. В почвах с добавлением биопрепарата Бациспецин незначительно снижалось содержание условно патогенных видов микромицетов, принадлежащих к родам Aspergillus и

Fusarium, что, очевидно, связано с антагонистическим действием

Bacillus sp. 739 - основы Бациспецина. Быстрее положительные результаты достигались при внесении в нефтезагрязненную почву препаратов Деворойл, Белвитамил или при посеве фитомелиоранта - люцерны (табл.5).

Таблица 5

Влияние нефтяного загрязнения и разных методов биорекультивации на обилие условно патогенных микромицетов в серой лесной (*) и темно-серой лесной почве (**), %

Виды микромицетов Биопрепараты

Деворойл** Белвитамил** Люцерна*

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Aspergillus flavus Link: Fr. - - - - - - - 11,4 -

A.fumigatus Fresenius 12,2 29,0 3,0 - - - 9,6 30,4 -

A.niger Tiegh 2,3 30,5 1,5 7,5 6,6 2,9 7,2 3,8 12,8

A .nidulans(Eidam) Winters - - - 4,5 13,2 10,8 - - -

A.restrictus G. Sm 1,5 15,3 - - - -

A.sydowi(Bamier et Sartory) Thom et Church - 10,7 - 1,0 3,3 - - - -

A.terreus Thom - 9,2 13,7 - 29,7 13,7 13,6 10,4 11,4

Fusarium sp 3,7 16,8 3,0 7,0 10,0 3,6 - 3,8 51,2

Примечание: 1- незагрязненная почва; 2 - почва, загрязненная нефтью в концентрации 5%; 3 - почва, загрязненная нефтью в концентрации 5% после рекультивации (анализы проведены через 6 месяцев с начала экспериментов)

В частности, в почвах после внесения биопрепарата Деворойл уменьшалось обилие видов Aspergillus fumigatus, A.niger, A.restrictus, A.sydowi, представителей рода Fusarium В то же время не было отмечено уменьшения обилия вида A.terreus, Зато содержание этого вида падало под воздействием биопрепарата Белвитамил в полевых условиях. Под влиянием Белвитамила уменьшалась обилие A niger, A.nidulans, A. sydowi, Fusarium sp.

Под посевами люцерны на фоне падения обилия A.fumigatus. A flaws увеличивалось количество выделенных колоний Fusarium sp. и A.mger.

Все вышесказанное указывает на то, что даже под воздействием биопрепаратов и фитомелиоранта содержание условно патогенных для человека микромицетов в нефтезагрязненных почвах не возвращалось к уровню, характерному для фоновых почв. Очевидно, необходима разработка специальных мер по предотвращению аккумуляции потенциально опасных видов в загрязненной почве, особенно под посевами растений, где, как было показано, велика вероятность размножения фитопатогенных видов.

Глава 5. Литическая активность микромицетов и фитотоксичность нефтезагрязненных почв

В пятой главе приводятся результаты тестирования фитотоксичности, определения целлюлозолитической и пектолитической активности штаммов микромицетов, выделенных из нефтезагрязненных и рекультивируемых почв.

Токсичность по отношению к растениям является одним из важнейших показателей пригодности почв для сельскохозяйственного использования. В связи с тем, что микромицеты при загрязнении почв нефтью и другими антропогенными поллютантами способны значительно усиливать токсическое действие загрязнителя [СЮ. Селивановская и др., 1999; Е.В. Лебедева, 2000; Н.А. Киреева и др., 2001], нами были иссле-дованы фитотоксические свойства грибов, выделенных из нефтезагряз-ненных и рекультивируемых почв.

Из 172 исследованных штаммов, относившихся к 25 видам микроскопических грибов 122 в той или иной степени проявляли фитотоксичекую активность. Слабый токсический эффект или его отсутствие наблюдались у представителей Chaetomium и Trichoderma, у некотрых представи-телей родов Aspergillus (A.versicolor) и Penicillium (P.piceum) выраженных фитотоксических свойств обнаружено не было.

Наиболее сильное ингибирующее действие по отношению к росту корешков редиса было установлено у штаммов, принадлежащих к видам Penicillium funiculosum, P.cyclopium, P.lanosum, P.janthinellum, P.biforme, P.variabile, P.martensii, Aspergillus niger, A.restrictus, Cladosporium cladosporoides. Многие из перечисленных выше видов не выделялись или были классифицированы нами в качестве типичных редких в чистых почвах и переходили в разряд типичных частых и доминирующих в загрязненных. Поэтому в почвах с разными способами обработки нами была определена доля штаммов, ингибировавших более чем вдвое рост корней редиса. Было показано, что под воздействием нефти доля таких штаммов в составе грибного комплекса увеличивалась в 2-4 раза.

антагонистическим действием компонентов биопрепаратов,

например, Bacillus sp 739, так и с созданием благо приятных условий для развития микроорганизмов-антагонистов, например ризосферных бактерий, в самой почве. Более эффективными (на 20-30%) оказались методики, включавшие высев в почву фитомелиоранта- люцерны (рис.3.).

■ без рекультивации 0 после рекультивации I

Рис.3 - Влияние разных способов рекультивации на относительное содержание фитотоксичных форм микромицетов в почве

Известно, что литическая активность микромицетов является одним из факторов усиления их фитопатогенности в отношении высших растений.

Загрязнение нефтью исследуемых почв уменьшало общую численность аэробных целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроорганизмов как в полевых, так и в лабораторных условиях. Они являются, по данным Н.А.Киреевой и др. (2000) одними из чувствительных к нефтяному загрязнению групп микроорганизмов.

Показано, что при загрязнении нефтью темно-серой лесной почвы и выщелоченного чернозема изменяется соотношение целлюлозоразру -шающих микроорганизмов в сторону преобладания микроскопических грибов (рис.4). При загрязнении почвы нефтью в концентрации более 5% микроскопические грибы составляли более 70% выделенных на питательной

КОНТРОЛЬ ЛЮЦЕРНА

О л/м2 нефти

16 л/м2 нефти

■актиномицеты ■ грибы □ бактерии

Рис.4 - Таксономический состав аэробных целлюлозоразру-шающих микроорганизмов выщелоченного чернозема, загрязненного различными концентрациями нефти

среде колоний. Внесение биологических препаратов в нефте-

загрязненную почву и посев люцерны способствовали уменьшению этого показателя до 20-40%. Нами не было обнаружено значительных различий в видовом составе целлюлозоразрушающих микромицетов нефтезагряз -ненных и рекультивируемых почв. Чаще всего выделялись виды Aspergillus fumigatus, A.terreus, A.niger, Penicilhum cyclopium, P.funiculosum, P.lanosum, Fusarium moniliforme, F. oxysporum, Trichoderma viride, Rhizopus sp.

Изучение состава аэробных пектинразрушающих микроорганизмов показало, что с увеличением концентрации нефти в темно-серой лесной почве возрастала доля микроскопических грибов, численность которых при высокой степени загрязнения значительно превосходила численность бактерии. Посев люцерны и применение биопрепарата Деворойл на порядок увеличивали численность пектолитических бактерий. Исследование литической активности 111 штаммов микромицетов выявило наличие в разной степени выраженных пектолитических свойств у внутривидовых изолятов разных видов. По визуально определяемой активности к числу активных пектолитиков относились представители родов Actinomucor, Cladosporium, Mucor, Rhizopus, Aspergillus (A.niger, A.restrictus), Penicillium (P.biforme, P.cyclopium, P. janthinellum, P. martensii, P. variable). Анализ распределения исследованных штаммов микромицетов по почвам с разным способом обработки показал, что загрязнение почвы нефтью в некоторой степени способствовало усилению пектолизиса у микромицетов.

Таким образом, полученные результаты позволяют говорить об усилении под воздействием нефтяных углеводородов роли микроскопических грибов в разложении субстратов, содержащих пектин и целлюлозу, нарушении естественного баланса пекто- и целлюлозолитических микроорганизмов и восстановлении этих параметров после проведения рекультивационных мероприятий.

Выводы

1. Установлено, что загрязнение изученных типов почв (серая лесная, темно-серая лесная, выщелоченный чернозем) нефтью и нефтепродуктами в концентрации 0,5-10% приводит к изменению структуры грибного комплекса, увеличению видового разнообразия и численности грибов, накоплению темно-окрашенных и обладающих средней и высокой радиальной скоростью роста форм.

2. Загрязнение высокими концентрациями нефти (10-15%) вызывает уменьшение численности и видового разнообразия микромицетов изученных типов почв.

3. После загрязнения нефтью в почвах возрастает частота встречаемости условно патогенных для человека и фитопатогенных видов Aspergillus

flavus, A fumigatus, A terreus, Fusarium moniliforme, F.oxysporum и

способных проявлять фитотоксичность видов

Aspergillus restrictus, A.niger.Cladosporium sp., Penicillium jumculosum, P.cyclopium, P.variable.

4. Обработка биопрепаратом Бациспецин не оказывает существенного влияния на видовую структуру комплекса микромицетов нефтезарязненной серой лесной почвы. Внесение Белвитамила и Деворойла способствует восстановлению в рекультивируемой темно-серой лесной почве грибных комплексов, по видовому составу и динамике численности пропагул близких, хотя и не идентичных комплексам незагрязненных почв. Под посевами фитомелиоранта формируются комплексы микроскопических грибов с особой по сравнению с загрязненными незасеянными почвами структурой и меньшим видовым разнообразием.

5. Обработка биологическими препаратами Белвитамил, Деворойл и Бациспецин и фитомелиорация способствуют уменьшению частоты встречаемости условно патогенных и фитотоксичных видов.

6. Под воздействием нефтяного загрязнения доля микромицетов в составе аэробных целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроор -ганизмов возрастает с 13-18% до 72-98%. Внесение биологических препаратов и особенно посев люцерны способствует восстановлению соотношения грибы/бактерии в группах целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроорганизмов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Мифтахова A.M., Бакаева М.Д. Изменение видового состава комплекса микроскопических грибов в почвах, загрязненных нефтью// Растение, микроорганизмы и среда. Материалы межвузов, конф. молодых ученых. -С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 2000. - С.46-47.

2. Бакаева М.Д., Мифтахова A.M., Галимзянова Н.Ф. Микромицеты нефтезагрязненного выщелоченного чернозема// Итоги биологических исследований. 2000: Сборник научных трудов. Вып.6. - Уфа: Изд -во БашГУ,2001.-С.111-113.

3.Bakaeva M.D., Miphtakhova A.M. Using of the fungal variety for the bioindication of the oil wasted soils// Problems of today in bioindicatoin and biomonitoring. Abstracts XL Intemat. Symp. of bioindicators. - Syktyvkar, Russia, 2001.-P.I 1,223.

4. Kireeva N.A., Bakaeva M.D., Galimzyanova N.F. Mycological monitoring of the oil wasted soils// Problems of today in bioindicatoin and biomonitoring. Abstracts XL Internat. Symp. ofbioindicators. Syktyvkar, Russia, 2001. - P.77, 270.

5. Бакаева М.Д. Использование характеристик комплекса микромицетов для мониторинга нефтяного загрязнения почв// Экология и проблемы защиты

окружающей среды. Тез. докл. Всероссийской студенческой

конф. - Красноярск, 2001. - С.34-35.

6. Бакаева М.Д., Мифтахова A.M. Оценка уровня загрязнения почвы нефтью по состоянию комплекса микромицетов// Методологические проблемы современного почвоведения. Тезисы докл. докучаевских молодежных чтений. -С-Пб., 2001. - С.9-10.

7. Бакаева М.Д. Влияние загрязнения нефтепродуктами на численность почвенных микромицетов// Ломоносов - 2002. Тез. докл. IX межд. конф. студентов и аспирантов по фундаментальным наукам. - М: МГУ, 2002. -С.12-13.

8.Kireeva N.A., Bakaeva M.D., Galimzanova N.F. Prospects of the use of ecological indices for diagnostics of oil polluted soil// Soil Biogeography. Abstracts. Internat. Conference. - Syktyvkar, 2002. - P. 67, 195.

9. Бакаева М.Д., Киреева Н.А. Влияние биорекультивации на содержание микроскопических грибов в нефтезагрязненной почве// Итоги биологических исследований. 2001: Сборник научных трудов. Вып.7. -Уфа: Изд-во БашГУ, 2003. - С.124-126.

10. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф. Влияние нефтепродуктов на состояние почвенной микобиоты// Современная микология в России. Тез. докл. 1-ю съезда микологов России. - М., 2002. - С.58-59.

11. Киреева Н.А., Бакаева М.Д. Микромицеты нефтезагрязненных почв// Материалы научн. конф., посвященной 180-летию со дня рождения заслу -женного профессора Харьковского университета Льва Семеновича Ценковского. - Харьков: ХНУ, 2003. - С.50-51.

12. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Тарасенко Е.М., Галимзянова Н.Ф., Новоселова Е.И. Снижение фитотоксичности нефтезагрязненной серой лесной почвы при биорекультивации// Агрохимия. - 2003. - №2. - С.50-55.

13. Киреева Н.А., Бакаева М.Д. Галимзянова Н.Ф. Оппортунистические микромицеты антропогенно-загрязненных почв// Успехи меди-цинской микологии. Матер. Всероссийского конгресса. - М.: Националь-ная академия микологии, 2003. - Т.1. - С.24-25.

14. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф. Влияние возрастающих концентраций нефти на микромицеты в выщелоченном черноземе// Микология и фитопатология. - 2003. - №2 . - С.53 -59.

15. Kireeva N.A., Tarasenko E.M., Bakaeva M.D. Changing of microbiological variety in oil-contaminated soils// 1st FEMS Congress of European microbiologists. Abstract Book. - Slovenia, Ljubljana, 2003. - P. 185.

16. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Тарасенко Е.М. Роль ризосферы люцерны в детоксикации почвы от нефтяных углеводородов// Экологические, морфо -физиологические особенности и современные методы исследования живых систем. Сборник материалов конф. - Казань: КГПУ, 2003. - С.23-24.

17. Kireeva N.A., Vodopyanov V.V., Bakaeva M.D. Features of microfungi in oil-polluted soils// Abstracts XIV Congress of European Mycologists. - Katsiveli, Yalta, Ukraine, 2003. - P.46.

18. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф. Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв// Ботанические исследования в Азиатской России. Мат-лы XI съезда Русского ботанического общества. -Барнаул, 2003. - Т.1. - С.28-29.

19. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Тарасенко Е.М. Комплексное биотестирование для оценки загрязнения почв нефтью// Экология и промышленность Россини. - 2004.- №2. - С.26-29.

20. Бакаева М.Д., Хабибуллина Г.Ф. Формироние комплексов микроскопических грибов под посевами люцерны в условиях нефтяного загрязнения// Человек и почва в XXI веке. Тез. докл. всероссийской молодежной конф. - С.-Пб., 2004. - С.34-35.

21. Киреева Н.А., Бакаева М.Д. Галимзянова Н.Ф. Влияние нефтепродуктов на комплекс почвенных микромицетов// Микология и фитопатология. -2004.-вып. 1.-С.27-33.

22. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Мифтахова A.M. Видовое разнообразие и пектолитическая активность микромицетов почв, загрязненных нефтью// Экология и биология почв. Матер. Межд. научн. конф.- Ростов-на-Дону, 2004.-С.138-141.

23. Киреева Н.А., Мифтахова A.M., Бакаева М.Д. Углеводородокисляющая активность микромицетов, выделенных из нефтезагрязненных почв Башкортостана// Вестник Башкирского университета. - 2004. - №1. - С.41-44.

24. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Тарасенко Е.М. Детоксикация нефтезагрязненных почв под посевами люцерны (Medicago sativa L.)// Агрохимия. - 2004. - №10. - С. 68-72.

25. Киреева Н.А., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф. Влияние нефтяного загрязнения на содержание условно патогенных грибов в почве// Успехи медицинской микологии. Матер. 2го Всеросс. конгр. По медицинской микологии. - М: Нац. Академия Микологии, 2004. - Т. III. - С.121-122.

БАКАЕВАМаргаритаДмитриевна

КОМПЛЕКСЫ МИКРОМИЦЕТОВ

НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ И РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ ПОЧВ

03.00.07-Микробиология 03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия на издательскую деятельность ЛР№ 021319 от 05 01 99

Подписано в печать 03.11.2004 г. Бумага офсетная № 1. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Отпечатано на ризографе. Усл.печ.л. 1,16. Уч.изд.л. 1,23. Тираж 100. Заказ 158.

Редакционно-издательскип отдел Башкирского государственного университета 450074, РБ, г Уфа, ул Фрунзе. 32

Отпечатано в филиале редакиионно- издательского отдела Башкирского государственного университета

в Институте права 450005, РБ, г.Уфа,.ул Достоевского. 131-115

№20970

РНБ Русский фонд

2005-4 18930

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бакаева, Маргарита Дмитриевна

Введение.

Глава 1.Микроскопические грибы антропогенно нарушенных почв обзор литературы).

1.1.Влияние антропогенных загрязнений на структуру и свойства комплексов почвенных микромицетов.

1.1.1 .Разложение нефти микроскопическими грибами.

1.2.Биоремедиация нефтезагрязненных почв.

1.2.1.Биостимуляци я.

1.2.1.1. Фитомелиорация.

1.2.2.Использование биопрепаратов.

1.3. Влияние биорекультивации на почвенные микроскопические грибы.

1.4. Микроскопические грибы и экологический риск.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Природные условия.

2.2. Условия проведения опытов.

2.3. Методы исследований.

2.3.1. Агрохимические показатели.

2.3.2. Посев, выращивание и учет микроорганизмов на питательных средах.

2.3.3. Определение длины гиф грибного мицелия методом мембранных фильтров.

2.3.4. Определение средней радиальной скорости роста колоний.

2.3.5. Описание структуры комплекса почвенных микроскопических грибов.

2.3.6. Расчет индекса сходства Серенсена-Чекановского.

2.3.7. Характеристика видового разнообразия комплекса почвенных микромицетов.

2.3.8. Определение фитотоксичности почвы.

2.3.9. Определение фитотоксичности культу ральной жидкости грибов.

2.3.10. Определение литической активности микромицетов.

2.4. Статистическая обработка экспериментальных данных.

Глава 3. Комплексы микромицетов почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

3.1. Влияние нефтяного загрязнения на численность почвенных микроскопических грибов.

3.2. Влияние нефтяного загрязнения на видовой состав почвенных микромицетов.

3.1.2. Влияние нефтяного загрязнения на радиальную скорость роста микромицетов.

Глава 4. Изменения в комплексах микроскопических грибов при биорекультивации нефтезагрязненных почв.

4.1. Влияние биопрепаратов Бациспецин и Деворойл на комплексы микромицетов нефтезагрязненных почв.

4.1.1. Влияние биопрепаратов Бациспецин и Деворойл на численность микроскопических грибов в почвах, загрязненных нефтью.

4.1.2.Влияние биопрепаратов Бациспецин и Деворойл на динамику численности углеводородокисляющих микроскопических грибов

4.1.3. Влияние биопрепаратов Бациспецин и Деворойл на видовую структуру комплексов микромицетов нефтезагрязненных почв

4.2. Влияние посевов люцерны на комплексы микромицетов нефтезагрязненных почв.

4.2.1. Люцерна как фитомелиорант.

4.2.2. Влияние посевов люцерны на численность микроскопических грибов в нефтезагрязненных почвах.

4.2.3. Влияние посевов люцерны на видовую структуру комплексов микромицетов в нефтезагрязненных почвах.

4.2.4. Влияние фитомелиорации нефтезагрязненной почвы с помощью посевов люцерны на радиальную скорость роста микромицетов.

4.3. Влияние комплексной биоремедиации на микроскопические грибы нефтезагрязненной почвы.

4.4. Оппортунистические микромицеты нефтезагрязненных и рекультивируемых почв.

Глава 5. Литическая активность микромицетов и фитотоксичность нефтезагрязненных почв.

5.1. Влияние нефтяного загрязнения на фитотоксические свойства почвенных микромицетов.

5.2. Целлюлозолитическая активность микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв.

5.3. Пектолитическая активность микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв"

Актуальность проблемы Даже при современных достижениях в области охраны окружающей среды загрязнение почвогрунтов нефтью в процессе ее добычи, транспортировки и хранения остается не решенной проблемой. Поэтому исследование возможностей очистки от загрязнителя и оптимизации биологических процессов в нефтезагрязненных почвах является важным направлением прикладной экологии.

Основными параметрами, учитываемыми большинством исследователей при оценке степени негативного влияния нефтяного загрязнения на почву и эффективности применяемых приемов рекультивации, является содержание остаточных нефтепродуктов и общая микробиологическая активность почв. Изменение в антропогенных условиях бактериальной составляющей микробоценозов привлекает внимание большей части исследователей. Гораздо меньше работ посвящено микроскопическим грибам - обитателям нефтезагрязненных почв. Сведения о сообществах микромицетов рекультивируемых почв, как правило, ограничиваются данными о содержании грибных пропагул в почве [H.A. Киреева, 1996, Р.К. Андресон и др., 1997, Д.Г. Сидоров и др., 1997, И.М. Габбасова и др., 1999].

Вместе с тем, почвенные микромицеты представляют собой группу микроорганизмов универсальную по своему значению для формирования плодородия почвы [В.И. Билай, 1984]. Отдельные их виды участвуют в превращениях целлюлозы, гумуса, минеральных элементов, биостимуляторов, токсинов и многих других веществ в почве. Кроме того, необходимость контроля за развитием микроскопических грибов в почвах определяется и их влиянием на высшие организмы из-за наличия среди грибов токсичных и патогенных представителей.

Использование подходов биологического мониторинга для группы почвенных грибов удобно вследствие наличия удовлетворительных и разнообразных методов определения их биомассы [Методы почвенной .,

1986], более простой по сравнению с другими микроорганизмами видовой идентификации и описания видовой структуры сообществ, а также сложности жизненных циклов.

В нефтезагрязненных почвах по сравнению с чистыми природными аналогами возрастает численность грибов и их значение в обмене органического вещества [H.A. Киреева, 2000, 2001].

По мнению многих авторов [Е.В. Лебедева, 1988, 2000, O.E. Марфенина, 1999, A.B. Назаров, 1999, H.A. Киреева и др., 2000, 2003] общая численность грибов-токсинообразователей в антропогенно нарушенных почвах находится в тесной зависимости от перестроек в микробоценозе, вызванных воздействием загрязнителя. В результате таких перестроек доминирующие позиции в нефтезагрязненных почвах занимают сильные токсинообразователи. Публикуемые в последние годы результаты исследований указывают на высокую вероятность распространения в антропогенно нарушенных (в первую очередь городских) почвах патогенных для растений, животных и человека видов [O.E. Марфенина, 1999].

Значительный интерес представляет мониторинг перечисленных выше групп микроскопических грибов в нефтезагрязненных почвах после проведения рекультивационных работ. Ведь даже при значительном снижении содержания углеводородов в почве, нормализация состояния почвенной микробиоты может продолжаться еще несколько лет. Для оценки восстановления естественных процессов деструкции органического вещества целесообразно слежение за представителями разных эколого-трофических групп грибов, например, разлагающих легкодоступные органические вещества, целлюлозу и более сложные органические соединения.

Цель работы Изучение влияния нефти, нефтепродуктов и некоторых приемов биологической рекультивации на свойства комплексов почвенных микроскопических грибов.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить структурные и количественные изменения, происходящие в комплексах микромицетов темно-серой лесной, серой лесной почвы и выщелоченного чернозема под воздействием разных доз нефти и нефтепродуктов.

3. Оценить динамику накопления в почве фитотоксичных, фитопатогенных и условно патогенных для человека микромицетов после ее загрязнения и в ходе биорекультивации.

4. Изучить литическую активность микромицетов нефтезагрязненных и рукультивируемых почв и ее связь с токсичностью почв, вызванной микроскопическими грибами.

Бациспецин, Деворойл, биологической добавки Белвитамил и фитомелиорации.

Основные положения, выносимые на защиту

2. Нефть увеличивает долю участия грибов в разложении целлюлозы и пектина в почве.

4. Применение биопрепаратов и фитомелиорантов не только способствуют снижению содержания остаточных нефтепродуктов в почве, но и уменьшает негативные изменения, происходящие в комплексе почвенных микромицетов под воздействием нефтяных углеводородов.

Практическая значимость Полученные данные могут быть использованы при диагностике биологической активности почв и мониторинге их загрязнения. Результаты экспериментов используются в БашГУ при чтении курсов "Экология микроорганизмов", "Микология", "Рекультивация техногенно-нарушенных почв".

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы представлены на на 10м интернациональном конгрессе "Petroleum Contaminated Soils, Sediments and Water. Analysis, Assessment and Remediation" (London, 2001), на 10м Европейском микробиологическом конгрессе (Ljubljana, 2003), на XIV Европейском микологическом конгрессе (Yalta, 2003), международном симпозиуме "Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга" (Сыктывкар, 2001), международной конференции "Биогеография почв" (Сыктывкар, 2002), научн. конф., посвященной 180летию со дня рождения заслуженного профессора Харьковского университета Льва Семеновича Ценковского (Харьков, 2003), на 1-ом съезде микологов России (Москва, 2002), на XI съезде Русского ботанического общества " (Барнаул, 2003), на всероссийских конгрессах " Успехи медицинской микологии " (Москва, 2003, 2004), на молодежных конференциях "Растение, микроорганизмы и среда" (Санкт-Петербург, 2000), "Экология и проблемы защиты окружающей среды" (Красноярск, 2001), "Актуальные проблемы биологии и экологии " (Сыктывкар, 2002), "Ломоносов - 2002" (Москва, 2002), "Биология - наука XXI века" (Пущино,2002, 2003), VI Докучаевских молодежных чтениях (Санкт-Петербург, 2003, 2004).

Публикации По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе 6 статей в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 172 источников, в том числе 55 на иностранных языках. Основной текст изложен на 177 страницах, иллюстрирован 19 рисунками и 38 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Бакаева, Маргарита Дмитриевна

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что загрязнение изученных типов почв (серая лесная, выщелоченный чернозем) нефтью и нефтепродуктами в концентрации 0,5-10% приводит к изменению структуры грибного комплекса, увеличению видового разнообразия и численности грибов, накоплению темно-окрашенных и обладающих средней и высокой радиальной скоростью роста форм.

2. Загрязнение высокими концентрациями нефти (10-15%) приводит к уменьшению численности и видового разнообразия микромицетов изученных типов почв.

3. После загрязнения нефтью в почвах возрастает частота встречаемости условно патогенных для человека и фитопатогенных видов Aspergillus flavus, A.fumigatus, Aterreus, Fusarium moniliforme, F.oxysporum и способных проявлять фитотоксичность видов Aspergillus restrictus, А. пiger, Cladosporium sp., Pénicillium funiculosum, P.cyclopium, P. variable.

4. Обработка биопрепаратом Бациспецин не оказывает существенного влияния на видовую структуру комплекса микромицетов нефтезаряз-ненной серой лесной почвы. Внесение Белвитамила и Деворойла способствует восстановлению в рекультивируемой темно-серой лесной почве грибных комплексов, по видовому составу и динамике численности пропагул близких, хотя и не идентичных комплексам незагрязненных почв. Под посевами фитомелиоранта формируются комплексы микроскопических грибов с особой по сравнению с загрязненными незасеянными почвами структурой и меньшим видовым разнообразием.

6. Под воздействием нефтяного загрязнения доля микромицетов в составе аэробных целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроорганизмов возрастает с 13-18% до 72-98%. Внесение биологических препаратов и особенно посев люцерны способствуют восстановлению соотношения грибы/бактерии в группах целлюлозоразлагающих и пектинразрушающих микроорганизмов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Микроскопические грибы являются одним из важных компонентов почвенного биогеоценоза и осуществляют в нем редукцию органического вещества [Т.Г. Мирчинк, 1988]. От них зависят многие свойства почвы. Микромицеты тесно связаны с наземными растениями сложными транс биотическими взаимоотношениями, влияя на их рост развитие, урожайность. Некоторые микромицеты способны оказывать влияние на здоровье человека и животных. Следовательно, информация о характере функционирования комплекса микромицетов в нефтезагрязненных и рекультивируемых почвах имеет большое значение для прогнозирования процесса их восстановления.

Из всех групп микроорганизмов микромицеты наиболее устойчивы к техногенному загрязнению, так как обладают мощной ферментативной системой и обильным спорообразованием. Нефть даже может способствовать увеличению численности микроскопических грибов, лишь в высоких концентрациях (более 15%) подавляя их рост. При попадании нефти в почву наблюдалось увеличение численности углеводородокисляющих микроорганизмов и, в первую очередь, микроскопических грибов, что связано с адаптацией биогеоценозов к условиям нефтяного загрязнения.

Видовой состав микроскопических грибов незагрязненных почв и почв, загрязненных в низкой и средней степени, отличался не столь значительно, как видовая структура их комплексов. Нефтяное загрязнение формировало новые нетипичные для данных почв грибные комплексы. Углеводороды в небольшой концентрации (до 10%) даже способствовали увеличению видового разнообразия почвенных микроскопических грибов за счет появления ранее не встречавшихся в данной почве видов грибов, по-видимому, участвующих в утилизации нефти или просто устойчивых к данному типу загрязнения, при одновременном сохранении большинства типичных.

Однако, несмотря на увеличение разнообразия микромицетов и их участия в процессах самоочищения почвы наблюдались и некоторые отрицательные тенденции в трансформации грибного комплекса, связанные с появлением новых доминирующих видов. В нефтезагрязненной почве увеличивалась частота встречаемости микромицетов, способных при определенных условиях вызывать заболевания растений, человека и животных. Большую часть фитопатогенных микромицетов составляли представители рода Fusarium. Накопление в загрязненной почве фитопатогенных микромицетов особенно опасно из-за ослабления растений под действием токсичных углеводородов. В последние годы в связи с распространением иммунодефе-цитных состояний человека начинает уделяться внимание мониторингу в окружающей среде условно патогенных для человека видов микроскопических грибов. Из исследованных нами нефтезагрязненных почв часто выделялись виды, относимые к группе BSL2 (потенциальные возбудители глубоких микозов у человека) - Aspergillus flavus, A. fumigatus, A. terreus, Fusarium oxysporum, F. solani. Рост частоты встречаемости в загрязненной почве условно патогенных видов грибов был, по-видимому, связан с их хорошей приспособляемостью к условиям внешней среды. В ходе нашего эксперимента на выщелоченном черноземе была зарегистрирована также более высокая радиальная скорость роста этих грибов и способность многих их штаммов к окислению углеводородов нефти.

Токсичность по отношению к растениям является одним из важнейших показателей пригодности почв для сельскохозяйственного использования. Микромицеты при загрязнении почв нефтью и другими антропогенными поллютантами способны значительно усиливать токсическое действие загрязнителя [С.Ю. Селивановская и др., 1999, Е.В. Лебедева, 2000, Н.А. Киреева и др., 2001]. В нефтезагрязненных почвах возрастает доля высокотоксичных штаммов микроскопических грибов.

Наиболее выраженное ингибирующее действие по отношению к росту корешков редиса было установлено у штаммов, принадлежащих к видам Pénicillium funiculosum, P.cyclopium, P.lanosum, P.janthinellum, P.biforme, P.variable, P.martensii, Aspergillus niger, A.restrictus, Cladosporium cladosporoides. Многие из перечисленных выше видов не выделялись или были классифицированы нами в качестве типичных редких в чистых почвах и переходили в разряд типичных частых и доминирующих в загрязненных.

Известно, что литическая активность микромицетов является одним из факторов усиления их фитопатогенности в отношении высших растений. При загрязнении нефтью темно-серой лесной почвы и выщелоченного чернозема изменялось соотношение целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроорганизмов в сторону преобладания микроскопических грибов.

Таким образом, в исследованных нами почвах под действием углеводородов происходила трансформация типичного комплекса микроскопических грибов, по-видимому, требующая дополнительных мер для предотвращения накопления потенциально опасных видов грибов.

Поэтому нами было проверено влияние некоторых традиционных приемов биорекультивации, таких как биопрепараты нефтеокисляющих микроорганизмов и фитомелиорация, на состояние комплексов микромицетов нефтезагрязненных почв и оценена потенциальная возможность их использования для восстановления видового состава грибов.

Проводившиеся полевые и модельные эксперименты показали, что внесение биопрепарата Бациспецин в нефтезагрязненную серую лесную почву, биопрепаратов Деворойл и Белвитамил в темно-серую лесную почву влияло на численность и видовую структуру микроскопических грибов. По способности воздействовать на видовой состав микромицетов нефтезагрязненных почв исследованные биопрепараты можно было расположить следующим образом: Бациспецин—^Белвитамил—»• Деворойл.

Нами была проверена также возможность влияния биорекультивации на оппортунистические микромицеты почв. В почвах с добавлением биопрепарата Бациспецин немного снижалось содержание условно патогенных видов микромицетов, принадлежащих к родам Aspergillus и Fusarium, что, очевидно, связано с антагонистическим действием Bacillus sp.739 - основы Бациспецина. Но ощутимое уменьшение "экологического риска" было достигнуто лишь после разложения в почве большей части нефтяных углеводородов. Более быстрые положительные результаты достигались при внесении в нефтезагрязненную почву препаратов Деворойл, Белвитамил или при посеве фитомелиоранта-люцерны.

Практически все исследованные нами методы рекультивации в той или иной степени способствовали снижению числа фитотоксичных изолятов микромицетов в нефтезагрязненной почве. Это может быть связано как с антагонистическим действием компонентов биопрепаратов, например, Bacillus sp. 739, так и с созданием благоприятных условий для развития микроорганизмов-антагонистов, например ризосферных бактерий, в самой почве. Более эффективными (на 20-30%) оказались методики, включавшие высев в почву фитомелиоранта - люцерны через некоторое время после загрязнения

Внесение биологических препаратов в нефтезагрязненную почву и посев люцерны способствовали уменьшению доли микроскопических грибов и увеличению доли бактерий в составе аэробных целлюлозоразрушающих и пектинразрушающих микроорганизмов.

Можно сделать заключение, что такие способы ремедиации загрязненных нефтью почв как внесение биопрепаратов и фитомелиорация способствуют снижению частоты встречаемости в почве фитотоксичных и условно патогенных для человека и растений грибов, хотя и не приводят к полной восстановлению их содержания. Очевидно, необходима разработка специальных мер по предотвращению аккумуляции потенциально опасных видов в загрязненной почве, особенно под посевами растений, где, как было показано, велика вероятность размножения фитопатогенных видов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бакаева, Маргарита Дмитриевна, Уфа

1. Аринушкина Е.В. Методы химического анализа почв. М: МГУ. -1980.-263с.

2. Бабьева И.П. Биология почв/ Бабьева И.П., Зенова Г.М. М: Изд-во МГУ, 1989. - 336с.

3. Бакаева М.Д. Оценка уровня загрязнения почвы нефтью по состоянию комплекса микромицетов / Бакаева М.Д., Мифтахова A.M. // Методологические проблемы современного почвоведения. Тезисы докл. докучаевских молодежных чтений. С-Пб. - 2001. - С.9-10.

4. Берестецкий O.A. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. JI: ВНИИСХМ, 1978. - 247с.

5. Беспалова А.Ю. Грибные сообщества в почвах фоновых и промышленно нарушенных лесов Кольского полуострова/ Беспалова А.Ю., Марфенина O.E.// Проблемы лесной фитопатологии и микологии: матер. 5-ой между нар. конф. М. 2002. - С.23-26.

6. Билай В.И. Основы общей микологии. Киев, 1989.

7. Билай В.И. Фузарии. Киев: Наукова думка, 1977. - 442с.

8. Билай В.И. Трансформация целлюлозы грибами/ Билай В.И., Билай Т.И., Мусич Е.Г. Киев: Наукова думка, 1982. - 296с.

9. Билай В.И. Аспергиллы/ Билай В.И., Коваль Э.З. Киев: Наукова думка, 1988.-203с.

10. Билай В.И. Рост грибов на углеводородах нефти/ Билай В.И., Коваль Э.З. Киев: Наукова думка, 1980. - 340с.

11. Билай В.И. Определитель токсинобразующих микромицетов/ Билай В.И., Курбацкая З.А. Киев: Наукова думка, 1990. - 234с.

12. Бельков B.B. Стандартизация формата описаний промышленных технологий биоремедиации // Биотехнология. 2001. - №2. - С.70-76.

13. Галимзянова Н.Ф. Динамика роста популяций микромицетов при разложении органического вещества в почве/ Галимзянова Н.Ф., Андресон Р.К.// Почвоведение. 1990. - №6. - С.87-92.

14. Гилязов М.Ю. Изменение некоторых агрохимических свойств выщелоченного чернозема при загрязнении его нефтью// Агрохимия. 1980. -№12. -С.72-75.

15. Гилязов М.Ю. Нефтезагрязненные почвы республики Татарстан// Агрохимический вестник. 2001. - №6. - С.21-24.

16. Головченко A.B. Влияние нефти на численность, биомассу и жизнеспособность грибов в верховых торфянниках/ Головченко A.B., Полянская JI.M.// Микробиология. 2001. - №1. - С.111-117.

17. Горбунова Е.В. Тяжелые металлы как фактор стресса для грибов: проявление их действия на клеточном и организменном уровне/ Горбунова Е.В., Терехова В.А.// Микология и фитопатология. 1995. - Т.29, №4. - С.63-69.

18. Гриценко А.И. Экология. Нефть и газ/ Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. М.: Наука, 1997. - 597с.

19. Демкина Т.С. Определение грибной биомассы в почвах методом мембранных фильтров/ Демкина Т.С., Мирчинк Т.Г.// Микология и фитопатология. 1983. - Т17, №6. - С.517-520.

20. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почвы нефтью/ Звягинцев Д.Г., Гузев B.C., Левин C.B., Селецкий Г.И., Оборин A.A.// Почвоведение. 1989. - №1. - С.72-78.

21. Дурынина Е.П. Почвенные фитопатогенные грибы/ Дурынина Е.П., Великанов Л.Л. М: Изд-во МГУ, 1984. - 107с.

22. Дьяков Ю.Т. Молекулярные и генетические механизмы взаимодействия фитопатогенных грибов с растениями // Молекулярные и генетическиемеханизмы взаимодействия микроорганизмов с растениями. Сб. науч. трудов. - Пущино. - 1989. - С. 109-115.

23. Егорова JI.H. Почвенные грибы Дальнего Востока. Л: Наука, 1986. - 192с.

24. Блинов Н.П. Аспергиллезная инфекция, подходы к ее диагностике и лечению/ Блинов Н.П., Митрофанов, B.C., Чернопятова P.M.// Проблемы медицинской микологии. 2002. - Т.4.,№1. - С.67-72.

25. Жданова H.H. Меланинсодержащие 1рибы в экстремальных условиях/ Жданова H.H., Василевская А.И. Киев: Наукова думка, 1988. - 196 с.

26. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М: Наука, 1993. - 272с.

27. Зачиняева A.B. Микромицеты загрязненных почв северо-западного региона России и их роль в патогенезе аллергических форм микозов/ Зачиняева A.B., Лебедева Е.В.// Микология и фитопатология. 2003. - Т.37, №5. - С.69-74.

28. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Издательство МГУ, 1991. - 304с.

29. Звягинцев Д.Г. Новые подходы к изучению сукцессий микроорганизмов в почве/ Звягинцев Д.Г., Кочкина Г.А., Кожевин П.А.// Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза. М: Наука, 19846. - С.81-103.

30. Зенова Г.М. Методы определения структуры комплексов почвенных актиномицетов и грибов/ Зенова Г.М., Кураков A.B. М.: Издательство МГУ, 1988.-54 с.

31. Ивантер Э.В. Основы биометрии: введение в статистический анализ биологических явлений и процессов/ Ивантер Э.З., Коросов A.B. -Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского гос. ун-та, 1992. 168с.

32. Изменение структуры комплекса микромицетов в ходе микробных сукцессий в почве/ Полянская Л.М., Мирчинк Т.Г., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г.// Микробиология. 1990. - №2. - С.349-354.

33. Изучение влияния фенантрена на рост растений/ Киселева Н.И., Марченко А.И., Воробьев A.B., Жариков Г.А.// Экобиотехнология: борьба снефтяным загрязненем окружающей среды, тез. докл. конф. Пущино: ИБФМ РАН, 2001. - С.82-83.

34. Исмаилов Н.М. Современное состояние мнтодов рекультивации нефтезагрязненных земель/ Исмаилов Н.М., Пиковский Ю.И.// Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М: Наука, 1988. - С.222-230.

35. Использование биогенных добавок совместно с биопрепаратом "Деворойл" для рекультивации нефтезагрязненных почв/ Габбасова И.М., Сулейманов P.P., Бойко Т.Ф., Галимзянова Н.Ф. // Биотехнология. 2002. -№2. -С.57-65.

36. Исследование способности нефтеокисляющих бактерий утилизировать углеводороды нефти/ Хабибуллина Ф.М., Шубаков A.A., Арчегова И.Б., Романов Г.Г.// Биотехнология. 2002. - №6. - С.57-62.

37. Калюжин В.А. Совместное влияние на растительность нефтяного загрязнения и засоленности почвы/ Калюжин В.А., Князева Е.В.// Химия нефти и газа. Матер. IV Межд. конф. Секция С. Тюмень. - 1999. - С.204-206.

38. Киреева H.A. Деструкция нефти в почве культурами углеводородокисляющих микроорганизмов // Биотехнология. 1996. - №1. -С.51-54.

39. Киреева H.A. Использование биогумуса для ускорения деструкции нефти в почве// Биотехнология. 1995. - №5-6. - С.32-35.

40. Киреева H.A. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Уфа: БашГУ, 1994. - 172с.

41. Киреева H.A. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на численность и видовой состав микромицетов/ Киреева H.A., Галимзянова Н.Ф.// Почвоведение. 1995. - № 2. - С.211-216.

42. Киреева H.A. Влияние нефтяного загрязнения на целлюлазную активность почв/ Киреева H.A., Водопьянов В.В., Мифтахова A.M.// Почвоведение. 2000. - №6. - С.748-753.

43. Киреева H.A. Изменение свойств серой лесной почвы при загрязнении нефтью и в процессе рекультивации/ Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х.// Башкирский Экологический Вестник. 1998. - №3. - С.3-7.

44. Киреева H.A. Микромицеты почв, загрязненных нефтью, и их фитотоксичность/ Киреева H.A., ГалимзяноваН.Ф., МифтаховаА.М.// Микология и фитопатология. 2000. - Т.34,№1.- С.36-41.

45. Киреева H.A. Снижение фитотоксичности серой лесной почвы при биорекультивации/ Киреева H.A., Бакаева М.Д., Тарасенко Е.М.// Агрохимия. 2003. - №2. - С.50-55.

46. Кирцидели И.Ю. Влияние промышленного загрязнения на сообщества почвенных микромицетов лесотундры полуострова Таймыр/ Кирцидели И.Ю., Воробьева Н.И., Терешенкова О.М.// Микология и фитопатология. -1995. Т.29,№4. - С.12-19.

47. Кисин Д.В. Препараты серии "Био деструктор" эффективные средствадля ликвидации нефтяных загрязнений/ Кисин Д.В., Колесов А.И.// Нефтяное хозяйство. - 1995. - №5-6. - С.83-85.

48. Коваль Э.З. Микодеструкторы нефтепродуктов/ Коваль Э.З., Сидоренко Л.П.// Микодеструкторы промышленных материалов. Киев: Наукова думка, 1989. -С.142-176.

49. Козловская Н.В. Трансформация почвы и травяного покрова под влиянием пластовых минерализованных вод при нефтедобыче в Условиях Удмуртии. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Пермь: ПТУ, 2001. 16с.

50. Крупянко В.И. Изучение свойств и субстратной специфичности NAD-зависимых альдегидцегидрогеназ дрожжжей Torulopsis candida, выращенных на гексадекане/ Крупянко В.И., Термхитарова Н.Г., Ильченко А.П.// Биохимия. 1989. - №5. - С.821-824.

51. Кураков A.B. Нитрифицирующая активность и фитотоксичность почвенных микроскопических грибов/ Кураков A.B., Попов А.И.// Почвоведение. -1995. №3. - С.314-321.

52. Лебедева Е.В. Влияние нефтехимических загрязнений на микромицеты почвы/ Лебедева Е.В., Каневская И.Г., Трилесник Г.И.// Вестник ЛГУ. 1988. - №4. - С.31-35.

53. Лебедева Е.В. Микромицеты индикаторы техногенно загрязненных почв // Микология и криптогамная ботаника в России: традиции и современность. Труды международной конференции. - С-Пб. 2000. - С. 173176.

54. Лебедева Е.В. Микромицеты почв в окрестностях комбината цветной металлургии на Кольском полуострове // Микология и фитопатология. 1993. -Т.27. - №1. - С. 12-17.

55. Левин C.B. Эколого-токсикологическое нормирование содержания нефти в почве с использованием лабораторных моделей/ Левин C.B., Халимов Э.М., Гузев B.C.// Токсикологический вестник. 1995. - №1. - С.11-15.

56. Литвинов М.А. Определитель микроскопических почвенных грибов. -Л: Наука, 1967.-302с.

57. Лугаускас А.Ю. Микромицеты окультуренных почв Литовской ССР. -Вильнюс. 1988. - 263с.

58. Марфенина O.E. Антропогенные изменения комплексов микроскопических грибов в почвах: Автореф. дисс. . докт. биол. наук. М: МГУ, 1999. - 48с.

59. Марфенина O.E. Избирательность дождевых червей в отношении почвенных микроскопических грибов/ Марфенина O.E., Ищенко И.А.// Известия АН. Серия биологическая. 1997. - № 4. - С.504-506.

60. Марфенина O.E. Особенности комплексов микроскопических грибов урбанизированных территорий/ Марфенина O.E., Каравайко Н.М., Иванова А.Е.// Микробиология. 1996. - Т.65, №1. - С.119-124.

61. Методы изучения микробных сукцессий в почве/ Звягинцев Д.Г., Кириллова Н.П., Кочкина Г.А., Полянская Л.М.// Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза. М: Наука, 1984а. - С.31-54.

62. Методы эксперниментальной микологии: справочник/ отв. ред. В.И. Билай. Киев: Наукова думка, 1982. - 550с.

63. Микробиологическая деструкция мазута в почве при использовании биопрепарата Деворойл/ Сидоров Д.Г., Борзенков И.А., Милехина Е.И., Беляев С.С., Иванов М.В.// Прикладная биохимия и микробиология. 1998. -Т.34,№3. - С.281-286.

64. Микромицеты нефтяных топлив/ Михайлова Л.К., Лаптева Е.А., Скрибачилин В.Б., Прохоров В.П.// Микология и фитопатология. 1986.-Т.20,№6. - С.461-466.

65. Микромицеты почв/ Билай В.И., Эланская И.А., Кириленко Т.С., Бухало

66. A.C., Павленко В.Ф., Коваль Э.З., Жданова H.H., Шеховцов А.Г., Борисова

67. B.Н., Билай Т.И., Захарченко В.А., Василевская А.И.- Киев: Наукова думка, 1984.-264с.

68. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М: Изд-во МГУ, 1988. - 220с.

69. Мифтахова A.M. Прямое и трансбиотическое влияние нефтяного загрязнения почв на высшие растения. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. -Уфа: БашГУ, 2002.- 18с.

70. Назаров A.B. Микробно-растительное взаимодействие при нефтяном загрязнении дерново-подзолистых почв. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. -Пермь. 2000. - 24с.

71. Намир Х.Ш. Радиальная скорость роста колоний почвенных микромицетов в различных условиях азотного питания/ Намир Х.Ш., Гузев B.C.// Микробиология. 1985. - №1. - С.164-165.

72. Оценка эффективности нового биопрепарата Ленойл для ремедиации нефтезагрязненных почв/ Логинов О.Н., Нуртдинова Л.А., Бойко Т.Ф., Четвериков С.П., Силищев H.H. // Экология. 2004. - №1. - С.77-82.

73. Павленко Н.И. Эмульгирующая активность углеводородусваивающих микроорганизмов/ Павленко Н.И., Хенкина Л.М., Бега З.М.// Микробиологический ж. -1994. -Т.56, №1. С.90-91.

74. Паников Н.С. Кинетика роста колоний грибов Mucor plumbeus и Mortierella ramanniana на агаризованных средах с глюкозой/ Паников Н.С., Афремова В.Д., Асеева И.В.// Микробиология. 1981. - №1. - С.55-61.

75. Панина JI.K. Структурно-функциональная реорганизация микромицетов в процессах формообразования и роста на труднодоступных субстратах: автореф. дисс. . докт. наук. С-Пт: С-ПтГУ, 2000. - 25с.

76. Патент 2198748 RU С1. Способ очистки почвы и водоемов от нефтяных загрязнений/ Онегова Т.С., Калимуллин A.A., Юлбарисос Э.М., Киреева H.A., Гарифуллин И.Ш., Жданова Н.В., Садыков У.Н. №2001122753/13 Заявл. 13.08.2001. Опубл. 20.02.2003. Бюл.№5.

77. Пидопличко Н.М. Пеницилии.- Киев: Наукова думка, 1972.- 150с.

78. Прокошева М.А. Охрана и реабилитация почв при загрязнении нефтью и нефтепродуктами// Агрохимический вестник. 2000. - №2. - С.27-29.

79. Поединок Н.Л. Микромицеты отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей прокатного производства. 1 .Изменение видового состава и деструктивной активности в процессе эксплуатации// Микология и фитопатология. 1999. - №3. - С. 202-207.

80. Радиальная скорость роста колоний грибов в связи с их экологией/ Кочкина Г.А., Мирчинк Т.Г., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г.// Микробиология. -1978.-№5.-С.964-965.

81. Разработка, свойство и клиническое применение грибковых аллергенов/ Глушко Н.И., Лукашков В.М., Шахбазова E.H., Гумерова М., Шайразиева В.И. //Казанский мед. журн. 1998. - Т.79. - №5. - С.327-333.

82. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М: Наука, 1991. -536с.

83. Саламатова Т.С. Физиология выделения веществ растениями: уч. пособие/ Саламатова Т.С., Зауралов O.A.- Л: изд-во ЛГУ, 1991. 152с.

84. Селивановская С.Ю. Природные и антропогенные факторы формирования токсичности осадков сточных вод/ Селивановская С.Ю., Латыпова В.З., Алимова Ф.К.// Токсикологический вестник. 1999. - №5. -С. 14-17.

85. Смирнов В.Н. Селекция промышленных штаммов микроорганизмов для биодеградации соединений фенольного ряда в газовоздушных и водных потоках/ Смирнов В.Н., Рябкин М.В., Винаров А.Ю.// Биотехнология. 2002. -№3. - С.67-79.

86. Соболев A.B. Значение микромицетов в патологии легких у человека // Проблемы медицинской микологии. 1999. - Т.1,№3. - С.4-9.

87. Содержание битумоидов в зональных почвах европейской части России/ Ильичев Р.Б., Вакуленко М.В., Жариков С.Н., Ильичев Б.А.// Почвоведение. -2001. №11. - С.1392-1401.

88. Стимулирование микрофлоры нефтезагрязненной серой лесной почвы с помощью органических добавок/ Габбасова И.М., Хазиев Ф.Х., Сулейманов P.P., Галимзянова Н.Ф., Бойко Т.Ф.// Башкирский экологический вестник. -1999.-№2(5).-С.14-18.

89. Структура и динамика популяции гриба Fusarium culmorum в почвах разного гранулометрического состава/ Шахназарова В.Ю., Струнникова O.K., Вишневская H.A., Стефанова H.A., Муромцев Г.С.// Почвоведение. 2000. -№1. - С.86-91.

90. Структура инициированного микробного сообщества как интегральный метод оценки микробиологического состояния почв/ Гузев B.C., Бондаренко Н.Г., Бызов Б.А.// Микробиология. 1980. - Т.49. - №1. - С. 134-140.

91. Суровцева Э.Г. Разрушение ароматической фракции нефти ассоциацией грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов/ Суровцева Э.Г., Ивойлов B.C., Беляев С.С.// Микробиология. 1997. - №1. -С.78-83.

92. Таслахчьян М.Г. Современные представления о структуре микоценозов/ Таслахчьян М.Г., Нагаполян С .Г.// Микология и фитопатология. 1996. -Т.30,№4 . - С.69-74.

93. Теоретические основы экологической оценки микробных ресурсов почвы/ Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Полянская JI.M., Чернов И.Ю.// Почвоведение. 1994. - №4. - С.65-73.

94. Тишкина Е.И. Влияние нефтяного загрязнения на свойство серых лесных почв Предуралья и пути восстановления их плодородия: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Воронеж: ВГУ, 1990. - 23с.

95. Угрехелидзе Д.Ш. Метаболизм экзогенных алканов и ароматических углеводородов в растениях. Тбилиси: Мецниереба, 1976. - 222с.

96. Фитотоксичность антропогенно-загрязненных почв/ Киреева H.A., Кузяхметов Г.Г., Мифтахова A.M., Водопьянов В.В. Уфа: Гилем, 2003. -266с.

97. Хабибуллина Ф.М. Изменение микобиоты при восстановлении нефтезагрязненных почв/ Хабибуллина Ф.М., Арчегова И.Б.// Экобиотехнология: борьба с нефтяным загрязненем окружающей среды, тез. докл конф. Пущино: ИБФМ РАН, 2001. - С.23-24.

98. Хазиев Ф.Х. Почвы Башкортостана/ Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К. Уфа. - 1995. - 384с.

99. Хазиев Ф.Х. Изменение биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении и активация разложения нефти/ Хазиев Ф.Х., Фатхиев Ф.Ф.//Агрохимия. №10. -1981. - С.102-111.

100. Хакимов В.Ю. Изменение свойств почв при загрязнении нефтепромысловыми сточными водами и в процессе рекультивации в Предуралье Республики Башкортостан. Автореф. дисс. . с-х. наук. Уфа: БГАУ, 2000. - 24с.

101. Чижов Б.Е. Деградационно-восстановительная динамика лесных фитоценозов после нефтяного загрязнения/ Чижов Б.Е., Захаров А.И.,

102. Гаркунов Г.А.// Леса и лесное хозяйство Западной Сибири. 1998. - №6.-С. 160-172.

103. Чугунов В.А. Разработка и испытание жидких препаратов Экойл на основе нефтеокисляющих бактерий/ Чугунов В. А., Холоденко В.П., Кобел ев B.C.// Новые направления биотехнологии: Тез.докл. Пущино, 1994. - С.56.

104. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. - 567с.

105. Шурубор Е.И. Полициклические ароматические углеводороды в системе "почва-растение" в районе нефтепереработки (Пермское прикамье)// Почвоведение. 2000. - №12. - С. 1509-1514.

106. Щербаков А.П. Структура комплекса микромицетов чернозема — показатель эффективности агротехнических приемов/ Щербаков А.П., Свистова И. Д., Малыхина Н.В.// Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. -2002. № 1. - С. 17-19.

107. Щербаков А.П. Фитотоксичность чернозема под агрофитоценозами/ Щербаков А.П., Свистова И. Д.// Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2002. - №6. - С.23-25.

108. Ягафарова Г.Г. Опытно-промышленные испытания биологического препарата для ликвидации нефтяных и органических загрязнений в почве// Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1994. - №6. - С. 10-12.

109. Ягафарова Г.Г. Экологическая биотехнология в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Уфа: Из-во УГНТУ, 2001. -214с.

110. Abbas H.K. Pathogeneticity of Altemaria alternata and Fusarium moniliforme and phytotoxity of AAL-Toxin and fumonisin В on tomato cultivars/ Abbas H.K., Tanaka T., Duke S.O.// J. Phytopathol. 1995. - V.143,№6. - P.329-334.

111. Accelerated mineralisation of antrazine in maize rhizosphere soil/ Piutti S., Hallet S., Rousseaux S., Philippot L., Soulas G., Martin-Laurent F.// Biol. Fértil. Soils. 2002. - №36. - P.434-441.

112. Anaerobic bacteria metabolism of hydrocarbons/ Heider J., Spormann A.M., Beller H.R., Widdel F.// FEMS Microbiology Reviews. 1999. - №2. - P.459-473.

113. Anderson T.A. Degradation of hazardous organic compounds by rhizosphere microbial communities/ Anderson T.A., White D.C., Walton B.T.// Biotransformations: microbial degradation of health risk compounds. Amsterdam: Elsever Science, 1995. - P.205-225.

114. Anthracene and mycorrhiza affect the activity of oxidoreductases in the roots and the rhizosphere of lucerne (Medicago sativa L.)/ Criquet S., Joner E., Leglize P., Leyval KM Biotechnology Letters. 2000. - № 22. - P. 1733-1737.

115. Bartha R. Biotechnology of petroleum pollutant biodégradation// Microb. Ecol. 1986. - №12. - P.155-172.

116. Binet Ph. Fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in the rhizosphere and mycorrhizosphere of ryegrass/ Binet Ph., Portal J.M., Leyval C.// Plant and Soil. 2000. - №227. -P.207-213.

117. Biodégradation of polyaromatic hydrocarbons by new isolates of white rot fungi/ Field J.A., Jonf E.D., Costa G.F., Bont J.A.// Appl. Environ. Microbiol. -1992. V58, №7. - P. 2219-2226.

118. Boopathy R. Factors limiting bioremediation technologies// Bioresource Technology. 2000. - Vol.74. - P.63-67.

119. Bossert, I. The fate of petroleum in soil ecosystems/ Bossert, I., Bartha R.// Petroleum microbiology. New York: Macmillan Publishing Co., 1984. - P. 435473.

120. Bowen G.D. The rhizosphere, the hidden half/ Bowen G.D., Rovira A.D.// Plant roots: the hidden half. New York: Marcel Dekker, 1991. - P.641-649.

121. Budzinski H. Aerobic biodégradation of alkylated aromatic hydrocarbons by a bacterial community/ Budzinski H., Raymond N.// Org. Geochem. 1998. - V.28, №5. - P.337-248.

122. Burback B.L. Biodégradation and biotransformation of groundwater pollutant mixtures by Mycobacterium vaccaef Burback B.L., Perry J.J.// Appl. Environ. Microbiol. 1993. - V.59, №4. - P.1025-1029.

123. Cerniglia C.E. Biodégradation of polycyclic aromatic hydrocarbons// Biodégradation. 1992. - №3. - P. 351-368.

124. Cerniglia C.E. Fungal metabolism of aromatic hydrocarbons/ Cerniglia C.E., Sutherland J.B., Crow S.A. // Microbial degradation of natural products. -Weinheim. 1992. - P.193-217.

125. Changes in mutagenicity during crude oil degradation by fungi/ Rudd L.E., Perry J.J. , Houk V.S., Williams R.W., Claxton L.D.// Biodégradation. 1996. -№7. - P.335-343.

126. Conventional TPH pitfalls/ Rhodes I.A.L., Hinojosa E.M., Barker D.A., Poole R.A.// Environmental Lab. 1995. - №7(8). - P. 16-20.

127. Cunningham S.D. Phytoextraction and phytostabilisation: technical, economic and regulatory considerations of the soil-lead issue/ Cunningham S.D., Berti W.R.// Phytoremediation of contaminated soil and water. Boca Raton: CRC Press, 2000. - P.359-376.

128. Cunningham S.D. Phytoremediation of contaminated soils/ Cunningham S.D., Berti W.R., Huang J.W.// Trends Biotechnol. 1995. - V.13, №9. - P.393-397.

129. Dakora F. D. Root exudates as mediators of mineral acquisition in low-nutrient environments/ Dakora F. D., Phillips D. A.// Plant and Soil. 2002. - V245. - P.35-47.

130. Effect of corn plants and rhizosphere populations on pesticide degradation/ Buyanosky G.A., Kremer R.J., Gajda A.M., Kazemi H.V.// Bull Environ Contam Toxicol. 1995. - V55. - P.689-696.

131. Fungal metabolism of acenaththene by Cunninghamella elegans/ Pothuluri J.V., Freeman J.P., Evans F.E., Cerniglia C.E.// Applied and Environmental Microbiology. 1992. - V58. - P.3654-3659.

132. Günther T. Effect of ryegrass on biodegradation of hydrocarbons in soil/ Günther T., Dornberger U., Fritsche W.// Chemosphere. 1996. - V33. - P.203-215.

133. Hammel K.E. Mechanisms for polycyclic aromatic hydrocarbons degradation by ligninolytic fungi // Environmental Health Perspectives. 1995 - №103. - P.41-43.

134. Heath J.S. Review of chemical, physical and toxicologic properties of components of total petroleum hydrocarbons// Journal of Soil Contamination. -1993.-№2. P.548-611.

135. Intrinsic capacities of soil microflorae for gasoline degradation/ Solano-Serena F., Marchal R., Blanchet D., Vandecasteele J.-P.// Biodegradation. 1998. -№9.'- P.319-326.

136. Jeffries P. The contribution of arbuscular mycorrhizal fungi in sustainable maintenance of plant health and soil fertility/ Jeffries P., Gianinazzi S., Perotto S.// Biol Fértil Soils. 2003. - №37. - P.l-16.

137. Kramer U. The use of transgenic plants in the bioremediation of soils contaminated by trace elements/ Kramer U., Chardonnens A.N.// Appl Microbiol Biotechnol. 2001. - №55. - P.661-672.

138. Krigswoll S. Microbial emulsification of crude oil/ Krigswoll S., Senk J., Storr J.// 5th Eur. Congr. On Biotechnology . Copenhagen, 8-13 July 1990. Proc. Voll. Copenhagen. 1990. - P.221-224.

139. Lee E. Bioremediation of petroleum contaminated soil using vegetation: a microbial study/ Lee E., Banks M.K // J. Environ. Sci. and Health. 1993. - V.28, №10. - P.2187-2198.

140. Leyval C. Effect of polyaromatic hydrocarbons in soil on arbuscular mycorrhizal plants/ Leyval C., Binet Ph. // J. Environ. Qual. 1998. - №27. - P.402-407.

141. Linskens H.F. Systematik der allergologish relevanten Pilze/ Liskens H.F., Jorde W.// Allergologia. 1999. - Vol.22. - №6. - P.325-329.

142. Llanos C. Changes in the flora of soil fungi following oil waste application/ Llanos C., Kjoiler A.// Oikos. 1976. - №27. - P.377-382.

143. Margesin R. Monitoring of bioremediation by soil biological activities/ Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F.// Chemosphere. 2000. - Vol.40. -P.339-346.

144. Mc Gill W.B. Determination of oil content of oil contaminated soil/ Mc Gill W.B., Rowell M.J. // Sci. Total. Environ. 1980. - V.14, № 3. - P.245 - 253.

145. Meagher R.B. Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants// Curr Opin Plant Biol. 1999. - №3. - P.519-524.

146. Nichols T. D. Rhizosphere microbial populations in contaminated soils/ Nichols T. D., Wolf D.C., Rogers H.B., Beyrouty C.A., Reynolos C.M.// Water, Air, and Soil Pollution. 1997. - №95. - P.165-178.

147. Phenanthrene degradation by microorganisms isolated from a contaminated stream/ Romero M.C., Cazau M.C., Giorgieri S., Arambarri A.M. // Environmental Pollution. 1998. -№101. -P.355-359.

148. Phytoremediaton: a novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants/ Salt D.E., Blaylock M., Kumar Nanda P.B.A., Dushenkov V., Ensley B.D., Chet I., Raskin I. // Bio Technology. 1995. - №13. -P.468-474.

149. Pilon-Smits E.A.N. Breeding mercury-breathing plants for environmental clean-up/ Pilon-Smits E.A.N., Pilon M.// Trends Plant Sci. 2000. - №5. - P.235-236.

150. Raper K.B. Manuel of the Penicillia/ Raper K.B., Thorn C.A. -N.-Y.; L: Hafner Publ. Comp., 1968. 875p.

151. Reilley K.A. Dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the rhizosphere/ Reilley K.A., Banks M.K., Schwab A.P.// J. Environ. Qual. 1996. -№25. - P.212-219.

152. Richardson M.D. Diagnosis and prevention of fungal infection in the immunocompromized patient/ Richardson M.D., Kokki M.H. // Blood Rev. -1998.-№12-P.241-254.

153. Roy J.L. Soil water repellency as a long term consequence of terrestrial oil spills/ Roy J.L., Mc.Gill W.B.// Canad. J. Soil Sc. 1996. - V.76, №2. - P.244-234.

154. Sack U. Metabolism of PAH by fungi and correlation with extracellular enzymatic activities/ Sack U., Giinther T. // J. Basic Microbiol. 1993. - V.33, №4. - P.269-277.

155. Salzer P. Hydrogen peroxide accumulation in Medicago Truncatula roots colonized by the arbuscular mycorrhiza-forming fungus Glomus intraradices/ Salzer P., Corbere H., Boiler T.// Planta. 1999. - V208. - P.319-325.

156. The use of white-rot fungi as active biofilters/ Braun-Lullemann A., Johannes C., Majcherzyk A., Huttermann A.// Biological unit processes for hazardous waste treatment., Columbus: Battelle Press. 1995. - P. 235-241.

157. Toxicological assessment of biodegraded pentachlorophenol: Microtox tm and fish embryos/ Middaugh D.P., Resnick S.M., Lantz S.E., Heard C.S. Mueller J.G. // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1993. - V24. - P. 165-172.

158. Watanabe T. Pictorial atlas of soil and seed funfi: Morphologies of cultured fungi and key to species. Florida. - 2000. - 41 lp.

159. White rot fungi and their role in remediation oil-contatinated soil/ Yateem A., Balba M.T., Al-Awadhi N., El-Nawawy// Environment International. 1998. -Vol.24, №1/2.-P.181-187.

160. Yadav, J. S. Degradation of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX) by the lignin-degrading basidiomycete Phanerochaete chrysosporium/ Yadav, J. S., Reddy C. A.// Appl. Environ. Microbiol. 1993. - V59. - P.756-762.

Информация о работе

Бакаева, Маргарита Дмитриевна
кандидата биологических наук
Уфа, 2004
ВАК 03.00.07

Диссертация

Комплексы микромицетов нефтезагрязненных и рекультивируемых почв - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы