МИКРОБНЫЙ УГЛЕРОД СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Авторы

  • Анатолий Андреевич Вершинин Институт проблем экологии и недропользования АН РТ
  • Ленар Камилевич Каримуллин Институт проблем экологии и недропользования АН РТ
  • Алина Александровна Утомбаева Институт проблем экологии и недропользования АН РТ
  • Андрей Михайлович Петров Институт проблем экологии и недропользования АН РТ

DOI:

https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.2.47.55

Ключевые слова:

серые лесные почвы, нефтепродукты, углерод микробной биомассы, коэффициент микробного дыхания

Аннотация

Изучена динамика углерода микробной биомассы различных подтипов серой лесной почвы в условиях длительного воздействия нефти. На ранних стадиях после загрязнения во всех подтипах почв происходило резкое увеличение микробной биомассы (Смик). Максимальный уровень Смик и наивысшая скорость снижения концентрации нефтепродуктов в почве обнаруживались на 365 сутки инкубации. Выявлены особенности изменения содержания микробного углерода в разных подтипах почв. Как правило, внесение высоких исходных доз нефти (15‒20%) способствовало максимальному накоплению микробной биомассы и более длительному поддержанию ее высокого уровня в почве. После пятилетней инкубации опытных образцов содержание Смик в серой лесной почве было на уровне контроля, тогда как в светло-серой лесной и темно-серой лесной оно было ниже показателей чистых почв. Значения коэффициентов микробного дыхания свидетельствуют о преодолении на 3‒4 год инкубации негативного воздействия нефтепродуктов и восстановлении нормального функционирования всех исследованных типов почв.

Список литературы

  1. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Орлинский Д.Б., Мякшина Т.Н. Методические аспекты определения скорости субстрат-индуцированного дыхания почвенных микроорганизмов // Почвоведение. №11. С. 72‒77.
  2. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Демкина Т.С. Влияние высушивания-увлажнения и замораживания-оттаивания на устойчивость микробных сообществ почвы // Почвоведение. 1997. №9. С. 1132‒1137.
  3. Ананьева Н.Д., Хакимов Ф.И., Деева Н.Ф., Сусьян Е.А. Влияние полихлорированных бифенилов на микробную биомассу и дыхание серой лесной почвы // Почвоведение. 2005. №7. С. 871‒876.
  4. Ананьева Н.Д., Полянская Л.М., Сусьян Е.А., Васенкина И.В., Вирт С., Звягинцев Д.Г. Сравнительная оценка микробной биомассы почв, определяемой методами прямого микроскопирования или субстрат-индуцированного дыхания // Микробиология. 2008. Т. 77. С. 404‒412.
  5. Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Рыжова И.М., Бочарникова Е.О., Стольникова Е.В. Углерод микробной биомассы и микробное продуцирование двуокиси углерода дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов и коренных ельников Южной тайги (Костромская область) // Почвоведение. 2009. №9. С. 1108‒1116.
  6. Астайкина А.А., Стрелецкий Р.А., Маслов М.Н., Белов А.А., Горбатов В.С., Степанов А.Л. Влияние пестицидной нагрузки на микробное сообщество агродерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2020. №5. С. 639‒650. doi: 10.31857/S0032180X20050032
  7. Благодатская Е.В., Пампура Т.В., Мякшина Т.Н., Демьянова Е.Г. Влияние свинца на дыхание и биомассу микроорганизмов серой лесной почвы в многолетнем полевом эксперименте // Почвоведение. 2006. №5. С. 559‒568.
  8. Благодатская Е.В., Ананьева Н.Д. Оценка устойчивости микробных сообществ в процессе разложения поллютантов в почве // Почвоведение. 1996. №11. С. 1341‒1346.
  9. Богородская А.В., Шишикин А.С. Динамика микробной массы, ее структура и функциональная активность в почвах при лесовозобновлении на вырубках пихтарников Енисейского Кряжа // Почвоведение. 2020. №1. С. 119‒130. https//doi.org/10.1134/S0032180X20010050
  10. Гавриленко Е.Г., Ананьева Н.Д., Макаров О.А. Оценка качества почв различных экосистем (на примере Серпуховского и Подольского районов Московской области) // Почвоведение. 2013. №12. С. 1505‒1515. doi: 10.7868/S0032180X13120058
  11. Добровольская Т.Г., Звягинцев Д.Г., Чернов И.Ю., Головченко А.В., Зенова Г.М., Лысак Л.В., Манучарова Н.А., Марфенина О.Е., Полянская Л.М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Роль микроорганизмов в экологических функциях почв // Почвоведение. 2015. №9. С. 1087‒1096. doi: 10.7868/S0032180X15090038
  12. Жукова А.Д., Хомяков Д.Н. Показатели микробного дыхания в почвенном покрове импактной зоны предприятия по производству минеральных удобрений // Почвоведение. 2015. №8. С. 984‒992. https://doi.org/.org/10.7868/S0032180X15080122
  13. Завьялова Н.Е., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Микробная биомасса, дыхательная активность и азотфиксация в дерново-подзолистой почве Предуралья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2020. №3. С. 372‒378. doi: 10.31857/S0032180X20030120
  14. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 304 с.
  15. Иващенко К.В., Ананьева Н.Д., Васенев В.И., Кудеяров В.Н., Валентини Р. Биомасса и дыхательная активность почвенных микроорганизмов в антропогенно-измененных экосистемах (Московская область) // Почвоведение. 2014. №9. С. 1077‒1088. doi: 10.7868/S0032180X14090056
  16. Киреева Н.А., Водопьянов В.В., Мифтахова А.М. Биологическая активность нефтезагрязненных почв. Уфа: Гилем, 2001. 376 с.
  17. Кудеяров Н.В., Заварзин Г.А., Благодатский С.А., Борисов С.А., Воронин П.Ю., Демкин В.А., Демкина Т.С., Евдокимов И.В., Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В., Комаров А.С., Курганова И.Н., Ларионова А.А., Лопес Де Гереню В.О., Уткин А.И., Чертов О.Г. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. 315 с.
  18. Кудеяров Н.В. Дыхание почв и биогенный сток углекислого газа на территории России (аналитический обзор) // Почвоведение. 2018. №6. С. 643‒658. doi: 10.7868/S0032180X18060011
  19. Макаров О.А. Почему нужно оценивать почву? (Состояние/качество почвы: оценка, нормирование, управление, сертификация). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. 259 с.
  20. Петров А.М., Вершинин А.А., Каримуллин Л.К., Кузнецова Т.В. Биологическая активность и состав микробного пула серой лесной почвы в условиях длительного нефтяного загрязнения // Российский журнал прикладной экологии. 2018a. №2. С. 26‒30.
  21. Петров А.М., Вершинин А.А., Зайнулгабидинов Э.Р., Князев И.В. Преодоление негативного воздействия нефти микробным сообществом темно-серой лесной почвы и ее токсические свойства // Российский журнал прикладной экологии. 2018b. №3. С. 18‒22.
  22. Сусьян Е.А., Ананьева Н.Д., Гавриленко Е.Г., Чернова О.В., Бобровский М.В. Углерод микробной биомассы в профиле лесных почв южной тайги // Почвоведение. 2009. №10. С. 1233‒1240.
  23. Якутин М.В., Анопченко Л.Ю., Андриевский В.С. Влияние засоления на биомассу микроорганизмов в разновозрастных почвах в лесостепной зоне Западной Сибири // Почвоведение. №12. С. 1500‒1505. doi: 10.7868/S0032180X16100154
  24. Anderson T.H., Domsch K.H. Rations of microbial biomass to total organic carbon in arable soils // Soil biology and biochemistry. 1989. Vol. 21, №4. P. 471‒479.
  25. Anderson T.H., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil biology and biochemistry. 1978. Vol. 10. P. 215‒221.
  26. Bastida F., Moreno J.L.A., Hernandez T., Garsia C. Past, present and future of soil future quality indexes: a biological perspective // Geoderma. 2008. Vol. 147. P. 159‒171.
  27. Brookes P.C., Landman A., Pruden Q., Jenkinson D.S. Chloroform fumigation and release of soil nitrogen: a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil // Soil biology and biochemistry. 1985. Vol. 17. P. 837‒842.
  28. Höper H. Bodenmicrobiologische Untersuchungen in der Bodendauerbeobachtung in Deutschland // VBB-Bulletin. 1999. Vol. 3. P. 13‒14.
  29. Jenkinson D.S., Powlson D.S., Wedderburn R.W.M. The effect of biocidal treatments on metabolism in soil. III. The relationship between soil biovolume, measured by optical microscopy and the flush of decomposition caused by fumigation // Soil biology and biochemistry. 1976. Vol. 8. P. 189‒202.
  30. Maurer-Troxler C. Einsatz bodenbiologischer Parameter in der langfristigen Bodenbeobachtung des Kantons Bern // VBB-Bulletin. 1999. Vol. 3. P. 11‒13.
  31. Nannipieri P., Kandeler E., Ruggiero P. Enzime activities and microbiological and biochemical processes in soil // Enzymes in environment. N.-Y., 2002. P. 1‒34.
  32. Seybold C.A., Herrick J.E., Brejda J.J. Soil resilience: A fundamental component of soil quality // Soil science. 1999. Vol. 194, №4. P. 224‒234.
  33. Sparling G.P., Schipper L.A., Bettgeman W., Hill R. Soil quality monitoring in New Zealand: practical lessons from a 6-year trial // Agriculture, ecosystems and environment. 2004. Vol. 104. P. 523‒534.

Библиографические ссылки

Anan'eva N.D., Blagodatskaya E.V., Orlinskij D.B., Myakshina T.N. Metodicheskie aspekty opredeleniya skorosti substrat-inducirovannogo dyhaniya pochvennyh mikroorganizmov [Methodological aspects of determining the rate of substrate-induced respiration of soil microorganisms] // Pochvovedenie [Soil science]. 1993. №11. P. 72‒77.

Anan'eva N.D., Blagodatskaya E.V., Demkina T.S. Vliyanie vysushivaniya-uvlazhneniya i zamorazhivaniya-ottaivaniya na ustojchivost' mikrobnyh soobshchestv pochvy [Effect of drying-rewetting and frosting-defrosting on the stability of soil microbial communities] // Pochvovedenie [Soil science]. 1997. №9. P. 1132‒1137.

Anan'eva N.D., Hakimov F.I., Deeva N.F., Sus'yan E.A. Vliyanie polihlorirovannyh bifentlov na mikrobnuyu biomassu i dyhanie seroj lesnoj pochvy [Effect of polychlorinated biphenyls on microbial biomass and respiration of gray forest soil]// Pochvovedenie [Soil science]. 2005. №7. P. 871‒876.

Anan'eva N.D., Polyanskaya L.M., Sus'yan E.A., Vasenkina I.V., Virt S., Zvyagincev D.G. Sravnitel'naya ocenka mikrobnoj biomassy pochv, opredelyaemoj metodami pryamogo mikroskopirovanya ili substrat-inducirovannogo dyhaniya [Comparative assessment of soil microbial biomass determined by direct microscopy or substrate-induced respiration methods] // Mikrobiologiya [Microbiology]. 2008. Vol. 77. P. 404‒412.

Anan'eva N.D., Sus'yan E.A., Ryzhova I.M., Bocharnikova E.O., Stol'nikova E.V. Uglerod mikrobnoj biomassy i mikrobnoe producirovanie dvuokisi ugleroda dernovo-podzolistymi pochvami postagrogennyh biogeocenozov i korennyh el'kov YUzhnoj tajgi ( Kostromskaya oblast') [Carbon of microbial biomass and microbial production of carbon dioxide by soddy-podzolic soils of postagrogenic biogeocenoses and primary spruce forests of the Southern taiga (Kostroma region)] // Pochvovedenie [Soil science]. 2009. №9. P. 1108‒1116.

Astajkina A.A., Streleckij R.A., Maslov M.N., Belov A.A., Gorbatov V.S., Stepanov A.L. Vliyanie pesticidnoj nagruzki na mikrobnoe soobshchestvo agrodernovo-podzolistoj pochvy [Influence of pesticide load on the microbial community of agro-soddy-podzolic soil] // Pochvovedenie [Soil science]. 2020. №5. P. 639‒650. doi: 10.31857/S0032180X20050032

Blagodatskaya E.V., Pampura T.V., Myakshina T.N., Dem'yanova E.G. Vliyanie svinca na dyhanie i biomassu mikroorganizmov seroj lesnoj pochvy v mnogoletnem polevom eksperimente [The effect of lead on respiration and biomass of microorganisms in gray forest soil in a longitude field experiment] // Pochvovedenie [Soil science]. 2006. №5. P. 559‒568.

Blagodatskaya E.V., Anan'eva N.D. Ocenka ustojchivosti mikrobnyh soobshchestv v processe razlozheniya pollyutantov v pochve [Evaluation of the resistance of microbial communities in the process of decomposition of pollutants in soil] // Pochvovedenie [Soil science]. 1996. №11. P. 1341‒1346.

Bogorodskaya A.V., Shishikin A.S. Dinamika mikrobnoj massy, ee struktura i funkcional'naya aktivnost' v pochvah pri lesovozobnovlenii na vyrubkah pihtarnikov Enisejskogo Kryazha [Dynamics of microbial mass, its structure and functional activity in soils during reforestation in the clearings of fir forests of the Yenisei Ridge]/ / Pochvovedenie [Soil science]. 2020. №1. P. 119‒130. https//doi.org/10.1134/S0032180X20010050

Gavrilenko E.G., Anan'eva N.D., Makarov O.A. Ocenka kachestva pochv razlichnyh ekosistem ( na primere Serpuhovskogo i Podol'skogo rajonov Moskovskoj oblasti) [Assessment of soil quality in various ecosystems (example of Serpukhov and Podolsk districts of the Moscow region)] // Pochvovedenie [Soil science]. 2013. №12. P. 1505‒1515. doi: 10.7868/S0032180X13120058

Dobrovol'skaya T.G., Zvyagincev D.G., Chernov I.Yu., Golovchenko A.V., Zenova G.M., Lysak L.V., Manucharova N.A., Marfenina O.E., Polyanskaya L.M., Stepanov A.L., Umarov M.M. Rol' mikroorganizmov v ekologicheskih funkciyah pochv [The role of microorganisms in the ecological functions of soils] // Pochvovedenie [Soil science]. 2015. №9. P. 1087‒1096. doi: 10.7868/S0032180X15090038

Zhukova A.D., Homyakov D.N. Pokazateli mikrobnogo dyhaniya v pochvennom pokrove impaktnoj zony predpriyatiya po proizvodstvu mineral'nyh udobrenij [Indicators of microbial respiration in the soil cover of the impact zone of the enterprise for the production of mineral fertilizers] // Pochvovedenie [Soil science]. 2015. №8. P. 984‒992. https://doi.org/.org/10.7868/S0032180X15080122

Zav'yalova N.E., Vasbieva M.T., Fomin D.S. Mikrobnaya biomassa, dyhatel'naya aktivnost' i azotofiksaciya v dernovo-podzolistoj pochve Predural'ya pri razlichnom sel'skohozyajstvennom ispol'zovanii [Microbial biomass, respiratory activity, and nitrogen fixation in the soddy-podzolic soil of the pre-urals under various agricultural uses] // Pochvovedenie [Soil science]. 2020. №3. P. 372‒378. doi: 10.31857/S0032180X20030120

Zvyagincev D.G. Metody pochvennoj mikrobiologii i biohimii [ Methods of soil microbiology and biochemistry]. Moscow: Moscow State University,1991. 304 p.

Ivashchenko K.V., Anan'eva N.D., Vasenev V.I., Kudeyarov V.N., Valentini R. Biomassa i dyhatel'naya aktivnost' pochvennyh mikroorganizmov v antropogenno-izmenennyh ekosistemah (Moskovskaya oblast') [Biomass and respiratory activity of soil microorganisms in anthropogenically modified ecosystems (Moscow region)] // Pochvovedenie [Soil science]. 2014. №9. P. 1077‒1088. doi: 10.7868/S0032180X14090056

Kireeva N.A., Vodop'yanov V.V., Miftahova A.M. Biologicheskaya aktivnost' neftezagryaznennyh pochv [Biological activity of oil-contaminated soils]. Ufa: Gilem, 2001. 376 p.

Kudeyarov N.V., Zavarzin G.A., Blagodatskij S.A., Borisov S.A., Voronin P.YU., Demkin V.A., Demkina T.S., Evdokimov I.V., Zamolodchikov D.G., Karelin D.V., Komarov A.S., Kurganova I.N., Larionova A.A., Lopes De Gerenyu V.O., Utkin A.I., Chertov O.G. Puly i potoki ugleroda v nazemnyh ekosistemah Rossii [Pools and flows of carbon in terrestrial ecosystems of Russia]. Moscow: Nauka, 2007. 315 p.

Kudeyarov N.V. Dyhanie pochv i biogennyj stok uglekislogo gaza na territorii Rossii ( Analiticheskij obzor) [Soil respiration and biogenic carbon dioxide sink in Russia (review)] // Pochvovedenie [Soil science]. 2018. №6. P. 643‒658. doi: 10.7868/S0032180X18060011

Makarov O.A. Pochemu nuzhno ocenivat' pochvu? (Sostoyanie/kachestvo pochvy: ocenka, normirovanie, upravlenie, sertifikaciya) [Why do you need to assess the soil? (Soil condition/quality: evaluation, standardization, management, certification]. Moscow: Moscow University, 2003. 259 p.

Petrov A.M., Vershinin A.A., Karimullin L.K., Kuznecova T.V. Biologicheskaya aktivnost' i sostav mikrobnogo pula seroj lesnoj pochvy v usloviyah dlitel'nogo neftyanogo zagryazneniya [Biological activity and composition of the microbial pool of gray forest soil under conditions of long-term oil pollution] // Rossijskij zhurnal prikladnoj ekologii [Russian journal of applied ecology]. 2018a. №2. S.26-30.

Petrov A.M., Vershinin A.A., Zajnulgabidinov E.R., Knyazev I.V. Preodolenie negativnogo vozdejstviya nefti mikrobnym soobshchestvom temno-seroj lesnoj pochvy i ee toksicheskie svojstva [Overcoming the negative impact of oil by the microbial community of dark gray forest soil and its toxic properties] // Rossijskij zhurnal prikladnoj ekologii [Russian journal of applied ecology]. 2018b. №3. P. 18‒22.

25.Sus'yan E.A., Anan'eva N.D., Gavrilenko E.G., CHernova O.V., Bobrovskij M.V. Uglerod mikrobnoj biomassy v profile leechnyh pochv yuzhnoj tajgi [. Carbon of microbial biomass in the profile of forest soils of the southern taiga] // Pochvovedenie. 2009. №10. P. 1233‒1240.

Yakutin M.V., Anopchenko L.YU., Andrievskij V.S. Vliyanie zasoleniya na biomassu mikroorganizmov v raznovozrastnyh pochvah v lesostepnoj zone Zapadnoj Sibiri [Influence of Salinity on the Biomass of Microorganisms in Soils of Different Ages in the Forest-Steppe Zone of Western Siberia] // Pochvovedenie [Soil science]. 2016. №12. P. 1500‒1505. doi: 10.7868/S0032180X16100154

Anderson T.H., Domsch K.H. Rations of microbial biomass to total organic carbon in arable soils // Soil biology and biochemistry. 1989. Vol. 21, №4. P. 471‒479.

Anderson T.H., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil biology and biochemistry. 1978. Vol. 10. P. 215‒221.

Bastida F., Moreno J.L.A., Hernandez T., Garsia C. Past, present and future of soil future quality indexes: a biological perspective // Geoderma. 2008. Vol. 147. P. 159‒171.

Brookes P.C., Landman A., Pruden Q., Jenkinson D.S. Chloroform fumigation and release of soil nitrogen: a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil // Soil biology and biochemistry. 1985. Vol. 17. P. 837‒842.

Höper H. Bodenmicrobiologische Untersuchungen in der Bodendauerbeobachtung in Deutschland // VBB-Bulletin. 1999. Vol. 3. P. 13‒14.

Jenkinson D.S., Powlson D.S., Wedderburn R.W.M. The effect of biocidal treatments on metabolism in soil. III. The relationship between soil biovolume, measured by optical microscopy and the flush of decomposition caused by fumigation // Soil biology and biochemistry. 1976. Vol. 8. P. 189‒202.

Maurer-Troxler C. Einsatz bodenbiologischer Parameter in der langfristigen Bodenbeobachtung des Kantons Bern // VBB-Bulletin. 1999. Vol. 3. P. 11‒13.

Nannipieri P., Kandeler E., Ruggiero P. Enzime activities and microbiological and biochemical processes in soil // Enzymes in environment. N.-Y., 2002. P. 1‒34.

Seybold C.A., Herrick J.E., Brejda J.J. Soil resilience: A fundamental component of soil quality // Soil science. 1999. Vol. 194, №4. P. 224‒234.

Sparling G.P., Schipper L.A., Bettgeman W., Hill R. Soil quality monitoring in New Zealand: practical lessons from a 6-year trial // Agriculture, ecosystems and environment. 2004. Vol. 104. P. 523‒534.

Загрузки

Опубликован

2022-07-06

Как цитировать

Вершинин, А. А., Каримуллин, Л. К., Утомбаева, А. А., & Петров, А. М. (2022). МИКРОБНЫЙ УГЛЕРОД СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ. Российский журнал прикладной экологии, (2), 47–55. https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.2.47.55

Выпуск

Раздел

Экология почв

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>