Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ"

' , ; На правах рукописи

ЛЕВИН Сергей Викторович / - УДК 631.46x502.76 ;

: ШКРОШОДОПКБСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

ССпециальность 03.00.07 - микробиология)

А в » о ре ф ера*

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА.* 1983 *

РвСотв выподиеяа ш кафедре бяололи ост факультета почво-эедеаая Московского государствеиадгс уваверсатет» аменв М.В.Ло^ ; моиосова.

Науяам! руководимы , ' мшдкхат баолопчесясх вауж, доцент Н.П.Байьева

0(1ш№ш1м ошов«ин1

■ доктор (Зводогачесыпс ааук, от.а.с. С.влвтуновл мждядат бяояогвчесжах наук» с*.в.с. Ф.Г.5йндар«вская

Ведущее учрежден» - Яистмтут оЛе|в коммунальной гагаены ■м.Л.В.Снсжяа АНЯ СССР, Мое км,

■ * '■■ ■ ■■.'.■.

Завата состоятся » * __198 г. в 15 ч.ЗО та,

жа заседание спвцваяазарованного Совета по почвоведении в МГУ а*.М.В.Ломоносова в аудкторш М-2.

С дассертацае! можно оааакомктьса в бабдиомкв факультета.

1втор«ферет разослав щ " ■ ' - ; ■• 193 г.

Приглашаем Вас врать у часта в в обсухдаааа двосертецаа не ваоедмп спеца еиивароааааого Совета, а отавы аа автореферат в 2-х ажаешиярах прост жавравхять яо адресу: 117234, Иосква, Хенжжсжже гори, МП, факультет почвйввдеаая, Учены! совет.

У чешй секретарь -• Л спецваажмровааиого Совета УдЛЛи И.И.Бавьев*

Дкттадъвост;ь проблемы. Одной из важнейиих государственных задач в навей стране стала в последнее года охрана окружающей среды. Ведемся постоянный^контроль. за состоянием атмосферы,-воды, почв, пищевых продуктов. Особое внимание уделяется пестицидам и другим опасным дла адоровья'чёловека органическим,соедивевкям. В кеныей. * степени изучено загрязнение оерухаицеЯ среды тяжелыми металлами, хотя дроблена насыщения биосфера тяжелыми металлами последние двадцать лет привлекает пристальное внимание и широко обсуждаетсн в печати. Организованы специальные программы ООН но окружающей среде <ЮНЕП) и проект"Глобальной системы мониторинга окружающей среды (мшш, 1973). Однако не существует твердо установленных ПДК тяжелых металлов в системе почва - растение - животное - человек. , Отсутствует общепринятые приемы контроля, методики полевых к лабораторных исследований, не выработана система оценке степени загрязнения почв тквелыми металлами.

Ёетадды - вахне ВмЛ продукт, в необходимое условие функционирования современной цивилизации.'Б период научно-технической революции резко увеличился объем производства металлов и ухе; н настоящее время оно превысило величину.их марс, участвующих в главвей-иих.'природных процессах миграции. Нежду «ем металлы должны'поступать в организмы в определенных концентрациях. Соотношения этих концентраций выработаны на протяжении всего хода эволюция органического мира. Значительные отклонения от этих соотношений вызывают, резко отрицательные последствия дли хивых организмов. Например, острая токсичность для человека проявляется при дозе свинца 150 мкг в день'(Добровольский, 1980} Зарин и др., 1930). ;

Выяснение закономерностей, определяющих состояние и поведение тяжелых металлов в окружающей среде, их влияние на живые организмы - одна из ответственных я актуальных научных задач.

Изучение взаимодействия тяжелых металлов и микроорганизмов_ . почвы имеет первостепенное значение, так как, во-первых, микроорганизмы 'находятся у истоков.трофической цепи, по которой мзтадлы-могу» попадать в высшие организмы} во-вторых,'почвенные микроорганизмы являются обязательными компонентами все^ наземных биогеоценозов и необходимость изучения воздействия химических веществ на микрофлору почвы не вызывает сомнений; наконец, с помощь» микроорганизмов можно контролировать степень^загрязнения почв тяжелыми металлами, то есть'использовать микроорганизмы почв в каче- ' стве индикаторов загрязнения. В имеющихся к настоящему времени -■•■■ литературных материалах о влиянии тяжелых металлов на почвенную

* ШН- .

ШссйзскоП орд. С^гсе.

1-ИВДгкзз- ви. 1Г, Д. Ч^гэева

микробиоту шюго противоречивого, поэтому выявление общих закономерностей реакция почвы га загрязнение тяжелыми металлами и разработка новых методов контроля более важны, чем накопление конкретных сведений.

!^едь работу - разработать новые экологические критерии микробиологической оценки загрязнения почв тяжелыми металлами.

Qcводвые аадачи исследования:'

1. Выяснение влияаия промышленного загрязнения почвы гяхвлы-■ ни металлами на комплекс михро организм ов ,ia примере серозема обык

новенвого. ' ■ ■

2. Исследование влияния тяжелых металлов на комплекс микроорганизмов в резко различных.но свойствам почвах в условиях вегетационного опыта.

S. Изучение действия тяжелых металлов на микробную систему почв зонального ¿яда в модельных экспериментах.

4. Определение действия разных форм соединенна тяжелых метал лов на микробную.систему почв ва примере дерново-подзсягстой почвы. ■ . \

Разработка системы оценки степени промышленного загрязнения почв тяжелыми металлами.

Натчвая навизаа..Установлены 'изменения микробного комплекса почв сод влиянием,прокыилеяного загрязнения тяжелыми металлами. Особенно четко это проявляется при исследованиях видового состава •дрозЕВЙ,, что выражается в' возрастании доли дрожжей-зпифйтов в поч вех вблизи промышленного предприятия.

Впервые выявлена четырехстепенкая реакция микробной системы почв на загрязнение тяжелыми металлами: гокеостаз (1) сменяется стрессовьш состоянием (2)¿затем выявлением резистентных форм (3) и, наконец, полным подавлением развития микроорганизмов (4). Эта закоаоме'рвость носит универсальный характер.' Величины зов реакции зависят как от свойств, дочвц, так и от природы загрязнителя. Причем величина зоны гомеостаза служит критерием устойчивости почвы к антропогенному воздействие. t ■

-■ Практическая денность. Предложен способ определения степени загрязнения почв тяжелыми металлами, основанный на соотнесении ве личин зон гомеостаза в зональной и промышленно-загрязненной почвах. Оценена.степень загрязнения серозема обыкновенного в условиях влияния промышленного предприятие. Результата исследований используются в качестве примеров в разделах по охране почв от загрязнений в курсах лекций по биологии дрожжей,' биологии почв ж

; экология почвенных микроорганизмов на факультете почвоведения Московского государственного университета.

Ддробадия.работы. Основные положения диссертации довладива- -лвсь на ГУнеучиой конференции молода* у чешек »Проблемы агрохимии и почвоведение* (Пущано^ ТЭТЗ)» на Всесопанои совещании "Тяжелые металлы в окружающей среде* (Иосква,1980),на Всесоюзной ков$е- . ревции 'Мелиорация, использованиеохрана почв;Нечерноземной зовы ".(Москва, 1930)» на научной конференции молодых ученых "Ыо- ;./

■ лодке ученые:Иосявы сельскому хозяйству* (Носява, 1981), на -сошном совещании "Нитрация загрязняющих веществ в почвах, вснс-темах Почва-вода, почва-растение, почва-атмосфера" '(Обвинен,1931), на II конференции мойодах учевых Ш7 я вузов социалистических. страв "Социализм и природопользование* (Москва, 1982), на Всесо- ■ юном симпозиуме "Микроорганизмы как'комповевт биогеоценоза* (Ал-'

■ ма-Ата, 1982). 'V- у ■ '

■;. Публикации. По мате риалам диссертации опублийовано 4 печат- -ных работы. ' V''Г'-,-; ','■■'.■

- ' Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора дите- \ ратуры, экспериментально! части, заключения я выводов; содержит /¿^страниц машинописного текста, 33 рисунков,/£.таблиц и список] литературы изназваний (из них зарубежные). ;

..■■. Автор выражает.искренни» признательность с.н.с.В.С.Гузеву: ''за руководство и содействие в выполнении раздела-работы*. связанного; с использованием "сканирующегоэлектронного микроскопа.'

/ . /' • . СОД Е Р I А К И Е Р А Б О Т Ы ^

. . ОБЬЕКТЫ и методы ИССЛЕДОВАНИЯ ^ "^'Ч

/- Полевыеисследования проводили аа сероземе- обыкновенном сред-.'несуглинистом на лессовидном суглинка, под пастбвщем'с эфемерно-, злаковой-растительность!),"не загрязненном в естественных условиях' 'тяжелыми металлами (т.125, 25 км от источника загрязнеаяя), а также на аналогичной практически 'но всем почвеяяо-географическим параметрам почве, отлачещеЮя от предыдущей только по содержание'^ .тяжелых металлов (т.141,1 киот'всточника. загр яз не я а я). В резуиь-

■ тате промышленного загрязнения эта', почва содержала в 45 раз больше кадмия,в 30 раз больше свинца и в 3 раза больае цинка, чем-незагрязненная почва '.';'• •*{'■''V."..":* ' •'• Ц' ■ •'," •■

В. моде льном эксперименте'использовали сильаоподзолистую кыле-вато-юреднеоуглинистую. почву на покровный лессовидных суглинках ,

Налинского лесничества Краснопахорского лесхоза Московской области, Биогеоцевологмческого отецконара ЕЭ!Ш АН СССР» под липоедь-никои зеленоыощяо-вомсистоосокоши (т.3» КарпачевскиЙ, 1977)} дервово-подзодвстуьсуглинистуидочву на морейе пол смешанным.лесом, модельный варжант почвенного стационара ИГ?! чернозем типичный тяжелосуглинистый пыдевато-шговатый на лессовидном суглинке 1 .под степь», из Курского государственного заповедника им.В.В.Алехина; серозем обыкновенный. Вое почвы в естественном соатоани!1,не ' загрязнены тяжелыми хеталлаиа, за исключением одного образца серозема обыкновенного (т.141) из зовы сильного загрязнения вблизв прокышлевного предприятие.

В-ве-гетационномопыте,' заложенном сотрудниками кафедры химви почв факультета почвоведения 1Я7 на АБС в Чаишикове (Обухов и др., 1930)* изучали хислу» дераово-йодзолкстуи почву, торфнво-глеевуп почву и чернозем типичный с искусственным внесениеи тяжелых ме-. галлов* " ■ " /

Б полевых исследованиях помимо почвы изучали микрофлору пастбищных растений на сероземе обыкновенном (т.т.-125 и 141).

.Отбор образцов всех изученных почв производили во общёпрвня-.той в почвенной микробиологии методике из слоев почвы, глубиной . 0-10 иди 0-20 см. В полевых условиях отбирали по ,15 .образцов почвы с площади^около 100 м^ и по 6 образцов растений в каждой зоне. загрязнения (Зырин в др., 1980). Отбор почвенных образцов производили. весной 1978 - 1980 гг., образцов растений в 1980 г. образцы почв из вегетационного опыта и для модельного эксперимента отбирали весной и летом 1979 г. Всего было проанализировано 111 образцов почв м 12 образцов растения. ~

. Численность почвенных и эпифитных микроорганизмов определяли методом посевов.на питательные среда; бактерий на среде ША, акти-номицетов на среде КАА,' грибов и дрожжей на среде СА с молочной кислотой/Все посевы, креме тех, где учитывали дрожжи, инкубировали ара комнатной температуре, а посевы последних при +5°С. Посевы . производили по общепринятой в почвенной микробиологии методике. Учет азотобактера к липоыицетов производили методом почвенных ко- -ыочнов (Бабьева, Голубев, 1979).' '

Видовую идентификацию дрожжей проводили с использованием методов по схеме Ван дер Вольта (хомег, 1970; Бабьева, Голубев, .1979). .. \ ■■.■■,.■ л ,..

В модельном эксперименте использовали метод КИС -. иящюгро-ванного микробного сообщества (Гузев и др., 1980). За развитием

. ' квкроорг&низиаз наблюдали с помочь» светового микроскола USC-9» Параллельно проходим вадедеале чистых кудмур микроорганизмов на :, шкинве питательные среды. ДальнеЯиую работу. с выделенными культурам* проводи« традиционными микробиологическими методами. (Кра- ; сидокхов, ред., . Микроорганизмы идентифицировали на основе „-.Д. ' ;, - культу рал ыгых и морфологических признаков.В тех случаях, когда •

микроорганизмы не удалось определить до вида,; они'быии.отнесены к ДД различным группам, ' аекцаин и т.д.- наос ковании подробного' морфо-■Д логического. описания, которое вместе с электронными микрофатогра-.

фтшми приведено в джздертацжк. Дла более детального наблюдения за ; '.";' : --: ; развитием и состоянием Ш1С использовали^сканирующий электроашй . ч микроскоп J£U-2 фирмы "Jeai". Образцы для просмотра:в СЭМ гото- . • ■'. »иди по общепринятой методике еви;ц»197Э). -'■-.''Ду;. 1

у При изучении вагряэвенинпочз тяжелыми металлами "методом' имс .у ■ в, почвы вносили металлы (свивец ' и " кадмий) в виде растворов уксус-, ■';■'ишшх солей. Кроме того, для изучения действия разных форм со; - едкяенкй'тяжелых металлов в дерново-подзоякстув почву в сухом вн- " _де вносили окислы тех же металлов; -Изучали, действие металлов в ; ''>. следующих дозах (в пересчете ва металл, в мг/яг воздушно-сухой ■■ 1

почвы):.о? 1 ш 3< до .1x10?'при десятикратном увеличении.* На рисун- 'у -ках 4-9 приведены схемы, на которых эти концентрации' изображены в : ' виде логарифмической скалы Ige, где С - концентрация металла. : Контролем сдухши почвы без ввеоения твжедых металлов. Образцы : . . почв о внесенными в пих тяжелыми, металлами и . контрольные обрати г увлажняли до 60% от полной влагоемкости и инкубировали при темпе; - - pçtype +25°С > постоянное влажности. Почвы о внесенным* солями

,■■ тяжелых металлов янкубаровалкв течение б месяцев,' а почвы о оки- : у. слами - в течение 12.:;,у уу* \

Д, - ; ДД.- УД' : ■У ДУ результаты исследований --■"Д ДД-Д:/-- ;дГД^ДД Д-Д- /ДД действие тяжелы! металлов ка кошекс почввкных . ' ДД' ; Д

чДдД "У-Д-ДДД; а эшюитнах шсрооргакиздов ; У'Д ДД'Д.. у

¿л. ■ Д.-- - Л При загрязнении тяжелыми металлами серозема обыкновенного в

. ■■-■ условиях. влияния иромынленрого производства численность бактерий ..'.'-,

снижаете ав 2-5 раз, актиномицетов в 2-3 разаДплотность . популя-v у - '.' . 'цен азотобактера в,10-100 раз (рис.1 ). В численности дрожжей не- '. ' ■ <: . > проЕВЛвется четкой тенденции к сдяхению. Микроскопические грибы [ »' ;'.* -сдабо реагировали ва вагразвение, что, по-видимому, связано с не- " ^

- 4 .. . применимостью метода 'посевов ' для учета численности мщедвшшшх ■ :

До s-«'?; дд:; л

мля.кя./г почвы

шш.кл./г почвы

24,0

20,0 .16,0

12,0

а,о

4,6

о

бактерии

1

%% обрастания комочков

2,4. 2,0 1,6.

0,4.

■ о

ашшшш

2§,0 24,0 ' почвы Аз^тойаи-ер, 2,82,4.

20,0 .16,0 ' 2,0. ; 1,6.

12,0 1,2.

8,0 ' * ' . 0,8.

4,0 0 1 .0,4- ■ 0

тыс.«л./г ПОЧВЫ

ДЙ2$$И

Рис Л . -ЧисдеЖюсть некоторых групп почвенных микроорганизмов 5 сероземе обыкновенной ,

у . . - ■ ' -

I - фоновая зова; 2 - загрязненная зона;

- 1978 г.

- Х979 г.

3

- 1980 г.

микроорганизмов {мирчинк, 1973). Результаты корреляционного анализа показали отсутствие ареной зависимости;между концентрациями ' тяжелых металлов в почвах и численность» микроорганизмов. Очевидно, действие металлов зависит не только et кх валовых ковцеатра- ' цхй, но но* формы соединений, в которых металлы попадают в почвы, а также ох конкретных почвеяно-климатических условий данного региона. ■■ . ■

^ Изучение комплекса видов дрожжей проводили в таких взаимосвязанных компонентах биогеоценоза как почва (серозем) и растевия, sa ней произраставшие. Коллекция дрожжей, выделенных из,образцов почв и растений, насчитывала около 300 штаммов. В составе комплекса дрожжей на:растениях обнаружено в загрязненной зоне 8 видов, а в фоновой - 11 .' В обеих зонах встречали вида; Aui-eobaslülum .piillüiaiw» Crj-ptoeoccu* »lbidua var.eeriujB и »Ibldua» Cr.lauren-tli^ Cr.lnfin*o-»ijiiatMM» Hbodotorula rubra, Rbodoaporidium bis-poriäile и дрожжеподобные'гриби. На растениях загрязненной зоны .

не обнаружены виды: БрогоЪо1«дусе«1 го ввив, Eb.glutinla и ЕЬер. .'■':' oiplteiUim. Наиболее высокую 'долю ва растениях в обеих зонах составляет вид Cr.laureatli., однако s загрязненной зоне 40%'штаммов представлен вид'&иг.ри11л&кав (рис.2). Отсутствие на растеиивх в загрязненной зоне вида, 8р.г«ми*, доля которого довольно велика : в фоновой зове, хорошо согласуется сданными других исследователей <beàl«sy, СвшрЪеИ» 1980). ■■'■.'. ■'■. '■;.г. - V

Виды дрожжей,. выделенные из почв, подразделили на собствен-' но-почвенные (Cr.»ll>idue Tar.aeriue к «ltodua, Candida epp.) -и эпифитные, попадаядве в почву с растений* К.последним относили cr.ieurentil, краснопигментные штаммы/черные дрожжеподобные грибы ivLr.puOlulwie ж другие дрожжеподобные грибы <ржс.З). Состав : дрожжей в почве беднее^ чем на растениях: ж в загрязненной и в фоновой зонах обнаружено 9 видов дрожжей. В обеих зонах; доля""почвенных* видов больше, чей эпифитных. Однако*, если вне загрязненной почве пропорция "почвенных* дрожжей в 2 раза выае по сравнении с загрязненной, то доля зпнфитных дрожжей, наоборот/ более» ' чем в 5 раз выше в загрязненной почве. Причем увеличение дожи эпифитных видов в комплексе дрожжей загрязненной почвы происходи; прежде всего за счет видов iur.pullulons » cr.laurentü» /кото-.: pue составляйнаиболее высокий процент ж на растениях в загряз-ненпой аове. Соотношение почвевннх и звкфштных дрожжей внезагр яз-веаной почве составило -11,5» а в загрязненной - 1^4.

Сг.ЬигепШ 12,5)

Дрпиядадайши оргашяы

йлшшпдащвд -/«¡»сет/ даю (о,9)

Сх.1аигтШ

Вишицюввяаи Ар«да/ дрош ■

?кс,3. Соотношение групд дропей в серодеш -оЗыкновавнои («оахог показана доле дро«жей-эяиф«!ов)' _ а - фоновая зова; 6 • загразвеаная зова

.■.'■.■■■"■ •• э. ....

.. Подводя кто г, мокло сказать, что в почвах вблязи прошшлен-мого предприятия, загрязнвидего природные эаосистеиы т исе дыми металлами, происходят сдвиги в микробном комплексе, что в случае серозема обндвргеняого выражается в сияж&нни общей чисхевности бактерий и активоыяцетов при учете неходок посевов, а также в из- i мененаяхв видовом составе комплекса дрожжей на растениях, за счет чего увеличивается доля, эпифиткых дрожжей в верхних горизонтах почвы. ■ *. , ' '

1 i. ■ Таблица 1♦

Действие тяжелых металлов на численность почвенных 1 микроорганизмов в условиях вегетационного опыта

Дозы тяжелых металлов (мг/кг почвы)-С4 ; ■.. тл. ." Дервово-подзолистая почва Чернозем типичный 'lopí яно-глеевая почва

бах-рии3^ липо-MBses-: тн" бав- те- рая 1ЖПО- мице-ты ftSOfO* бая-теряя ЯИПО- мяце-тн ааото-бав-тер .

К 6,4 63 31 и 25 1 15,2 17 40

1 ■ зоо • 500 з,i 17 11,8 S ! ■ т 13,5 / 14- 45

4 1200 2000 6,4 58 11,1 3 i ■ 1 13,4 10 5

(8 2500 4000 ' 6,2 29 22,0 2 о . 7,4 7 1 _ 6 ■.'

500В : ■ 0000 . , 2,9 • 22 .4 0 10,7 3 0

30 ' 10000 15000 0,0 10 4,0 0 0 7,0 4 ■ 0

100 40000 50000 0.7. 0 3,8 0 0 ■" .'5,9 3 0

х) численность бактерий указана в вдн.кл. на г почвы; хх) плотность популяций лиаомицетов и азотобактера указана в %% обрастания комочков почвы. • ■ ."■■■.■' I

В вегетационном опыте на примере дерково-оодзолистой, торфя-но-глеевой почв■и чернозема тицвчвого обнаружено снижение общей -чисяенаости бактерий к плотности популяций дрожхеК рода-Ых>ошусеа и бактерий сЬзчюсоссчт под влиянием возрастающих кон-

центраций тяжелых металлов (табл.1). Однако выявить какие-либо пороговые концентрации ве -удалось. наибольную чувствительность к загрязнению проявил азотобактер, на который металлы действуют в от-, носитедьно мекьних концентрациях. На примере азотобактера и липо-мицетов установлено,- что в разных почвах следует искать, различные микробиологические показатели загрязнения (азотобактер не обнаружен в дерново-подзолистой почве даже в контроле). Буферноеть почвы по отношении к тяжелым металлам сказывается на реакции микробного комплекса почв на загрязнение. Самым чувствительным оказался микробный комплекс дерново-подзолистой почвы, а в черноземе и торфя-яо-гяеевой почве он более устойчив к загрязнению почвы тяжелыми металлами. •. _*

. В результате проделанной работы установлено, что действие тяжелых металлов на комплекс почвенных микроорганизмов связано с концентрацией металлов и проявляется во всех типах дочвы, хотя связь эта, по-зидимвму, не прямая. Однако.четких критериев действия металлов на микрофлору;почв при использовании метода посевов обнаружить ве. удалось* .

Л ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ КОИЦ&НТРАЦИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В - ФОРМЕ АЦЕТАТОВ НА ИИКРОБИУЮ СИСТЕМ ПОЧВ

Метод ¡ШС ас кован на изучении группы микроорганизмов, выполнявших определенную функцию непосредственно в почве. Такая.группа рассматривается как .микробное сообщество набор популяций микроорганизмов,' функционально связанных между собой в процессе ассимиляции определенного субстраха. Примером такой группировки является амилолитическое микробное сообщество. Предполагается, что эта, хотя и небольная, но отобранная непосредственно в естественной среде обитания группа микроорганизмов может быть более четким показателем микробной-системы в целом, чем. совокупность почвенных микроорганизмов на искусственной питательной среде. Амилолитическое микробное сообщество рассматривается в данной работе как индикатор реакции микробной системы почв на их загрязнение тяжелыми металлами. Признавая ограниченность данного упрощения, полагаем, что .ара- ' вомерность его будет зависеть от того, сможет ли оно помочь иссде-' дователю сделать предсказания относительно существенных сдвигов в .

функционировании микроорганизмов в условиях загрязнения в получить хотя бы ориентировочные ответы.

Среде параметров микробного сообщества, которые могут изменяться пол действие», тяжелых металлов, выделяем с * рук туру сообцества - степень доминирования составляющих сообщество кияроорганизмов, с о с т ав сообщества - показатель видового разнообразия микроорганизмов и о б * у ю б к о и а о с у микробного сообдества. Первые 2 параметра,являотс я хорошо воспроиэ-эодниым» я сгабхдвныыи херахтаристикама, ж биомасса иногда значительно варьирует дате в повторноетях одного опыта, поэтому этот 4 показатель имеет подчиненное значение.

Дерново-яодзодистая аочва. Амидолиткческо'е микробное сообде-сзво контрольной дерново-подзолистой почвы характеризуете и- следующей структурой (ряс.4)* 2 состав доминирующих кикроо ргакизиов входя» гЪхйрЪощусеэ ер. гр. ес!веив Л ж шнерошщеты СЬ&вЬоити •Р.1 и Соп±сльуг1ип «р.1. Среди часто встречавиахся микроорганизмов обнаружен микроскопический гриб гълйьуъоггув Редко встречающиеся микроорганизмы представлены четырыш* ведана акти-номжцетов, шхромкцетами нисог ар»1, АгЬЬгоЬоЪгуя «р., мопИЦ

1г1с1штав ар» и бактериями б&сШш ро1ущзха. Сообщество с таков структурой сохраняет стабильность до внесения кадии« в концентрации 7 иг/яг почвы. При превыаеяяи этой дозы резко изменяется структура сообщества: заметно снижается доха I сев ир. гр. ес1евив 1 я С<ш±ойцу-г;1.хш1 ар.1, возрастает доля Аг-ЪЬхвЪоЪхув ер.» Моп111а £еорЫ1а, 8№»рЬоаус«в «р. гр.' 2.

Однако состав сообщества пало отличается от этого показателя в сообдестве контрольной почвы. При более высоких концентрациях кадмия (300 мг/кг) доминирующим организмом становится ВаеШие роХу-здуха, а часто вотречающимса, - Тг^Ътагча ар. Дальнейшее увеличение доз кадмия вызывает полвуп сиену структуры сообщества,^ которая выражается в постепенной, а затеи и полной замене,членов сообщества. Из его состава выпадает подавляющее большинство видов/ . характерных для сообщества контрольной почвы, и бурно развивается . кикромицет Иуеогопа репис1ав&, не обнаруженный в исходном сообществе. В целок состав сообщества в интервале.концентраций кадмия ) от 700 до 3000 мг/хг крайне обеднен и единственный доминантой выступает К.регп1с1оеа» который, ао-вкдшмж^, устойчив к высоким концентрациям кадмия в почве. После 3000 иг/жг вадмия начинается подавление развития и этого мнкроиицета. Наконец, ори 700*0 иг кадыка практически не удается обнаружить развитая иикрооргавиэмоз ни

Конмвгрвши Ч 1(Д иг/кг 1.0 . 2,0 ! : 3,0 4,0 5,С

" \ г 5»г«р1«а70»» »».3

ЭЛТИВМШ« 1 , ¿.Ммог «р. *

•тдтаамлцвт 6 . вжтмидет 6

в

Н^СОСОП*

Юлщввтращи сшш («г/кг поади) ' 2,0 3,0 4.0 " 5,0

1.3*г*р*еафвм шр.У

. Э.апкшмПКТ - ' 4.Ние«г ар. 1'

5.3»г«р^ов/е*» шр* Гр>вг1»юа 2 - »р.

Т.ыетюмшм 5 , .В.ажтжвонжют 6 -Э.аетшоишя 8

Рис.4. .Влияние кадння (Са (СНдС0О)2) на о тру к- Рис. 5.' Влияние свивца (Ръ (СН^СОО^) на отрук-. туру аюиолитического иияробного'соойце-. ■ туру аивдолитеского иакробного сообще-

■ ства дераово-додзодвмой почвы. 1 :.:.'' отва де рново-по дз о диетой почва.

на крахмале> вж на почве.

Аналогичный опыт был поставлен с другими,почвами зонального ряда: сидьноаодзодистой, черноземом типичным, сероземом обыкновенным* - ■'.';■.-■>■■-' . . ' . ' ■ '.

Чернозем типичны^. В качестве доиинпруюащх организмов в микробном сообществе контрольного варианта.чернозема выстуаают'зъхе-"

с!1петеа' (рис.

6). Среди часто встречающихся организмов следует назвать микроскопические грибы Вшп1со1& ер, и З^аеЪагЪоЪгув »Ъга, Редко встречающиеся виды представлены большой группой микромицетов и бамери-Ий ЁйсШиз ро1угпуха. Заметные изменения в структуре'сообщества наступают при 20 мг са /кг почвы: снижается доле ^герЪотуееа ¿р. гр. л и возрастает доля редко встречающихся микроорганиз-

мов СООбщейГВа КОНТРОЛЬНОЙ ПОЧВЫ (ИоМШ ЕеорЬИа, Вас£Х1иЗ ро-1ущуха и, МопооИИит ар.)* которые .становятся доминантами. При последующее увеличении доз кадмия начинаются изменения в-составе .широкого сообщества, достигающие максимального.проявления при концентрации выше.700 мг/кг. При концентрациях кадмия около 1000 -- мг/кг состав сообщества сильно' обеднен,' а доминирующими оргавиз--V являются ВЪгер^иусее в®, гр, ЕГ1эеол 2 я АарегеШлш не .встречавшиеся в исходном сообществе. Полное подавление роста и развития микроорганизмов наступает при концентрации 7000 . мг кадмия на кг почвы. ■'.:.

Серод?ц обыкновенный. Контрольная.почва характеризуется следующей структурой амидпиитического микробного сообщества. Доминирующим организмом является сьае^отиии вр»1, часто встречающимся - акхиНомицет 3, редко встречающиеся микроорганизмы представлены тремя видами актиноммцетов рода зъгер*;сщгсев и семью видами мик-рокицетов (рис.7). Значительные .изменения в структуре сообщества ' начинаются при. 10 мг, кадмия на кг .почвы. Снижается доля сьавгот1--: и» вр.1 и возрастает доля редко встречающихся Микроорганизмов исходного сообщества - &Ьге^оиусеэ ер. гр. арг1ввив'г и Иоьос1111-,чт Появляется не 'обнаруженный ранее милрмодм .

Ер»г, 'доминирующий при 30 мт кадмия. Увеличение концентраций кадмия вызывает быстро прогрессирующую смену членов сообщества, которая приводит к полной замене, состава при 700 мг кадмия. При атом из сообщества выбывают все виды контрольной почвы, а взамен начинают активно развиваться популяции, которые не выявлялись в исходном сообществе. Это АарвгвШие £1атив а Соп1оъЬ?г±иш яр.2, которые теперь занимают доминирующее положение в сообществе. При г

Концевтрвди кадим ( нр/хг почем) 2,0 ' 3,0 . 4,0

1.Кисог ер. ( г.СЬ»«*«а1иа *р.1 ' З.Тг14Ьиги» *р,

4.Ш11ГО<м1)7* «р. ' . 5.Г«л1сШ1ии Аш1еи1о«1111 , &„*»р*ГбШв* в*1и«

.Ряс.6. Влияние шипя (С<1 (СНдСОО)2) наструк-13 ру аишомткческого иикробаога сообце-сгва чернозема'тшшного.

Кжцмчеда мдд« ( ш/жг вочш)

1.'шгпюиица* О

¡.Зггв^йвус» ер* гр .(г1**аа 1 З.МсЬиги» ер. <.*>аШ» («врШ*

- 4 Лвр»г(111ш мш 7 .Згпр^яуом щ.б .

Рие.7. Виание кадиия (Сй (СйэС00)2) на структуру ашиолкжческого шигробного сообщества сероэеиа ойямавенвого.

" 15 . .. ■ '.. концентрациях кадмия выше 7000 мг/кг почвы наступает практически полное подавление роста и развития микроорганизмов.

Действие свинца в форма уксуснокислой соли на амплодитичее-кое микробное сообщество этих же твдюв почв отличалось от действия кадмия только по абсолютным концентрациям, что можно видеть на примере дерново-подзолистой почвы. ■ . '

■ состав я структура амилолитического микробного сообщества контрольной почва описаны при рассмотрении действия кадмия (рис. 4). Четкие изменения в структуре микробного сообщества удается зафиксировать при концентрации свинца 200 мг/кг" почвы, состав же сообщества мал cf меняется (рис.5). При 200 мг свинца в разряд редко встречающихся переходит Streßfcoinyces ер. rp. 'griseiis 1 и снижается доля Cooiothyi-tuni зр.1 - доминантов исходного сообщества. Возрастает'доля Streptomycee ер. rp. eriseus 2, Moallia geophlla, Arthrobotrys sp.» Trlchwros ер. — редко встречающихся микроорганизмов сообщества контрольной почвы. При концентрации свинца около 1000 мг/кг снижается доля Cbaatomiun sp.1 - последнего из до- ■■, мииантов исходного сообщества,' а'преобладающим видом становится Bacillus poiymyxa. При дальнейшем увеличении концентраций свинца до 7000'ыг/кг изменения »-структуре сообщества нарастают, что приводит вг итоге к полной ée смене. Одновременно начинаются и быстро . прогрессируют изменения в составе сообщества, что выражается в ■его обеднении и развитии микромицегов Aspergillus flavus: и Peai-cillim Qotatuia, не обнаруженных в'составе исходного сообщества. _ В интервале ковдектраций от 200 до 7000 'мг/кг свинца .общая биомасса микроорганизмов сообщества проявляет крайнюю вариабельность. Начиная с7000 мг свинца, структура и состав сообщества полностью изменены по сравнению с исходным сообществом. Яри 300DD ыг/кг ^ свинца в составе сообщества остаются только 2 вида микромицетовi' P.notatua в качестве доминирующего и Aspergillus flavus как ча-. сто встречающийся. Однако их биомасса довольно велика. При дальнейшем возрастании концентраций свинца наблюдается постепенное ин-гибирование роста и этих, наиболее устойчивых к свинцу, микроорганизмов'. После внесения 70000 мг свинца рост и развитие микроорганизмов сообщества практически полностью подавлены. V ;■,

Ори сопоставлении полученных результатов становится ясно, что изменения структуры и состава амидолитичеекого микробного сообщества разных почвпри внесении тяжелых металлов в форке растворимых уксуснокислых солей носят общий характер. Используя эти показатели как критерии влиявня возрастающих концентраций тяжелых

металлов на амилолитическое накройнов сообщество изученных почв, во всех случаях удается выделясь 4 зовы, отражающие,общую "закономерность в реашии микробной системы'почв аа аа^язнение.'

Зона' г о м е о с т а з а микробной системы почв - диапазон концентраций тяжелых металлов, в которой структура и состав сообщества стабильны и практически не отличииыот-этих же показателей в сообществе контрольной почвы« Общая биомасса микроорганизмов в сообществе■может варьировать, например, при увеличении концентрация свинца она несколько возрастает. В этой зоне проявляется го-меостаз микробной системы. Более того, возрастание биомассы микроорганизмов сообщества, свидетельствует о стимулирующем действии низких концентраций' некоторых тяжелых металлов на некоторое микробиологические прочее сы. в почве.. Интересно'отметить, что близкие результаты получены .при изучении-действия свинца на азотфиксиру»>-щую активность почвенных микроорганизмов (Умаров, Азиева, 1980).

: Зова о т р е с с а. .микробной системы почв - диапазон.,концентраций тяжелых металлов, в котором состав сообщества остается практически постоянным, а структура подвергается значительным изменениям, то есть, провсходит перераспределение степени доминирования.' Общая биомасса микроорганизмов сообщества этой зоны сильно варьирует. Взоне стресса степень загрязнения почв такова, что превышает допустимый уровень нагрузки на ее микробную систему, в : результате чего возникают первые нарушения в структуре микробного сообщества, сложившегося в ходе развития данной почва.

Зона резистентности 'микробной системы п очв -диапазон концентраций тяжелых металлов, в котором 'происходит снижение видового разнообразия и, в конечном итоге, полная смена состава сообщества. Появляются устойчивые- к высоким концентрациям тяжелых металлов популяции микроорганизмов. Для этой зоны характерна стабильность'общей биомассы микроорганизмов сообщества, хо-гЕя 'уровекь* её неодинаков в разных' почвах. В данной зоне негативный эффект от загрязнения приводит'к окончательной ломке микробного сообщества контрольной почвы. . ■ I ■

Зона р е п р е с с и и' микробной системы почв - диапазон концентраций тяжелых металлов,/в котором наблюдается практически полное подавление роста и развития микроорганизмов в почве. Отрицательное действие загрязнения почв в этой зоне прошляется через эффект общей стерилизации. ;'

/Количественные характеристики зов.реакции микробной системы зонального ряда почв на их загрязнение тяжелыми металлами, опре-

.' деяяеяые юютвш образом, приведены * табл.2. Эти характеристик» гаход ятея ваазжсимост» киот свойств почв, тая к природы вагронятелл. Различные почвы ямевт ра*ные гряюгшые дозы зон реакция жх микробной системы. Предложенная чегырехстепеивая граде-джя р*авд«я мжх роСно! системы почв доаволяет оценить степень устойчивости дяясой почвы к вагрязяению. Здя такой оценки наиболее важкуо рожь играет величина зоны ромеостаза. Широкая зона гомео-стаза говорит о высокой потенциальной устойчивости почвы к воздей-ствявяагряанятеля, узкая зояа гоиеостазе свидетельствует о вязкой "буферном* почвы. Со устойчивости X загрязнении почвы выстраи-- ваются в привычный для вас зовально-геиетичесний ряд с минимумом устойчивости в подзолистой почве я максимумом в черноземе, принцип почвенной эояадьвости наиболее ярко прослеживается для зояы гомеостаза вря вагрязвении кадмием. По количественным параметрам зоя реакция яа загрязнение почя кадмяея и свинцом видно, что действие кадмия в 10-30 раа сильнее, чем действие свинца. Это-полностью согласуется со сравнительной токсичностью зтих элементов се отвояенмв к растениям. (Обухов идр., 1980), животных и минроорга-, яиэмам в чистых культурах (Довгун я др., 1976)* '

■ - ■ - - :Таблица 2.

Количественные характеристики зон реакции микробной системы цочв зонального ряда на загрязнение ткхелямя металлами

Зояы , реакция 'микробной системы почв V Сильно- . подзолистая почва Дераово-тздзоласгая почва Чернозем ТИПИЧНЫЙ Серозем обыкновенная

- нижние граничные зоны аагркзнителя .(кг/кг)

Зона гомео-' стаза са г ■ ■". ■ 7 ■ ■ - 20 10

РЬ 70 . ■ 200 200 200

Зона стрео- ■ са ■:. ■ Сй 200 ■ 700. 700 700

УЪ . . 3000 : - 7000 20000 20000

Зона реэис-тевтЕости > са 2000 ,- 7000 '7000 7000

тъ 20Q00. 70000 70000 70000

Зояа репрессия Cd :; >2000х . >7000 , .s-7000 . >7000

РЬ >20000. >70000 >70000 >70000

х) значения, пряведевЕые дкя зоны репрессии, соответствуют верхней граничной дозе вагрязнителя; ,

Так как данный подход позволяет сравнить потенциальную устойчивость разные почв между собой по величине зон гоиеостаза, то, ■■■.■по-видимому, сравнивая устойчивость контрольной и промыилеяно-за-.v грязненной почв одного tntaj: представляется 'возможным оценить степень загрязнения данной почвы, а мерилом этого будет различие в величинах sos гоиеостаза исходной и исследуемой почв. ,

Таким образом, применяя метод ИМС на основе изучения ряда зональных почв к двух эагрнзшдовх адемеятов разработаны новые критерии для выделения четырех типов реакции микробной системы почв! • на их загрязйенее тяжелыми металлами.'Сохранение стабильности со-оСпеотва соответствует зоне гоиеостаза микробной системы почв; изменение структуры сообщества при практически неизменном cociese -... зова стресса; полная замена состава сообщества и появление устойчивых к высоким концентрациям металлов популяций микроорганизмов О характеризует зову резистентности}'подавление роста и развитии микроорганизмов соответствует зоне репрессии. Эти 4 зоны,:отражающие реакцию микробной системы почв на различную степень загрязие-яки, s общей ряде проявляются независимо от типа почв и природы ' загрязнителя. . J '■'■-■'■'<■

ВС^ДСТШЩ КОКЦИРАШЙ ТЯХЕДЫХ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ СДАБОРАСТВОРИКЫХ ОКИСЛОВ НА МШШШ) СИСТЕМУ ПОЧВЫ

Поскольку при загрязнении значительная часть тяжелых металлов попадает в почву в виде практически нерастворимых соединений - окислов, е«обходгио изучать действие это» формы соединений на микробную систему почвы, что было сделано на примере деряово-йод-' золисто* почвы'. "ч - ■ ■'V-

В этой серии экспериментов почву инкубировали в г раза доль- '' шепчем в опытах с солями тяжелых металлов дли того, чтобы мал opa-створные соединения тяжелых металлов CCdo, рьо) смогли оказать определевное воздействие аа микроорганизмы почвы. Доительный срок инкубации привел к тому, что состав амилолитического микробного ' сообщества почвы несколько изменился. В.составе.доминирующих видов контрольной почвы были s-treptoayc«» ер» гр» grl&eua Л и Сов!о-fcbjrini» ирп (рис.В). Часто встречавшиеся микроорганизмы обнаружены не были» Группа редко встречающихся видов была представлена

Stfcehjbotry» %fcr«, UoncclXLinn ар., Uonllla geopbil«, Artbiobotrya ■р.» 1«шш »p.% Baeliiu* ep.2. прщ внесении возрастающих концентраций кадмии (свО) сообщество сохраняет стабильность до 20 мг С4/«г иочвнГ Начиная с втой дозы, наступают заметные изменения в :..

■s о

Кошвятрадая гадая ( Ige мг/кг почвы) 2,0 3,0 4¿0 6,0

Pec.8. Влияние шкия (CdO) вв стдемуру амило-•литяческого-кияройяого сооОжвотЕа дерао-за-аодзозястой почвы.

Кокцеяцашя кдши ( ige кгАт почвы) г,о з.о . 4,0 5,о

I.Str»ptooje«» apJ^.Eiltm«

г.вхтшоиичет 8 АегвюМцп chart Icol»

4.Cb8ttmim ер. 2

5.1ip«ríillu» ttftu*

6 .losilla g»epMle

" 7» iuoor ep.2 .

в,Р«М«!Шш fuDlOuloeün --

9.Dr«lul«re»p,

10. FtniellliuB «pwtoua

II.C(rtil!>thïTlUÂ «p.î

Рис.9. Влияние »адиия (Ca (С%С00)2> на структуру акалолиаческого микробного сообие-" ства серозема ойиквовекного к условиях проишиеввого загрязнения тяжелыии катал-дани.

'структуре сообщества; резко снххвется дел в доминирую**! организмов контрольной почвы в увеличивается дохл всех редко встречающихся ,, микроорганизмов, Ирк дальнейаем увеличен«! концентраций кадмия нарастает процесс изменений в структуре сообщества, вачнваотсвсме- -на его состава. Постепенно исчезает видм,характерные дла конг- " рольвойпочвн. Начинают активно развеваться популяции видов, не".' обнаруженных в хсходвоы сообщества: streptoajc»»«p. гр, grl»eu« 2 ори 100 м кадмия и Acjpeeoaiust c.b«xticol» при 1000 мг кадмия, К 3000 кг; сл /кг состав сообщества полностью сменился .по сравнение ^контрольно! почвой: начинается вона резястентвости. При превнае-. tixx названной концентрации доминирует А.сЬагЪ1со1л{ сохраняются ;еще 2 вида кикромжцатов я популяции акткиомицета.

Г-

Таблица 3

Срааыталвяая характеристика ноя реакции микробной системы дерново-подзолистой.потаи при аагразвевих «е тяхэдыми ые-талламж в формЬ coxet или окислов"■-;■

Зояв реакция : , микробной систеиыпочз--; • ,.' +-| . ' ; ■ Нижние граничвыедоэы загрязнителя (мг/кг)

; CÜCC^OQO)2' • С40 ■ РЬСС^СОО)г РЬО

Зоаа гомео-. crasa ^ 20 200 зоо

3osa стресса 700 3000 7000 20000

Эоаарези- ' СТенТВОСТИ : ; 7000. v 3000^ 70000 , 20000х

Зонареярес-СМ 7000* не обва-рухева ;-..-; 70000х ие обка-рухеяа

*) аначеяяя соответствуют верхней'гравячиой доав загрязнителя."

Ври последувщек увеличении дозкадмиа до 100000 мг/кг включнтедь-но во происходит сланы доминанта. Зоны репрессии при'- внесении ве-растворимого соедиаеаиакадмжя обнаружить неудалось. ^ '

Авалохччвке^ результаты, отличахжиеся только по ковичествеи-,ны*параметрам, получены ■ пр» изучении действия окиси свинца ва амилодитическое кикробнов сообщяетво «ой же почва Чтабл.З). Как видно/ сходно» действие на почвевяые микроорганизмы оказываю? металлы при разной концентрации' их в зависимости от того,вкакой ■ ,

■ * - -

форме они внесены в почву - в растворимой ила карастворикой. Принципиальных различий в действия обеих форм соединений на ми про Сдую систему почв не выявлено. £олее важна не абсолютная концентрация металла в почве, а его "поведение" в конкретных условиях.. .

определение степени загрязнения почвь! тяжелыми металлам ь условиях проишенногб производства

Проверка разработанного на йриаципе KUC способа оценки влияния тяжелых металлов на микробную систему почвы била проведена на примера загрязненной в промышленных условиях почвы - серозема обык вовенного (*.Ч41). С этой почвой был-проведен опыт по той же схеме, что и при"изучении действия тяжелых металлов на микробную систему - зональных"почв.в условиях искусственного их загрязнения.

Амидопитическое микробное сообщество исходного образца серозема до внесения„тяжелых металлов имеет в составе домикантов stnapto*rceeep.6. Среди часто встречающихся организмов обнаружены Stysanue ер.» Иоаое1111ищ ¿p.» Streptoayces ер. гр. erieau* г. Редко встречающиеся микроорганизмы представлены двумя видами акти-нокицетов и семье видами микроскопических грибов (рис.9)» Характерно, что описанные состав и структура почти полностью соответствуют сообществу, зовы стресса серозема в опытах с искусственным загрязнением (рис.7). Состав микроорганизмов начинает постепенно изменяться с лозы 10 мг Cd/sr почвы: снижается доля большинства видов исходного сообщества. Начиная с 300 мг кадмия он ухе значительно изменен. Развиваются новые по сравнению с исходным сообществом виды микроорганизмов íM«eorej?.2,l)rechslera ер.» Peni-еШ1пж «жршш. С 1000 мг кадмия на кг почвы доминирует микрокод ez coniotferria» ер. г. Зона подавления роста и развития микроорганизмов обнаруживается при 7000 мг кадмия на кг почвы. Таким образом, в сероземе обыкновенном, загрязненном тяжелыми металлами в условиях промышленного производства, I зова реакции микробной системы соответствует зове стресса» П - зоне резистентности,. В -зоне репрессии микробной системы почв, а зоны гомеостаза обнаруже-но.не было.

Ври искусственном внесении свинца подучены результаты, которые в принципе не отличаются от. изложенных за исключением количественных показателей зов реакции микробной системы почв (табл.4).

Ранее высказанное предположение о том, что соотношение величин зон гомеостаза в контрольной'я загрязнённой ^тяжелыми металлами почвах может быть мерилом степени загрязнения почв, хоровод од-

.-..:■ -■'■■'*.л.- ■ .■"■.-',22: ■-/■/..;. '•■.■■ -У--

тверждаетса результатами, полученных* при изучения "естественно" п ■ загрязненного серозема (таба.4). Если в контрольно» почве величина зоны гомеостаза по кадмию^включала интервал концентраций до ■1 10 иг/кг, а по свинцу даже до 200 кг/кг, то в промыиленцо загрязненной почве'зона гомеостаза отсутствует. Высокая степень веруве-ния микробной системы данной почвы свидетельствует о сильном загрязнении «а тяжелыми "металлами* На атом основании можно заключить,'что жсследуемзд почва нуждается в мелиоративных мероприя- : :;твях. ,;'■'.:/>;■■' ''-.У-.' ■■':■■■'* -У * -У'■;У.:-.УУ'."'■'.■'■,- У \ .'■ -'.У'У'У' 'У'У'-УУУ УУУ ■ '-У'- ' : ' Таблица 4' >.'■;'::

.Количественные характеристики зов реакция микробной . •V системы серозема-об¡основевно гораа ной степени загрязнения ■_■"■; ,.тяжелыми металлам (мг/кг почвы) / "'" 'У

Зоны-реакции • микробной системы ■ .'■■■'. почв .. Металл Незагрязненная почва (тлг5) Загрязве&ная -■ цочва <*.141)

Зояа гомеостаза - ■■."" ', С4 ■■-';; 0-10 . отсутствует"

„РЪ ..". о-гоо ; . - отсутствует

Зона стресса ' са 10-700 .0-300 : -

РЬ V ; - 206-40000 : ■.'.,.■-.•■■; о-зооо ■

, > Зона резистентности С4 -■■■ ■■■■;-. 700-7000 '■ •:■ 300-7000

РЬ 20000-70000 ■ ^ 3000-70000 :

Зона;репрессия - С4 " выяе 7000 ■'■;■ : вмае 7000

РЪ : выне 70000 ; , ' вмее 70000

Таким образом, на-примере серозема обыкновенного, длительно загрязняемого тяжелыми металламивокруг промысленного предприа-:тня, показано,.что закономерности, установленные« модельных опытах, проявляется и в "естественно" загрязненной почве! Предложенный 'метод позволяет:качественно оценить степень загрязнения почв тиилнмж металлам» во изменение зоны гомеостаза. Прячем далмК подход учямвает как особенности анализируемых почв/ так ж разную токс»чиос7ь ояределеввой формы загрязнителя.

Разработанные новые экологические критерии оценки стене о* -загрязнения ночв тяжелыми металламимогут быть яспоДьзоваян для микробиологического нормкроваяяя загрязнения почв.

В Ы В О Д Ы

1. В почвах вблизи промыв*енного предприятия, загрязняющего природные экоеистены тяжелыми металлами, происходят сдвиги в микробном комплексе. В исследованном сероземе это выражается в снижение общей численности ажтнномицетов и бактерий при учете методом посевов, а также в изменениях численности в видового состава комплекса дрожжей в верхних горизонтах почвы в результата увеличения пропорции эпнфитных дрожжей,'попадающих в почву о растений, обогащенных япифвтами в зоне загрязнения.

2. В-вегетационных опытах на примере исследования дерново-подзолистой, торфано-глеевой почв и чернозема типичного показано снижение общей численности бактерий, плотности популяций дрожжей рода Пропуске и бактерий ДзоЪоЬасЪег сЬГйососсша. под влиянием возраставших концентраций тяжелых металлов! кзидмжя, сгзнца к донка. ■ ■ ■■-."■■

3. Уаэработавы новые критерия для выделения четырех танов реакции микробной системы почв на действие возрастающих кояцеят- * раций кадмия я свинца. В качестве показателя микробной системы рассматривается инициированное микробное сообщество. Сохранение стабильности сообвества соответствует зоне г о м е о с т а з а; изменение структуры сообщества при практически неизменном' соста- . ве - зоне о т рее о а; полная замена состава сообщества и появление устойчивых к высоким концентрациям металлов популяций микроорганизмов характеризует зону р еа и с те в т н о с т и, подавление роста и развятия микроорганизмов соответствует зоне, р е пр е с с и и микробной системы почв.

4. Действие кадмия на амилодитячеокое микробное сообщество почвы в 10-30 раз сильнее, чем действие свинца, что полностью ** согласуется с токсичность» этих элементов.

5. На примера почв зонального рада (подзолистая, дерново-под-'золистая, чернозем я серозем) установлена универсальность реакция иакровноЯ системы почв на загрязнение тяжелыми металлами. Количественные характеристика втого влияния находятся в соответствии с >. основнымж сгаЯствами почв, отражающими закон почвенной зешально-си.'.Нвямаеа устойчива микробная система подзолистой почвы, наи-больму» стабильность проявляет микробная система чернозема типичного..

; V6, Действие тяжелых металлов на почвенные микроорганизмы ва- -висит от формы, в которой элемент попадает в почву. Хорошо растворимые уксуснокислые соли свивца и. кадмия, действуют сирнее, чем слаборастворимые овислы этих элементов.

7. На примере серозема обыкновенного, длительно загрязняемого тяжелыми металлами вокруг промышленного предприятия, показано, что закономерности, установление в модельных экспериментах, проявляются я в "естественно" загрязненной почве. В загрязнением се-■ роз еме не■обнаружено зоны гомэостааа. Сообщество микроорганизмов соответствует зоне стресса, что свидетельствует о высокой степени загрязнения а*ой почвы тяжелыми металлами я нарушении нормального функционирования ее микробной.системы.

' .. .■■'.■ '-> ■.'-.. .. 1 i

По теме диссертации опубликованы следующие.работы;

1. Действие тяжелых металлов на микробной состав разных почв в условиях вегетационного одыта. - В сб. г иелиорация, испольаоьа-аяе и охранапочв Нечерноземной зовы,5 U., 1980, с.137- У*

2. Изменения численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжевыми металлами. - В сб.:1 Тяжелые1 металлы в окружающей -среде, И., 1980» с.115-120 (в соавторстве с И.П.Бабьевой и Й.С.Ре-иетовой). . ... ■ . 1

3. Действие тяжелых металлов на,микробную систему почв. - В сб.: Ыикроорганизмй как компонент биогеоценоза,'Алма-Ата, 1982, с.91-93 (в соавторство с В.С.Гуэевым).

4. Способ определения токсичности тяжелых металлов для микроорганизмов почвы» - В сб.: Новые научные разработки, предлагаемые учеными UI7 для внедрения в народное хозяйство,. 1Í,,19S3,

-с. ' (в соавторстве с В.С.Гуэевым).

Поди, к печати

. ■ Ф«1. тг. л. -í i~ • Уч.-МД. Л, к 4? ■Зам» Тир.ж

Нзд-во Московскйго уяимрситет». Mocita. К-9. ' у*. Гервдвд, б/Т.

Tenor рафия Им-u МГУ. Моек»*, Ленгоры