Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние загрязнения тежелыми металлами на биологическую активность черноземов обыкновенных Северного Приазовья и Западного Предкавказья

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Влияние загрязнения тежелыми металлами на биологическую активность черноземов обыкновенных Северного Приазовья и Западного Предкавказья"

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

. Ko-^f' >

На правах рукописи

КОЛЕСНИКОВ СЕРГЕИ ИЛЬИЧ

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ СЕВЕРНОГО ПРИАЗОВЬЯ И ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ростов-на-Дону 1998

/

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования Ростовского госу дарственного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор В. Ф.Вальков.

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор Ю.А. Федоров;

доктор биологических наук, профессор О.С.Безуглова.

Ведущая организация:

Южный научно-исследовательский и проектный государственный институт по землеустройству "ЮжНИИгипрозем"

Защита состоится " -5 " //ал ар Л 1998 г. в часов на заседании

Диссертационного Совета К 063.52.17 в Ростовском государственном университете по адресу: 344090, Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ по адресу. 344006, Ростов-на-Допу,ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан " Л-Ь " сен /плЪр -Я 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

к.г.н., доцент Т.А.Смагина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время загрязнение почв тяжелы-ш металлами (ТМ) приняло глобальный характер. Поступая в почву в больших ко-[ичествах, ТМ в первую очередь влияют на биологические свойства почпы: снижа-тся общая численность микроорганизмов, сужается их видовой состав разнообразие), изменяется структура микробоценозов, падает интенсивность ос-гавных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов и т.д. 'роме того, ТМ способны изменять и более консервативные признаки почп, такие ак гумусное состояние, структура, рН и др. Все это в итоге ведет к частичной, а в [скоторых случаях к полной утрате плодородия почв.

Учитывая то, что почва является экологическим узлом связей биосферы, беспечивает сопряжение биологического и геологического круговоротов, нарушено микробиологических и биохимических процессов в ней неизбежно отражается а функционировании экосистемы в целом. Это выражается в падении нродукгив-ости сообществ, снижении скорости микробной деградации органического веще-тва и т.д. В отдельных случаях значительные территории превращаются в техно-енную пустыню.

Устойчивость почвы к загрязнению во многом определяет устойчивость все-о ландшафта. Мерой воздействия ТМ на почву и в целом на ландшафт может слу-сить степень снижения биологической активности почвы. Ее показатели следует шроко использовать при мониторинге и диагностике загрязнения почв и ланд-мфтов ТМ.

Среди почв черноземы обладают высокой степенью устойчивости к загряз-еншо вообще и ТМ в частности. Однако и они не всегда способны противостоять оздействию загрязняющих веществ на их свойства.

Цели и задачи исследований. Главная цель исследований - установить зако-омерности и географические особенности влияния тяжелых металлов на биологи-ескую активность и другие свойства черноземов обыкновенных Северного При-зовья и Западного Предкавказья.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1.Изучить влияние тяжелых металлов на численность основных групп поч-енных микроорганизмов, состав и структуру почвенных микробоценозов, интен-ивностъ основных микробиологических процессов, ферментативную активность, умусиое состояние, содержание в почве доступных для растений форм азота и осфора, фитотоксичность почвы и другие свойства чернозема обыкновенного.

2.Изучить зависимость изменения биологической активности от природы м таяла, содержания его в почве, химической формы соединения, срока от момен-загрязнения, а также оценить разницу раздельного и совместного действия ТМ.

3.Установить взаимосвязь показателей биологической активности между с бой и содержанием в почве ТМ.

4,Определить наиболее информативные показатели биологической активш сти для мониторинга и диагностики загрязнения почв ТМ.

5.Исследовать географические закономерности устойчивости почв к загря: нению тяжелыми металлами внутри подтипа черноземы обыкновенные и черноз( мов по сравнению с другими почвами.

Материалы и методы исследований. В основу диссертации положены мг териалы, полученные лично автором или под его руководством в результате пол« вых, модельных и лабораторно-аналитических исследований (1993-1998 гг.). В ра боте также использованы литературные и фондовые материалы по данной теме.

В настоящей работе объектами исследования выступают ландшафты, почвы растения, микроорганизмы, их свойства и взаимодействие с ТМ, а также географи ческие особенности этого взаимодействия. Исследование является комплексным, и; стыке многих наук - почвоведения, агрохимии, микробиологии, биохимии, эколо гии, геохимии, географии.

В основу исследований был положен системный подход к познанию природ ных объектов и явлений, разработанный основателем генетического почвоведенш - В.В. Докучаевым. Анализировался комплекс природных объектов и процессов определяющий биологические свойства почвы и их устойчивость к антропогенным нагрузкам. В исследовании также использованы сравнительно-географический и профильно-генетический методы, методы полевых и лабораторных исследований, метод моделирования, метод районирования и др.

Подробная характеристика материалов и методов исследования приведена ниже, в главе "Объекты и методы исследований".

Личный вклад автора. Все полевые, модельные и лабораторно-аналитические исследования проведены лично автором или под его руководством. По результатам исследований автором или научным коллективом с участием автора написан ряд научных работ, где, отчасти, проанализирован полученный материал и определены основные результаты диссертации.

Научная новизна работы. Впервые выполнено подробное комплексное исследование влияния ТМ на биологическую активность и другие свойства черноземов Северного Приазовья и Западного Предкавказья. Впервые одновременно ис-

:лсдопан большой комплекс микробиологических и биохимических показателей 5иологической активности почвы и их динамика, набор нескольких металлов и их >азличных химических форм, широкий диапазон содержания металлов в почве, предложен набор наиболее информативных показателей биологической актавноста (ля мониторинга и индикации загрязнения почв ТМ. Предложен шггегральный ме-од оценки изменения биологической активности почвы. Проанализированы гео-рафические закономерности изменения устойчивости к загрязнению ТМ внутри юдтипа черноземы обыкновенные и чернозема по сравнению с другими почвами.

Практическая значимость. Материалы исследований могут быть исполь-ованы и уже используются при мониторинге и диагностике биологической актив-юсти почв и их загрязнения ТМ природоохранными и научными организациями, а акже при преподавании дисциплин по биологии, экологии, географии почв и ох->анс окружающей среды в ВУЗах соответствующего профиля.

Основные защищаемые положения:

•Загрязнение высокими дозами ТМ в большинстве случаев ведет к сниже-|иго биологической активности чернозема обыкновенного. Однако в ряде случаев [аблюдается увеличение некоторых отдельных ее показателей.

•На основе набора наиболее информативных показателей биологической ак-■ивности почвы следует определять суммарное изменение последней. Среднее зна-[ение выбранных показателей при загрязнении чернозема ТМ, как правило, снижа-гся, в то время как отдельные показатели биологической активности почвы могут величиваться. - •

•По отношению к средним значениям биологической активности чернозема быкновенного ТМ образуют следующий ряд токсичности: Н£=С4^п=Си>=РЬ. 1аиболее токсичными являются Щ и С&

•Биологическая активность почв Северного Кавказа снижается в следующем яду: чернозем обыкновенный (прсдкавказский) > чернозем обыкновенный североприазовский) > чернозем выщелоченный слитый > серая лесостепная почва • бурая лесная почва. Данная закономерность определяется, прежде всего, измене-:ием содержания и запасов в почве гумуса.

•В географическом аспекте устойчивость биологических свойств почвы к за-рязнению ТМ внутри подтипа черноземы обыкновенные при прочих схожих гене-ических свойствах детерминируется содержанием в почве гумуса.

•Географическое положение черноземов обусловило формирование таких ге-егических свойств этих почв (высокое содержание гумуса, высокая емкость поч-енного поглощающего комплекса, окислительные условия, нейтральная рН и др.,

способствующих переводу ТМ в неподвижные и нетоксичные для микрооргани мои формы), которые определяют их высокую устойчивости, к загрязнению ТМ г. сравнению с большинством других почв.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Hay пых конференциях аспирантов и соискателей РГУ (Ростов н/Д, 1994; 1996), на Обт единенных научных сессиях биолого-почвенного факультета, НИИ НК и НИБ1 Ростовского государственного университета (Ростов и/Д, 1995; 1996), на Междун; родных студенческих научных конференциях "Экология и регион", "Город и эколс гия", "Экология и здоровье человека" (Ростов н/Д, 1995; 1996, 1997), па Междуш родной научно-практической конференция "Экология и современность" (Росто н/Д, 1995), на II Всероссийском съезде общества почвоведов РАИ (Саню Петербург, 1996), на I Всероссийском совещании "Проблемы почвенной зоологии (Новороссийск, 1996), на IV Всероссийской студенческой конференции "Экология i проблемы защиты окружающей среды" (Красноярск, 1997), на Международно! студенческой конференции "Кризис почвенных ресурсов: причины и следствия (Санкт-Петербург, 1997), на Всероссийской научной конференции "Микробиологи; почв и земледелие" (Санкт-Петербург, 1998), на Всероссийской научной конферен ции "Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения (Москва, 1998), на Международной научной конференции "Слитые почвы: генезис свойства, социальное значение" (Майкоп, 1998), на 16 Международном конгресс« по почвоведению (Франция, Монтаедье, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 20Í страницах машинописного текста; состоит из введения, 6-ти глав, выводов, слискг литературы и приложения; содержит 17 таблиц, 24 рисунка и 47 приложений. Список литературы включает 315 источников, из них 65 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Загрязнение почв тяжелыми металлами

Незамкнугость в большинстве случаев техногенного круговорота приводит к загрязнению окружающей среды различными химическими веществами.

К тяжелым металлам (ТМ) относят более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50-ти атомных единиц (а. е. м.). Сложившееся понятие "тяжелые металлы" не является строгим. Среди ТМ многие являются микроэлементами, биологически важными

для живых организмов. Однако избыточное содержание ТМ в различных объектах биосферы оказывает токсическое действие на живые организмы.

Почва - это весьма специфический комплекс биосферы, так как она не только геохимически аккумулирует компоненты загрязнений, но и выступает как природный буфер, контролирующий перенос химических элементов и соединений в атмосферу, гидросферу и живое вещество. Большая часть ТМ закрепляется в гумусовых горизонтах почвы. Продолжительность пребывания загрязняющих компонентов в почве значительно больше, чем в других частях биосферы, и загрязнение почвы, особенно ТМ, практически вечно.

Сложен вопрос нормирования содержания ТМ в почве. В основе его решения должно лежать признание полифункциональности почвы. В процессе нормирования почва может рассматриваться с различных позиций: как естественное природное тело, как среда обитания и субстрат для растений, животных и микроорганизмов, как объект и средство сельскохозяйственного и промышленного производства, как природный резервуар, содержащий патогенные микроорганизмы. Нормирование содержания ТМ в почве необходимо проводить на основе почвенно-экологических принципов, которые отрицают возможность нахождения единых значений для всех почв.

1.2 Биологическая активность почвы

Под биологической активностью почвы следует подразумевать интенсивность протекающих в ней биологических процессов. Биологическая активность почвы обусловлена суммарным содержанием в почве определенного запаса ферментов.

В качестве показателей биологической активности почв используются: чис-иенностъ и биомасса разных групп почвенной биоты, их продуктивность, ферментативная активность почв, активность основных процессов, связанных с круговоротом элементов, некоторые энергетические данные, количество и скорость накопления некоторых продуктов жизнедеятельности почвенных организмов.

Важной особенностью показателей биологической активности почв является 1х значительное пространственное и временное варьирование.

1.3 Влияние загрязнения тяжелыми металлами на биолопгческую активность почвы

Небольшие концентрации ТМ могут стимулировать развитие тех или иных ■шкроорганизмов. При увеличении концентрации ТМ начинает проявляться их хжсическое действие, которое заключается в ингибировании их метаболизма:

ТМ оказывают значительное влияние на общую численность, видовой состаг и активность почвенной микрофлоры, активность биохимических процессов в почве.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ, ГЕОГРАФИЯ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ 2.1 Физико-географические условия района исследований

Северную часть Азово-Кубанской низменной равнины, соответствующую ареалу черноземов обыкновенных, занимает лёссовая эрозионно-аккумулятивная равнина. Почвообразующие породы исследуемого района представлены преимущественно карбонатными лёссовидными глинами и суглинками. Наиболее характерные черты климата: умеренная континентальность; мягкая, малоснежная, с частыми оттепелями зима, умеренно жаркое лето и значительная продолжительность безморозного и вегетационного периодов, высокая сумма положительных температур. В недавнем прошлом северная часть Азово-Кубанской равнины была занята преимущественно бобовниково-разнотравно-злаковой степью с высоким густым травостоем., В настоящее время степень распаханности территории достигает 90 %.

2.2 Географическое расположение черноземов обыкновенных

В настоящей работе исследованы черноземы обыкновенные южноевропейской фации. Согласно почвенно-географическому районированию страны они относятся к Предкавказской провинции. По географическому положению основные массивы исследуемых почв расположены в юго-западной и южной частях Ростовской области и северной части Краснодарского края. В классификациях 30-60-х годов черноземы обыкновенные, расположенные в Западном Предкавказье, назывались черноземы предкавказские, а расположенные в Северном Приазовье - черноземы североприазовские. В настоящее время эти почвы включены в подтип черноземы обыкновенные.

2.3 Генетические особенности и свойства чернозема обыкновенного

Черноземы Предкавказской почвенной провинции отличаются существенным своеобразием. Относительно влажный и теплый климат определяет длительность биологических процессов, не затухающих в течение года. Формирование этих почв протекало под буйной степной растительностью. В процессе почвообразования продуцировалось значительное количество органического вещества. Благоприятные физические свойства почв обусловливают глубокое проникновение корневых систем и глубокую гумусность профиля.

Для черноземов обыкновенных характерно образование и накопление гумат-гого насыщенного кальцием гумуса, миграция карбонатов с образованием карбонатного иллювиального горизонта, выщелачивание (вымывание) легкораствори-лых солей, оглинивание.

Черноземы обыкновенные Северного Приазовья, характеризуясь принципиальным сходством с одноименными черноземами Западного Предкавказья, облагают отличительными особенностями, главная из которых уменьшение мощности умусового профиля.

Для черноземов обыкновенных южно-европейской фации характерно нали-ше карбонатов с поверхности или в пределах верхних 30 см, появление обильной сарбонатной плесени в гумусовом горизонте, а ниже белоглазки, тяжелосуглшш-лый или легкоглнниетый гранулометрический состав, содержание гумуса в пахот-гам горизонте в среднем 4 %, проникновение гумуса на большую глубину и, как шедствие, большие запасы гумуса в почве, нейтральные или слабощелочные усло-шя, высокая емкость почвенного поглощающего комплекса.

Высокая поглотительная способность предопределяет прочное закрепление в точвенной массе металлических катионов, в том числе металлов-загрязнителей. Их миграция по профилю практически исключается. Почвенный профиль и, особенно, ;го верхние горизонты становятся для них геохимическим барьером.

Благоприятные климатические условия и большое количество поступающего 1 почву органического вещества обусловливают высокую биологическую актив-юсть черноземных почв. Это выражается в большой численности почвенных мик-юорганизмов, их высокой активности, накоплении больших запасов гумуса и т.д.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Методика полевых и модельных исследований

В качестве объекта исследования был использован чернозем обыкновенный ожноевропейской фации. Полевые исследования и отбор почвы для модельных шытов были проведены на территории Ростовской области и Краснодарского края опытный участок кафедры почвоведения и агрохимии РГУ в Ботаническом саду г. 'остова-на-Дону, опытно-полевое хозяйство РГУ в с. Недвиговка, опорный пункт Сраснодарского НИИ Агрохимии и почвоведения в с. Газырское Краснодарского :рая, Абинская станция ВИТИМ НПО "Табак" в п. Черноморский Краснодарского фая). Почва для модельных экспериментов была отобрана из горизонта Алях-

В настоящей работе большое значение было уделено модельным опытам, по-кольку только таким методом было возможно решение поставленных задач. Для юдельных опытов в качестве загрязняющих веществ были выбраны Си, Zn, Сс1, Н^

Pb. В почву ТМ вносились в форме различных химических соединений: оксидов ацетатов, хлоридов, нитратов, сульфатов. Изучалось действие разных концентрацш ТМ в почве: 1, 2, 5, 10, 100 ПДК и другие значения. Каждый металл вносился от дельно в количестве, доводящем его содержание в почве до исследуемого значения Кроме того, изучалось совместное действие ТМ, для чего почва загрязнялась сме сью из пяти металлов. При этом исходили из литературных данных (Орлов и др. 1991), что ПДК для Си составляет 100 мг/кг почвы, Zn - 300 мг/кг, Cd - 3 мг/кг, Щ - 2 мг/кг, РЬ - 100 мг/кг. Модельные опыты проводились в трехкратной повторно-ста. Для изучения динамики изменения биологической активности образцы почвы для анализов отбирались через различные промежутки времени от момента загрязнения: 3, 7, 15,30,45, 180,360 суток.

В ходе полевых исследований па территории ОПХ "Газырскос" не было произведено специального загрязнения почвы ТМ, а было исследовано их распределение по полям хозяйства и влияние на биологическую активность чернозема. В Ботаническом саду РГУ были проведены микроделяночные полевые опыты по изучению влияния ТМ на свойства почвы и растения. В полевых исследованиях изучали те же металлы, что и в модельных опытах, но более низкие их концентрации.

3.2 Методика использования тяжелых металлов

В настоящем исследовании в основном изучали следующие ТМ: Си, Zn, Cd, Hg, Pb. Последние три считаются наиболее опасными. В то же время медь и цинк являются относительно хорошо изученными.

Для того чтобы сопоставить силу воздействия различных ТМ на биологическую активность почвы за систему отсчета количества ТМ в почве была принята их предельно допустимая концентрация (ПДК), а не количество элемента в мг/кг почвы. Это было сделано из соображения, что разные металлы содержатся в почве в различных, несопоставимых, если их выражать в мг, количествах, различающихся на два порядка, а кроме того, обладают различной степенью токсичности.

В исследовании предпринята попытка проанализировать весь диапазон высоких концентраций ТМ, встречающийся в почве.

3.3 Методы определегаш биологической активности

Лабораторно-аналитические исследования проведены с использованием общепринятых в почвоведении и биологии методов.

Численность бактерий, актиномицетов и микроскопических грибов учитывали методом посева почвенной суспензии на плотные питательные среды. На МПА (мясо-пептонный агар) выделяли бактерии, использующие органический азот, на КАА (крахмало-аммиачный агар) - бактерии, использующие минеральный азот, и

актиномицеты. Численностъ спорообразующих бактерий учитывали на МПА из предварительно пастеризованной суспензии. Численность грибов учитывали на кислой среде Чапека. Бактерии р. Аг^оЬасЛег учитывали методом комочков обрастания на среде Эшби. О структурных изменениях комплекса почвенных микромице-тов судили по изменению радиальной скорости роста колоиий. Численность бактерий в почве также учитывали методом прямого люминесцентного микроскопиро-вания по Звягинцеву и Кожевину (1978). Микроскопирование велось на микроскопе Л ЮМ АМ-И1.

"Дыхание" почв определяли по Макарову в модификации Галстяна (1961). Целлюлозолитическую способность определяли по степени разложения хлопчатобумажного полотна. Интенсивность накопления свободных аминокислот фиксировали по их количеству на хлопчатобумажном полотне. С помощью экспресс-метода Аристовской и Чугуновой (1989) измеряли скорость разложения в почве мочевины.

О ферментативной активности почв судили по активности каталазы, инвер-тазы, фосфатазы и уреазы. Активность каталазы и уреазы измеряли по методикам Галстяна (1978), инвертазы и фосфатазы - по методам Галстяна в модификации Хазиева (1990).

Общий гумус определяли по методу И.В. Тюрина в модификации Орлова-Гривдель со спектрофотометрическим окончанием. Углеводы учитывали по методу Цгобуа в модификации Артемьева. По методу И.В. Тюрина в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой' (1968) определяли содержание гуминовых и })ульвокислот первой фракции'и их отношение.

Содержание в почве аммиачного азота определяли с использованием реакти-за Несслёра, нитратного азота — по Грандвалъ-Ляжу, подвижных соединений фосфора - методом Мачигина.

О фитотоксичности почв судили по изменению показателей прорастания селян (всхожесть, энергия прорастания, дружность прорастания; скорость прораста-шя) и интенсивности начального роста проростков (длина корней, длина зеленых троростков, масса корней, масса зеленых проростков). В качестве тест-объектов ис-юльзовали озимую пшеницу, редис и другие культуры.

рН и ЕЬ почв определяли потенциометрическим методом.

В настоящем исследовании использовали широкий набор показателей биоло-ической активности почвы, поскольку каждый из них огражает лишь какую-то од-1у сторону биологических процессов в почве. Для их объединения применили мо-(ифицированный метод оценки различных свойств почвы, предложенный итальянским ученым Д. Ацци (1959). Данный метод позволяет определить биологические юказатели в совокупности. Для этого значение каждого из показателей на контроле

(в незагрязненной почве) принимали за 100 и по отношению к нему выражали в процентах значения в остальных вариантах опыта (в загрязненной почве). Затем суммировали относительные значения многих показателей, абсолютные значения которых не могут быть суммированы. Итог выражали в процентах по отношению к контролю.

3.4 Статистическая обработка результатов

Статистическая обработка данных была проведена с помощью определения показателей вариации, дисперсионного и корреляционного анализов. Результаты дисперсионного и корреляционного анализов были использованы при исследовании взаимосвязи и взаимообусловленности происходящих в почве процессов.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РАЗЛИЧНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО 4.1 Изменение микробиологической активности чернозема обыкновенного

По данным люминесцентной микроскопии при загрязнении ТМ численность бактерий в исследуемых черноземах снизилась в подавляющем большинстве случаев.

В тоже время, по данным учета численности микроорганизмов на плотных питательных средах установлено, что ТМ способны оказывать неоднозначное воздействие на общую численность как бактерий, так других групп почвенных микроорганизмов. Они могут, как снижать, так и увеличивать численность микроорганизмов.

Наиболее чувствительными к загрязнению почвы ТМ были бактерии (особенно спорообразующие), в меньшей степени актиномицеты и наименее чувствительными - микроскопические грибы.

Максимальный токсический эффект ТМ на почвенные микроорганизмы проявился в первое время после загрязнения, когда в большинстве случаев их численность существенно упала. Однако по истечении некоторого времени значения численности во многих вариантах опыта резко возросли и превысили контрольные значения, иногда на 2-3 порядка. При этом свою численность в большей степени увеличивали более толерантные к загрязнению ТМ группы микроорганизмов.

Существенным последствием загрязнения почвы ТМ явилось изменение структуры почвенного микробоценоза. При высоких концентрациях в почве ТМ возрастала доля микроскопических грибов и, иногда, актиномицетов.

Изменения произошли и внутри сообществ разных групп почвенных микроорганизмов. Изменения структуры почвенного микробоценоза сопровождались со-

крашением видового разнообразия исследуемых групп микроорганизмов, и особенно микроскопических грибов, с увеличением содержания металлов. Все высокие значения численности, превышающие контроль на 1-3 порядка, были обусловлены развитием узкой группы микроорганизмов, толерантных к действию ТМ.

Загрязнение ТМ в подавляющем большинстве случаев привело к снижению целлюлозолитической способности чернозема обыкновенного и содержания в почве свободных аминокислот. Результаты влияния ТМ на дыхание почвы отличались очень значительным варьированием.

При загрязнении чернозема обыкновенного ТМ скорость разложения мочевины снижалась во всех случаях в большей или меньшей степени в зависимости от содержания металла в почве и формы его химического соединения. С увеличением концентрации ТМ скорость разложения уменьшалась.

4.2 Измените ферментативной активности чернозема обыкновмпгого

Воздействие ТМ на каталазу, инвертазу, уреазу и фосфатазу было принципиально похоже. ТМ в подавляющем большинстве случаев ингибировали действие исследуемых ферментов. Ингибирование внутриклеточных и почвенных ферментов является характерным свойством ТМ (Левин и др., 1989; Трошин, Уделыюва, Яго-чин, 1990). Только в редких случаях было отмечено усиление каталазной и инвер-газной активности и только при содержании 1 ПДК металлов в почве.

Значения активности каталазы и уреазы отличались меньшим варьированием но сравнению с фосфатазой и, особенно, инвертазой. В связи с этим, при измерении наивности двух последних ферментов следует соблюдать большую повторность эпыта.

4.3 Измените гумусного состоншт чернозема обыкновенного

Загрязнение чернозема обыкновенного ТМ в ряде случаев приводит к изме-!снию содержания как относительно лабильной составляющей органического ве-цества почвы - углеводов, так и консервативного признака почвы - общего содер-кания гумуса. Кроме того, загрязнение ТМ существенным образом изменяет соот-юпгение гуминовых и фульвокислот в I фракции гумуса. ТМ могут, как увеличи-¡ать, так и снижать значения исследованных показателей. Загрязнение почвы ТМ ¡ызывает увеличение алифатизации гумуса (Гришина, 1990), что ведет к увеличе-шю содержания углеводов и повышению степени окисляемости гумуса и соответ-гтвенно значений С™.,^.

4.4 Влияние тяжелых металлов на содержание подвижных форм азота и фос-

фора

Загрязнение чернозема обыкновенного ТМ может, как значительно уменьшать, так и значительно увеличивать содержание в нем подвижных форм азота к фосфора. Загрязнение чернозема ТМ оказывает большое влияние на содержание, динамику и соотношение таких важных показателей эффективного плодородия почвы, как доступные формы азота и фосфора, что необходимо учитывать при возделывании сельскохозяйственных культур.

4.5 Влия1ше тяжелых металлов на фитотоксичность чернозема обыкновен-

ного '

Содержание в почве в больших количествах даже тех металлов, чья физиологическая роль к настоящему времени не установлена, может не только не оказывать фитотоксического воздействия, но и стимулировать рост и развитие растений. Это явление может объясняться косвенным влиянием тяжелых металлов, например, через воздействие их на некоторые биохимические и микробиологические процессы в почве, в результате чего, возможно, улучшение питательного режима растений. С другой стороны, это может быть связано с уменьшением токсичности почвы, обусловленной деятельностью почвенных микроорганизмов, в результате снижения их численности при загрязнении почвы тяжелыми металлами.

Наиболее информативными из исследованных показателей являются показатели интенсивности начального роста семян (особенно, длина или масса корней). Показатели прорастания семян (всхожесть, энергия, дружность и скорость прорастания) целесообразно использовать в случае высокой фитотоксичности почвы.

4.6 Влилше тяжелых металлов на кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия в черноземе обыкновенном

Оксиды металлов (за исключением высоких концентраций оксида цинка) практически не влияли на рН среды.' При поступлении ТМ в почву в форме солей существенную роль играл вид анкона. Ацетаты и нитраты металлов, если и изменяли рН, то в значительно меньшей степени по сравнению с хлоридами и сульфатами, которые существенно подкисляли среду в результате гидролиза.

При загрязнении ТМ изменение Eh почвы практически полностью определяется изменением рН. Загрязнение ТМ не сказывается существенным образом на окислительно-восстановительном балансе чернозема обыкновенного и на доминирование в нем окислительных процессов.

ГЛАВА 5. ЗАВИСИМОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ОГ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ 5.1 Динамика изменения биологической активности

Принято, что характерным признаком незагрязненных почв является широкая просгранственная и временная вариабельность изменения всех основных микробиологических параметров, обусловленная естественными причинами (Звягинцев, Голимбет, 1983), в то время как при загрязнении почв ТМ эта вариабельность значительно снижается (Левин и др., 1989). Нами зафиксирована значительная (до 100-1000 раз и более) временная вариабельность общей численности исследуемых групп микроорганизмов, а точнее узкой группы доминирующих микроорганизмов, в сильно загрязненной почве (10-100 ПДК) во временном интервале эт 3 суток до б месяцев от момента загрязнения. (В незагрязненной почве численность микроорганизмов изменялась лишь в 2-3 раза.) Менее сильное, но тоже значительное временное варьирование было отмечено в загрязненной ТМ почве и для других показателей биологической активности. Причина усиления варьирования, очевидно, заключается в существенной перестройке микробоценоза почв, вызван-того ТМ и растянутого во времени. Видимо, усиление природного временного $арьирования характерно при однократном поступлении ТМ в почву. При равномерном регулярном поступлении ТМ почвенный микробоценоз стабилизируется и )арьирования, вызванного этой причиной, не происходит.

5.2 Построение рядов металлов по степени их токсичности

Для изучения влияния на биологическую активность почвы природы метал-1а-загрязнителя можно построить ряд металлов в зависимости от степени их влия-1ия на тот или иной показатель. Содержание металла в почве можно выразить в аб-юлютных значениях (мг/кг почвы) или в относительных (ПДК металла в почве). Тоследний способ целесообразно использовать для сравнения элементов с различили кларком в почве, нормой содержания и соответственно различным порогом :онцентрации, за которым проявляются его токсические свойства. Поэтому можно гостроить два ряда токсичности ТМ: с единицей измерения содержания металла в гочве - мг/кг почвы и с единицей измерения - ПДК.

Не одинаковы ряды металлов, полученные при различном содержании ме-алла в почве, разных сроках экспозиции металла в почве, разных формах химиче-ких соединений металлов. Это свидетельствует о том, что влияние ТМ на биологи-ескую активность почвы зависит от вышеперечисленных факторов. Кроме того, азличные показатели биологической активности по-разному реагируют на одни и

те же параметры загрязнения. В связи с этим, возможно несовпадение рядов токсичности металлов, полученных различными исследователями.

Следуя сути ПДК, ряд, основанный на нем, должен иметь знаки равенства между элементами, что было получено крайне редко. Это лишний раз подтверждает огромную сложность проблемы разработки ПДК для почвы и несовершенство существующих ПДК.

5.3 Использование различных показателей биологической активности в це-

лях мониторинга и биодиагностики почв

Для мониторинга и диагностики загрязнения почв ТМ следует использовать определенные показатели, т.к. не все они одинаково реагируют на внешнее воздействие. В первую очередь следует определять биохимические показатели как более чувствительные и менее варьирующие по сравнению с микробиологическими. Из изученных в настоящем исследовании показателей рекомендуются показатели изменения ферментативной активности (каталазы, уреазы, инвертазы, фосфатазы), скорости разложения мочевины, целлюлозоразрушающей активности, интенсивности накопления свободных аминокислот. Хорошие результаты дало использование отношения численности бактерий по данным микроскопии к численности по посеву (к = М / Р) как показателя сукцессионных процессов в почве.

Малопригодными для мониторинга и биоиндикации загрязнения черноземов ТМ являются показатели общей численности основных групп почвенных микроорганизмов без определения их видового состава или структуры микробоценоза, в связи с их значительным пространственным и временным варьированием.

Не следует использовать какой-либо один показатель. Необходимо определение суммарного изменения биологической активности почвы.

5.4 Определение суммарного изменения биологической активности почвы

На основе набора наиболее информативных биологических показателей, рекомендуемых к использованию в целях мониторинга и биодиагностики влияния загрязнения ТМ на биологическую активность почв, можно определить суммарное изменение последней.

На основе результатов исследования можно сравнить влияние на биологическую активность почвы различных ТМ, построив ряд металлов в зависимости от степени их воздействия. Если выразить содержание ТМ в почве в относительных значениях, т.е. в ПДК металла в почве, можно построить 3 ряда токсичности, различных для 1, 10 и 100 ПДК: 1 ПДК: гп=Си=Сс)-РЬ>Не; 10 ПДК: гп>РЬ>Си>Сс1>Н§; 100 ПДК: 2п>Си>РЬ>Н£=Сс1. Результирующий ряд токсичности

после некоторого обобщения можно представить следующим образом: 7л1>Си>=РЬ>Сс1>=Н&

Если выразить содержание ТМ в почве в абсолютных значениях, т.е. в мг/кг почвы, образуемый ряд будет выглядеть следующим образом: Нд^Сс1>2п-Си>=РЬ. Следует учитывать, что этот ряд справедлив только в случае содержания металлов в почве порядка 100-300 мг/кг.

При содержании в почве 1 ПДК ТМ между элементами в ряду токсичности можно поставить знак равенства, т.е. степень их влияния на суммарную биологическую активность достаточно близка, в то время как отдельные показатели биологической активности почвы могут значительно варьировать. Таким образом, существующие ПДК ТМ в почве сравнительно хорошо соотносятся между металлами (по крайней мере, для черноземов). Однако при содержании в почве 1 ПДК ТМ часто происходит снижение биологической активности на 10-20 % и более. Если проводить нормирование содержания ТМ в почве как природном теле или среде обитания живых организмов, такое снижение биологической активности почвы недопустимо. Следовательно, существующие значения ПДК с этой позиции слишком высоки.

ГЛАВА 6. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО

ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ 6.1 Географические закономерности изменения биологической активности основных почв Северного Кавказа Сравнительно-географическому анализу были подвергнуты почвы стенных эайонов равнин (черноземы обыкновенные севсроприазовские и предкавказские), мсостепи предгорий (черноземы выщелоченные слитые и серые лесостепные поч-!ы) и лесов низких гор (бурые лесные почвы). Черноземы обыкновенные североприазовские), черноземы обыкновенные (предкавказские), черноземы выще-юченные слитые, серые лесостепные и бурые лесные почвы на территории Север-юго Кавказа располагаются последовательно с севера на юг. При этом наблюдается >братная равнинной последовательность расположения почв (почвы степей — поч-¡ы лесостепи — лесные почвы), обусловленная нарастанием количества осадков по «ере приближения к Большому Кавказу.

Результаты расчетов показали, что наивысшей биологической активностью [з изученных почв обладает чернозем обыкновенный (предкавказский). Биологиче-кая активность пахотного горизонта почв Северного Кавказа убывает в следующем ряду: чернозем обыкновенный (предкавказский) (100 %) > чернозем обыкно-

венный (севсроприазовский) (63 %) > чернозем выщелоченный слитый (60 %) > серая лесостепная почва (53 %) > бурая лесная почва (22 %). Данная закономерное» определяется прежде всего, изменением содержания в почве гумуса.

Оценка суммарной биологической активности почвы близка к оценке уровня плодородия. То есть, по изменению биологической активности почвы можно судить об изменении ее плодородия. Это дает возможность рекомендовать показатель суммарной биологической активности для широкого использования при мониторинге и биоиндикации почв, в том числе при изучении ашропогенных воздействий, в частности загрязнении почв ТМ.

Снижение содержание гумуса в исследованных почвах при их распашке влечет за собой снижение их биологической активности и устойчивости к загрязнению ТМ.

6.2 Географические закономерности изменении биологической активности внутри подтипа черноземы обыкновенные

Специфической географической особенностью пространственного распространения черноземов обыкновенных Северного Приазовья и, особенно, Западного Предкавказья является однородность структуры почвенного покрова и наличие огромных крупноконтурных элементарных почвенных ареалов (Вальков и др., 1996). Однородность структуры почвенного покрова этих районов определяется относительной однородностью условий почвообразования: климата, растительности, рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный покров данной территории представлен в основном черноземами обыкновенными, приуроченным к ведущим элементам ландшафта. Различия в рельефе выразилось в формировании лугово-черноземных, пойменных и других почв, образование которых связано с депрессиями и речными долинами. Различия в климатических условиях данной территории привело к видовому различию внутри подтипа черноземов обыкновенных по содержанию гумуса и мощности гумусовых горизонтов. Несколько более влажный и теплый климат Западного Предкавказья обусловил формирование здесь мощных и сверхмощных черноземов, в то время как в Северном Приазовье получили распространение среднемощные виды. Различия в гранулометрическом и минералогическом составах почвообразующих пород и черноземов обыкновенных на исследуемой территории незначительны.

Таким образом, несмотря на некоторые различия в условиях почвообразования, формирование крупных массивов черноземов обыкновенных в Северном Приазовье и Западном Предкавказье шло по пути интеграции генетических свойств

почв, а не их дифференциации, что часто характерно для черноземов Средней полосы России.

Несмотря на некоторые различия в гумусном состоянии черноземов обыкновенных Приазовско-Предкавказской почвенной провинции, они обладают близкими биологическими свойствами. Предкавказский чернозем характеризуется несколько большей биологической активностью по сравнению с североприазовским. Очевидно, это определяется более высоким содержанием в нем гумуса.

Устойчивость биологических свойств почвы к загрязнению ТМ внутри подтипа черноземы обыкновенные при прочих схожих генетических свойствах определяется содержанием в почве гумуса.

6.3 Географигческие особетюсти биологической устойчивости черноземов по

сравнению с другими почвами

Результаты настоящего исследования и многочисленные литературные данные свидетельствуют о том что, устойчивость почвы к загрязнению вообще, и ТМ в частности, обусловлено генетическими свойствами данной почвы, которые формируются под воздействием конкретных факторов почвообразования, соответствующих географическому положению почвы.

Географическое положение черноземов обусловило формирование таких генетических свойств этих почв, которые определяют их высокую устойчивость к загрязнению ТМ. Благодаря таким свойствам черноземов как высокое содержание гумуса, высокая емкость почвенного поглощающего комплекса, окислительные ус-товия, нейтральная рН и др., способствующим переводу ТМ в неподвижные и нетоксичные для микроорганизмов формы, загрязнение высокими дозами ТМ вызы-тет не столь значительное снижение биологической активности черноземов по равнению с большинством других почв.

6.4 Прогноз ухудшения биологических свойств чернозема обыкновешюго в

результате загрязнения тяжелыми металлами

Однородность почвенного покрова и свойств чернозема обыкновешюго Се-¡ерного Приазовья и Западного Предкавказья позволяет перенести результаты модельных опытов и полевых исследований на весь массив этих почв. На основе кар-отраммы содержания в исследуемых почвах гумуса и результатов настоящего ис-яедования построены прогнозные карты снижения биологической активности чер-гоземов обыкновенных южно-европейской фации Ростовской области и Красноярского края в случае их загрязнения 1, 10 и 100 ПДК какого-либо металла.

ВЫВОДЫ

1 .Загрязнение высокими дозами ТМ в большинстве случаев ведет к снижс нию биологической активности чернозема обыкновенного. Однако в ряде случае] наблюдается увеличение некоторых отдельных ее показателей. Действие ТМ зави сит от природы элемента, содержания его в почве, формы химического соединения срока от момента загрязнения. Совместное действие нескольких ТМ отличается о воздействия отдельных металлов и даже может носить противоположный характер Зависимость степени воздействия ТМ на биологическую активность от их содержа ния в почве часто имеет нелинейный характер.

2.По степени толерантности к загрязнению чернозема ТМ изученные групнь микроорганизмов располагаются следующим образом: микроскопические грибы ; актиномицеты > бактерии > спорообразующие бактерии. В основном максималь-иый токсический эффект ТМ на почвенные микроорганизмы проявляется в первое время после загрязнения, когда их численность существенно падает. Однако по истечении некоторого времени значения численности во многих случаях могут резке возрастать, превышая контрольные значения, иногда на 2-3 порядка. При этом свок численность в большей степени увеличивают более толерантные к загрязнению ТМ группы микроорганизмов.

3.По степени устойчивости к загрязнению чернозема ТМ изученные ферменты располагаются следующим образом: хаталаза > инвертаза > уреаза = фосфатаза.

4,Однократное загрязнение почвы ТМ часто значительно усиливает природное временное варьирование показателей биологической активности, в то время как регулярное поступление в почву ТМ, напротив, снижает вариабельность признака.

5.На основе набора наиболее информативных показателей биологической активности почвы можно определить суммарное изменение последней. Среднее значение выбранных показателей при загрязнении чернозема ТМ, как правило, снижается, в то' время как отдельные показатели биологической активности почвы могут увеличиваться. Снижение среднего значения биологической активности для всех металлов в большинстве случаев находится в прямой зависимости от содержания ТМ в почве.

6.Для сравнения влияния на биологическую активность почвы различных ТМ можно построить ряд металлов в зависимости от степени их воздействия на тот или иной показатель. При этом содержание металла в почве можно выразить в абсолютных значениях (мг/кг почвы) или в относительных (ПДК металла в почве). Последний способ целесообразно исполюовать для сравнения элементов с различным кларком в почве, нормой содержания и соответственно различным порогом

концентрации, за которым проявляются его токсические свойства. По отношению к средним значениям биологической активности почвы можно построить следующие ряды токсичности ТМ:

1ИДК: гпСаСа-РЬ>Н8 10 ПДК: 7п>РЬ>Си>С(1>118

100 ПДК: 2п>Си>РЬ>Н8=С(1

1-100 ПДК: гп>Си>=РЬ>Сс1>=Н8

мг/кг: Щ=СсЬ2п=Си>=РЬ

Таким образом, наиболее сильное снижение биологической активности чернозема обыкновенного вызывает загрязнение ртутыо и кадмием.

7.При содержании в почве 1 ПДК ТМ между элементами в ряду токсичности иожно поставить знак равенства, т.е. степень их влияния на суммарную биологическую активность достаточно близка, в то время как отдельные показатели биологи-теской активности могут значи тельно' варьировать. Таким образом, существующие дааченияПДК ТМ в почве сравнительно хорошо соотносятся между металлами.

8.При содержании в почве 1 ПДК любого из исследованных металлов уже троисходит снижение биологической активности на 10-20 %. Если проводить нормирование содержания ТМ в почве как природном теле или среде обитания живых )рганизмов, то такое снижение биологической активности почвы недопустимо. Следовательно, существующие значения ПДК, с этой позиции, слишком высоки.

9.При сравнении рядов металлов по степени их токсичности или рядов пока-:ателей биологической активности по степени их устойчивости к загрязнению поч-1Ы ТМ, построенных разными исследователями, часто наблюдаются значительные >азличия и противоречия. Причины этого заключаются в том, что в разных иссле-(ованиях часто используются разные концентрации металла в почве, химические эормы металла, сроки экспозиции металла в почве, методы определения показате-[ей биологической активности и, наконец, разные типы почв. Кроме того, различия югут определяться тем, получены данные в лабораторном опыте или полевом ис-ледовании.

Ю.Биологическая активность почв Северного Кавказа снижается в следующем ряду: чернозем обыкновенный (предкавказский) > чернозем обыкновенный гевероприазовский) > чернозем выщелоченный слитый > серая лесостепная почва ■ бурая лесная почва. Данная закономерность определяется, прежде всего, измене-ием содержания и запасов в почве гумуса.

11.Географическое положение черноземов обусловило формирование таких гнетических свойств этих почв (высокое содержание гумуса, высокая емкость поч-

венного поглощающего комплекса, окислительные условия, нейтральная рН и др., способствующих переводу ТМ в неподвижные и нетоксичные для микроорганизмов формы), которые определяют их высокую устойчивость к загрязнению ТМ по сравнению с большинством других почв.

12.В географическом аспекте устойчивость биологических свойств почвы к загрязнению ТМ внутри подтипа черноземы обыкновенные при прочих схожих генетических свойствах определяется содержанием в почве гумуса.

13.В качестве научно-методических рекомендаций предлагается следующее:

•В целях мониторинга и диагностики загрязнения почв ТМ следует использовать строго определенные показатели, т.к. не все они одинаково реагируют на внешнее воздействие. В первую очередь следует определять биохимические показатели как более чувствительные и менее варьирующие по сравнению с микробиологическими показателями. Из изученных в настоящем исследовании рекомендуются показатели изменения ферментативной активности (уреазы, каталазы, инвергазы, фосфатазы), скорости разложения мочевины, целлюлозоразрушающей активности, интенсивности накопления свободных аминокислот.

•Малопригодными для мониторинга и биоиндикации загрязнения черноземов ТМ являются показатели общей численности основных групп почвенных микроорганизмов без определения их видового состава или структуры микробоценоза, в связи с их значительным пространственным и временным варьированием. В тоже время хорошие результаты дает использование отношения численности бактерий по данным микроскопии к их численности по посеву в качестве ивдикатора сукцесси-онных процессов в почве.

•О биологической активности почвы не следует судит по какому-либо одному показателю. При мониторинге и индикации почв, загрязненных ТМ, необходимо применение комплексного подхода и определение суммарного изменения биологической активности почвы.

По теме диссертации опубликовано 29 работ, основные из которых следующие:

1 „Изменение, микробиологической активности чернозема обыкновенного под влиянием загрязнения тяжелыми металлами // Экология и современность. Материалы международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону. 1995. С. 145.

2.Влияние загрязнения, тяжелыми металлами на микрофлору чернозема обыкновенного И Тезисы докладов II съезда общества почвоведов. Санкт-Петербург. 1996. Том 1. С. 263-264.

3.Биологическая характеристика почв Краснодарского края // Проблемы почтенной зоологии: Материалы докладов I Всероссийского совещания. Ростов н/Д: Изд-во облИУУ, 1996. С. 50-51. (Соавтор Казеев К.Ш.).).

4.Влияние загрязнения тяжелыми металлами чернозема на прорастание се-нян и развитие проростков // Город и экология. Материалы II Международной научной студенческой конференции. Ростов-на-Дону. 1996. С. 68.

5.Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема / Агрохимия. 1997. № 6. С. 50-55. (Соавторы: Вальков В.Ф., Казеев К.Ш.).

6.Влияние загрязнения тяжелыми металлами на микроскопические грибы и \zotobacter чернозема обыкновенного // Экология. 1997. № 5. С. 388-390. Соавторы: Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Тащиев С.С.).

7.Проблема нормирования загрязнения почв тяжелыми металлами // Эколо-ия и здоровье человека. Материалы III Международной научно-практической сту-(енческой конференции. Ростов-на-Дону. 1997. С. 65-66. (Соавтор Казеев К.Ш.).

8. influence of heavy metal pollution on microscopic fimgi and Azotobacter of com-tion chernozem// Russian Journal of Ecology. 28 (5). Sept-oct. 1997. P. 345-346. (Valkov Г.F., Kazeev K.Sh., Taschiev S.S.).

9.Биологическая диагностика почв. Микробиологические методы II Методи-еские рекомендации для научно-исследовательской работы студентов. Ростов-на-(ону: РГУ УПЛ. 1998. 19 с. (Соавтор Казеев К.Ш.).

Ю.Биологическая диагностика почв. Биохимические методы // Методические екомендации для научно-исследовательской работы студентов. Ростов-на-Дону: ГУ УПЛ. 1998. 23 с. (Соавтор Казеев КЖ).

11.Микрофлора почв предгорий Северо-Западного Кавказа // Микробиология очв и земледелие. Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. Санкт-[етербург. 1998. С. 64. (Соавтор Казеев К.Ш.).

12.Использование показателей биологической активности при мониторинге и иагностике почв, загрязненных тяжелыми металлами // Антропогенная деградация очвенного покрова и меры ее предупреждения. Тезисы и доклады Всероссийской энференции. Москва. 1998. Том 1. С. 49-50. (Соавтор Казеев К.Ш.).

13.Гумусовое состояние почв предгорий Северо-Западного Кавказа // Почво-эдение. 1998. № 7. С. 848-853. (Соавторы: Казеев К.Ш., Вальков В.Ф.)

14.Change of biological properties North-West Caucasus soils by agricultural use // iimmaries of 16th World Congress of Soil Science. Montpellier. France. 1998. Volume I.

208. (Kazeev K.Sh.)