Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕСТРУКТОРА'

ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕСТРУКТОРА Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
145
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
нефть / микробиологический деструктор / микромицеты / актиномицеты / олигонитрофилы / каталаза / остаточное количество нефтепродуктов / oil / microbiological destructor / micromycetes / actinomycetes / oligonitrophils / catalase / residual amount of petroleum products

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Рафина Саидметовна Гамзаева

Целью исследований являлось изучение особенностей влияния различных концентраций нефти на показатели биологической активности почвы и определение остаточного количества нефтепродуктов в дерново-подзолистой почве при внесении биопрепарата на основе нефтеокисляющих микроорганизмов. В статье приводятся результаты вегетационных опытов по влиянию разного уровня нефтяного загрязнения на динамику структуры почвенного микробиоценоза, активность каталазы и степень деструкции. Нефть вносили в следующих концентрациях: 10 мл (2000 мг нефти на кг почвы), 30 мл (6000 мг нефти на кг почвы), 50 мл (10000 мг нефти на кг почвы). Рассмотрены такие микробиологические показатели почвы, как общее микробное число (ОМЧ), численность микромицетов, актиномицетов и олигонитрофилов. Из биохимических показателей биологической активности изучена динамика активности каталазы. Установлено, что численность изученных физиологических групп микроорганизмов и количественное содержание рассмотренных показателей зависели от уровня загрязнения поллютантом и внесения биопрепарата. Показано, что невысокие концентрации нефти стимулируют численность бактерий (фон+2000 мг/кг почвы). Отмечено, что микроскопические грибы более устойчивы к нефтяному загрязнению. Резкое снижение численности актиномицетов наблюдалось в вариантах фон+6000 мг и фон+1000 мг нефти на кг почвы. Максимальная активность каталазы отмечена в варианте фон+2000 мг/кг+биопрепарат и составила 17,1 мл за 2 мин на 1 г почвы. Установлено, что наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению оказались актиномицеты и олигонитрофилы, численность которых не восстанавливается и к концу эксперимента, на 90-ые сутки после загрязнения. Самая высокая степень деградации нефтепродуктов отмечена в варианте фон+2000 мг/кг нефти + биопрепарат и составила 23,7%, а минимальная – в варианте фон+6000 мг/кг нефти, 2,4%. Выявлено, что на фоне внесения микробиологического деструктора восстанавливаются биологические показатели нефтезагрязненной почвы и снижается остаточное количество нефтепродуктов в 5-8 раз.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEATURES OF THE IMPACT OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS ON INDICATORS OF BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOD-PODZOLIC SOILS AGAINST THE BACKGROUND OF THE USE OF A MICROBIOLOGICAL DESTRUCTOR

The purpose of the research was to study the peculiarities of the influence of various concentrations of oil on the indicators of biological activity of the soil and to determine the residual amount of oil products in sod-podzolic soil when applying a biological product based on oil-oxidizing microorganisms. The article presents the results of vegetation studies on the influence of different levels of oil pollution on the dynamics of the structure of soil microbiocenosis, catalase activity and the residual amount of petroleum products when using a biological product based on oil-oxidizing microorganisms. Such microbiological indicators of the soil as the total microbial number (OMH), the number of micromycetes, actinomycetes and oligonitrophils are considered. It was found that the quantitative content of the studied biological indicators depended on the level of pollutant contamination and the introduction of a biological product. It is shown that low concentrations of oil stimulate the number of bacteria (background +2000mg/kg of soil). It is noted that microscopic fungi are more resistant to oil pollution. A sharp decrease in the number of actinomycetes was observed in the variants background +6000 and background +1000 mg of oil per kg of soil. At the end of the experiment (on day 90), the level of actinomycetes and oligonitrophils in variants with and without the introduction of a biodestructor is not restored to the indicators of the control and background variant (NPK). The maximum activity of catalase was noted in the variant background +2000mg/kg + biopreparation and was 17.1 ml per 2 min per 1 g of soil. It was found that actinomycetes and oligonitrophiles were the most sensitive to oil pollution, the number of which does not recover by the end of the experiment, 90 days after contamination. The highest degree of degradation of petroleum products was noted in the Background +2000 mg /kg of oil + biological product and amounted to 23.7%, and the minimum in the Background +6000 mg / kg of oil, 2.4%. It was revealed that against the background of the introduction of a microbiological preparation based on carbon-oxidizing microorganisms, biological indicators of oil-contaminated soil are restored and the residual amount of petroleum products is reduced by 5-8 times.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕСТРУКТОРА»

Information about the authors

Anatoly I. Anisimov - Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Plant Protection and Quarantine, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint Petersburg State Agrarian University", spin-code 9878-7844.

Sergey A. Dobrokhotov - PhD in Agricultural Sciences, freelance researcher at the Department of Plant Protection and Quarantine. Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint Petersburg State Agrarian University", spin-code 2986-0237.

Ulyana B. Rogozeva - post-graduate student of the Department of Plant Protection and Quarantine. Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint Petersburg State Agrarian University".

Авторский вклад. Авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе полученного экспериментального материала. Авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтных интересов.

Статья поступила в редакцию 27.01.2022 г.; одобрена после рецензирования 18.03.2022 г.; принята к публикации 25.03.2022 г.

The article was submitted 27.01.2022; approved after reviewing 18.03.2022; accepted after publication 25.03.2022

Научная статья

УДК 631.461: 631.465

doi: 10/24412/2078-1318-2022-1 -87-96

ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕСТРУКТОРА

Рафина Саидметовна Гамзаева

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; r.gamzaeva@yandex.ru

Реферат. Целью исследований являлось изучение особенностей влияния различных концентраций нефти на показатели биологической активности почвы и определение остаточного количества нефтепродуктов в дерново-подзолистой почве при внесении биопрепарата на основе нефтеокисляющих микроорганизмов. В статье приводятся результаты вегетационных опытов по влиянию разного уровня нефтяного загрязнения на динамику структуры почвенного микробиоценоза, активность каталазы и степень деструкции. Нефть вносили в следующих концентрациях: 10 мл (2000 мг нефти на кг почвы), 30 мл (6000 мг нефти на кг почвы), 50 мл (10000 мг нефти на кг почвы). Рассмотрены такие микробиологические показатели почвы, как общее микробное число (ОМЧ), численность микромицетов, актиномицетов и олигонитрофилов. Из биохимических показателей биологической активности изучена динамика активности каталазы. Установлено, что численность изученных физиологических групп микроорганизмов и количественное содержание рассмотренных показателей зависели от уровня загрязнения поллютантом и внесения биопрепарата. Показано, что невысокие концентрации нефти стимулируют численность бактерий (фон+2000 мг/кг почвы). Отмечено, что микроскопические грибы более устойчивы к нефтяному загрязнению. Резкое снижение численности актиномицетов наблюдалось в вариантах фон+6000 мг и фон+1000 мг нефти на кг почвы. Максимальная активность каталазы отмечена в варианте фон+2000 мг/кг+биопрепарат и составила 17,1 мл за 2 мин на 1 г почвы.

Установлено, что наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению оказались актиномицеты и олигонитрофилы, численность которых не восстанавливается и к концу эксперимента, на 90-ые сутки после загрязнения.

Самая высокая степень деградации нефтепродуктов отмечена в варианте фон+2000 мг/кг нефти + биопрепарат и составила 23,7%, а минимальная - в варианте фон+6000 мг/кг нефти, 2,4%.

Выявлено, что на фоне внесения микробиологического деструктора восстанавливаются биологические показатели нефтезагрязненной почвы и снижается остаточное количество нефтепродуктов в 5-8 раз.

Ключевые слова: нефть, микробиологический деструктор, микромицеты, актиномицеты, олигонитрофилы, каталаза, остаточное количество нефтепродуктов

Цитирование. Гамзаева Р.С. Особенности воздействия нефти и нефтепродуктов на показатели биологической активности дерново-подзолистой почвы на фоне применения микробиологического деструктора // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2022. - № 1 (66). - С. 87-96. doi: 10/24412/2078-1318-2022-1-87-96.

FEATURES OF THE IMPACT OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS ON INDICATORS OF BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOD-PODZOLIC SOILS AGAINST THE BACKGROUND OF THE USE OF A MICROBIOLOGICAL DESTRUCTOR

Rafina S. Gamzaeva

Saint-Petersburg State Agrarian University», Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia; r.gamzaeva@yandex.ru

Abstract. The purpose of the research was to study the peculiarities of the influence of various concentrations of oil on the indicators of biological activity of the soil and to determine the residual amount of oil products in sod-podzolic soil when applying a biological product based on oil-oxidizing microorganisms. The article presents the results of vegetation studies on the influence of different levels of oil pollution on the dynamics of the structure of soil microbiocenosis, catalase activity and the residual amount of petroleum products when using a biological product based on oil-oxidizing microorganisms. Such microbiological indicators of the soil as the total microbial number (OMH), the number of micromycetes, actinomycetes and oligonitrophils are considered. It was found that the quantitative content of the studied biological indicators depended on the level of pollutant contamination and the introduction of a biological product. It is shown that low concentrations of oil stimulate the number of bacteria (background +2000mg/kg of soil). It is noted that microscopic fungi are more resistant to oil pollution. A sharp decrease in the number of actinomycetes was observed in the variants background +6000 and background +1000 mg of oil per kg of soil. At the end of the experiment (on day 90), the level of actinomycetes and oligonitrophils in variants with and without the introduction of a biodestructor is not restored to the indicators of the control and background variant (NPK). The maximum activity of catalase was noted in the variant background +2000mg/kg + biopreparation and was 17.1 ml per 2 min per 1 g of soil. It was found that actinomycetes and oligonitrophiles were the most sensitive to oil pollution, the number of which does not recover by the end of the experiment, 90 days after contamination.

The highest degree of degradation of petroleum products was noted in the Background +2000 mg /kg of oil + biological product and amounted to 23.7%, and the minimum - in the Background +6000 mg / kg of oil, 2.4%. It was revealed that against the background of the introduction of a microbiological preparation based on carbon-oxidizing microorganisms, biological indicators of oil-contaminated soil are restored and the residual amount of petroleum products is reduced by 5-8 times.

Keywords: oil, microbiological destructor, micromycetes, actinomycetes, oligonitrophils, catalase, residual amount of petroleum products

Citation. Gamzaeva, R.S. (2022), "Dynamics of the activity of the hydrolase-oxidoreductase enzyme complex of the soil depending on inoculation with biological products", Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 66, no. 1 pp. 87-96, (In Russ.). doi: 10/24412/2078-1318-2022-1-8796.

Введение. В связи с прогрессирующим ростом востребованности такого сырья, как нефть, растут и объёмы её добычи, переработки, транспортировки, а соответственно, и утечки при авариях несут крупный и масштабный характер. Несмотря на то, что нефть и её компоненты биодеградируются, процесс самовосстановления загрязненной среды затягивается на долгие годы [1, 2]. Таким образом, решение проблемы антропогенного загрязнения окружающей среды нефтью является одной из приоритетных в настоящее время.

Наиболее разрушительное воздействие нефть и нефтепродукты оказывают на почвенные экосистемы [3]. С целью более глубокого понимания механизмов биоремидиации техногенно загрязнённых экосистем и, в дальнейшем, способов биорекультивации требуется детальное изучение микробного пула и активности ферментов во взаимоотношениях «почва-микроорганизмы» [3, 4, 5, 6].

Биологическое разрушение нефти в почве в основном происходит за счет жизнедеятельности углеводородокисляющих микроорганизмов. Таким образом в настоящее время успешно разрабатываются микробиологические технологии очистки природных сред от нефтяного загрязнения, основанные именно на применении консорциума углеводородокисляющих микроорганизмов в сочетании с различными веществами, стимулирующими их активность. Микроорганизмы, которые участвуют в окислении нефти, являются одной из составляющих гетеротрофного сообщества и существуют как в антропогенно загрязненных, так и в «чистых» экосистемах [7].

Особенностью данных микроорганизмов является то, что они обладают комплексом ферментов (оксигеназ), а также способностью к поглощению гидрофобного субстрата в больших количествах, выделяя при этом в окружающую среду вещества, стимулирующие окисление нефти и нефтепродуктов [8].

Известным фактом является то, что при попадании нефтепродуктов в почву качественный состав микробиоценоза подвергается структурным и физиологическим изменениям. На фоне данных перестроек происходит развитие популяций, способных перерабатывать новый субстрат и потребляющих значительное количество азота [9, 10].

Основой микробиологической жизнедеятельности выступает ферментативная активность, которая обеспечивает все биохимические реакции, протекающие в почве. В основном почвенные ферменты продуцируются микроорганизмами, значительно меньшее количество их являются растительного и животного происхождения.

Ферментам, которые относятся к классу оксидоредуктаз, принадлежит особенная роль в окислении нефтепродуктов. Поэтому по их активности можно судить об интенсивности процессов окисления углеводородов нефти.

Таким образом, исследования биологических показателей нефтезагрязнённых почв имеют высокую степень актуальности.

Цель исследования - изучить влияние различных концентраций нефти на показатели биологической активности почвы и определить остаточное количество нефтепродуктов в дерново-подзолистой почве при внесении биопрепарата на основе нефтеокисляющих микроорганизмов.

Материалы, методы и объекты исследований. Опыты по изучению разного уровня нефтяного загрязнения на структуру микробного комплекса проводили на опытном поле СПбГАУ. В качестве загрязнителя применяли сырую нефть. В опыте был использован

микробиологический деструктор Ленойл СХП, который состоит из нефтеокисляющих бактерий Acinobacer calcoaceticus ИБ ДТ-5.1/1 и Ochrobactrum intermedium ИБ ДТ-5.3/2

Для закладки опытов были использованы пластмассовые сосуды ёмкостью 5 кг. Почву загрязняли сырой нефтью, перемешивали и добавляли суспензию биопрепарата. Нефть вносили в следующих концентрациях: 10 мл (2000 мг нефти на кг почвы), 30 мл (6000 мг нефти на кг почвы), 50 мл (10000 мг нефти на кг почвы). В сосуды вносили минеральные удобрения (по Кнопу) из расчета на сосуд: калий хлористый (KCl) - 1 г и суперфосфат двойной (Са (Н2РО4)2 х Н2О) - 1,2 г, аммиачная селитра (NH4NO3 - 1,2 г/сосуд). Контроль - чистая почва. В вариант NPK-фон вносили только минеральные удобрения. Почвенные образцы для микробиологических исследований отбирались в два срока: на 15-ые и 90-ые сутки после загрязнения. Определение числа микроорганизмов проводили путем высева почвенной суспензии на плотные питательные среды (чашечный метод Коха) [11]. Этот метод включает три этапа: приготовление разведений, посев на плотную среду в чашки Петри и подсчет выросших колоний. Для определения общего числа бактерий использовали МПА, для определения микроскопических грибов (микромицетов) -среду Чапека - Докса, для определения актиномицетов - КАА (крахмала-аммиачный агар). Количество олигонитрофилов определяли на среде Эшби. В качестве фитомелиоранта использовали ячмень (в каждый сосуд высевали по 12 семян). Анализ остаточной концентрации нефти в почвенных образцах проводился методом ПНДФ 16.1: 2.21-98.

Результаты исследований. Исследования влияния нефти на количественное содержание бактерий проводили путем посева почвенной суспензии на мясопептонный агар. При высеве почвы на данную среду вырастают микроорганизмы различных систематических и физиологических групп, использующих в основном органические формы азота.

Таблица 1. Влияние разного уровня нефтяного загрязнения на общее количество бактерий

(КОЕ на 1 г почвы)

Table 1. The effect of different levels of oil pollution on the total number of bacteria CFU per 1 g of soil

Варианты опыта Общее микробное число

15 сутки 90 сутки

Контроль 2,38х105 3,40х105

ОТК-фон 3,70х105 3,90х105

Фон+2000 мг/кг нефти 3,21х105 4,23 х105

Фон+6000 мг/кг нефти 1,98х105 9,60х105

Фон+10000 мг/кг нефти 3,40х104 6,00х103

Фон+2000 мг/кг нефти+ биопрепарат 4,07х105 4,94х105

Фон+6000 мг/кг нефти + биопрепарат 1,86х105 1,99х105

Фон+10000 мг/кг нефти + биопрепарат 2,40 х104 1,10х104

Проведенные опыты показали, что невысокие концентрации нефти стимулируют численность бактерий (фон+2000 мг/кг почвы), поскольку углеводороды нефти являются для них субстратом питания, и такая тенденция сохраняется на протяжении всего исследования (табл.1). Внесение биопрепарата способствует увеличению количества бактерий на 90-ые сутки после загрязнения и в варианте с высоким уровнем поллютанта (фон+1000 мг/кг почвы).

Известно, что микроскопические грибы играют особенно важную роль в деградации нефтепродуктов, являясь ключевыми компонентами микробного сообщества почвы. Они имеют мицелиальное строение, и за счет этого обладают большой адсорбционной поверхностью, что имеет немаловажное значение и при деструкции углеводородов нефти. Среди активных биодеструкторов нефти и нефтепродуктов выделяют грибы родов Aspergillus,

Penicillium, Trichoderma, Fusarium, Mortierella, Mucor, дрожжи - Candida, Dabayomyces, Trichosporon и др.

Полученные нами данные показывают, что микромицеты более устойчивы к нефтяному загрязнению. Так, если для бактерий нефть в концентрации 6000 мг/кг почвы являлась токсичной, то для грибов эта концентрация оказалась более благоприятной для жизнедеятельности. Отмечено, что в начале эксперимента, на 15-ые сутки после закладки опыта, наблюдалось снижение численности микромицетов во всех вариантах опыта, а к концу эсперимента, на 90-ые сутки, отмечен рост численности грибов, в том числе и в варианте 1000 мг нефти на 1 кг почвы (рис.1).

90

80

•Q СО 70

т

О с 60

1—

50

<

X 40

о 30

(J 20

•Q

Н

10

0

19

55

34 35

58

43

У

52

45

У

от «0е

18

11

п

У

52

0*°

У

77

/

58

47

/

22

/

36

УУ

а° s

□ 15 сутки □ 90 сутки

Рисунок 1. Влияние нефтяного загрязнения на количество микроскопических грибов Figure 1. The effect of oil pollution on the number of microscopic fungi

Устойчивость грибов к нефтяному загрязнению при больших концентрациях нефти и увеличение их численности в почве связаны с тем, что рН загрязненной почвы становится более кислой, что способствует росту и развитию микромицетов. Также высокая устойчивость почвенных грибов, возможно, связана с их высокой энзиматической способностью.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Актиномицеты - следующая физиологическая группа микроорганизмов, которая была нами рассмотрена на загрязненной почве. Они играют существенную роль в формировании почвенного микробиоценоза, деструкции и трансформации сложных органических комплексов, недоступных многим другим микроорганизмам. В подавляющем большинстве своем актиномицеты - аэробы.

Наши исследования по влиянию нефтяного загрязнения на актинобактерии показали, что в начале эксперимента (на 15-ые сутки) их численность возрастала. Максимальное их количество отмечено в варианте NPK-фон и фон+2000 мг нефти на кг почвы. Резкое снижение численности актиномицетов наблюдалось в вариантах фон+6000 мг и фон+1000 мг нефти на кг почвы (рис.2).

115 сутки = 90 сутки

350

300

290

280

306

m т О

^ 200

229

232

208

216

228

150

100

50

108

122

103

19

16

22

0

0

^^ ^^ ^^ s_g ^^_ ■

0

Контроль NPK-фон

Фон+2000 Фон+6000 Фон+10000 Фон+2000 Фон+6000 Фон+10000 мг/кг нефти мг/кг нефти мг/кг нефти мг/кг нефти+ мг/кг нефти + мг/кг нефти +

биопрепарат биопрепарат биопрепарат

Рисунок 2. Влияние нефтяного загрязнения на количественное содержание актиномицетов Figure 2. The effect of oil pollution on the quantitative content of actinomycetes

Из литературных источников известно, что при попадании углеводородов нефти в почву возрастает отношение углерода к азоту, это сказывается на азотном режиме, и в дальнейшем приводит к обеднению почвы азотсодержащими соединениями. Данное явление оказывает негативное влияние на почвенную микробиоту.

Следующим этапом наших исследований являлась оценка численности диазотрофных микроорганизмов. Для их культивирования нами была использована элективная среда Эшби. На этой среде, помимо видов Azotobacter, развиваются микроорганизмы, которым для жизнедеятельности достаточно малое количество азотистых соединений, присутствующих в среде в виде следов. Данные микроорганизмы относятся к различным систематическим группам, таким родам, как Bacilus, Pseudomonas, Mycobacterium и др. Их объединяют под общим названием «олигонитрофилы».

Таблица 2. Влияние разного уровня нефтяного загрязнения на численность олигонитрофилов

(КОЕ на 1 г почвы)

Table 2. The influence of different levels of oil pollution the number of oligonitrophiles

CFU per 1 g of soil

Варианты опыта Численность олигонитрофилов

15 сутки 90 сутки

Контроль 1,04х105 1,10х105

NPK-фон 1,42х105 1,53 х105

Фон+2000 мг/кг нефти 1,63х105 1,82х105

Фон+6000 мг/кг нефти 5,70х104 7,10х104

Фон+10000 мг/кг нефти 4,00х104 -

Фон+2000 мг/кг нефти+ биопрепарат 1,60х105 1,90х105

Фон+6000 мг/кг нефти + биопрепарат 1,50х105 8,10х104

Фон+10000 мг/кг нефти + биопрепарат 4,40 х104 -

4891535353484823539153532348480253915353

Динамика численности олигонитрофилов зависела от концентрации нефти. Данные, полученные нами, показали, что внесение биопрепарата существенно не повлияло на численность этой группы микроорганизмов (табл. 2). Отмечено, что закономерность изменения численности этой группы микроорганизмов под действием нефтяного загрязнения коррелировала с таковыми для актиномицетов. Например, концентрация нефти в почве, равная 10000 мг/кг, не позволила олигонитрофилам, так же, как и актиномицетам, восстановить свою численность через 90 дней после загрязнения.

Из биохимических показателей биологической активности почвы нами была рассмотрена динамика активности каталазы. Данный фермент относится к классу оксидоредуктаз. По активности каталазы можно охарактеризовать степень стабилизации протекающих в почве процессов, так как она блокирует перекись водорода, губительно влияющую на клетки живых организмов [12].

Результаты проведенных нами исследований показали, что активность каталазы возрастала в вариантах с нефтяным загрязнением. В варианте фон+2000 мг нефти на кг почвы активность фермента оказалась выше в 2-3 раза, по сравнению с контролем и вариантом КРК-фон. Максимальная активность фермента отмечена в варианте фон+2000 мг/кг+биопрепарат и составила 17,1 мл за 2 мин на 1 г почвы. Данное значение по шкале сравнительной оценки биологической активности почвы Гапонюк и Малахова расценивается как высокое. С внесением нефтедеструктора активность фермента незначительно увеличивалась, по сравнению с нефтезагрязненными вариантами без биопрепарата (на 15 -ые сутки после загрязнения). Отмечено, что в варианте фон+10000 мг/кг нефти + биопрепарат активность каталазы возрастала только на 90-ые сутки (рис.3.) и составила 0,7 мл за 2 мин на 1 г почвы.

i 15 сутки Е 90 сутки

18

17,1

2 16 m

: 14

х

I 12

11,6

0 == == == = = = 0 = = = = lü Контроль NPK-фон Фон+2000 Фон+6000 Фон+10000 Фон+2000 Фон+6000 Фон+10000 мг/кг нефти мг/кг нефти мг/кг нефти мг/кг нефти+мг/кг нефти +мг/кг нефти +

биопрепарат биопрепаратбиопрепарат

Рисунок 3. Влияние нефтяного загрязнения на активность

каталазы

Figure 3. The effect of oil pollution on catalase activity

Из данных таблицы 3 видно, что в вариантах с применением микробиологического препарата степень деградации нефти в 5-8 раз выше по сравнению с аналогичным вариантом без биопрепарата.

Таблица 3. Влияние биопрепарата на степень деструкции углеводородов нефти

(мг/кг, 90-ые сутки)

Table 3. The effect of the biological product on the degree of destruction of petroleum hydrocarbons

(mg/kg, 90th day)

Варианты опыта Содержание нефтепродуктов Степень деградации в %

Контроль - -

ОТК-фон - -

Фон+2000 мг/кг нефти 1941 3,4

Фон+6000 мг/кг нефти 5854 2,4

Фон+10000 мг/кг + биопрепарат 9731 2,7

Фон+2000 мг/кг нефти + биопрепарат 1526 23,7

Фон+6000 мг/кг + биопрепарат 5119 14,7

Фон+10000 мг/кг + биопрепарат 8583 14,2

НСР 0,5 304 -

Самая высокая степень деградации отмечена в варианте фон+2000 мг/кг нефти + биопрепарат и составила 23,7%, а минимальная - в варианте фон+6000 мг/кг нефти, 2,4%.

Выводы. На основании проведённого анализа различных аспектов структуры микрофлоры нефтезагрязненной дерново-подзолистой почвы можно сделать следующее заключение: загрязнение нефтепродуктами влияет на численность общего количества микроорганизмов, качественный и количественный состав актиномицетов и олигонитрофилов. Также выявлено, что небольшие концентрации (2000 мг/кг) нефти стимулируют численность микробиоты и активность каталазы.

В ходе настоящего эксперимента отмечено, что наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению оказались актиномицеты и олигонитрофилы, численность которых не восстанавливается и к концу эксперимента, на 90-ые сутки после загрязнения. Отмечено, что на фоне внесения микробиологического деструктора восстанавливаются биологические показатели нефтезагрязненной почвы и снижается остаточное количество нефтепродуктов.

Список источников литературы

1. Шамраев А.В., Шорина Т.С. Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2009. - № 6 (100). - С.642-645.

2. Никифоров А.С., Сивков Ю.В. Исследование эффективности биоремедиации нефтезагрязненных луговых почв юга Тюменской области //Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. - 2020. - №2.- С. 41-46.

3. Гамзаева Р.С. Применение биодеструктора Бак-Верад на дерново-подзолистой почве, загрязненной нефтепродуктами // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2019. - № 2 (55). - С. 38-46.

4. Гамзаева Р.С. Количественная и качественная оценка биологической активности дерново-подзолистой почвы при применении бактериальных препаратов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2020. - № 1 (58). - С. 106-108.

5. Gamzaeva R S. Influence of oil pollution on the surface of the microbial community and catalase activity of sod-podzolic soil. Sci. Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science". Vol. 723, 052023, (2021)

6. Karlapudi A.P. Role of biosurfactants in bioremediation of oil pollution-a review / A.P. Karlapudi, T.C. Venkateswarulu, J.Tammineedi, L.Kanumuri, B.K. Ravuru, V. Dirisala, V.P. Kodali // Petroleum. 2018. Vol. 4. № 3. Pp. 242-247. DOI: 10.1016/j.petlm.2018.03.007

7. Гоголева А.О., Немцова Н.В. Углеводородокисляющие микроорганизмы природных экосистем // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал). - 2012. - № 2. -С. 1-7.

8. Tomei, M. C. Ex situ bioremediation of contaminated soils: An overview of conventional an innovative technologies / M. C. Tomei, A. J. Daugulis // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. - 2013. - V. 43. - P. 2108-2136.

9. Roy, A. S. Bioremediation potential of native hydrocarbon degrading bacterial strains in crude oil contaminated soil under microcosm study / A. S. Roy, R. Baruah, M. Borah, A.K. Singh, H. P. D. Boruah, N. Saikia, T. C. Bora // Intern. Biodeterior. Biodegrad. - 2014. - V. 94. - P. 75-86.

10. Suja, F. Effects of local microbial bioaugmentation and biostimulation on the bioremediation of total petroleum hydrocarbons (TPH) in crude oil contaminated soil based on laboratory and field observations / F. Suja, Rahim F., M. R. Taha, N. Hambali, M. R. Razali, A. Khalid // Int. Biodeter. Biodegr. - 2014.

11. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии - М.: МГУ, 1991. - С. 244-247.

12. Гамзаева Р.С., Ходжаев Р.С., Башарина М.В. Динамика активности гидролазно-оксидоредуктазного ферментного комплекса почвы в зависимости от инокуляции биопрепаратами // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2021. - № 1 (62). - С. 91-101.

References

1. SHarmaev, A.V. and SHorina, T.S. (2009), "Vliyanie nefti i nefteproduktov na razlichnye komponenty okruzhayushchej sredy", Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta, voi. 6 no. 100, pp.642 - 645.

2. Nikiforov, A.S. and Sivkov, YU.V. (2020), "Issledovanie effektivnosti bioremediacii neftezagryaznennyh lugovyh pochv yuga Tyumenskoj oblasti", ZHurnal «Sovremennaya nauka: aktual'nye problemy teorii i praktiki». no.2, pp. 41-46.

3. Gamzaeva, R.S. (2019), "Primenenie biodestruktora Bak - Verad na dernovo-podzolistoj pochve, zagryaznennoj nefteproduktami", Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. no.55. pp. 38-46.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Gamzaeva, R.S. (2020), "Kolichestvennaya i kachestvennaya ocenka biologicheskoj aktivnosti dernovo-podzolistoj pochvy pri primenenii bakterial'nyh preparatov", Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, vol. 1 no.58, pp. 106-108.

5. Gamzaeva, R.S. (2021), "Influence of oil pollution on the surface of the microbial community and catalase activity of sod-podzolic soil. Sci. Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science". Vol. 723, 052023,

6. Karlapudi, A.P., Venkateswarulu, T.C., Tammineedi, J., Kanumuri, L., K. Ravuru, B., Dirisala, V. and Kodali, V.P. (2018), "Role of biosurfactants in bioremediation of oil pollution-a review", Petroleum. Vol. 4. no. 3. pp. 242-247. doi: 10.1016/j.petlm.2018.03.007.

7. Gogoleva, A.O. and Nemcova, N.V. (2012), "Uglevodorodokislyayushchie mikroorganizmy prirodnyh ekosistem", Byulleten' Orenburgskogo nauchnogo centra UrO RAN (elektronnyj zhurnal), no. 2, pp. 17.

8. Tomei, M.C. and Daugulis, A.J. (2013), "Ex situ bioremediation of contaminated soils: An overview of conventional an innovative technologies", Crit. Rev. Environ. Sci. Technol, V. 43, pp. 2108-2136.

9. Roy, A.S., Baruah, R., Borah, M., Singh, A.K., Boruah, H.P.D., Saikia, N. and Bora, T.C. (2014), "Bioremediation potential of native hydrocarbon degrading bacterial strains in crude oil contaminated soil under microcosm study", Intern. Biodeterior. Biodegrad, V. 94. pp. 75-86.

10. Suja, F., Rahim, F., Taha, M.R., Hambali, N., Razali, M R. and Khalid, A. (2014), "Effects of local microbial bioaugmentation and biostimulation on the bioremediation of total petroleum hydrocarbons (TPH) in crude oil contaminated soil based on laboratory and field observations", Int. Biodeter. Biodegr.

11. Zvyagincev, D.G. (1991), "Metody pochvennoj mikrobiologii i biohimii", M., MGU, pp. 244-247.

12. Gamzaeva, R.S., Khodzhaev R.S. and Basharina M.V. (2021), "Dynamics of the activity of hydrolases of the na-oxidoreductase enzyme complex of the soil depending on inoculation with biological products" Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, vol. 1, no. 62, pp. 91-101. Sankt-Peterburg, Rossiya.

Cведения об авторах

Рафина Саидметовна Гамзаева - кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и физиологии растений, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 2391-6208.

Information about the authors

Rаfina S. Gamzaeva - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Ecology and Plant Physiology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 2391-6208.

Авторский вклад. Автор настоящего исследования принимал непосредственное

участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Автор настоящей

статьи ознакомился и одобрил представленный окончательный вариант.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning,

execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version

submitted.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 31.01.2022 г.; одобрена после рецензирования 05.03.2022 г.; принята к публикации 12.03.2022 г.

The article was submitted 31.01.2022; approved after reviewing 05.03.2022; accepted after publication 12.03.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.