CC BY
11
DOI 10.31588/2413-4201-1883-247-3-293-297
УДК 636.09:620.1:602,42
НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ БИОЦЕНОЗА
Чернов А.Н.1 - д.б.н., зав. отделом, гл.н.с., Прищепенко Е.А.1 - к.с.-х.н, руководитель, Афордоаньи Д.М.1,2 - к.б.н., н.с., Газизов Р.Р.1 - в.н.с.
1 Татарский НИИАХП - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН 2Татарский НИИСХ - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН
Ключевые слова: климатические изменения, грибы, микотоксины, нативный цеолит Keywords: climate change, fungi, mycotoxins, native zeolite
Состояние земель
сельскохозяйственного назначения в России находится в плохом сотоянии и заметна тенденция к дальнейшему ухудшению, в связи с быстрым сокрашением работ, которые обеспечивают почвенное плодородие. Наблюдается повышение кислотности, засоленности, преобладает дегумификации, эрозия с разными видами деградации. Техногенные выбросы охватывают ареалы 18 млн га около промышленных центров [1].
Наиважнейшим направлением
является продовольственная безопасность, для нашей страны утверждена специальная Доктрина за № 20 от 21 января 2020 года. Ключевая стратегическая цель
полноценное производство и снабжение людей нашего государства качественным и безопасным продовольствием, сырьем и продукцией, включая наличие запасов и резервов [1, 7].
Большая часть территории Российской Федерации в последние десятилетия XX в. и два первых десятилетия XXI в. подверглись климатическим изменениям, что увеличило нагрузку на экосистему. Одновременно в разных регионах, расположенных на различной широте, наблюдалось во второй половинке XX в. радиальное уменьшение у деревьев прироста при сравнительном изучении середины столетия. Возрастала концентрация в почвах углерода, когда прочие условия среды оставались неизменными. В текущем столетии при умеренном повышении температуры большая часть земель нашей страны
сможет копить углерод при наличии доли влаги в почве [1].
Образование парниковых газов (СО2, N20, СН4) на землях сельскохозяйственного назначения в значительной мере зависит от национальной культуры ведения аграрного производства в каждом конкретном государстве. Главными определяющими факторами служат типы, состав, географическая дислокация и генезис земель сельскохозяйственного назначения, методы и технологии обработки сельскохозяйственных земель, виды и способы внесения удобрений и вносимое их количество и др. Различие природно-климатических условий на территории нашей огромной страны обуславливает специфичное землепользование в разных регионах нашей страны [1].
Вызов XXI в. глобальному и национальному сельскому хозяйству, показал нарушение баланса с природой, снижение биоразнообразия и почвенного пладородия. В нашей стране мы наблюдаем синхронные процессы, потеря
продуктивных сельскохозяйственных земель и утомление почв, где земля интенсивно используется [2].
Уникальная способность очищать от загрязнений биосферу принадлежит микроорганизмам, они обладают высокой способностью адаптироваться, могут перерабатывать вещества, загрязняющие окружающую среду. Подавление почвенных микроорганизмов приводит к нарушению работы биосферного дезинфектора от веществ загрязнителей и накоплению этих веществ в биосфере.
Антропогенное воздействие приводит к нарушению жизнедеятельности почвенных организмов и связанной с ней организмов наземной экосистемы, что приводит к отрицательному воздействию на человека, животных и растений [3].
Нехорошое отношение человека к почве может привести к исчезновению микроорганизмов [10, 12, 13, 14, 15].
Какой будет показатель влаги в почве, такой при глобальном потеплении будет урожайность. В европейской части снижение увлажненности приведет к уменьшению урожайности зерновых и кормовых культур, за исключением территорий на северо-западе и севере [1].
Природный дисбаланс вызывает микотоксиновую угрозу, создаются благоприятные условия для роста микроскопических грибов, с выработкой высокотоксичных метаболитов. В органическом мире отдельное царство -грибы. В естественных природных условиях они распространены широко, встречаются в кормах, в продуктах питания. Особенно опасны патогенные, которые могут вызывать заболевания людей, рыб, животных, растений, насекомых. От 30 до 40 % в мире грибов при определенных, благоприятных для них условиях образуют микотоксины, которые токсичны в малых количествах [2].
В настоящее время 300 микотоксинов прошло идентификацию. Расширились химические исследования микотоксинов, изучено их негативное влияние на здоровье человека и экономику стран. Они способны поражать пищевые продукты, корма и т.д. [2, 6].
Глобальный вызов для сельского хозяйства, заражение микотосинами кормов. В мире, по информации ФАО, зерно поражено микотоксинами от 25 до 30 %.
В нашей стране отмечена высокая доля загрязнённости микотоксинами кормов - 57,2 % (от 34,6 до 79,5 %, с минимальными и максимальными показателями в разные годы), что было обусловлено в большей степени Т-2 токсин (38,5 %), афлатоксин В (25,5 %), охратоксин А (16,8 %), дезоксиниваленол
(13,7 %), зеараленон (10,3 %), фумонизин (9,9 %) [2].
Проверка безопасности природных агроминералов и их применение, в том числе при микотоксиновой угрозе, является залогом успешного развития любого государства [4, 5].
Низкий уровень плодородия почв остается одним из главных лимитирующих факторов повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Комплексные технологии с
использованием местных доступных и в то же время дешевых агроминеральных ресурсов, которые могут эффективно восстанавливать плодородие почв, способствуя при этом сохранению окружающей среды [8].
Для любого практически природного органического вещества можно найти микроб, который сможет переработать его, а также многие синтетические вещества [4, 5, 11].
Цель исследования - изучить безопасность (нативного) и влияние (активированного) цеолита на почву.
Материал и методы исследований. Было отобрано пять проб нативного цеолита с карьера добычи Дрожжановский район Республика Татарстан, Россия (Рисунок 1).
Для выделения патогенных и сапрофитных грибов применяли агар Сабуро (г/л: полипептон - 10,0; декстроза -40,0; агар - 15, рН - 5,6±0,2) с добавлением цефтриаксона при окончательной концентрации до 100 мкг/мл для подавления роста бактерий. Далее каждую пробу с 200 мг помещали в 10 мл стерильного фосфатного буферного раствора (PBS) и перемешивали в течение 10 минут в шейкер-инкубаторе. (КОЕ) бактерий и грибов определяли путем нанесения 100 мкл серийных разведений до 10-5 и 10-4 на чашки Петри с декстрозным агаром Сабуро. Фосфатно-буферный раствор был использован в качестве контроля. Чашки инкубировали при температуре 28 °С в течение 72 часов в Шейкер-инкубаторе (Biosan ES-20, Орбитальный шейкер-инкубатор).
Агрохимический анализ почвенных
образцов проводили в Лаборатории агрохимических и биохимических анализов Татарского НИИ агрохимии и почвоведения. В почве определяли содержание органического вещества (ГОСТ 26213-91); сумму поглощенных оснований (ГОСТ 27821-88);
гидролитическую кислотность (ГОСТ
26212-91); рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85); щелочногидролизуемый азот по Корнфилду, подвижные соединения фосфора и калия (ГОСТ 26204-91).
Результат исследований.
Патогенные и сапрофитные грибы из образцов проб на агаре Сабуро с декстрозой не выделены (Рисунок 2).
Под влиянием цеолита у чернозема улучшились физико-химические свойства. Почвенные агрономически ценные частицы (10,0-0,25 мм) комковато-зернистой структуры увеличились на 3,8-11,5 %. Снизилась на 0,8-4,8 %, плотность почвы, что повысило водопропускную
способность - на 16,0-19,6 %. Продуктивная влага возрасла в пахотном слое на 5,9-9,3 %. Цеолит выступал в роли пролонгатора действия минеральных удобрений, повышая эффективность последних. Содержание в химическом
составе цеолитсодержащей породы кальция создавало благоприятные условия для улучшения реакции почвенной среды, для активной мобилизации почвенных фосфатов в доступные формы. Кремний в доступной форме, входящий в состав цеолитов способствовал улучшению питания растений фосфором и калием. В связи с безопасными и полезными свойствами цеолита данный агроминерал может быть широко применен при изменении климата.
Заключение. По результатам
проведенных исследований пяти проб нативного цеолита с карьера добычи в Дрожжановском районе Республики Татарстан установлено, что патогенные и сапрофитные грибы из образцов проб на агаре Сабуро с декстрозой не выделены.
Установлено, что цеолиты выступали в роли пролонгаторов действия минеральных удобрений, повышая эффективность последних. Содержание кальция в химическом составе цеолитсодержащей породы создавало благоприятные условия для улучшения реакции почвенной среды, активной мобилизации почвенных фосфатов в доступные формы. Кремний в доступной форме, входящий в состав цеолитов, способствовал улучшению питания растений фосфором и калием. В связи с безопасными и полезными свойствами цеолита данный агроминерал может быть использован для восстановления плодородия почв. Исследования будут продолжены. Работа проведена в рамках ГЗ № FMEG-2021 -0003 регистрационный номер:121021600147-1.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Дадалко, В.А. Продовольственная безопасность: национальные интересы, проблемы, тенденции, риски, перспективы / В.А. Дадалко, Е.Р. Михалко, А.В. Дадалко. - Минск: Изд. «ИВЦ Минфина», 2011. - 696 с.
2. Иванов, А.В. Микотоксикозы животных (этиология, диагностика, лечение, профилактика) / А.В. Иванов, М.Я. Тремасов, К.Х. Папуниди, А.К. Чулков / Под ред. Профессора Иванова А.В. - М.: Изд. «Колос», 2008. - 140 с.
3. Кирюшин, В.И. Агрономическое почвоведение / В.И. Кирюшин. - М.: Изд. «Колосс», 2010. - 687 с.
4. Равилов, А.З. Микробиологические среды / А.З. Равилов, Р.Я. Гильмутдинов, М.Ш. Хусаинов. -Казань. - Изд. «Фэн». - 1999. - С. 168.
5. Телишевская, А.Я. Белковые гидролизаты: получение, состав,
применение / А.Я. Телишевская. - М.: Изд. «Россельхозакадемия». - 2000. - С. 128.
6. Тутельян, В.А. Микотоксины: исторические аспекты и современные представления / В.А. Тутельян // Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами, 1985. -Т. 1. - С. 83-104.
7. Указ Президента Российской Федерации от 21.01.2020 г. № 20. -http://www.kremlin.ru/acts/bank/45106
8. Borges, R. Clay minerals / R. Borges, S.F. Brunatto, A. Leitao. - 2015. - № 50. - Р. 153-162.
9. CAST (Council for Agriltural Science and Technology). Mycotoxins: in plant, animal and human systems / CAST // Ames, Iowa, USA. - 2003. - https://www.cast-science.org/publication/mycotoxins-risks-in-plant-animal-and-human-systems/
10. Cotter, P.D. Surviving the acid test: responses of gram-positive bacteria to low pH / P.D. Cotter, H. Colin // Microbiology and molecular biology reviews. - 2003. - P. 429453
11. Kennedy, A.C. Bacterial diversity in agroecosystems. Invertebrate biodiversity as bioindicators of sustainable landscapes / A.C. Kennedy // Elsevier. - 1999. - P. 65-76.
12. Lee, Y.J. Effect of pH on microbial hydrogen fermentation / Y.J. Lee, T. Miyahara, T. Noike // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. - 2002. - P .694-698.
13. Lowe, S.E. Biology, ecology, and biotechnological applications of anaerobic bacteria adapted to environmental stresses in temperature, pH, salinity, or substrates / S .E Lowe, K.J. Mahendra, J.G. Zeikus // Microbiology and Molecular Biology Reviews. - 1993. - P. 451-509.
14. Rothschild, L.J. Life in extreme environments / L.J. Rothschild, R.L. Mancinelli // Nature. - 2001. - P. 10921101.
15. Zijlstra, H.JP. Early diagenetic silica precipitation, in relation to redox boundaries and bacterial metabolism, in Late Cretaceous chalk of the Maastrichtian type locality / H.JP. Zijlstra // Geologie en Mijnbouw. - 1987. - P. 343-355.
НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ БИОЦЕНОЗА
Чернов А.Н., Прищепенко Е.А., Афордоаньи Д.М., Газизов Р.Р.
Резюме
По результатам проведенных исследований пяти проб нативного цеолита с карьера добычи Дрожжановский район Республики Татарстан, Россия установлено, что патогенные и сапрофитные грибы из образцов проб на агаре Сабуро с декстрозой не выделены. Цеолиты выступали в роли пролонгаторов действия минеральных удобрений, повышая эффективность последних. Содержание в химическом составе цеолитсодержащей породы кальция создавало благоприятные условия для улучшения реакции почвенной среды, активной мобилизации почвенных фосфатов в доступные формы. Кремний, входящий в состав цеолитов, способствовал улучшению питания растений фосфором и калием. В связи с безопасными и полезными свойствами цеолита данный агроминерал может быть использован для восстановления плодородия почв. Исследования будут продолжены.
SOME PROPERTIES OF ZEOLITES FOR THE PRESERVATION OF BIOCENOSIS
Chernov A.N., Prishchepenko A.E., Gazizov R.R., Afordоanyi D.M.
Summary
According to the obtained results, five samples of native zeolite from a mining quarry, Drozhzhanovsky district, Republic of Tatarstan, Russia had neither pathogenic nor saprophytic fungi when plated on Saburo agar with dextrose. Zeolites prolongated the action of mineral fertilizers, increasing the effectiveness of the latter. The content of calcium in the chemical composition of the zeolite-containing rock created favorable conditions for improving the reaction of the soil environment, for the active mobilization of soil phosphates into accessible forms. Silicon which in the composition of zeolites, improved plants nutrition with phosphorus and potassium. Due to the safe and beneficial properties of zeolite, this agro mineral can be used to restore soil fertility. This research will be continued.
