CC BY
31sanitary standards. The practical significance of the work lies in the possibility of using phytoremediation with the remediation of contaminated soils with heavy metals of agricultural land, for example, in the Ryazan, Lipetsk and Tula and other regions of the Russian Federation.
Key words: biological barrier, pollutants pollution, sanitation, agriculture, tolerance, heavy metals, stability, phytoremediation, fitosanatsiya, environmental safety, efficiency, spring barley.
Literatura
1. Ilinskiy, A.V. Vyrashchivanie yekologicheski bezopasnoy produktsii na texnogenno-zagryaznennnykh zemlyakh [Tekst] / A.V. Ilinskiy, L.V. Kireycheva, V.M. Yashin // Ekologicheskiy vestnik Rossii. - 2006. - № 2. - S.3.
2. Ilinskiy, A.V. Ochistka i detoksikatsiya opodzolennykh i vyshchelochennykh chernozemov, zagryaznennnykh tyajelymi metallami (na primere Ryazanskoy oblasti): avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchonoy stepeni kandidata selskoxozyaystvennyx nauk [Tekst]: 06/01/02 - Melioratsiya, rekultivatsiya i oxrana zemel', 03.00.16 - Ekologiya / Vserossiy nauchno-issledovatelskiy institut gidrotexniki i melioratsii im. A.N. Kostyakova. - Moskva, - 2003. - 26 s.
3. Kireycheva, L.V. Detoksikatsiya zagryaznennnykh tyajelymi metallami vyshchelochennykh chernozemov i drevneallyuvialnykh pochv s ispol'zovaniem sorbtsionnykh materialov [Tekst] / L.V. Kireycheva, A.V. Ilinskiy, V.M. Yashin, Nguyen Xuan Hai//Doklady RASXN. - 2009. - № 3. - S. 41-43.
4. Kireycheva, L.V. Tolerantnostselskokhozyaysnvennykhkulturkzagryazneniyuchernozemovtyazhelymi metallami [Tekst]/L.V. Kireycheva, YU.A. Mazhayskiy, A.V. Ilinskiy//Agrarnaya nauka. - 2003. - № 8. - S. 19-20.
5. Koptsik G.N. Problemy i perspektivy fitoremediatsii pochv, zagryaznennykh tyazhelymi metallami (obzor literatury) [Tekst]/ G.N. Koptsik// Pochvovedenie. - 2014. - № 9. - S. 1113-1130.
6. Ilinskiy, A.V. K voprosu detoksikatsii zagryaznennogo myshyakom opodzolennogo chernozema s pomoschyu kombinirovannogo melioranta na osnove diatomite I goluboy gliny [Tekst] / A.V. Ilinskiy, L.V. Kireycheva, D.V. Vinogradov, L.I. Moskovkina // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - 2015. - № 3 (27) - S. 9-13.
7. Ilinskiy, A.V. Nekotorye aspekty obosnovaniya sistemy kompleksnogo kontrolya pri provedenii meropriyatiy po reabilitatsii tekhnogenno zagryazneenykh zemel [Tekst] /A.V. Ilinskiy, D.V. Vinogradov, P.N. Balabko // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - 2015. - № 4 (28) - S. 10-15.
8. Kurchevskii, S. M. Rol agromeliorativnih priemov v uluchshenii osnovnih agrofizicheskih svoistv supeschanoi dernovo-podzolistoi pochvi [Tekst] / S. M. Kurchevskii, D. V. Vinogradov // Agroponarama. -2013. - № 6 - S. 10-12.
9. Kurchevskii, S. M. Uluchshenie maloproduktivnykh supeschanykh dernovo-podzolistykh pochv pri vnesenii organo-mineralnykh udobrenii i mikrobiologicheskoi dobavki [Tekst] / S. M. Kurchevskii, D. V. Vinogradov // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kosticheva. - 2014. - № 1. - S. 47-51.
УДК: 631.61:631.465:553.982
БИОРЕМЕДИАЦИЯ ЗАГРЯЗНЁННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПОЧВ ПРИ ПОМОЩИ КАРБОНАТНОГО САПРОПЕЛЯ И БИОПРЕПАРАТА «НАФТОКС»
ИЛЬИНСКИЙ Андрей Валерьевич, канд. с.-х. наук, доцент, [email protected]
КИРЕЙЧЕВА Людмила Владимировна, д-р техн. наук, профессор, [email protected]
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова»
ВИНОГРАДОВ Дмитрий Валериевич, д-р биол. наук, профессор, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, [email protected]
Настоящая работа посвящена теоретическому и экспериментальному обоснованию биоремеди-ации почв, загрязненных нефтепродуктами в результате их транспортировки, относится к области защиты окружающей среды, восстановлению почв для сельского хозяйства. Цель исследований заключается в изучении возможности биоремедиации загрязнённых нефтяными углеводородами _© Ильинский А. В., Кирейчева Л. В., Виноградов Д. В. 2016г._
почв земель сельскохозяйственного назначения с помощью комбинированного использования карбонатного сапропеля и биопрепарата серии «НАФТОКС» на основе живых аэробных углеводородокис-ляющих бактерий рода Pseudomonas. В модельном вегетационном опыте исследована возможность биологической очистки почв от нефтепродуктов при помощи карбонатного сапропеля и аэробных углеводородокисляющих микроорганизмов, дана оценка эффективности их комплексного применения, изучена остаточная фитотоксичность дерново-подзолистой почвы после проведения реабилитационных мероприятий. Установлено, что для биоремедиации дерново-подзолистой супесчаной почвы, загрязнённой дизельным топливом, возможно использование комбинированного мелиоранта, состоящего из карбонатного сапропеля, обработанного биопрепаратом серии «Нафтокс» на основе аэробных углеводородокисляющих бактерий рода Pseudomonas. Снижение содержания нефтепродуктов в почве за 90 суток эксперимента составило 86-88 %. Практическая значимость работы: установлена возможность реабилитации и возврата в сельскохозяйственный оборот загрязнённых нефтяными углеводородами почв земель сельскохозяйственного назначения центрального Нечерноземья России в условиях «in situ» (непосредственно на месте загрязнения) посредством комбинированного применения агротехнических мероприятий, карбонатного сапропеля и биопрепарата на основе штаммов аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов рода Pseudomonas.
Ключевые слова: углеводородокисляющие микроорганизмы, биопрепарат, природный мелиорант, почвы, нефтяное загрязнение, очистка, эффективность.
Введение
Нефте- и нефтепродуктопроводные системы можно оценить как комплекс взрывопожарных объектов, представляющий постоянную угрозу населению и окружающей среде, что определяется физико-химическими свойствами транспортируемых углеводородов, а также сложившимися в настоящее время особенностями эксплуатации данного вида транспорта [3]. Одним из характерных и наиболее опасных по своим последствиям видов чрезвычайных ситуаций в данном случае являются аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, влекущие ущерб здоровью людей и окружающей природной среде, приводящие нередко к человеческим жертвам, а также к значительным материальным и финансовым потерям, нарушению условий жизнедеятельности людей, производственной деятельности предприятий и выбытию земель из сельскохозяйственного оборота [4,6]. При попадании нефти и других токсических веществ в почву происходят глубокие изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, а иногда и существенная перестройка всего почвенного профиля [2, 5]. В этой связи высокий научный интерес и актуальное практическое значение в настоящее время для подверженных загрязнению нефтью и продуктами её переработки почв земель сельскохозяйственного назначения центрального Нечерноземья России приобретает разработка инновационных приёмов очистки, основанных на интенсификации процессов биодеструкции пол-лютантов. Биологический метод очистки является наиболее экологически чистым. Область его применения лимитируется следующими факторами: содержанием и химическим составом нефтепродуктов, глубиной их проникновения в почву, активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, а также температурой, кислотностью, влажностью, обеспеченностью элементами минерального питания, физико-химическими свойствами очищаемой почвы, включая степень аэрации [1,5,7]. Основными биодеструкторами нефтепродуктов являются аэробные хемогетеротроф-ные бактерии родов: Arthrobacter, Pseudomonas,
Acinetobacter, Bacillus, Corynebacterium, Micrococcus, Nocardia и др., а также микроскопические грибы родов: Penicillium, Fusarium, Trichoderma, Cladosporium, Aureobasidium. В процессе утилизации нефтепродуктов особенно активны бактерии рода Pseudomonas, поскольку они одинаково легко используют моноциклические ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол), альдегиды (формальдегид, ацетальде-гид), спирты (метанол, глицерин) и другие более сложные соединения. К настоящему времени разработано большое количество отечественных и зарубежных биопрепаратов на основе углеводо-родокисляющих микроорганизмов. Большой популярностью пользуются микробные препараты, предлагаемые в широком ассортименте биотехнологическими компаниями Европы, США и Японии. Однако, как свидетельствует практика, применение заполнивших российский рынок зарубежных биопрепаратов, разработанных для районов, по климатическим и экологическим условиям резко отличающихся от регионов России, оказывается малоэффективным. Среди отечественных препаратов наибольшую известность получили «Де-воройл», «Ленойл», «Путидойл», «Белвитамил», «Нафтокс», «Биоприн» [2,8-10]. При благоприятных условиях окружающей среды и правильно подобранной микробной монокультуры или их ассоциации возможно за сравнительно короткое время утилизировать нефтяные углеводороды, трансформируя их в органическое вещество собственной биомассы и безвредные для окружающей среды продукты (углекислый газ, воду и др.) [2,3,5,7]. Ввиду того, что региональные почвенные и климатические условия во многом определяют интенсивность процесса деструкции нефтепродуктов в почве, необходимо разрабатывать адаптированные и высокоэффективные приёмы био-ремедиации почв земель сельскохозяйственного назначения, подверженных загрязнению нефтепродуктами.
Объекты и методы
Объектом исследований является приём биологической очистки почв, загрязнённых нефтяны-
ми углеводородами, заключающийся в комбинированном использовании карбонатного сапропеля и биопрепарата серии «Нафтокс» на основе живых аэробных углеводородокисляющих бактерий рода Pseudomonas, позволяющий усилить деструкцию нефтепродуктов в почве, нейтрализовать их негативное воздействие на почвенный покров и реабилитировать загрязнённые земли. Изучение биоремедиации загрязнённой нефтепродуктами дерново-подзолистой супесчаной почвы было проведено в модельном вегетационном эксперименте на опытной базе Мещерского филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова». В эксперименте использованы образцы биопрепарата, произведённые на основе запатентованных Всероссийским нефтяным научно-исследовательским геологоразведочным институтом (ФГУП «ВНИГРИ») штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов под торговой маркой «НАФТОКС».
Экспериментальная часть Методологической основой работы является опыт в вегетационных сосудах на дерново-подзолистой почве, искусственно загрязненной дизельным топливом. Дерново-подзолистые почвы широко распространены на территории ряда областей Нечерноземной зоны России, через которые, посредством магистральных трубопроводов, осуществляется экспорт продуктов переработки нефти (в основном дизельное топливо и бензин) в страны Европы, а также происходит транзит углеводородов в балтийские терминалы с нефтеперерабатывающих предприятий России. Для закладки модельного вегетационного опыта была использована дерново-подзолистая супесчаная почва со следующими фоновыми агрохимическими характеристиками: РНКС| - 6,3 (нейтральная); гидролитическая кислотность - 0,99 мг-экв/100г; содержание Р2О5 - 290 мг/кг (очень высокое); К2О - 144 мг/кг (повышенное); сумма обменных оснований - 4,6 ммоль/100г (очень низкая); массовая доля органического вещества - 2,27% (среднегу-мусированы), содержание нефтепродуктов - 252 мг/кг. В качестве нефтепродукта (поллютанта) в вегетационном эксперименте использовано топливо дизельное ЕВРО сорт С, вид III (ДТ-Л-К5); в опыте смоделировано загрязнение дизельным топливом - 30 г/кг (3 %). Степень деструкции дизельного топлива оценивали по снижению содержания нефтепродуктов в составе нефтяного загрязнения (ПНДФ 16.1:2.2.22-98). Для закладки вегетационного опыта были использованы керамические сосуды (диаметром 15 см и высотой 14 см) с отверстием в дне и поддоны. Выбор материала сосудов для постановки модельного опыта обусловлен необходимостью его инертности по отношению к микроорганизмам, используемым для биологической деструкции нефтепродуктов в почве. Комплексные химико-аналитические ис-
следования карбонатного сапропеля, выполненные по стандартным методикам в испытательном центре почвенно-экологических исследований ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, показали, что по кислотности карбонатный сапропель нейтральный (рН 7,4); содержание органического вещества - 20,53 %; содержание гумино-вых кислот - 30,57 %, фульвокислоты - 61,15%, гуминов - 8,28 %; массовая доля влаги составляет 3,0 %. Из трех основных элементов питания (азот, фосфор, калий) в сапропеле примерно одинаково содержится общего калия и общего азота: 1,04 % и 1,05 % соответственно. Содержание общего фосфора в сапропеле оставило 0,21 %, что значительно меньше, чем содержание азота и калия. Емкость катионного обмена составляет 29,9 ммоль/100г; содержание кальция (CaO) - 7,64 %; содержание железа (Fe2O3) - 2,21 %, серы (SO3) - 1,78 %. Содержание поллютантов в образце сапропеля не превышает установленные стандартом (ГОСТ Р 54000-2010, ГН 2.1.7.2042-06) требования и распределено следующим образом: марганец - 196,41 мг/кг (норматив не более 500 мг/кг для 1 класса пригодности); медь - 9,803 мг/кг (норматив не более 100 мг/кг для 1 класса пригодности); цинк - 56,781 мг/кг (норматив не более 300 мг/кг для 1 класса пригодности); свинец - 14,494 мг/кг (норматив не более 50 мг/кг для 1 класса пригодности); мышьяк - 1,164 мг/кг (ОДК 5 мг/кг); кадмий - 0,169 мг/кг (норматив не более 3 мг/кг для 1 класса пригодности). Содержание в сапропеле естественных радионуклидов (радия - 226, тория - 232 и калия - 40) типичное для почв и са-пропелей. Загрязнение образца сапропеля искусственными радионуклидами по стронцию-90 не обнаружено, а обнаруженные малые количества цезия-137 соответствуют глобальным выпадениям. Основываясь на результатах комплексных химико-аналитических исследований образцов сапропеля, требований ГОСТ Р 54000-2010 и санитарно-гигиенических нормативов, можно утверждать, что сапропель ООО ТПК «Камский сапропель» возможно использовать в качестве природного мелиоранта, способного выполнить функции органического удобрения, носителя макро- и микроэлементов, а также выступить в роли физического мелиоранта (рыхлителя), в процессе биологической очистки почв и грунтов, загрязнённых нефтепродуктами, и в роли твёрдого носителя для интродуцированных штаммов аэробных угле-водородокисляющих микроорганизмов.
В эксперименте использованы образцы биопрепарата, произведённые на основе запатентованных Всероссийским нефтяным научно-исследовательским геологоразведочным институтом (ФГУП «ВНИГРИ») штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов под торговой маркой «НАФТОКС», со следующими характеристиками: микробный препарат № 1 (Pseudomonas aeruginosa -12-P), основа биопрепарата - запатентованный штамм УОМ 12-Р, титр готового биопрепарата - 10
в 12 кл/мл, рабочий титр использования биопрепарата - 10 в 8 кл/мл; микробный препарат № 2 (Pseudomonas citronelollis -48-Y), основа биопрепарата - запатентованный штамм УОМ 48-Y, титр готового биопрепарата - 10 в 12 кл/мл, рабочий титр использования биопрепарата - 10 в 8 кл/мл.
Схема вегетационного опыта по изучению эффективности применения природных мелиорантов и бактерий рода Pseudomonas на деструкцию дизельного топлива в дерново-подзолистой супесчаной почве представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Схема закладки и проведения вегетационного опыта
№ варианта Варианты Доза мелиоранта
1 контроль (н/п 3,0 %) без мелиоранта
2 микробный препарат № 1 (Pseudomonas aeruginosa -12-P) 300 л/га
3 микробный препарат № 2 (Pseudomonas citronelollis - 48-Y) 300 л/га
4 сапропель + микробный препарат № 1 (Pseudomonas aeruginosa -12-P) 20 т/га 300 л/га
5 сапропель + микробный препарат № 2 (Pseudomonas citronelollis - 48-Y) 20 т/га 300 л/га
6 сапропель 20 т/га
Постановка опытов проведена согласно разработанной в ФГУП «ВНИГРИ» методике; приготовление биопрепаратов выполнялось по разработанной технологии; доза внесения микробного препарата рассчитывалась на основании результатов ранее проведенных во ФГУП «ВНИГРИ» лабораторных опытов, выполненных под руководством Е.А. Рогозиной по моделированию процессов очистки биопрепаратами серии НАФТОКС не-фтезагрязненных почв (патент на изобретение РФ № 2429089, опубл. 20.09.2011). Диапазон температур эффективной работы биопрепаратов серии нафтокс, как и любых других биопрепаратов, лежит в интервале 15-30 0С. В эксперименте были созданы и поддерживались в течение всего эксперимента мезофильные условия, способствующие наилучшей работе аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов рода Pseudomonas: температура 25-29 0С, влажность почвы 60 % ППВ, кислотность близкая к нейтральной, периодическое рыхление почвы в сосудах для насыщения почвы кислородом. Ежемесячно из вегетационных сосудов осуществлялся отбор почвенных образцов для определения остаточного содержания нефтепродуктов в специализированной аккредитованной лаборатории ФГБУ «Станция агрохимической службы «Рязанская»» методом ИК-спектрометрии
(ПНДФ 16.1:2.2.22-98). Длительность эксперимента - 3 месяца, повторность опыта 3-х кратная. Для обеспечения оптимальной влажности почвы (0,6 ППВ) в течение всего вегетационного периода осуществляли поливы растений по массе сосудов (Практикум по агрохимии под ред. Б.А. Ягодина, 1987; Практикум по агрохимии под ред. В.Г. Мине-ева, 2001). Поливная масса сосуда слагалась из масс тарированного сосуда, абсолютно сухой почвы, поллютанта, комбинированного мелиоранта, воды. Полив по массе сосуда проводили 2 раза в неделю. При этом перестанавливали сосуды, меняя местами сосуды крайних и средних рядов, чтобы выровнять условия освещения и обогрева. По окончании вегетационного эксперимента в испытуемых почвенных образцах была определена остаточная фитотоксичность почвы на семенах редиса. При обработке опытных данных использовали методику математической статистики, изложенную в работах Я.Б. Шора (1962), Ю.П. Адлера (1969), Б.А. Доспехова (1979).
Результаты и обсуждение Результаты химико-аналитического определения остаточного содержания нефтепродуктов в почве по вариантам опыта, выполненного через 30 и 90 суток эксперимента, представлены на диаграмме (рис.).
В- 50 4"
-I
□ 30 суток Ш 90 суток
■raginosa-12-P) citranelollis -48-Y) (Pseudomonas (Pseudomonas aemginosa-12-P) citrondoffis -48-Y)
Рис. - Сравнительная оценка деструкции нефтепродуктов в дерново-подзолистой супесчаной почве при использовании карбонатного сапропеля и аэробных углеводородокисляющих
бактерий рода Pseudomonas
Анализ результатов определения остаточного содержания нефтепродуктов по вариантам вегетационного опыта показал, что на 30-й день эксперимента на варианте с использованием биопрепарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa-12-P деструкция дизельного топлива составила 59,7 %, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве равно 12090 мг/кг. На варианте с использованием биопрепарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas citronelollis - 48-Y деструкция дизельного топлива составила 63,5 %, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве равно 14342 мг/кг. Деструкция дизельного топлива при использовании одного карбонатного сапропеля за тридцать суток эксперимента составила 59,2 %. На 90-е сутки эксперимента на варианте с применением биопрепарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa -12-P деструкция дизельного топлива в почве составила 83,5 %, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве - 4963 мг/кг. При использовании для биодеградации продуктов переработки нефти биопрепарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas citronelollis - 48-Y деструкция дизельного топлива в почве составила 81,0 %, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве - 5705 мг/кг. Эффективность деструкции дизельного топлива при использовании одного карбонатного сапропеля составила 78,3%. Исследования показали, что совместное использование сапропеля и бактериального препарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa -12-P позволило на 30-е сутки эксперимента значительно повысить деструкцию дизельного топлива в почве, её величина составила 63,5 %, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве составило 10954 мг/кг и 3484 мг/кг
соответственно. Также в эксперименте было установлено, что совместное использование сапропеля и бактериального препарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas citronelollis - 48-Y на 30-е сутки эксперимента не позволяет значительно повысить деструкцию дизельного топлива, её величина составила 54,3 %, что на 9,2 % ниже, чем при использовании с сапропелем штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa -12-P, при этом остаточное содержание нефтепродуктов почве составило 13723 мг/кг. Дальнейшие исследования показали, что при комбинированном применении сапропеля и бактериального препарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas citronelollis - 48-Y значение деструкции дизельного топлива на 90-е сутки исследований составило 86,2%, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве снизилось до 4152 мг/кг. В свою очередь, комбинированное применение сапропеля и бактериального препарата на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa-12-P позволило увеличить деструкцию дизельного топлива на 90-е сутки исследований до 88,4%, при этом остаточное содержание нефтепродуктов в почве снизилось до 3484 мг/кг. На варианте без использования мелиорантов, при соблюдении прочих условий эксперимента (температура, влажность и рыхление почвы) деструкция дизельного топлива протекала менее активно, её значение на 90-е сутки исследований составило 64,5%, а остаточное содержание нефтепродуктов в почве - 10662 мг/кг. Результаты определения всхожести семян редиса под влиянием природных мелиорантов и бактериальных препаратов, используемых для биодеструкции загрязнённой дизельным топливом дерново-подзолистой супесчаной почвы, представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты определения всхожести семян редиса
№ Варианты Всхожесть семян редиса, ср., шт. Отклонение
шт. %
1 исходная почва (контроль) 45 - -
2 без мелиоранта (н/п 3,0 %) 43 -2 -4,4
3 микробный препарат № 1 (Pseudomonas aeruginosa -12-P) 44 -1 -2,2
4 микробный препарат № 2 (Pseudomonas citronelollis - 48-Y) 45 0 0
5 сапропель + микробный препарат № 1 (Pseudomonas aeruginosa -12-P) 48 3 6,7
6 сапропель + микробный препарат № 2 (Pseudomonas citronelollis - 48-Y) 45 0 0
7 сапропель 44 -1 -2,2
НСР = 1,0 шт.
Применение испытуемых природных мелиорантов и бактериальных препаратов благоприятно сказалось на всхожести редиса. Наилучшее значение зафиксировано на варианте, в котором
для деструкции дизельного топлива осуществлялось комбинированное применение сапропеля и бактериального препарата на основе штамма Pseudomonas aeruginosa-12-P, прибавка к кон-
трольному варианту составила 6,7%. На вариантах: бактериальный препарат Pseudomonas citronelollis - 48-Y; сапропель с использованием бактериального препарата Pseudomonas citronelollis - 48-Y средние значения всхожести семян редиса аналогичны контрольному варианту и составляют 45 шт.
Заключение
Комбинированное применение карбонатного сапропеля и биопрепаратов на основе штаммов живых аэробных углеводородокисляющих бактерий Pseudomonas aeruginosa-12-P и Pseudomonas citronelollis - 48-Y для деструкции в почве дизельного топлива более эффективно, чем их применение по отдельности. Наиболее активно процесс снижения содержания нефтепродуктов в дерново-подзолистой супесчаной почве происходил при использовании комплекса, в состав которого входят сапропель и бактериальный препарат на основе штамма микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa -12-P - деструкция за 90 суток эксперимента составила 88,4%. Высокая эффективность комбинированного применения карбонатного сапропеля и биопрепаратов на основе штаммов живых аэробных углеводородокисляющих бактерий рода Pseudomonas может быть объяснена тем, что сапропель обладает сорбционной способностью по отношению к нефтепродуктам и является питательным субстратом для развития бактерий, разрушающих нефтепродукты. Карбонатный сапропель также является носителем макро- и микроэлементов, органическим удобрением, выступает в роли рыхлителя (мелиоранта) почвы, что существенным образом улучшает аэрацию почвы и ускоряет процесс разрушения нефтепродуктов. Внесение в загрязнённую нефтепродуктами почву комбинированного мелиоранта на основе карбонатного сапропеля с использованием бактерий способствует формированию в ней центров активной деструкции нефтяных углеводородов благодаря сорбции на поверхности мелиоранта культуры бактерий рода Pseudomonas и является катализатором реакции деструкции дизельного топлива. Таким образом, транспортировка при высоких давлениях больших объемов таких экологически опасных продуктов как нефть и нефтепродукты требует особого внимания к сохранению целостности магистральных трубопроводов, предупреждению отказов, аварий. Необходимы организация и проведение экологического мониторинга, а также создание инновационных систем мероприятий, предназначенных для реабилитации техногенно загрязнённых почв земель сельскохозяйственного назначения, и разработка рекомендаций по комплексному контролю за проведением природовос-становительных работ.
Список литературы
1. Деградационные процессы почв и земельных угодий Рязанской области / Д. В. Виноградов, В. И. Гусев, Н. П. Кузнецов, Е. Е. Степура, М. Е. Си-ниговец [Текс] // Агроэкоинформ. - 2013. - №2 (13).
2. Водянова, М. А. Анализ существующих микробиологических препаратов, используемых для
биодеградации нефти в почве [Текс] / М. А. Водянова, Е. И. Хабарова, Л. Г. Донерьян // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2010.
- № 7. - С. 253-258.
3. Ильинский, А. В. К вопросу использования природных мелиорантов в биологическом методе утилизации нефтешламов применительно к региональным условиям [Текст] / А. В. Ильинский, С. В. Перегудов, Г. В. Побединская // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства : материалы IV меж-дунар. науч. эколог. конф.- Краснодар : Кубанский госагроуниверситет, 2015. - Ч. I. - С. 524-528.
4. Ильинский, А. В. Некоторые аспекты обоснования системы комплексного контроля при проведении мероприятий по реабилитации техногенно загрязнённых земель [Текс] / А. В. Ильинский, Д. В. Виноградов, П. Н. Балабко // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. - 2015. - № 4 (28).
- С. 10-15.
5. Ильинский, А. В. Обоснование биологической очистки земель, загрязнённых продуктами переработки нефти [Текст] / А. В. Ильинский, С. В. Перегудов // Комплексные мелиорации - средство повышения продуктивности сельскохозяйственных земель : материалы юбилейной междунар. науч. конф. - М. : ВНИИА, 2014. - С. 69-74.
6. Ильинский, А. В. О возможности использования биологической очистки почвогрунта, загрязнённого нефтепродуктами, применительно к условиям природовосстановительных работ крупного нефтеперерабатывающего предприятия [Текст] / А. В. Ильинский, Л. В. Кирейчева, С. В. Перегудов // Перспективы и проблемы размещения отходов производства и потребления в агроэкосистемах : материалы междунар. науч.- практ. конф. / НГСХА.
- Н.Новгород : НИУ РАНХиГС, 2014. - С. 160-164.
7. Ильинский, А. В. Очистка и детоксикация оподзоленных и выщелоченных чернозёмов, загрязнённых тяжелыми металлами (на примере Рязанской области) [Текст] : автореф. дисс... канд. с.-х. наук / А. В. Ильинский. - Москва, - 2003. - 26 с.
8. Курчевский, С. М. Улучшение малопродуктивных супесчаных дерново-подзолистых почв при внесении органо-минеральных удобрений и микробиологической добавки [Текст] / С. М. Кур-чевский, Д. В. Виноградов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. -2014. - № 1 (21). - С. 47-51.
9. Фадькин, Г. Н. Роль длительности применения форм азотных удобрений в формировании урожая сельскохозяйственных культур в условиях Юга Нечерноземья [Текст] / Г. М. Фадькин, Д. В. Виноградов // Международный технико-экономический журнал. - 2014. - № 2. - С. 80-84.
10. Миграция азота в системе «удобрение - почва - растение» под влиянием длительного применения удобрений [Текст] / Г.Н. Фадькин, Д.В. Виноградов, А.В. Щур, Г.Д. Гогмачадзе // АгроЭко-Инфо. - 2015. - № 4 (20).
BIOREMIDIATION OF LANDS POLLUTED WITH PETROLEUM PRODUCTS WITH THE HELP OF CARBONATED SAPROPEL AND BIODRUG "NAFTOKS
Ilinskiy Andrey V., candidate of agricultural sciences, associate professor, Federal State Scientific Institution «All-Russian research institute for hydraulic engineering and reclamation of A.N. Kostyakov», ilinskiy-19@ mail.ru
Kireycheva Lyudmila V., doctor of technical sciences, professor, Federal State Scientific Institution «All-Russian research institute for hydraulic engineering and reclamation of A.N. Kostyakov», kireychevalw@mail. ru
Vinogradov Dmitry V., doctor of agricultural sciences, professor, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, [email protected]
The work is devoted to theoretical and experimental substantiation of bioremediation of soils contaminated with petroleum products resulting from their transportation and processing of oil relates to the field of environmental protection, soil recovery for agriculture. The aim of the research is to investigate the possibility of biological treatment of oil-contaminated soils through the combined use of calcareous sapropel and biological product a series of «NAFTOKS» on the basis of live aerobic hydrocarbon-oxidizing bacteria of the genus Pseudomonas. In the experiment investigated the possibility of biological treatment of soils from oil products using carbonate sapropel and aerobic hydrocarbon-oxidizing microorganisms, evaluate the effectiveness of their combined use, analysis of residual phytotoxicity of sod-podzolic soil after the rehabilitation measures. It has been established that bioremediation of soil contaminated with diesel fuel, the possible use of combined ameliorant, consisting of carbonate sapropel treated with the biopreparation "Naftoks" on the basis of aerobic hydrocarbon-oxidizing bacteria of the genus Pseudomonas.The decrease in the content of oil products in the soil during 90 days of experiment was 86 - 88 %. The practical significance of the work lies in the possibility of rehabilitation and return to agricultural use of contaminated with petroleum hydrocarbons of the soils of agricultural lands of the Central-Chernozem region of Russia in the conditions "in situ" through the combined application of agrotechnical measures, the carbonate sapropel and of a biological product on the basis of strains of aerobic oil-oxidizing microorganisms of the genus Pseudomonas.
Key words: hydrocarbon-oxidizing microorganisms, biological product natural ameliorant, soils, oil pollution, purification, efficiency.
Literatura
1. Vinogradov D.V. Degradacionnie processi pochv i zemelnih ugodii Ryazanskoi oblasti / D.V. Vinogradov V.I. Gusev N.P. Kuznecov E.E. Stepura M.E. Sinigovec [Tekst]//Agroekoinform 2013. №2 13,.
2. Vodyanova, M.A. Analiz suschestvuyuschikh preparatov, ispolzuemykh dlya biodegradatsii nefti vpochve [Tekst]/M.A. Vodyanova, E.I. Khabarova, L.G. Doneryan//Gornyyinformatsionno-analiticheskiy byulleten. -2010. - № 7. - S. 253-258.
3. Ilinskiy, A.V. K voprosu ispolzovaniya prirodnykh meliorantov v biologicheskom metode utilizatsii nefteshlamov primenitelno k regionalnym usloviyam [Tekst] /A.V. Ilinskiy, S.V. Peregudov, G.V. Pobedinskaya //Problemy rekultivatsii otkhodovbyta? Promyshlennogo I selskokhozyaystvennogo proizvodstva. Materialy IV nauchnoy mezhdunarodnoy ekologicheskoy konferentsii 24-25 marta 2015 g. CH.1. - Krasnodar: Kubanskiy gosagrouniversitet, 2015. - С. 524-528.
4. Ilinskiy, A.V. Nekotoryeaspektyobosnovaniyasistemykompleksnogokontrolyapriprovedeniimeropriyatiy po reabilitatsii tekhnogenno zagryazneenykh zemel [Tekst] / A.V. Ilinskiy, D.V. Vinogradov, P.N. Balabko // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - 2015.
- № 4 (28) - S. 10-15.
5. Ilinskiy, A.V. Obosnovanie biologicheskoy ochistki zemel, zagryaznennykhproduktami pererabotki nefti [Tekst] / A.V. Ilinskiy, S.V. Peregudov // Kompleksnye melioratsii - sredstvo povysheniya produktivnosti selskokhozyaystvennykh zemel. Materialy yubileynoq mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii. - М.: Izd. VNIIA, 2014. - S. 69-74.
6. Ilinskiy, A.V. O vozmozhnosti ispolzovaniya biologicheskoy ochistki pochvogrunta, zagryaznennogo nefteproduktami, primenitelno kusloviyam prirodovosstanovitelnykhrabotkrupnogo neftepererabatyvayuschevo predpriyatiya [Tekst] / A.V. Ilinskiy, L.V. Kireycheva, S.V. Peregudov // Perspektivy I problemy razmescheniya otkhodov proizvodstva I potrebleniya v agroecosistemakh: Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii/NGSKHA. - N.Novgorod: NIY RANKHiGS, 2014. - S. 160-164.
7. Ilinskiy, A.V. Ochistka i detoksikatsiya opodzolennyxi vyshchelochennyx chernozemov, zagryaznennnyx tyajelymi metallami (na primere Ryazanskoy oblasti): avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchonoy stepeni kandidata selskoxozyaystvennyx nauk [Tekst]: 06/01/02 - Melioratsiya, rekultivatsiya i oxrana zemel', 03.00.16
- Ekologiya / Vserossiy nauchno-issledovatelskiy institut gidrotexniki i melioratsii im. A.N. Kostyakova. -Moskva, - 2003. - 26 s.
8. Kurchevskii -S.M. Uluchshenie maloproduktivnih supeschanih dernovo_podzolistih pochv pri vnese_nii organo - mineralnih udobrenii i mikrobiologicheskoi dobavki [Tekst] / S.M. Kurchevskii_ D.V. Vinogradov // Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kosticheva. 2014. № 1 21, s 47-51.
9. Fadkin G.N. Roldlitelnostiprimeneniya formazotnih udobrenii v formirovaniiurojaya selskohozyaistvennih kultur v usloviyah Yuga Nechernozemya / G.M. Fadkin D.V. Vinogradov [Tekst] // Mejdunarodnii tehnikoekonomicheskii jurnal. -2014. -№ 2. -S. 80-84.
10. Fadkin G.N. Vinogradov D.V.Schur A.V.Gogmachadze G.D. Migraciya azota v sisteme «udobrenie -pochva - rastenie» pod vliyaniem dlitelnogo primeneniya udobrenii [Tekst] / G.N. Fadkin D.V. Vinogradov_ A.V. Schur G.D. Gogmachadze // AgroEkolnfo 2015. №4 20,
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЫРОМОЛОТЫХ ФОСФОРИТОВ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
КОСТИН Яков Владимирович, д-р с.-х. наук, профессор кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, [email protected]
УШАКОВ Роман Николаевич, д-р с.-х. наук, профессор кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, [email protected]
ФАДЬКИН Геннадий Николаевич, канд. с.-х. наук, зав. кафедрой лесного дела, агрохимии и экологии, [email protected]
ЧЕРКАСОВА Светлана Вячеславовна, аспирант кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, [email protected]
ПЧЕЛИНЦЕВА Светлана Анатольевна, канд. биол. наук, доцент кафедры лесного дела, агрохимии и экологии
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
Цель исследования состояла в изучении агрохимической ценности фосфоритов Ижеславльского месторождения, расположенного в Михайловском районе Рязанской области на серых лесных почвах и научном обосновании их использования в земледелии региона. Это вызвано оптимизацией и регулированием фосфатного режима почв, что осуществляется путем внесения фосфорных удобрений и в первую очередь фосфоритной муки. Однако выпуск ее в Российской Федерации сократился в десятки раз. Поэтому в Рязанской области не проводятся мероприятия по улучшению фосфатного состояния земель и на 1 га пашни в последние годы вносили 11,8 кг фосфора в пересчете на действующее вещество; в результате доля почв с низким и очень низким содержанием фосфора достигла 35%. Выявлено, что внесение сыромолотых фосфоритов в дозе 200-400 кг/га способствовало повышению содержания Р2О5 в почве на 46-140 мг/кг, а использование удобрения в дозе 600 кг/га сместило содержание легко доступного фосфора из средней к повышенной обеспеченности. Опытами установлено, что фосфориты изменили химический состав биомассы озимой пшеницы - содержание фосфора в ней возросло с 0,2 до 0,34 %. Урожайность пшеницы в сравнении с фоном - N^2,4 т/га) составила 3,2 т/га (НСР0,5 -0,18). Эти закономерности сохранились и по ячменю - урожайность возросла на 0,2-0,6 т/га, при этом применение удобрений увеличило содержание фосфора в зерне на 0,7%. Предложена схема переработки конкреционных фосфоритов для получения местной сыромолотой продукции, определена потребность в фосфоритах для почв Рязанской области и потребность техники.
Ключевые слова: сыромолотые фосфориты, дозы, фосфатный режим, биомасса, конкреционные фосфориты.
Введение
Рязанская область является одной из богатейших по природно-ресурсному потенциалу областей в Центральном федеральном округе России, и в первую очередь к числу таких природных ресурсов относятся ископаемые фосфориты, в которых содержится фосфор в водорастворимой форме.
Основными источниками фосфора служат химические соединения почвы минеральной и ор-
ганической природы, а в культурном земледелии - фосфорные удобрения, получаемые из агроруд. Однако, с фосфоритным сырьем в России обстановка стала сложной в связи с закрытием разработок в Кировской и Брянской областях. Это привело к прекращению производства и сокращению применения в АПК водорастворимых фосфорных удобрений. В последние годы в Рязанской области на 1 га пашни вносили 11,8 кг фосфора в пересчете на д. в. Для сравнения в 1990 году
© Костина Я.В., Ушаков Р Н., Фадькин Г Н.,Чекасова С. Н.,Пчелинцева С. А., 2016г.
