Состояние микробных ценозов дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью

Матенькова, Елена Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Состояние микробных ценозов дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Состояние микробных ценозов дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью"

На правах рукописи МАТЕНЬКОВА Елена Анатольевна

СОСТОЯНИЕ МИКРОБНЫХ ЦЕНОЗОВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ НЕФТЬЮ

03.02.08 - Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 7 мд;7 ?012

Новосибирск 2012

005044192

выполнена в ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный

/ 'i аграрный университет»

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Наплекова Надежда Ннколаевна

Официальные оппоненты Цилысе Регинальд Александрович,

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», заведующий кафедрой селекции и генетики сельскохозяйственных растений Пасько Ольга Анатольевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Национального исследовательского

Томского политехнического университета, профессор кафедры общей геологии и землеустройства

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Кемеровский

государственный сельскохозяйственный институт»

Защита состоится «3/»в /£ часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160. Тел/факс: 8(383)264-29-34, e-mail: norge@ngs.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» и на сайте www.nsau.edu.ru

Автореферат разослан «cffi »¿7/?Л£/&/20 12

г.

Ученый секретарь диссертационного совета Маренков В.Г.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЬ

Актуальность работы. Нефть и нефтепродукты относятся к приоритс :йым загрязнителям биосферы. Аварийные разливы нефти превращают почвь! в техногенные пустыни. Вследствие того, что масштабы нефтяных загрязнений огромны, а процесс самоочищения нефтезагрязненных почв затягивается на 10-25 лет (Оборин и др., 1988; Пиковский, 1993), исключительную важность приобретает проблема совершенствования биотехнологии рекультивации почв. При этом, несмотря на имеющиеся достижения в этом направлении (Мурзаков и др., 1992), проблема восстановления нефтезагрязненных почв по-прежнему далека от своего окончательного решения. Поэтому совершенствование способов очистки поврежденных почв остается важной биотехнологической задачей, решение которой невозможно без познания особенностей функционирования микробных ценозов в почвах нефтезагрязненных экосистем.

Биологическая деградация нефти в окружающей среде начинается микроорганизмами-деструкторами, поэтому важно, чтобы их численность была высокой (особенно на начальном этапе восстановления экосистемы). Это не всегда возможно, поскольку микробоценоз страдает от токсического шока, вызываемого поступлением больших количеств нефти в случае разлива, и численность микроорганизмов сокращается. Внесение дополнительных количеств эффективных микроорганизмов-деструкторов (биодеструкторов) позволяет усилить и ускорить разрушение нефти. Использование нефтеокисляющих микроорганизмов для очистки почвы является не новой, но недостаточно изученной областью исследований. Вместе с тем, эта проблема представляется актуальной, особенно в связи с растущей потребностью в повышении интенсивности и эффективности процесса биологической очистки.

Цель исследований — изучить биологическую активность дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью, по микробным ценозам и ферментативной активности. Задачи исследований:

1. Определить численность основных эколого-трофических групп микроорганизмов в почве, загрязненной нефтью.

2. Изучить метаболизм микроорганизмов в исследуемой почве.

3. Выделить аборигенные бактерии-нефтедеструкторы из почвы и изучить степень деградации ими разных видов нефти.

4. Определить влияние разной степени нефтяного загрязнения на растения. Научная новизна. Выявлены особенности состава и функционирования

микробных ассоциаций нефтезагрязненных дерново-подзолистых почв Ханты-Мансийского автономного округа. В работе впервые приводятся сведения о влиянии нефтяного загрязнения на состояние стабильности микрофлоры азота и углерода.

Показана большая устойчивость к загрязнению нефтью бацилл и микроскопических грибов. Высокой толерантностью характеризуется аэробный фиксатор азота Аго1оЬас1ег. Выделены микроорганизмы, характеризующиеся высокой активностью деградации нефти.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования расширяют сведения об изменениях состава и функционирования

микроорганизмов в почвах с нефтяным загрязнением. Выявлены микроорганизмы, устойчивые к загрязнению, их можно использовать для диагностики состояния экосистем и разработки стратегии биоремедиации нефтезагрязненных почв и рационального использования микробных ценозов в биотехнологии.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Микробиология», «Экология», «Охрана окружающей среды», «Почвоведение» при подготовке специалистов - агрономов и агроэкологов в сельскохозяйственных вузах Сибирского региона. Защищаемые положения:

1. Загрязнение дерново-подзолистой почвы нефтью приводит к изменению структуры микробоценоза, снижению его биоразнообразия и физиологической активности.

2. Суммарная биологическая активность почвы и степень загрязненности ее нефтью находятся в обратной корреляционной зависимости.

3. Большую толерантность к нефтяному загрязнению проявляют сельскохозяйственные культуры по сравнению с дикорастущими.

4. Применение микроорганизмов - активных деструкторов нефти способствует рациональному использованию биологических ресурсов и самоочищению дерново-подзолистой почвы.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на I Региональной научно-практической конференции «Продовольственная безопасность Среднего Приобья» (Колпашево, 2008); XIV Международной студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009); VII Межрегиональной конференции молодых ученых и специалистов аграрных вузов Сибирского федерального округа «Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса» (Новосибирск, 2009); VI Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семей, 2010); Региональной научно-практической конференции «Химия и жизнь» (Новосибирск, 2010).

Публикации результатов исследований. Материалы диссертации изложены в 12 публикациях, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК («Достижения науки и техники АПК»),

Стру1сгура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка, включающего 165 наименований, в том числе 19 иностранных авторов. Работа содержит 24 таблицы, 11 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору биологических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ Надежде Николаевне Наплековой.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2007-2011 гг. Образцы исследуемой почвы были отобраны в Тюменской области с месторождения нефти «Восточная Правдина» в 2007 г. на разном расстоянии от разлива нефти на глубину 0-20 см. Схема последовательности научного поиска представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема исследований

Степень загрязнения каждого участка оценивалась по содержанию нефти в верхнем слое почвы в соответствии с принятой классификацией нефтезагрязненных земель (Гашев и др., 1992). Выделялись участки с сильным (более 40 %) и средним (от 10 до 40 %) загрязнением.

Микробиологические анализы проводили на кафедре агроэкологии и микробиологии Новосибирского государственного аграрного университета по методам, рекомендованным ВНИИСХМ (Ежов, 1974; Методы..., 1966). Общее количество бактерий, использующих органический азот, учитывали на МПА; бактерий, использующих минеральный азот, и актиномицетов - на КАА; аэробных азотфиксирующих микроорганизмов - на безазотистой среде Эшби; анаэробных азотфиксаторов - на среде Виноградского для клостридий; целлюлозолитических микроорганизмов - на среде Гетчинсона; микроскопических грибов — на подкисленной среде Чапека. Видовой состав доминирующих микроорганизмов определяли по руководствам H.A. Красильникова (1949), H.H. Наплековой (1983), К.С. Bergey (1974), М.А. Литвинова (1967).

Ферментативную активность изучали следующими методами: уреазную активность - экспресс-методом Т.Г. Аристовской (1989); каталазную активность - по методу А.Ш. Галстяна (1956); для определения амилазы использовали методику H.A. Красильникова, В.В. Котелева для фосфатазы (1959) в нашей модификации, с точной дозировкой крахмала. Активность разложения целлюлозы хлопчатобумажной ткани определяли по потере массы целлюлозы, заложенной на определенный срок в почву в лаборатории. Протеолитическую активность определяли по уменьшению массы азотосодержащих веществ желатины (Наплекова, 2001). Дыхание почвы определяли по методу С.М. Маштакова (1954), основанному на учете количественного изменения углекислого газа в окружающем воздухе почвы. Фитотоксичность почвы определяли методом почвенных пластинок (Берестецкий, 1971), используя в качестве критерия всхожесть семян, длину ростков и корней редиса сорта Жара.

Физиологическую активность микроорганизмов определяли по характеру сбраживания Сахаров на среде Гисса, по отношению к различным источникам азота, по интенсивности разложения желатины и по сбраживанию молока.

Изучение биохимических свойств и идентификацию чистых культур бактерий-нефтедеструкторов проводили стандартными методами. При наработке биомассы штаммов в качестве источника углерода к среде 8Е добавляли глюкозу. Для определения их способности к деструкции использовали сырую нефть или нефтепродукты, добавленные по массе.

Для определения антибиотических свойств выделенных культур использовали метод агаровых блочков и метод диффузии в агар (Егоров Н.С, 1957).

Состав и процентное соотношение углеводородов нефти в образцах определяли с использованием газового хроматографа HP 5890А с пламенно-ионизирующим детектором и системой обработки данных «ChemStation».

Полученные экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного анализа с использованием пакетов прикладных программ SNEDECOR (Сорокин, 2004).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗЛ.Численность и состав микрофлоры нефтезагрязненной почвы

Биологическое состояние почвы характеризуется численностью основных групп микроорганизмов, выполняющих определенные функции. Одним из важных факторов, влияющих на размножение микроорганизмов, является наличие минеральных и органических веществ (Асонов, 2001).

Действие нефтяного загрязнения на дерново-подзолистую почву оценивали по численности и составу микробоценоза (табл. 1).

Результаты исследования показали, что типы ответных реакций на нефтяное загрязнение для разных групп почвенных микроорганизмов сильно различаются.

Численность бактерий, усваивающих органические формы азота (МПА), в исследуемой контрольной почве составила 2,040 млн КОЕ/г почвы, что находится в пределах среднемноголетних значений, приведенных И.Л. Клевенской и др. (1974).

Установлено, что численность аммонификаторов в почве, загрязненной нефтью, варьирует от 0,200 до 0,660 млн КОЕ/г почвы, среди них отмечены микроорганизмы, толерантные к этому загрязнению, и при участии которых происходит окисление различных углеводородов нефти.

Наибольшую активность проявили специализированные аммонификаторы, способные окислять газообразные ароматические углеводороды. Так, при среднем и сильном загрязнении почвы численность бактерий рода Bacillus была выше, чем в контроле, на 76 и 70% соответственно (в контроле -238 тыс. КОЕ/г почвы).

Среди микроорганизмов, выделенных на МПА, преобладают спороносные формы рода Bacillus.

Таблица 1. Микрофлора дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью

Загрязнение Аммони- Микроорганизмы, Грибы тыс./г Azotobacter,%

фикаторы, млн использующие почвы

КОЕ/г почвы минеральный азот, млн КОЕ/г почвы

Контроль 2,040±0,030 7,248±0,790 1,30±0,89 100

Среднее 0,660±0,120 2,948±0,490 0,30±0,33 100

Сильное 0,200±0,230 2,248±0,210 51,00±13,90 98

HCPos 0,17 1,92 27,9 3,3

Для микрофлоры, усваивающей минеральные источники азота, в опыте установлено снижение общей численности микроорганизмов по сравнению с контрольным вариантом на 59,3 - 69,0 %.

В дерново-подзолистой почве преобладают микроорганизмы, предпочитающие минеральные формы азота по сравнению с органическими (аммонификаторами), это указывает на выраженное преобладание процесса минерализации. В контрольной почве коэффициент минерализации составляет 3,6, а при загрязнении он увеличивается в 1,2-3,1 раза. Причем увеличение процесса минерализации особенно велико при сильном загрязнении. Это подтверждает ту мысль, что в загрязненной почве активнее развиваются микроорганизмы, усваивающие минеральный азот, которые наиболее устойчивы к ряду углеводородов нефти, чем аммонификаторы.

Наряду с изменением численности микроорганизмов, изменилась и структура микробоценоза. Если в контроле и в варианте со средним загрязнением развивались все таксономические группы микроорганизмов - бактерии, грибы, актиномицеты, то при сильном загрязнении доминировали грибы, качественный состав которых многочисленный - Cladosporium elegantulum Pidopliezko et Deniac, Pénicillium funiculosum Zink ex Fries, Monotospora brevis Gilman et Abbott, Monilia brunnea Gilman et Abbott, Torula allii (Hanz) Saccardo, Dicoccum asperum (Corda) Sacardo, Humicola grísea Traaen, Cephalosporium oudemansis Corda, Zygosporium echinosporium Bunting et Moson, Mortierella Coemans. Установлено, что при сильном нефтяном загрязнении плотность токсичных грибов (Pénicillium funiculosum Zink ex Fries, Monotospora brevis Gilman et Abbott, Cephalosporium oudemansis Corda, Zygosporium echinosporium Bunting et Moson) возрастала и составляла 23-35% от общей численности микромицетов.

Своеобразно прореагировали на загрязнение аэробные азотфиксаторы. Под влиянием нефтяного загрязнения в небольших дозах азотфиксирующие микроорганизмы получают стимул к развитию вследствие внесения в почву свежего органического материала. Число почвенных комочков, обросших азотобактером на среде Эшби, составило 98-100% во всех вариантах (табл. 1), но в контроле он развивался у комочка почвы, цвет колоний был светло- коричневый. С усилением загрязнения усилилось образование меланиновых пигментов у Azotobacter chroococcum, колонии имели цвет от бурого до почти черного. Возможно, что они способны к использованию низкомолекулярных фракций нефти.

Наряду с азотобактером развивался другой активный анаэробный фиксатор атмосферного азота - Clostridium pasteurianum. Сильное загрязнение почвы нефтью способствовало развитию анаэробных процессов, и развитие этого азотфиксатора отмечено до разведения 10"7, а в контрольном варианте - 10" .

Таким образом, установлено, что к нефтяному загрязнению наиболее устойчивы спорообразующие бактерии, микромицеты и азотфиксаторы. Развитие этих микроорганизмов увеличилось в ряду: контроль< среднее загрязнение <сильное загрязнение.

3.2. Ферментативная активность почвы при нефтяном загрязнении

Каталазная активность в контрольной дерново-подзолистой почве бедная (1,48 см3 02 за 1 мин в 1 г почвы) по шкале оценки степени обогащенное™ ферментами (Звягинцев, 1978).

При нефтяном загрязнении в связи с гидрофобной способностью нефти ухудшается кислородный режим, что приводит к снижению каталитической активности аэробных почвенных микроорганизмов, в частности аммонификаторов, на 2,0-8,1% (рис. 2).

1,3 "Ч™*"™™"™1""

Контроль Среднее Сильное

Рис. 2. Каталазная активность дерново-подзолистой почвы при нефтяном загрязнении

Аммонифицирующие микроорганизмы являются продуцентами протеазы. При сильном нефтяном загрязнении отмечено снижение активности этого фермента в 11,8 раза по отношению к контрольной почве. Между контролем и вариантом со средним загрязнением отличия в протеолитической активности недостоверны, хотя тенденция к снижению проявляется достаточно четко.

При определении амилазной активности установлено, что нефтяное загрязнение способствует снижению массы разложившегося крахмала в 1,7-2,3 раза (рис. 3). Это связано с угнетением растений при нефтяном загрязнении, что сказывается на снижении содержания крахмала в почве и амилолитической активности.

з - 3 ¿Я

!}• "0 5 V 0 .

Контроль Среднее Сильное

Рис. 3. Амилазная активность дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью

Наиболее чувствительными к загрязнению ароматическими углеводородами являются целлюлозоразрушающие бактерии, которые могут служить индикаторами загрязнения почв (Киреева, 1995). Установлено, что численность миксобактерий при сильном загрязнении нефтью снижается в 2,2 раза по сравнению с контролем (табл. 2). Толерантными к загрязнению оказались грибы рода ИетМЫт. В лабораторных условиях на среде с целлюлозой при оптимальной температуре (24-26 °С) и влажности (60% от полной влагоемкости) обнаружено большое количество грибов (100%), но их развитие происходило у комочков почвы, и разрушение полотна, как правило, отсутствовало, что свидетельствует о их низкой целлюлозолитической активности.

Таблица 2. Целлюлозолитическая активность дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью__

Загрязнение Общее разложение хлопчатобумажного полотна, % Миксобактерии,% Грибы,%

Контроль 95,00±5,00 63,30±3,30 75,00±14,40

Среднее 96,00±3,30 48,30±1,70 23,30±3,30

Сильное 15,00±5,00 28,30±4,40 100,00±0,33

НСР 05 15,6 11,5 29,6

Нефтяное загрязнение изменяет структуру микробных сообществ, что непосредственно отражается на общебиологическом показателе - интенсивности дыхания почвы. По мере удаления от загрязнения интенсивность дыхания почвы увеличивается. Если при сильном и среднем загрязнении дыхание почвы составляло 0,0032 и 0,0027 г СО2 на 1 г почвы соответственно, то в слабозагрязненной почве оно было в 4 раза выше.

Установлено, что между степенью загрязненности и метаболизмом основных эколого-трофических групп микроорганизмов имеется тесная обратная корреляционная зависимость (с каталазой г=-0,68; амилазой г=-0,96; протеазой г=-0,88; целлюлазой г=-0,79; дыханием почвы г=-0,91).

3.3. Антагонизм бактерий, выделенных из нефтезагрязненных почв, к фито- и условно - фитопатогенным грибам

Из дерново-подзолистой почвы выделены 14 культур бактерий-деструкторов нефти общепринятыми методами. Каждому выделенному штамму присвоен свой порядковый номер.

Штаммы под номерами 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07 выделены из почвы с сильным загрязнением, 19, 110 - из образца почвы среднего загрязнения, 2.13- из образца почвы слабого загрязнения, 315, 316, 317 - из образца почвы контрольного варианта. Внешний вид клеток оказался однообразным. Бактерии грам положительные, в основном спорообразующие, с закругленными концами, расположенные поодиночке, парами или в виде короткой цепочки. Спора овальная, расположена термально, ближе к концу клетки. Большинство выделенных деструкторов нефти относятся к бациллам.

Ранее было изучено, что при нефтяном загрязнении лучше всего развивается грибная микрофлора.Поэтому особое значение приобретают работы по поиску микробов-антагонистов, подавляющих фитопатогенные грибы, что позволяет осуществить оздоровление почв.

У выделенных бактерий - деструкторов нефти, выращенных на белковом азоте, изучали антагонизм к условно - фитопатогенным грибам: Alternaría tenuis, Bipolaris sorokiniana, Aspergillus flavus, Stahybotrys alternans, Monotospora brevis, Penicillium notatum.

Результаты исследований показали, что к грибу Alternaría tenuis виделена одна бактерия-антагонист, дающая зоны угнетения роста гриба от 12 до 17 мм. Значительно больше бактерий-антагонистов обнаружено к грибу Bipolaris sorokiniana (3 вида). Наиболее активными были виды под № 04 и 07, выделенные из почвы с сильным нефтяным загрязнением, которые давали зоны угнетения от 12 до 20 мм, а также культура № 212, выделенная из почвы со слабым нефтяным загрязнением. Она давала зоны угнетения гриба от 20 до 26 мм. Гриб Monotospora brevis подавляли два вида бактерий-антагонистов -№ 04 и № 19, выделенная из почвы со средним нефтяным загрязнением. Они давали зоны угнетения от 14 до 19 мм (табл. 3).

Таблица 3. Антагонизм бактерий к фитопатогенным грибам на белковом азоте (зона угнетения, мм)_

Номер культуры Alternaria tenuis Bipolaris sorokiniana Monotospora brevis

07 12-17 12-20 -

04 - 16-20 15-18

19 - - 14-19

212 - 20-26 -

Таким образом бактерии - антагонисты фитопатогенных грибов не выделены из контрольной дерново-подзолистой почвы. В почве со слабым, средним и сильным нефтяным загрязнением встречаются бактерии-антагонисты микромицетов. В сильно загрязненной почве число антагонистов бактерий к грибам увеличивается, и антагонистическое действие одного и того же вида бактерий проявляется к нескольким видам грибов. Судя по размеру зон угнетения, органический источник азота способствует проявлению активного антагонизма бактерий к фитопатогенным и условно - фитопатогенным грибам в дерново-подзолистых почвах.

По результатам исследований установлено, что антагонизм бактерий -нефтедеструкторов зависит от источника азота в среде (табл. 4).

Таблица 4. Антагонизм бактерий к грибам на разных источниках азота

Источник азота Alternaria ienius Bipolaris sorokiniana Aspergillus Jlavus Stahybotrys alternans Monotospora brevis Penicillium notatum

Пептон 213/20 316/20 04/15 213/20 213/15

315/15

ЫаЫОз 05/15 05/20 05/18 03/20

315/20 315/17 04/15

кш2 19/15 03/15

04/15

06/12

110/15

ЪШ^Од 07/1,5 06/1,5 19/20 317/15

19/2,0

213/1,5

Примечание. В числителе - номер культуры, в знаменателе - зона угнетения роста гриба, мм.

Содержание в среде нитритного и аммонийного азота стимулирует продуцирование бактериями - деструкторами нефти антибиотиков и ускоряет их развитие. Наиболее отзывчивы на внесение в среду нитритного азота культуры 03; 04;06 (выделенные из сильнозагрязненной почвы), 19, 110 (выделенные из почвы со средним загрязнением). При внесении аммонийного азота проявили антагонизм культуры 06, 07, 19, 213 (выделенная из почвы со слабым загрязнением), 317 (выделенная из контрольной почвы).

Из 11 изученных источников углерода по результатам метода диффузии в агар (табл. 5) наиболее сильно антагонизм бактерий проявляется при наличии

мальтозы (10 культур), лактозы (8 культур), крахмала (7 культур). Так же сильно проявляется антагонизм при наличии в почвах рамнозы (6 культур).

Таблица 5.Антагонизм бактерий к грибам на средах с разными углеводами (зона угнетения, мм)____|___

Углевод АНетапа 1епшз Ыро1агЬ уогокШапа Азре^Шия /1еп>ш $1аИуЬо1гуч акетат МопоШрога ЬгеУ1$ РетсИИит по!аШт

Маннит 19/17

Галактоза 110/13 06/18 19/15

213/17 213/16 110/16

316/14

Глюкоза 315/15 212/12 315/20 315/10

315/20

316/15

Крахмал 19/25 02/25 03/15 07/17

03/20 213/15

04/20

07/20

19/25

213/15

315/25

Мальтоза 07/15 03/12 110/20 04/15 07/19 19/15

05/15 316/17 19/25 317/20 315/13

07/12 317/13 212/20

110/10

316/12

Сахароза 06/15 04/15 05/15 212/15 07/12

Лактоза 213/10 03/19 01/15

317/20 19/15 212/15

213/15

317/15

Фруктоза

Ксилоза 07/10 03/17 317/15 03/12

04/15

07/15

Рамноза 213/20 02/20 07/12 05/15

07/15 315/20

317/20

Сорбит 06/15 01/10 06/15 06/10

213/18 315/15

Таким образом, антагонизм бактерий к условно - фитопатогенным грибам зависит от источника азота и углерода в среде и проявляется активно при наличии нитритного и аммонийного азота, мальтозы, крахмала. Полученные данные необходимо учитывать при использовании этих деструкторов для биоремедиации.

3.4. Деструкция нефти микроорганизмами и возможности применения их для ремедиации почв

Проведена оценка степени утилизации нефти ассоциацией штаммов микроорганизмов, выделенных ранее из нефтезагрязненных почв и хранящихся в музее микроорганизмов ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. В нее вошли неспорообразующие бактерии и дрожжи, которые оказались наиболее эффективными утилизаторами н-алканов. Степень деструкции ими н-алканов в титре 107, взятых в соотношении 1:1, при рН 7,0 достигала 92% за 6 суток (рис.4).

Время удерживания, мин.

Рис. 4 Газовая хроматограмма хлороформного экстракта васюганской нефти без добавления деструкторов (А) и после биодеструкции ассоциацией штаммов микроорганизмов (Б) в течение 6 суток инкубирования при 23 °С и рН среды 7,0

При рН 5,0 утилизация н-алканов составляла 87%, а при рН 8,5 - 75% за 6

суток.

Загрязнение нефтью чаще всего бывает нефтесолевое. Известно, что в условиях высокого засоления среды сильнее ингибируется микробная деструкция ароматических и других гидрофобных соединений, чем растворимых субстратов (Oren, 1992).

Выяснено, что при повышенных концентрациях соли степень биодеструкции остается значительной: при 5% NaCl степень утилизации достигает 78%, а при 7% NaCl - 73% за 6 суток.

Эта же ассоциация достаточно эффективно утилизировала образцы нефти, отличающиеся наличием большого количества тяжелых углеводородов (нефть Усинского месторождения). При температуре 23-25 "С утилизация н-алканов

усинской нефти составляла 92% за 6 суток, в то время как деструкция н-алканов более легкой васюганской нефти достигала 82% при температуре 4-6 °С.

В образцах нефти после взаимодействия с микроорганизмами -деструкторами обнаружены изменения, характерные для биологической деградации: на первых этапах - мощная биоэмульгация, далее - полное исчезновение нефтяной пленки на поверхности среды. Газохроматографический анализ остаточной нефти показал изменение состава углеводородов по сравнению с контролем.

3.5. Использование сельскохозяйственных культур и дикорастущих растений для фиторемедиации нефтезагрязненных почв

Почва считается восстановленной от нефтяного стресса, если на ней могут произрастать травянистые растения, древесные или сельскохозяйственные культуры.

В почве при нефтяном загрязнении уменьшается доступность для растений и микроорганизмов воды и питательных минеральных веществ, уменьшается концентрация доступного растениям фосфора, нитратного азота, калия, резко увеличивается количество анаэробных микрозон. При таких условиях, а также действии остальных стрессовых факторов происходит увеличение количества корневых выделений растением.

При посеве культурных растений в нефтезагрязненные почвы всходы появились на 3-й день.

В ходе исследования было установлено, что нефтяное загрязнение в концентрации 5, 10, 15 % практически не влияет на всхожесть всех изучаемых культур (табл. 6). Размер ростков и корней в вариантах с загрязнением снижался в 2-4 раза. Особенно заметно проявление токсичности нефти на развитии корневой системы. В контрольном варианте корни овощных культур в среднем достигали 12-62 мм в длину. При загрязнении размер корней снижался в 3 раза, на корнях образовывался бурый слой и они утолщались, поднимались на поверхность почвы.

Снижение всхожести на уровне от 5 до 15 % наблюдалось по всем изученным овощным культурам.

Таким образом нефтяное загрязнение дерново-подзолистой почвы в пределах от 5 до 15% к массе почвы показывает тенденцию к снижению всхожести семян и достоверному угнетению размера ростков и корней всех изученных овощных культур (редиса сорта Жара, капусты белокочанной Номер первый Грибовский 147, свеклы столовой).

Степень угнетения их усиливается по мере увеличения степени негативного загрязнения от 5 к 10 и 15% к весу почвы.

Особенно чувствительной культурой к сильному нефтяному загрязнению оказался редис сорта Жара, который при сильном загрязнении имел размер корней в 4 раза меньше, чем в контроле, а размер ростков в - 3,8 раза.

Лабораторные опыты показали, что фитотоксичность почвы находится в прямой зависимости от загрязнения. Выявлено, что степень ингибирования роста и развития растений пропорциональна дозе нефти.

Нефтяное загрязнение оказало отрицательное влияние на прорастание куриного проса сразу после высева семян в грунт. Это объясняется как токсичностью самой нефти, так и приобретением почвой гидрофобных свойств.

Таблица 6. Всхожесть, размер ростков и корней овощных и злаковых культур на образцах почвы с разным нефтяным загрязнением_

Вариант Всхожесть,% Размер ростков, мм Размер корней, мм

Редис сорта Жара

Контроль 90,00±4,04 53,00±7,50 62,00±1,55

5% 85,00±8,66 18,00±1,15 21,00±0,57

10% 75,00±0,00 17,00±2,88 20,00±1,73

15% 75,00±2,88 14,00±2,30 16,00±2,30

НСР05 16,27 13,77 5,15

Капуста белокочанная Номер первый Грибовский 147

Контроль 95,00±2,88 42,00±4,61 30,00±4,04

5% 90,00±4,04 14,00±2,30 11,00±0,57

10% 85,00±5,77 13,00±1,73 10,00±1,73

15% 90,00±1,15 12,00±2,30 11,00±3,28

НСР05 12,56 9,64 8,99

Свекла столовая

Контроль 60,00±8,66 29,00±0,57 12,00±1,15

5% 60,00±7,26 15,00±1,73 7,00±1,15

10% 50,00±4,41 15,00±2,88 4,00±1,15

15% 45,00±2,88 15,00±0,57 4,00±0,57

НСР05 19,02 5,64 3,39

Пшеница Новосибирская 29

Контроль 100,00±0,00 89,00±0,58 86,00±3,46

5% 95,00±2,89 61,00±0,57 59,00±5,77

10% 95,00±2,88 57,00±0,04 49,00±6,00

15% 95,00±2,89 39,00±5,19 41,00±0,57

НСР05 8,15 10,86 14,49

Подобная картина наблюдалась и у семян звездчатки. Через 4 дня всходы звездчатки появились недружно, причем, чем выше концентрация нефти, тем меньше число проростков. Уже при 5%-м нефтяном загрязнении всхожесть снизилась на 12% по сравнению с контрольным вариантом. По мере прорастания семян с увеличением дозы загрязнителя эта величина снижалась.

При всех концентрациях нефти размер ростков звездчатки отставал от контроля, при различных дозах высота была в 4 и более раз ниже, чем в контроле.

Интерес представляет изучение влияния нефтяного загрязнения на развитие корневой системы. Длина корней растений звездчатки даже при 5%-м загрязнении составляла только 1/5 от длины корней в контрольном варианте. При 10 и 15%-м уровне загрязнения длина корней растений звездчатки была в 9 раз меньше длины корней растений, выросших на незагрязненной почве (табл. 7).

Таблица 7. Всхожесть, размер ростков и корней звездчатки на образцах почвы с разным нефтяным загрязнением___

Вариант Всхожесть,% Размер ростков, мм Размер корней, мм

Звездчатка

Контроль 44,00±2,30 92,00±1,15 47,00±4,04

5% 32,00±2,30 22,00±2,30 9,00±0,58

10% 19,00±2,40 16,00±1,16 5,00±1,73

15% 10,00±1,15 15,00±2,89 5,00±0,57

НСР05 6,79 7,89 7,29

Интересно проследить реакцию культурных растений на постепенное загрязнение почвы. Повышение силы влияния фактора в градации 5, 10, 15% не вызывает достоверно различающегося снижения размера ростков растений по сравнению с предыдущим уровнем загрязнения нефтью.

Что касается реакции звездчатки на постепенное загрязнение почвы, то наблюдалось незначительное снижение размера ростков по сравнению с предыдущими дозами. Это явление наблюдалось и по отношению к отдельным морфологическим признакам, а именно длине корней (см. табл. 7).

Таким образом, для фиторемедиации почв из изученных сельскохозяйственных культур возможно использовать зерновые культуры, из дикорастущих растений наиболее устойчивой оказалась звездчатка.

3.6. Прогноз самоочищающей способности нефтезагрязненных почв

Учитывая то обстоятельство, что в наших исследованиях состав и структура микробных сообществ изучались после аварийной ситуации, то по процессу ее изменения можно считать, что самое раннее самоочищение можно ожидать через 7-11 лет по четырем показателям (аэробным азотфиксаторам, целлюлозоразрушающим микроорганизмам, каталазе и уреазе), если принять средний показатель самоочищения 10% в год. Остальные показатели могут прийти к стабильному состоянию через 30-110 лет. Особенно медленно будет восстанавливаться численность аммонификаторов.

При интродукции в почву микроорганизмов-деструкторов процесс самоочищения можно значительно ускорить. Но активное действие микроорганизмов ограниченно весеннее - летнее - осенним периодом. Для данной технологии сложными являются случаи толстой (свыше 3 мм) нефтяной пленки. Доступ воздуха в почву при этом прекращается, и растительность погибает быстрее, чем микроорганизмы успевают разрушить нефтепродукты -ведь этот процесс требует от двух недель до трех месяцев, что зависит от состава нефти и наличия в ней тех или иных углеводородов.

В климатических условиях Сибири самоочищение с помощью эндогенных углеводородразрушающих микроорганизмов происходит с низкой скоростью. В связи с этим интродукция микроорганизмов в почву для ремедиации представляется более эффективным приемом. Но для этого целесообразно применять штаммы представителей местной углеводородредуцирующей

микрофлоры. Необходимо также создавать более благоприятные условия для реализации их способности к разложению нефти в природной обстановке. Считается, что этого достичь можно внесением в почву, загрязненную нефтью, минеральных удобрений.

Внесение (ЫРК)90 и посев огурца и гороха в почву с нефтяным загрязнением и аборигенными микроорганизмами с дополнительной интродукцией нефтедеструкторов показало, что в контроле всходы огурца появились уже на 3-й, а гороха на - 9-е сутки. На фоне загрязнения нефтью они всходов не дали даже в течение 21 суток. Внесение одних минеральных удобрений слабо сказалось на всхожести семян. И только совместное внесение микроорганизмов - деструкторов нефти и минеральных удобрений повысило деградацию нефти, чем снизило ее токсичность и повысило всхожесть семян. Всходы огурца появились на 3-й сутки (20%) и к 13-му дню составили 60%, а гороха - появились на 10-е сутки (30%) и к 21-му дню составили 40%. Развитие растений на незагрязненной дерново-подзолистой почве шло нормально. На 3-й сутки появились всходы, а на 7-е сутки всходы составили 70% и у растений появился 3-й лист. Они достигли размера 10-12 см. На 9-е сутки сформировался 4-й лист.

Что касается гороха, то на незагрязненной почве его всходы появились на 9-й день (40%) и к 21-му дню его всходы достигли 60% и нормально развивались.

На почве, загрязненной нефтью, с внесением минеральных удобрений только 10% семян гороха взошли и дали очень мелкие растения, которые после 13 дней роста погибли. Без внесения минеральных удобрений на нефтезагрязненной почве горох всходов не дал.

Интродукция микроорганизмов в почву привела к частичному разрушению нефти, что привело к снижению ее токсичности по отношению к гороху. Всходы его составили на 10-е сутки 30%, и растения практически нормально развивались в течение всего опыта (21 сутки), хотя по размерам заметно отличались от контроля.

Приведенные данные показывают, что рекультивация нефтяных территорий одним внесением минеральных удобрений - процесс крайне медленный. Дополнительное внесение микроорганизмов ускоряет процесс, но состояние исходной почвы за период опыта не достигается.

Следует сказать, что в нашем модельном опыте вносили 2 г нефти на 100 г почвы, что составляло 2%. Это загрязнение было более высоким, чем в опыте Е.В. Донца (2008), изучавшего влияние нефтяного загрязнения на всхожесть семян и рост проростков березы повислой. В этой работе установлено, что предельно допустимая концентрация нефти для данного вида - 1 мг/л, а концентрации с 10 мг/л и более 50 мг/л резко, до 50%, снижают всхожесть семян и сокращают среднюю продолжительность прорастания.

Прогнозы о скорости деградации нефти на нефтезагрязненных территориях весьма проблематичны, так как сильно зависят от качества нефти, фитоценоза, экологических условий расположения микроорганизмов и состава самих микробных ассоциаций.

выводы

1. Нефтяное загрязнение негативно влияет на деструкционный блок микроорганизмов дерново-подзолистой почвы, приводя к заметному снижению численности микроорганизмов и перегруппировке их таксономического состава. Заметно увеличивается численность микроскопических грибов (в 39 раз), и повышается коэффициент минерализации (в 3 раза).

2. Загрязнение нарушает деятельность микробных ценозов, что приводит к снижению интенсивности дыхания в сильно загрязненной почве в 4 раза.

3. Метаболическая активность биоты снижается в почве с нефтяным загрязнением. В сильно загрязненной почве численность антагонистов бактерий к фитопатогенным и условно - фитопатогенным грибам увеличивается, и антагонистическое действие одного и того же вида бактерий проявляется к нескольким видам грибов.

4. Выявлено, что ингибирование роста и развития растений пропорционально степени загрязнения нефтью. Нефтяное загрязнение в концентрации 5, 10, 15 % практически не влияет на всхожесть семян сельскохозяйственных растений: редиса, капусты, свеклы, пшеницы, но угнетает развитие их ростков и корней. В контрольном варианте корни овощных культур в среднем достигали 12-62 мм в длину. При загрязнении размер корней снижался в 3 раза. Дикорастущие растения (звездчатка и куриное просо) угнетаются сильнее, чем культурные. Внесение минеральных удобрений и интродукция микробного сообщества снижают токсическое действие нефти и всхожесть семян растений (огурца, гороха) к контролю, но стабильного состояния не достигается.

5. Скорость деструкции нефти зависит от экологических условий. Более интенсивно протекает процесс при температуре 23-25 °С и нейтральной реакции среды. Снижение температуры до 4-6 °С и рН среды до 5,0 замедляют деградацию нефти вследствие создания неблагоприятных условий для развития микроорганизмов.

6. Изменения состояния показателей микробного ценоза дерново-подзолистой почвы позволяют сделать прогноз биоремедиации сильно нефтезагрязненной территории Ханты - Мансийского автономного округа Тюменской области по одним показателям (аэробным азотфиксаторам, целлюлозоразрушающим микроорганизмам, каталазе и уреазе) за 7-11 лет, по другим (дыхание, анаэробные азотфиксаторы, аммонификаторы, коэффициент минерализации) -за 30-110 лет.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

При определении действия нефтяного загрязнения целесообразно проводить комплексную оценку его влияния на состояние отдельных звеньев микробоценозов. В качестве критериев могут быть использованы изменения структуры микробных сообществ и их ферментативная активность.

Публикации по материалам диссертации

1. Матенькова Е.А. Целлюлозолитическая активность почв, загрязненных нефтью/Е.А. Матенькова, H.H. Наплекова// Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: сб. материалов Всерос. науч.- практ. конф. с междунар. участием (25-27 нояб. 2008 г.). - Киров, 2008. - С. 188-189.

2. Матенькова Е.А. Влияние нефтяного загрязнения на микробный ценоз дерново-подзолистой почвы Тюменской области /Е.А. Матенькова//Сб. тр. 1-й Регион, науч.-практ. конф. «Продовольственная безопасность Среднего Приобья».- Колпашево: Сев. фил. НГАУ, 2008.-С.81-82.

3. Матенькова Е.А. Состав микробных ассоциаций дерново-подзолистых почв с нефтяным загрязнением /Е.А Матенькова, H.H. Наплекова// Достижения науки и техники АПК.М.. - 2009.-№4,- С.20-22.

4. Шипилин H.H. Биотестирование токсичности почвы в радиусе действия нефтезагрязнения Ханты-Мансийского автономного округа /H.H. Шипилин, Н.Н.Наплекова, Д.С.Жаннин, Е.А. Матенькова// Системно-экологическая оптимизация фитосанитарных технологий: сб. науч. тр., посвящ. 25 летию науч. шк. по защите растений.-Новосибирск, 2009 - С.52-61.

5. Сапронов С.Ю. Действие бактерий-антагонистов из почвы разного нефтяного загрязнения на фитопатогенные грибы /С.Ю. Сапронов, Е.А. Матенькова // Материалы XIV Междунар. студ. конф. «Экология России и сопредельных территорий» / Новосиб. гос. ун-т. -Новосибирск, 2009. - С. 187.

6. Матенькова Е.А. Влияние нефтяного загрязнения на биологическую активность почвы /Е.А. Матенькова// Тр. Всерос. совета молодых ученых и специалистов аграр. образоват. и науч. учр./ Рос. акад. наук. - М.,- 2009. - Том 2. - С.67-70.

7. Матенькова Е.А. Изменение аммонифицирующей и азотфиксирующей способности и фитотоксичности почвы при нефтяном загрязнении/Е.А. Матенькова // Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса Сибири: материалы VII Межрегион, конф. молодых ученых и специалистов аграр. вузов Сиб. федерал, округа (3-5 июня

2009). - Новосибирск, 2009,- С.65-67.

8. Матенькова Е.А. Изменение биологической активности почвы при нефтяном загрязнении /Е.А.Матенькова// Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. (4-7 февр.

2010).-Семей, 2010. - Т.2 - С.399-401.

9. Матенькова Е.А. Адаптация микроорганизмов к нефтяному загрязнению/Е.А. Матенькова, H.H. Наплекова// Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой: материалы V Межрегион, конф. молодых ученых (28 сент. - 1 окт.).- Саратов, 2010.- С.63.

10. Югрина К.А. Влияние нефтяного загрязнения на всхожесть и размер проростков овощных культур /К.А. Югрина, Н.С.Белоусов, Е.А. Матенькова// Химия и жизнь: сб. тез. и докл. регион, науч.-практ. конф. / Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск, 2010 - С.211-213.

11. Драчева Ю.Ю. Физиологическая активность микроорганизмов, выделенных из дерновоподзолистой почвы с нефтяным загрязнением, в разных

экологических условиях /Ю.Ю. Драчева, Е.А. Матенькова// Химия и жизнь: сб. тез. и докл. регион, науч.-практ. конф. / Новосиб. гос. аграр. ун-т. -Новосибирск, 2011- С.193-195.

12. Сапронов С.Ю. Влияние нефтяного загрязнения на биологическую активность почвы и урожайность шестирядного ячменя «Робус» /С.Ю.Сапронов, Е.А. Матенькова// Химия и жизнь: сб. тез. и докл. регион, науч.-практ. конф. / Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск, 2012.- С.236-239.

Подписано в печать 23.04. 2012г. Формат 60 х 84 "16. Бумага для множительных аппаратов. Печать офсетная. Гарнитура Times New Roman. Объём 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 531 Отпечатано в издательстве НГАУ 630039, РФ, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, офис 106. Тел.факс (383) 267-0910. E-mail: 2134539@mail.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Матенькова, Елена Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ.

1.1. Влияние нефтяного загрязнения на почвенную микрофлору.

1.2. Влияние нефтяного загрязнения на ферментативную активность почв

1.3. Биологическая активность почв, загрязненных различными нефтепродуктами.

1.4. Биоремедиация нефтезагрязненных почв.

1.5. Фитотоксичность почвы загрязненной нефтью.

ГЛАВА 2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Особенности природно-климатических условий Тюменской об ласти.

2.2. Характеристика почв Тюменской области.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Объекты и методы исследований.

3.2.Почвенно-климатические условия Тюменской области в период проведения исследований.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Характеристика исследуемой нефти.

4.2.Численность и состав микрофлоры нефтезагрязненной почвы.

4.3. Влияние нефтяного загрязнения на дыхание почвы.

4.4.Ферментативная активность почвы при нефтяном загрязнении.

4.5.Биологическая активность нефтезагрязненной почвы.

4.6.Деструкция нефти микроорганизмами и возможности их применения для ремедиации почв.

4.7. Использование сельскохозяйственных культур и дикорастущих растений для фиторемедиации нефтезагрязненных почв.

4.8.Прогноз самоочищающей способности нефтезагрязненных почв.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Состояние микробных ценозов дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью"

Актуальность темы. Нефтедобывающая промышленность и трубопроводный транспорт по уровню негативного влияния на окружающую среду приближаются в перечне наиболее «грязных» отраслей в России к таким лидерам, как черная и цветная металлургия, нефтехимия и электроэнергетика. От всех объектов нефтегазовой отрасли в окружающую среду попадает большое количество загрязняющих веществ.

Крупные аварии и ЧС, связанные с деятельностью нефтегазового комплекса привело к тому, что за 50 лет с момента широкомасштабных его работ уровень заболеваемости практически всех видов в ХМАО выше, чем в среднем по России, что свидетельствует о снижении качества окружающей среды(Пузырев, 2003).

Основные вредные выбросы загрязнителей при добыче нефти и газа происходят при аварийном фонтанировании, опробовании и испытании скважин, испарениях из мерников и резервуаров, очистке технологических емкостей, на установках комплексной подготовки и очистных сооружениях (Мазур, 1996). Проведение рекультивационных работ в местах утечек является одним из важнейших природоохранных мероприятий, направленных на восстановление биогеоценозов загрязненных земель и водоемов.

В настоящее время, нефть является самым востребованным и распространенным источником топлива в мире, в то же время это один из наиболее опасных загрязнителей. Потери при транспортировке нефти, её переработке и хранении в нашей стране составляют 5 % от общей добычи (Маркин, Наумова, 1996). Нефть и нефтепродукты относятся к приоритетным загрязнителям биосферы. Аварийные разливы нефти превращают почвы в техногенные пустыни. Вследствие того, что масштабы нефтяных загрязнений огромны (Пиковский, 1993), а процесс самоочищения нефтезагрязненных почв затягивается на 10-25 лет (Оборин и др., 1988; Пиковский, 1993) 4 исключительную важность приобретает проблема совершенствования биотехнологии рекультивации почв. При этом, несмотря на имеющиеся достижения в этом направлении (Мурзаков и др., 1992), проблема восстановления нефтезагрязненных почв по-прежнему далека от своего окончательного решения. Поэтому совершенствование способов очистки поврежденных почв остается важной биотехнологической задачей, решение которой невозможно без познания особенностей функционирования микробных ценозов в почвах нефтезагрязненных экосистем.

Проблема загрязнения окружающей среды нефтью особенно актуальна для Сибири, где располагается основной нефтегазоносный район России (территория Ханты-Мансийского автономного округа). Негативное влияние нефти распространяется на все составляющие экосистем Севера: ухудшается качество маломощного гумусового слоя, нарушаются аэрация, гидрологический режим и микрорельеф верхних горизонтов почвы, увеличиваются техногенные площади и, как следствие, изменяется биологическое разнообразие природных ландшафтов, разрушаются устоявшиеся трофические цепи. Загрязнение нефтью представляет собой экологическую опасность для живых организмов в связи с такими свойствами, как токсичность, канцерогенность, биоаккумуляция (возможность накопления компонентов нефти в живых организмах).

Для уязвимых северных экосистем со специфическими природно-климатическими условиями (длительный период с отрицательными температурами воздуха, наличие многолетнемерзлых пород), где самоочищение происходит медленно, необходимость биоремедиации не вызывает сомнений. Легко разрушаемые при техногенном воздействии в результате интенсивного освоения природных ресурсов и медленно восстанавливающиеся природные экосистемы требуют разработки особого подхода к решению экологических проблем. Одно из приоритетных решений для Сибири — проведение биоремедиационных работ с использованием микроорганизмов-деструкторов и/или применение органо-минеральных сорбентов естественного происхождения.

Сегодня широко используются различные методы стимуляции природной микрофлоры нефтезагрязненных объектов путем улучшения аэрации, изменения водного и температурного режимов, условий азотного питания, внесения эмульгаторов (Анфимова, Рудакова , 2003). В некоторых случаях исследователи наблюдали не только улучшение очистки, но и обнаруживали негативное влияние некоторых компонентов при внесении их в нефтезагрязненную среду (Плешакова, Дубровская, Турковская, 2005).

В связи с тем, что биологическая деградация нефти в окружающей среде начинается микроорганизмами-деструкторами, важно, чтобы их численность была высокой (особенно на начальном этапе восстановления экосистемы). Это не всегда возможно, поскольку микробоценоз страдает от токсического шока, вызываемого поступлением больших количеств нефти в случае разлива, и численность микроорганизмов сокращается. Внесение дополнительных количеств эффективных микроорганизмов-деструкторов (биодеструкторов) позволяет усилить и ускорить разрушение нефти. Для условий севера оптимальным является внесение психротолерантных микроорганизмов, способных функционировать при пониженных температурах. Целесообразным является внесение подкормки для микроорганизмов в виде минеральных и органических веществ для создания оптимальных условий жизнедеятельности. Одним из эффективных приемов биоремедиации является сочетание использования штаммов-деструкторов, природных сорбентов, высева травянистых растений. Эти технологии очистки от нефтепродуктов являются перспективными, поскольку позволяют без значительного ущерба для природы восстановить экосистемы.

В настоящее время широкое применение получили и микробные препараты, состоящие как из одного вида, так и включающие несколько штаммов микроорганизмов (Биттеева, Бирюков, Щеблыкин и др., 1995;

Развагар, Толмачева, Клец и др., 1998; Чугунов, Ермоленко, Жиглецова, 2000).

В различных источниках освещены вопросы биоремедиации почвенных систем и пути решения проблем нефтезагрязнения в них (Лушников, Завгороднев, Бобер и др., 1999; Кирцидели, Логуткина, Бойкова, 2001; Nocentini, Pinelli, Fava, 1999; Guang-he, Xu Zhang, Wei Uuang, 2000). Таким образом, перспективность исследования вопросов интенсификации роста нефтеокисляющих микроорганизмов, выделенных из различных объектов окружающей среды, очевидна.

Использование нефтеокисляющих микроорганизмов для очистки почвы является не новой, но недостаточно изученной областью исследований. Вместе с тем, эта проблема представляется актуальной, особенно в связи с растущей потребностью в повышении интенсивности и эффективности процесса биологической очистки.

Поэтому вопросы трансформации биологической активности нефтезагрязненных почв и рациональное использование таких биологических ресурсов, как микробные ценозы, выявление специфики их реакции на загрязнение и возможности применения для ремедиации обладают -экологической значимостью и актуальностью.

Цель исследований - изучить биологическую активность дерново-подзолистой почвы загрязненной нефтью, по микробным ценозам и ферментативной активности.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Определить численность основных эколого-трофических групп микроорганизмов в почве, загрязненной нефтью.

2. Изучить метаболизм микроорганизмов в исследуемой почве.

4. Определить влияние разной степени нефтяного загрязнения на растения.

Научная новизна. Выявлены особенности состава и функционирования микробных ассоциаций нефтезагрязненных дерново-подзолистых почв Ханты-Мансийского автономного округа. В работе впервые приводятся сведения о влиянии нефтяного загрязнения на состояние стабильности микрофлоры круговоротов азота и углерода.

Показана большая устойчивость к загрязнению нефтью бацилл и микроскопических грибов. Высокой толерантностью характеризуется аэробный фиксатор азота АгоШЪасХег. Выделены микроорганизмы, характеризующиеся высокой активностью деградации нефти.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования расширяют сведения об изменениях состава и функционирования микроорганизмов в почвах с нефтяным загрязнением. Выявлены микроорганизмы, устойчивые к загрязнению, их можно использовать для диагностики состояния экосистем и разработки стратегии биоремедиации нефтезагрязненных почв и рационального использования микробных ценозов в биотехнологии.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Микробиология», «Экология», «Охрана окружающей среды» при подготовке специалистов - агроэкологов в сельскохозяйственных вузах Сибирского региона.

Защищаемые положения:

3. Большую толерантность к нефтяному загрязнению проявляют сельскохозяйственные культуры, по сравнению с дикорастущими.

Апробация результатов. Результаты исследований докладывались на I Региональной научно-практической конференции «Продовольственная безопасность Среднего Приобья» (Колпашево, 2008); XIV Международной студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009); VII Межрегиональной конференции молодых ученых и специалистов аграрных вузов Сибирского федерального округа «Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса (Новосибирск, 2009); VI Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семей, 2010); Региональной научно-практической конференции «Химия и жизнь» (Новосибирск, 2010).

Публикации результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 12 публикациях, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК («Достижения науки и техники АПК»).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка, включающего 165 наименований, в том числе 19 иностранных авторов. Работа содержит 24 таблицы, 11 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Матенькова, Елена Анатольевна

выводы

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Матенькова, Елена Анатольевна, Новосибирск

1. Абдрахмонов, Т. А. Влияние загрязнений почвы нефтью и нефтепродуктами на ее микрофлору / Т. А. Абдрахмонов, 3. А. Жаббаров, Э. М. Хушвактов // Материалы IV съезда почвоведов и агрохимиков Узбекистана. Ташкент, 2005. - С. 208-209

2. Агроклиматический справочник по Тюменской области (южная часть). Л.: Изд-во ГИМИЗ, 1960. - 151с.

3. Алексеева Т.П. Перспективы использования торфа для очистки нефтезагрязненных почв / Т.П. Алексеева, Т.И. Бурмистрова, H.H. Терещенко, Л.Д. Стахина, И.И. Панова//Биотехнология, 2000.-№1.С.58-64.

4. Андреева И.С. Штамм Alcaligenes sp. El 135 для биоремедиации нефтезагрязненных объектов окружающей среды / И.С. Андреева, Е.К. Емельянова, В.Е. Репин // Патент на изобретение №2271390. Заявка №2004124964/13 от 16.08.04. Патентообладатель ГНЦ ВБ «Вектор»

5. Аристовская Т.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы / Т.В. Аристовская, М.В. Чугунова // Почвоведение. -1989.-№ 11.-С. 142-147.

6. Ассонов Н.Р. Микробиология: учеб. пособие / Н.Р. Ассонов. -Изд. 4-е., перераб. и доп. М.: Колос, 2001. - 352 с.

7. Атлас Тюменской области. Вып. 1. М.-Тюмень: ГУГК, 1971. 27 л.

8. Берестецкий O.A. Микробиологические и биохимические исследования почв/О.А. Берестецкий. Киев: Урожай, 1971. - С. 239-242.

9. Беспалова А.Ю. Влияние микроскопических грибов на подвижность тяжелых металлов в почве при аэротехногенном загрязнении / дисс. канд.биол.наук, М.: МГУ, ф-т Почвоведения, 2003 г. 198 с.

10. Биттеева М.Б., Бирюков В.В., Щеблыкин И.Н., Капотина H.H. Способ очистки сточных вод и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами// Патент РФ № 2038333, БИ №18, 1995

11. Ботоер М. Микробные сообщества в мерзлотных почвах Сибири / М. Ботоер // Тез. докл. II межвуз. конф. Сыктывкар, 1997 г. Сыктывкар, 1997.-С. 54-5515. . Вельков В.В. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы // Биотехнология. —1995. №3, 4. — С. 20—27

12. Вельков В.Ф. Почвоведение: учеб. для вузов / В.Ф. Вельков, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников. М.: Изд. центр «Март», 2004. - С. 294-295

13. Выбор активного микроорганизма-деструктора углеводородов для очистки нефтезагрязненных почв / Е. В. Сжабменов и др. // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 31. - 1995. - № 5. - С. 534-539.

14. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении / А.Ш. Галстян // Тр. НИИ почвоведения и агрохимии МСХ Армении. Ереван: Айастан, 1974. - Вып. 8.- 275 с.

15. Гашев С. H., Казанцева M. /-/., Рыбин А. В., Соромотин А. В. Методика оценки фито-пригодности нефтезагрязненных территорий (с рекомендациями к рекультиваци-онным работам)//Тюменская JIOC ВНИИЛМ. Тюмень, 1992. 13с.

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

17. Голодяев Т.П. и др. Биохимическая оценка почв прибрежной зоны Юга Дальнего Востока от нефтепродуктов / Г.П. Голодяев, Г.И. Иванов. — Владивосток: ДВО АН СССР, 1988.— 37 с.

18. Голодяев Г.П. Патент №2127310(Russ), 1999.

19. Голодяев Г.П. Патент №2160719(Russ), 2000.

20. Голодяев Г.П. Патент №2182529(Russ), 2002.

21. Голодяев Г.П. и др. Патент №2115659(Russ) / Г.П. Голодяев, Т.А. Старовойт, 1998.

22. ГОСТ 2477-65 Нефть и нефтепродукты. Методы определения содержания воды.

23. ГОСТ 1437-75 Нефтепродукты темные. Ускоренный метод определения серы.

24. ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.

25. ГОСТ 11851-85 нефть. Методы определения парафина.

26. Демиденко А.Я. Изучение питательного режима почв, загрязненных нефтью/ А.Я. Демиденко, В.М. Демурджан, А.Д. Шеянова // Агрохимия. 1983. № 9.-С. 100-103.

27. Долгова Л.Г. Применение ферментативной активности как одного из диагностических показателей, характеризующих загрязнение промышленными выбросами почвы// Биологическая диагностика почв .М.: Наука, 1976. С.76-77.

28. Духанин Ю.А. Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая оценка: автореф.дисс. . д-ра. с.-х. наук / Ю.А. Духанин. М., 2007. - 32с.

29. Егоров Н.С. Микробы антагонисты и биологические методы определения антибиотической активности.-М.: Высшая школа, 1957.-27 с.

30. Емцев В. Т. Распространение бактерий Clostridium в почвах и роль этих бактерий в питании растений /В.Т. Емцев // Науч. тр. Ин-та земледелия центр, р-нов нечернозем. Полосы. 1958. - Вып. 18. - С. 147-171.

31. Емцев В.Т. Анаэробные фиксаторы молекулярного азота / В.Т. Емцев // Биологический азот и его роль в земледелии. М.: Наука, 1967.

32. Ежов Г.И. Руководство к практическим занятиям по сельскохозяйственной микробиологии / Г.И. Ежов. М.: Высш. шк., 1974. — 288 с.

33. Ермоленко З.М.,. Жиглецова С. К // Прикладная биохимия и 148микробиология. 2000. Т. 36, № 6. - С. 666-671.

34. Жданов В.М. Занимательна микробиология /В.М. Жданов, Г.В. Выгодчиков, Ф.И. Ершов, А.А. Ежов, Н.Б. Коростилев// М.:-Знание, 1967.190 с.

35. Звягинцев Д.Г. Роль микроорганизмов в биогеоценотических функциях почв / Д.Г. Звягинцев, Т.Г. Добровольская, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова, JI.B. Лысак, О.Е. Марфенина // Почвоведение, 1992. №6, с.63-77.

36. Ившина И.Б. Динамические исследования бактерий в почве нефтезагрязненных структур /И.Б. Ившина, А.А. Оборин, Т.Н. Каменских, JI.M. Рубинштейн, М.А. Шишкин, В.А. Гусев// Биодинамика почв. Таллин. 1998, III всесоюзный симпозиум.-С.34.

37. Ильин Д.Ю. Влияние селена на рост и развитиемикромицетов-продуцентов биологически активных веществ / Автореф. дисс. канд.биол.наук, М.МГУ, Биологический ф-т, 2001. 22 с.

38. Илялетдинов А.Н., Алиева P.M. Микробиология и биотехнология очистки промышленных сточных вод. Алма-ата: Гылым, 1990. 197 с.

39. Исмаилов Н.М. Микробиологическая и ферментативная активность нефтезагрязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: «Наука», 1988. С. 42-56.

40. Исмаилов Н.М. Микробиология и ферментативная активность нефтезагрязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С.42-56.

41. Калачникова И.Г. Динамика микробных популяций в дерново-подзолистой почвепри воздействии нефтяного загрязнения /И.Г. Калачникова, Н.М Колесникова //Биодинамика почв. III всесоюзный симпозиум, Таллин, 1988.-С.83.

42. Карагуйшиева Д.К. Свободноживущие азотфиксаторы почв Казахстана / Д.К. Карагуйшиева. Алма-Ата: Изд-во Наука, 1972. - 199 с.

43. Каретин JI.H. Почвы Тюменской области. Новосибирск: «Наука», 1990. 286 с

44. Киреева H.A. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Автореф. дисс. докт. биол. наук. Башкирский ГУ, 1996

45. Киреева H.A., Галимзянова A.M., Михтахова A.M. Микромицеты почв загрязненных нефтью и их фитотоксичность/ H.A. Киреева, A.M. Галимзянова, A.M. Михтахова //Микология и фитопатология. 2000.- Т.34. -Вып.1. -С.36-41.

46. Киреева H.A. Рост и развитие сорных растений в условиях техногенного загрязнения почвы / H.A. Киреева, A.M. Мифтахова, Г.Г. Кузяхметов // Вестник Башкирского университета /Уфа, 2001.№1.С.32-34

47. Киреева H.A., Водопьянов В.В., Мифтахова A.M. Биологическая активность нефтезагрязненных почв. Уфа.: Гилем. 2001. 376 с.

48. Киреева H.A. Рост и развитие растений яровой пшеницы на нефтезагрязненных почвах и при биоремедиации / H.A. Киреева, A.M. Мифтахова, Г.М. Салахова // Агрохимия. 2006. - № 1. - С. 85-90.

49. Киреева, H.A. Детоксикация нефтезагрязненных почв под посевами люцерны (Medicago sativa L.) / H.A. Киреева, E.M. Тарасенко, М.Д. Бакаева // Агрохимия. 2004. - № 10. - С. 68-72.

50. Киреева H.A. Влияние загрязнения почв нефтью на физиологические показатели растений и ризосферную микробиоту /H.A. Киреева; Е.И. Новоселова; A.C. Григориади// Агрохимия.-2009.-№7.-С.71-80.

51. Кирцидели И. Ю. Влияние интродуцированных нефтеразлагающих бактерий на комплексы почвенных микроорганизмов / И. Ю. Кирцидели, Т. М. Логуткина, И. В. Бойкова // Новости систематики низших растений. 2001. -Вып. 34. С. 45-47.

52. Клевенская И.Л. Микрофлора почв Западной Сибири /И.Л. клевенская, H.H. Наплекова, Н.И. Гантимурова .-Новосибирск: Наука, 1970.-221с.

53. Клевенская И.Л. Олигонитрофильные микроорганизмы почв западной Сибири /И.Л. Клевенская.-Изд-во «Наука», 1974.-219с.

54. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: Изд.-во МГУ, 1989.- 175 с.

55. Козлов К.А. Ферментативная активность почв как показатель их биологической активности / К.А. Козлов // Докл. сиб. почвоведов. -Новосибирск, 1964. С. 96-106.

56. Козлов К.А. Биологическая активность почвы / К.А.Козлов // Изд-во. АН СССР, сер. биол. 1966. - №5. - С. 93-94.

57. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Татосян М.Л. и др. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическое состояние чернозема обыкновенного. Почвоведение, 2006, № 5. 616 с.

58. Коновалова A.C. Ферментативная активность как диагностический показатель |для целинных и окультуренных дерново-подзолистых почв. Почвоведение, 1970,№ 7. - С.25-36.

59. Корсакова М.П. Итоги стационарных работ по биодинамике почв / М.П. Корсакова // Тр. ин-та с.-х. микробиологии. ВАСХНИЛ. - 1929. -Вып.1 - С.4.

60. Костюков И.О. экологические аспекты семенной продуктивности и качества семян календулы лекарственной и салата листового : автореф. дис. .канд.биол.наук /. И.О. Костюков -Новосибирск, 2010 21с.

61. Котова К.Н. Рациональное использование биоресурсного потенциала серой лесной почвы на основе применения биоудобрений: автореф. дис. .канд.биол.наук /К.Н. Котова Новосибирск, 2010 - 20с.

62. Красильников H.A. Определитель бактерий и актиномицетов / H.A. Красильников. М., 1949. - 829 с.

63. Красильников H.A. Влияние почвенных бактерий на усвоение растениями соединений фосфора / H.A. Красильников, В.В. Котел ев // Докл. АН СССР. 1956. - Т.110, № 5. С.858-861.

64. Кукишева A.A. Влияние экологических факторов на микрофлору и ферментативную активность дерново-подзолистой почвы Томской области и чернозема выщелоченного Алтайского приобья: автореф. дис. .канд.биол.наук / A.A. Кукишева .— Новосибирск, 2011—16с.

65. Левин C.B., Халимов Э.М., Гузев B.C. Эколого-микробиологическое нормирование содержания нефти в почве // Токси-кол. вестн. 1995. № i.e. 11-15.

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

67. Лушников С. В. Очистка воды и почвы от нефти и нефтепродуктов с помощью культуры микробов деструкторов / С. В. Лушников, К. Н. Завгороднев, В. В. Бобер и др. // Экология и промышленность России. 1999.-Дек.-С. 17-20,48.

68. Мазур И.И. Инженерная экология. Общий курс. М.: Высшая школа, 1996. -2 Т.-655 с.

69. Маркин Б. Г. Экология России / Б. Г. Маркин. М. : Изд-во АО МДС, 1996.-272 с.

70. Марфенина О.В. Микробиологические аспекты охраны почв.- М.: Изд-во МГУ 1991.- 118с.

71. Марфенина О.Е. Особенности циклов развития микроскопических грибов в почвах / О.Е. Марфенина, Л.В. Попова, Д.Г. Звягинцев // Почвоведение, 1991. №8, с.80-87.

72. Маштаков С.М., Кулаковская Т.Н., Гольдина С.М. Активность ферментов и интенсивность дыхания как показатель биологической активности почвы // Доклады АН СССР. 1954. N 1. - С. 141-144.

73. Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов. М: Изд-во МГУ, 1966. - 216с.

74. Монастырский О. Л. Токсинообразующие грибы, паразитирующие на зерне //Агро XXI.-2001.—№11.— С.6-7.

75. Минеев В.Г. Эколого-биологическая оценка применения средств химизации на разных типах почв / В.Г. Минеев, Е.Х. Рейнге // Почвоведение. 1995. -№ 8. - С.1011-1021.

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

77. Мишустин Е.Н. Почвенные азотфиксирующие бактерии рода Clostridium / Е.Н. Мишустин, В.Т. Емцев. М.: Наука, 1974. - 251 с.

78. Мишустин E.H. Биологическая фиксация атмосферного азота / E.H. Мишустин, В.К. Шильникова. М.: Наука, 1968. - 530 с.

79. Мурзаков Б. Г., Биттеева М. Б., Морщакова Г. Н. и др. Бактерии деструкторы нефтепродуктов // Микробиология охраны биосферы в регионах Урала и Северного Прикаспия. Тез.докл. Всесоюзного симпозиума. -Оренбург, 1991.-С. 29.

80. Наплекова H.H. Аэробное разложение целлюлозы в почвах Западной Сибири / H.H. Наплекова. Новосибирск: Наука, 1974. - 250 с.

81. Наплекова H.H. Основные представители агрономически важных групп микроорганизмов: метод, указания по курсу микробиология для студентов агроном, фак. / H.H. Наплекова; Новосиб. с.-х. ин-т. -Новосибирск, 1983. 27 с.

82. Наплекова H.H., Гаджиев И.М., Кленов Б.М. Микробиологические процессы в почвах южной тайги Западной Сибири // Микробные ассоциации и их функционирование в почвах Западной Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979. С.3-21.

83. Наплекова H.H. Почвенная микробиология: задания к лаборатор. занятиям / H.H. Наплекова; Новосиб. гос. аграр. ун-т. Новосибирск, 2001. -48 с.

84. Наумов A.B. Сезонная динамика и интенсивность выделения С02 в почвах Сибири // Почвоведение.- 1994.- № 12.- С.77-83

85. Нечаева Е.Г. Ландшафтно-геохимические черты зональных подразделений долинно-таежного Обь-Иртышья // География почв и геохимия ландшафтов Сибири. Иркутск: ИГ СО РАН, 1988, С. 3-17.

86. Никифорова Е.М., Солнцева Н.П., Кабанова Н.В. Геохимическая трансформация пахотных дерново-подзолистых почв под воздействием нефти. Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. М.: Наука, 1987. С. 241-253.

87. Никитина З.И. и др. Экология микроорганизмов и санация почв техногенных территорий / З.И. Никитина, Г.П. Голодяев.— Владивосток: Дальнаука, 2003.— 179 с.

88. Омелянский B.JI. Избранные труды / В.Л.Омелянский. М.: Изд-во АН СССР, 1953.-Т.1.-558 с.

89. Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука, 1991.-310 с.

90. Пиковский Ю.И. Науки о Земле. Природные и техногенные потоки УВ в окружающей среде. М: МГУ, 1993. 202 с.

91. Плешакова Е. В. Приемы стимуляции аборигеннойнефтоокисляющей микрофлоры / Е. В. Плешакова, Е. В. Дубровская, О. В. Турковская // Биотехнология. 2005. № 1.— С. 42-50.

92. Пошон Ж. Почвенная микробиология / Ж. Пошон, Г. Баржак. -М., 1960.-560 с.

93. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.

94. Практикум по экологии / C.B. Алексеев и др. М., 1996. - 192 с.

95. Прянишников Д.Н. Агрохимия / Д.Н. Прянишников. М.: Сельхозгиз, 1940. - 344 с.

96. Пузырев М.А. Влияние нефтегазового комплекса Ханты-мансийского автономного округа на здоровье населения // Материалы VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий».-Новосибирск, 2002.- С.218-220.

97. Пуртов Г.М. Естественные луга Северного Зауралья, их улучшения и рациональное использование /Г.М. Пуртов, Г.В. Губанов.-Новосибирск, 2003-244с.

98. Развагар Р. И. Использование консорциумов штаммов нефтеокисляющих бактерий для очистки / Р. И. Развагар, Е. В. Толмачева А. Н. Клец. и др. // Цветная металлургия. 1998. № 10. —С. 26—29.

99. Ротмистров М.Н. загрязнение воды и водоемов и применение микроорганизмов в очистке промышленных вод //Микробиология очистки воды : Тез. докл. I Всес. конф. Киев ,1982.-С.5-9.

100. Ротмистров М.Н. Микробная деструкция синтетических органических веществ /М.Н. Ротмистров, П.И. Гвоздяк, С.С. Ставская // Киев, Наукова думка, 1975.-224с.

101. Самнер Д. Химия ферментов и методы их исследования / Д. Самнер, Г. Ф. Сомерс. М., 1948. - 584 с.

102. Седых, В.Н. Влияние отходов бурения и нефти на физиологическое состояние растений / В.Н. Седых, JI.A. Игнатьев // Сибирский экологический журнал. 2002. - № 1. — С. 47-52.

103. Селибера JI. Большой практикум по микробиологии / JI. Селибера. М., 1962. - С. 490.

104. Симонян Б.Н., Галстян А.Ш. Диагностика эродированных почв по активности ферментов// Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М.: Наука, 1976. - 400с.

105. Солнцева Н.В. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М., МТУ, 1998. 405 с.

106. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере / О.Д. Сорокин. Новосибирск: ГУП РПО СО РАСХН, 2004. - 162 с.

107. Ставская С.С. Биологические разрушения ПАВ. Киев, Наукова думка, 1981.-114с.

108. Суровцева Э.Г. Разрушение ароматической фракции нефтиассоциацией грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов /100

109. Э.Г. Суровцева, B.C. Ивойлов, С.С. Беляев // Микробиология, 1997.~Том 66, № 1-С. 78-83.

110. Сыроватко Ю.С. Микробная ремедиация нефтезагрязненных почв /Ю.С. Сыроватко// Материалы VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий».-Новосибирск, 2002.- С. 169-171.

111. Тарасенко Е.М Биологическая активность и токсичность почв при нефтяном загрязнении и рекультивации : дисс. канд. биол. наук/ Е.М. Тарасенко Уфа, 2006.-145 с.

112. Тепляков Б.И. Агроэкологические аспекты защиты яровой пшеницы от болезней на черноземах лесостепи Западной Сибири: атореф. дисс. доктора с.-х. наук/ Б.И. Тепляков Новосибирск, 2006.-42 с.

113. Технология очистки различных сред и поверхностей, загрязненных углеводородами. Разработана ОАО «Газпром», ООО «ВНИИГАЗ», ЗАО «Биотек». Согласовано с МПР РФ (Письмо МПР РФ от 24.05.2001 №НМ-27/ 3825). 2001.

114. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири: автореф. дисс. доктора биол. наук/ Е.Ю. Торопова.-Новосибирск, 2005.-43 с.

115. Тульская Е.М. Локализация и специфичность действия каталазы в почвах: автореф. дис. . канд. биол. наук / Е.М. Тульская. М., 1980. - 24 с.

116. Ушаков В.Н. Подбор и создание исходного материала для селекции гороха в сложных почвенно-климатических условиях Тюменской области // Фундаментальные исследования. 2006. - № 4 - С. 102-103.

117. Фильченкова В.И. динамика биологической активности чернозема при нефтяном загрязнении /В.И. Фильченкова, Т.И. Артемьева, А.К. Жеребцов, Т.И. Борисович, Г.Х. Мусина, P.P. Кипрова// Биодинамика почв. III Всесоюзный симпозиум. Таллин, 1988.-С.160.

118. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв / Ф.Х. Хазиев. М.: Наука. 1976,- 180 с.

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

120. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв / Ф.Х. Хазиев. М.:Наука, 1982. - 203 с.

121. Хазиев Ф.Х. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы / Ф.Х. Хазиев, Е.И. Тишкина, H.A. Киреева, Г.Г. Кузяхметов // Агрохимия. 1988. - № 2. - С. 56-61.

122. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии / Ф.Х. Хазиев. М.: Наука, 1990.-202 с.

123. Хабиров И.К. Устойчивость почвенных процессов. / И.К. Хабиров, Ф.Х. Хазиев, И.М. Габбасова. УФА: ГИЛЕМ, 2001. - 360 с.

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

125. Халимов Э.Н., Левин C.B., Гузев B.C. Экологические и микробиологические аспекты поврежда.ющего действия нефти на свойства почвы //Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1996. №.2. С.59-64.

126. Чижов Б.Е. Лес и нефть Ханты-Мансийского Автономного Округа. Тюмень: изд-во Ю. Мандрики, - 1998, - 144 с.

127. Чугунов В. А. Создание и применение жидкого препарата на основеассоциации нефтеокисляющих бактерий / В. А. Чугунов, 3. М.

128. Чудинова Ю.В. Научные основы рационального использования биологических ресурсов льна: автореф. дис. .доктора.биол.наук / Ю.В. Чудинова .- Новосибирск, 2011-39с.

129. Цулаия A.M. Функционально-морфологические изменения высших растений при действии нефтяного, солевого и нефтесолевого загрязнения почв: автореф. дис. .канд.биол.наук / A.M. Цулаия.-Тюмень, 2012-16с.

130. Шкляр М.З. Влияние аэробов на жизнедеятельность Clostridium pasteurianum в смешанных культурах / М.З. Шкляр // Докл. ВАСХНИЛ. -1956.-№8.-С. 11.

131. Щербакова Т.А. Влияние уровня грунтовых вод на ферментативную активность торфяно-болотной почвы / Т.А. Щербакова. -Минск, 1974. С. 289-297.

132. Экология Ханты-Мансийского Автономного округа./ Под ред. В.В. Плотникова Тюмень: Софт Дизайн, - 1997, - 228 с.

133. Якутии М.В. Биомасса микроорганизмов на ранних стадиях суббореального и бориального почвообразования автореф. дис. .доктора.биол.наук /Якутии М.В. .- Новосибирск, 2011—33с.

134. Boldrin В., Tiehm A., Fritzsche С. Degradation of phenanthrene, fluorene, fluoronaphthene, and pyrene by a Mycobacterium sp. II Applied and Environmental Microbiology. 1993. Vol.59. - P. 1927-1930.

135. Beguin P. The biological degradation of cellulose / P. Beguin, J.Aubert // FEMS Microbiol.-1994,- Vol. 13-P.25-58.

136. Berardesco G., Dyhrman S., Gallagher E., Shiaris M. Spatial and temporal variation of phenanthrene-degrading bacteria in intertidal sediments // Applied and Environmental Microbiology. 1998. Vol.64. - №7. - P. 2560-2565.

137. Buchan A., Collier L.S., Neidle E.L., Moran M.N. Key aromatic-ring cleaving enzyme, protocatecuate-3,4-dioxygenase, in the ecologically important marine Roseobacter lineage // Appl. Environ. Microbiol. 2000. Vol.66. - №11. -P. 4662-4672.

138. CasellasM., Grifoll M., Bayona J.M., Solanas A.M. New metabolites in the degradation of fluorene by Arthrobacter sp. strain F101 // Appl. Envir. Microbiol. 1997. Vol.63. - №3. - P. 819 - 826.

139. Cook G. Reflning-from the microbes point of view //Petrol. Rev. 1982, Vol 36,№ 423 -P. 15-17.

140. El-Sheekh M.M. Comparative Studies on the Green Algae Chlorella Homosphaera and Chlorella Vulgaris with to Oil Pollution in the River Nile / M.M. El-Sheekh, A.H. El-Naggar, M.E.H. Osman, A. Haieder // Plant and Soil. -2004. Vol. 267. - P. 191-206.

141. Gibson D.T., Subramanian V. Microbial degradation of aromatic hydrocarbons.- Gibson (ed.), Microbial degradation of organic compounds. Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y. 1984. P. 181-152.

142. Guang-he, Li. Enchanced biodegradationof petroleum hydrocarbons in pollated soil / Li Guang-he, Zhang Xu, Uuang Wei // J. Environ. Sci and Health A. 2000. Vol.35, № 2. - P. 177-188.

143. Lynch J.M. The terrestrial environment / Microorganisms in action: concepts and applications in Microbial Ecology. Eds. by J.M.Lynch, J.E.Hobbie. Blackwell Scientific Publications, 1988. P.103-131.

144. Mueller, J.G. Isolation and characterization of a fluoranthene-utilizing strain of Pseudomonas paucimobilis / J.G. Mueller, P.J. Chapman, B.O. Blattmann, P.H. Pritchard // Appl. Environ. Microbiol. 1990. Vol. 56, № 4. -P. 1079-1086.

145. Rayner A.D.M. Life in a collective: lessons from the fungi // New Scientist., 1988. V.120, p.49-53.

146. Roslev P., Madsen P.L., Thyme J.B., Henriksen K. Degradation of phthalate and di-(2-etylhexyl)phthalate by indigenous and inoculated Microorganisms in sludge-amended soil // Applied and Environmental Microbiology. 1998. -Vol.64.-№12.-P. 711-719.

147. Stewart R. S. Distribution of multipe oil tolerant and oil degrading bacteria around a site of natural erude oil seepage / R. S. Stewart // Tex. J. Sei. -1997.-49,-№4.

148. Walter U., Beyer M., Klein J., Rehm H-J. Degradation of pyrene by Rhodococcus sp. UW1 // Applied Microbiology and Biotechnology. 1991. -Vol.34.-P. 671 -676.

149. Weissenfels, W.D. Degradation of phenanthrene, fluorine, fluoranthene by pure bacterial cultures Text./ W.D. Weissenfels, M. Beyer, J. Klein // Applied Microbiology and Biotechnology. 1990. -Vol. 32. P. 479-484.

150. Weissenfels W.D., Beyer M., Klein J., Rehm H J. 1991. Microbial metabolism of fluoranthene: isolation and identification of ring fission products. Appl. Microbiol. Biotechnol. Vol. 34. p. 528-535.

Информация о работе

Матенькова, Елена Анатольевна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2012
ВАК 03.02.08

Диссертация

Состояние микробных ценозов дерново-подзолистой почвы, загрязненной нефтью - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы