MYCOLOGICAL INDICATION OF SOIL PHYTOPATHOLOGICAL STATUS OF SUGAR BEET AGROCENOSIS Stognienko O.I., Shamin A.A. За последние 20 лет произошли значительные изменения в системе земледелия, защите растений, сортовой политике, которые негативно отразилось на комплексе почвенной микобиоты агроценозов.
В результате исследований, проводящихся с 2004 г. в условиях стационарных многофакторных опытов на черноземе выщелоченном, установлено биоразнообразие почвенной микобиоты свекловичного агроценоза: Absidia sp., Alternaria alternata, Aphanomyces sp., Mucor himalis, M. lamprosporus, M. mucedo, M. sciurinus, M. zonatus, M. recurvurs., Acremonium sp., Aspergillus flavus, A. niger, A. fumigatus, A. candidus, A. wentii, A. tericola, Botrytis cinerea, Cladosporium herbarum, C. faciculatum, Fusarium awenaceum, F. gibbosum, F. gibbosum v. acuminatum, F. oxysporum, F. oxysporum v. ortoceras, F. sambucinum, F. semitectum, F. solani, F. solani v. argilaceum, F. sporotrichiella, F. lateritium, Glioclodium sp., M. mutabilis, M. sclerotiella, M. parvispora, M. vinacea, Penicillium auranto-candidum. P. expansum, P. solitium, P. purpurogenum, P. viridicatum, P. lilaceum, P. ciclopium, P. brevi-compactum, P. vinaceum., P. bilaj, P. cremeo-griseum, P. marte, P. digitatum, Phoma betae, Pythium sp., Rhizopus stolonifer, Rhizoctonia solani, Trichoderma viride. T. album, T. candidum, T. flavus, Verticillium albo-atrum, V. dahliae и др. В годы с засушливыми погодными условиями видовое разнообразие снижается. Влияние видов основной обработки (глубокая пахота, плоскорезная и комбинированная) почвы и фона удобренности заключается в увеличении общей численности почвенных грибов на всех способах обработки с увеличением фона удобренности (максимальные показатели - на плоскорезной обработке почвы здесь же отмечены наибольшая численность фитопатогенных грибов и высокие показатели распространенности гнилей корнеплодов). Анализ структуры возбудителей корнееда выявил виды с высокой частотой встречаемости: F. oxysporum (100 %), F. solani (66-100 %); Aspergillus (33-100 %), R. nigricans (66-100 %) и гнилей корнеплодов F. oxysporum (50-100%), F. oxysporum v. ortoceras (25-66 %), F. solani (66-100 %), R. nigricans (40-100 %). Структура возбудителей корнееда является индикатором фитопатологического состояния почв, а доминирующие виды при благоприятных погодных условиях определяют возбудителей гнилей корнеплодов и кагатной гнили: (F. solani, F. oxysporum). Во влажную погоду в структуре возбудителей гнилей корнеплодов доминирует F. solani, а заболевание протекает как фузариозная гниль; в сухую погоду преобладает F. oxysporum и вызывает фузариозное увядание. В структуре возбудителей кагатной гнили сахарной свеклы в ранние сроки хранения преобладают возбудители гнилей корнеплодов, затем к ним добавляется B. cinerea. НЕПОВРЕЖДЕННАЯ ХВОЯ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (P1NUSSYLVESTRIS L.) КАК ЭКСПРЕСС-ПАРАМЕТР ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Стомахина Е.Д., Уланская Ю.В. Российский университет дружбы народов, Москва, Россия. katerinal92@mail.ru UNDAMAGED SCOTCH PINE NEEDLES (PINUS SYLVESTRIS L.) AS EXPRESS- PARAMETER OF ATMOSPHERE CONDITION ESTIMATION Stomakhina E.D., Ulanskaya Yu.V. Поиск простых, недорогих и объективных методов оценки состояния окружающей среды является первостепенной задачей современной биоиндикации. В качестве объекта биомониторинга атмосферного воздуха часто используется сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) из-за высокой чувствительности и распространенности на территории России. Общепризнанными параметрами являются продолжительность жизни хвои и средняя ее длина. В рамках настоящего исследования нами был предложен и опробован такой параметр, как доля хвои без повреждений. Для проведения исследования на территории Москвы были выбраны 3 пробные площади в лесопарках, сходные по всем основным экологическим факторам среды, но с разной степенью загрязнения воздуха (по данным ГПБУ «Мосэкомониторинг»): в Серебряноборском лесничестве (СЛ), Филевском лесопарке (ФП), Кузьминском лесопарке (КЛ) (местообитания приведены в порядке увеличения степени антропогенной нагрузки). Контрольная площадь находилась в 38 км от Москвы в Истринском лесном хозяйстве (ИЛ). СЛ и КЛ служили для разработки методики, ИЛ и ФП - для апробации. В каждом местообитании выбиралось 5 сосен (10-15 лет), на которых на 3 ветках оценивалось состояние 60 хвоинок (по 20 хвоинок на каждой ветке) на приростах разных лет (всего по 300 хвоинок с каждого прироста в каждом местообитании). Хвоя исследовалась с южной стороны; ветви выбирались на одинаковой высоте. Хвоя считалась неповрежденной, если на ней отсутствовали любые видимые повреждения. Доля хвои без повреждений постепенно убывает в течение года. Состояние хвои на всех приростах в 2011 г. значительно хуже, чем в 2010 г., что свидетельствует о существенном увеличении концентрации загрязняющих веществ летом 2010 г. в результате пожаров и неблагоприятных климатических условий. Состояние хвои в СЛ по большей части лучше, чем в КЛ, что согласуется с данными физико-химического мониторинга. Причем сход снегового покрова оказывает более существенное влияние на состояние сосен в КЛ, нежели в СЛ. В 2011 г. разница между состоянием хвои в КЛ и СЛ несущественная. Вероятно, неблагоприятное сочетание факторов лета 2010 г. оказало гораздо большее воздействие, нежели отдельные источники загрязнения в разных районах города, что подтверждает новый прирост 2011 г. В ФП в ноябре 2011 г. данный показатель выше, чем в СЛ, а в марте ниже, чем в КЛ, что может говорить о неравномерности антропогенной нагрузки в течение года. Таким образом, доля хвои без повреждений может быть использована в биоиндикационных исследованиях, т.к. этот параметр напрямую зависит от экологической обстановки местообитания. ЭКО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕДОБИОНТОВ В ДИАГНОСТИКЕ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Стриганова Б.Р. Институт проблем экологии и эволюции им.А.Н. Северцова РАН, Москва, Россия, bellastriganova@mail. ru ECO-PHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF PEDOBIONTS IN THE DIAGNOISIS OF TECHNOGENIC POLLUTIONS Striganova B.R. При использовании почвенных животных в биодиагностике промышленных загрязнений чаще всего используется показатели разнообразия и обилия комплексов или отдельных групп почвенной фауны, которые снижаются по мере увеличения пресса загрязнений. Однако в ряде случаев нет соответствия нагрузки токсиканта и реакции сообщества. Примером может служить оценка влияния тяжелых металлов на активность сообществ мезопедобионтов в высокогорных экосистемах Судетов с высоким уровнем загрязнений почвы и снегового покрова (Стриганова, Беньковский, 2002). В местах с высоким уровнем загрязнения были установлены высокие темпы деструкции растительных остатков, которые коррелировали с высокими показателями биомассы педобионтов. Очевидно, формы накопления тяжелых металлов в почве не были токсичными для почвенных организмов. Более того, в бедных почвах с низким содержанием микроэлементов индустриальные загрязнения могут представлять дополнительный источник нутриентов, стимулирующих развитие и активность сапротрофного блока почвенной биоты. Для выявления непосредственных реакций почвенных беспозвоночных на химические загрязнения почвы предлагается использование некоторых эколого-физиологических показателей, в частности, пищевой и репродукционной активности и скорости роста, изменения которых приводят к сдвигам популяционных параметров и обилия животных. Эффективными модельными объектами являются беспозвоночные, занимающие низшие уровни детритных цепей, которые питаются микрофлорой, растительным опадом, почвенным детритом (коллемболы, орибатиды, мокрицы, диплоподы, дождевые черви) и легко культивируются в лабораторных условиях. У них можно количественно оценить скорость потребления пищи и степень выведения токсиканта. Хорошим показателем является также распределение энергии на поддержание метаболических реакций, весовой рост и формирование половых продуктов. Экспериментальные определения изменений энергобаланса в микрокосмах в контролируемых условиях исключают такие факторы, как пресс хищничества и конкуренции, которые в природных сообществах могут маскировать непосредственное воздействие загрязнений. ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ И ДЕТОКСИКАЦИИ ОБРАЗЦОВ ПОЧВ, СОДЕРЖАЩИХ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ МЕТОДАМИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ Таран Д.О.1, Саксонов М.Н.1, Бархатова О.А.2 1 НИИ биологии Иркутского государственного университета, Иркутск, Россия. stomd@mail.ru 2 Иркутский государственный университет, Иркутск, Россия. THE EVALUATION OF TOXICITY AND DETOXIFICATION OF SOIL SAMPLES CONTAINING AROMATIC HYDROCARBONS BY BIOTESTING Taran D.O., Saksonov M.N., Barkhatova O.A. В модельных опытах исследовали влияние вермикультуры на изменение токсичности модельных образцов почвы, искусственно загрязненных нитробензолом, бензолом и толуолом. Источниками гуминовых веществ (ГВ) служили товарные препараты «Powhumus» (гумат калия из леонардита) производства «Humintech GmbH.» (Германия) и «Гумат 80» (ООО «Аграрные технологии» г. Иркутск). Объектами исследования являлись лабораторные культуры дождевых червей (красный калифорнийский гибрид) - Eisenia fetida Andrei Bouche , дафний (Daphnia magna Straus), и семена пшеницы (сорт «Заларинка», разновидность «Альбидум»). Культивирование и биотестирование на дафниях проводили согласно методике токсикологического контроля. Токсичность растворов по отношению к червям оценивали по их выживаемости и по изменению поведенческих реакций червей (времени зарывания). Традиционно эксперименты с дождевыми червями проводили в почве, длительность острого опыта составляла 2-е суток. В наших исследованиях для повышения экспрессности и для устранения влияние на ароматические соединения самих ГВ почв эксперименты по изучению способности ослабления гуматами негативного действия ароматических углеводородов проводили в водных растворах.
Для оценки скорости зарывания выживших особей переносили на поверхность насыпанной в садки почвы и фиксировали время, когда черви полностью зарывались. Водные вытяжки из образцов почвенных моделей, загрязненных ароматическими углеводородами получали в соответствии с методикой токсикологического контроля. Эффективность вермитрансформации оценивали по толщине слоя накапливаемых копролитов. Дополнительно червей не кормили. Толщину слоя копролитов измеряли в течение суток. Контролем служила почва, не содержащая ароматических углеводородов. Для всех экспериментов использовали образцы гумусо-аккумулятивного слоя луговой почвы 0-15 см, влажность - 60 %. Анализ токсичности водных вытяжек из образцов почвенных моделей, искусственно загрязненных нитробензолом и толуолом до вермитрансформации, показал следующее. Пробы почвы с концентрациями нитробензола 0.5 г/кг и выше проявляли острое токсическое действие. В вытяжке из проб с бензолом 1.0 г/кг выживало 46.2 % рачков, остальные вытяжки не оказывали на дафний негативного действия. В образцах почвенных моделей, не содержащих дождевых червей с бензолом, нитробензолом и толуолом во всех испытанных концентрациях происходило угнетение средней длины проростков корней пшеницы. Но после вермитрансформации наблюдали значительное увеличение длины корней проростков пшеницы даже в опытах с наиболее высоким содержанием токсикантов. Длина корней проростков при концентрации 1.0 г/кг составила в бензоле - 7.5 см (до вермитрансформации - 2,5 см), нитробензоле - 5.1 см (до вермитрансформации - 1.3 см), толуоле - 6.8 см (до вермитрансформации - 1.8 см). Биотестирование на дождевых червях, дафниях, и проростках семян пшеницы свидетельствует о том, что в присутствии вермикультуры происходила частичная детоксикация ароматических углеводородов в образцах почвенных моделей. Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации ГК № 11.519.11.5016. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ КОЛЛЕМБОЛ КАК ИНДИКАТОРОВ РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ Таранец И.П. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Экоцентр «Воробьевы горы», Москва, Россия. Irisl_@mail.ru SPATIAL DISTRIBUTION OF COLLEMBOLA AS AN INDICATOR OF HUMAN TRAMPLING Taranets I.P. Общепринятыми объектами для биоиндикационных исследований в почвенной зоологии считаются коллемболы, или ногохвостки. Однако влияние антропогенного воздействия на коллембол изучено еще далеко не в полной мере. На данный момент времени продолжается поиск конкретных характеристик и групп, которые можно было бы использовать в индикационных целях. Пространственное распределение - важнейший показатель наряду с другими характеристиками сообществ, который позволяет получить содержательную информацию о влиянии антропогенных факторов, в частности рекреации. Нами было выявлено, что рекреационная нагрузка на лесных участках ближайшего Подмосковья вызывает значительное изменение структуры населения почвенных коллембол. При сильной рекреационной нагрузке помимо снижения общей численности и количества видов, усиливалась агрегированность коллембол. Возникали малочисленные агрегации, в которых были сосредоточены практически все из немногих сохранившихся особей. При умеренном рекреационном воздействии отмечены разнообразные эффекты. Так, плотность особей Parisotoma notabilis увеличивалась, а агрегированность при этом снижалась, вид образовывал «рыхлые» скопления. Численность и агрегированность Pseudosinella alba увеличивались. Реакция одного и того же вида при одной и той же нагрузке в разных биотопах могла отличаться (например, Lepidocyrtus lignorum). Интересно, что некоторым видам (P. notabilis) свойственна двухуровневая пространственная структура популяции (мелкие скопления в более крупных), которая утрачивалась при умеренной нагрузке. Таким образом, к хорошо известным последствиям сильной рекреационной нагрузки (снижение численности и разнообразия) можно добавить эффект усиления агрегированности населения. При более слабых нагрузках наблюдается целый спектр реакций видов, которые, в частности, зависят и от характера местообитания. ДЕТОКСИКАЦИЯ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ ГУМИНОВЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ БИОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МОНИТОРИНГ Тарасова А.С.1, Кудряшева Н.С.1,2 1 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия. as421@yandex.ru 2 Институт биофизики СО РАН, Красноярск, Россия DETOXIFICATION OF SOLUTIONS OF METAL SALTS BY HUMIC SUBSTANCES. BIOLUMINESCENT MONITORING Tarasova A.S., Kudryasheva N.S. Известно, что соли металлов являются распространенными поллютантами и часто присутствуют в стоках промышленных предприятий. Одним из способов снижения токсичности вредных соединений является применение гуминовых веществ (ГВ) - продуктов разложения органической массы в почве. Биолюминесцентные биотесты, основанные на светящихся бактериях, являются удобными системами для мониторинга состояния среды при оценке эффективности детоксикации сточных и природных вод. Эти биотесты характеризуются надежностью, высокой скоростью анализа, чувствительностью, возможностью приборной регистрации и количественной оценки токсичности. Данная работа связана с изучением влияния ГВ на токсичность растворов модельных неорганических поллютантов - солей металлов: Pb(NO3)2, СОС12, CuSO4, Eu(NO3)3, СГС13. Токсичность растворов данных соединений, а также детоксикацию ГВ-ми, определяли с помощью двух люминесцентных тестовых систем - системы сопряженных ферментативных реакций и лиофилизированных бактерий P. phosphoreum. Принцип использования данных систем основан на корреляции между изменением интенсивности биолюминесценции и токсичностью среды. Для оценки общей токсичности растворов использовали максимальную интенсивность биолюминесценции, Iе1. Показано, что с ростом концентрации солей металлов в биолюминесцентных системах происходит уменьшение Iе1. Исследованы зависимости Iе1 от концентрации ГВ-в при временах инкубирования от 0 до 50 мин. Показано, что гуминовые вещества могут как увеличивать, так и снижать общую токсичность растворов солей металлов. С использованием бактериального теста подобраны условия для более эффективной детоксикации ГВ-ами, а именно: интервал концентраций ГВ 10"5-2х10"2 г/л, время предварительного инкубирования с ГВ - не менее 10 мин. Проанализированы скорости окисления НАДН в биолюминесцентной системе сопряженных ферментативных реакций в присутствии и отсутствии ГВ. Показано, что присутствие ГВ в модельных растворах неорганических токсикантов стимулирует защитную функцию тестовой системы в результате увеличения скоростей биохимических НАДН-зависимых процессов в тестовой системе. Увеличение токсичности растворов модельных токсикантов в присутствии ГВ связано с увеличением скорости автоокисления НАДН. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ PB(N03)2 НА СКОРОСТЬ ОНТОГЕНЕЗА ДВУХ ВИДОВ КОЛЛЕМБОЛ Таращук М.В. Институт зоологии им. И.И. Шмальгаузена НАН Украины, Киев, Украина. mtar2004@yandex.ru INFLUENCE OF DIFFERENT Pb(NO3)2 CONCENTRATIONS ON THE VELOCITY OF TWO COLLEMBOLAN SPECIES ONTOGENESIS Tarashchuk M. V. Springtails are the destructors of the organic matter in soil, alongside with soil microbiota and acari. They inhabit all terrestrial ecosystems from overwetting floodplains to arid deserts, from tropic forests to arctic deserts, from deep caves to high mountains (Hopkin, 1997), occupy almost all levels of the trophic chains of the organic decomposition. They speed up the processes of microbial humification (Ghilarov, 1965; Panikov, Simonov, 1986). The pollution effect on the development of Orthonychiurus stachianus, Folsomia Candida in laboratory populations was investigated. Graduated concentrations of Pb(N03)2 : 10 mg/l, 20 mg/l, 40 mg/l for the regular moistening of the laboratory cultures were used. The experiment was conducted under the temperatures 26; 25; 23.5; 21; 20; 16; 15°С and 2 levels of relative humidity (80±5 % и 40±5 %). The duration values of the development cycles were expressed graphically with a linear regressive approach. Also the graphics of the ontogenesis velocity were performed as the reciprocal function of the life cycle duration that permits to calculate the main thermal constants (degree days and supercooling point) under the mentioned conditions. The comparative analysis indicated the valid rising of development velocity of the both species under increase of Pb(N03)2 concentration. The values of the degree days for the both species descended under mentioned conditions (in O. stachianus from 941.6 to 632.9; in F. candida from 462.3 to 327.3). The supercooling point for O. stachianus mainly descended (from -0.6°С to -1.4°С) under increase of Pb(N03)2 concentration, and for F. candida reveals not clear tendencies but on the contrary ascended in preference (from +4.4°С to +4.57°С). Such difference in the supercooling point and degree days’ response in two species may be explained by a discrepancy of adaptation strategies of the different families’ representatives. We suggest one may take cautious explaining changes of the general density of the natural populations as a response on soil pollution. In addition to the known facts of the increase of mortality, decrease of egg lying and survival also the rising of development velocity and increase the frequency of the egg lying can occur in some species. These circumstances may complicate the assessment of population reaction on the pollution.
Еще по теме МИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ СВЕКЛОВИЧНОГО АГРОЦЕНОЗА Стогниенко О.И., Шамин А.А. ВНИИ сахарной свеклы имени А.Л. Мазлумова Россельхозакадемии, Рамонь, Россия. stogniolga@mail. ru: