ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ И ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ НА БИОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА

Цель. Оценить влияние  азотных и  гуминовых  удобрений  на  биохимическое  состояние  нефтезагрязненного  чернозема.

Методы. Использовали  для  моделирования  нефтезагрязнения чернозема дозы нефти 1, 5 и 10% от массы почвы. Срок экспозиции составил 30, 60 и 90 суток. Для моделирования биоремедиации нефтезагрязненного чернозема использовали гумат калия и натрия, мочевину и нитроаммофос. Азотные удобрения  вносили в почву с целью восполнения равновесия между углеродом и азотом: мочевину с  содержанием азота 46%, нитроаммофос с содержанием азота 15%. Гуминовые удобрения  –  гумат  калия и  гумат натрия – вносили в почву для  стимуляции  аборигенной нефтедеструктивной микробиоты. Для оценки биологической активности почвы определяли: активность каталазы, инвертазы и интенсивность эмиссии СО2.

Результаты. Изучено влияние мочевины, нитроаммофоса, гумата калия и натрия на ферментативную активность и  эмиссию СО2 чернозема обыкновенного, загрязненного нефтью 1, 5 и 10% от массы почвы  через  90  суток  в  модельном  эксперименте. Активность  каталазы  снижалась  после  внесения нитроаммофоса, а дыхание и активность инвертазы повышались при низких уровнях загрязнения нефтью. Мочевина, внесенная в почву при 10%‐ной дозе нефти, стимулировала активность каталазы. Гуматы калия и натрия оказывали стимулирующее воздействие  на ферментативную активность и выделение углекислого газа при концентрациях нефти 1 и 5%.

Заключение. Для диагностики состояния черноземов при загрязнении нефтью дозы  5‐10%  после  внесения  азотных  и  гуминовых  мелиорантов,  целесообразно  использовать  интенсивность  выделения  СО2  почвой  и  активность  инвертазы.  При  более  низких  дозах  нефти после внесения  азотных удобрений целесообразно оценивать состояние почвы по  активности каталазы. 

1. Peng R.H., Xiong A.S., Xeo Y., Fu X.Y., Gao F., Zhao W., Tian Y.S., Yao, Q.H. Microbial bio‐ degradation of polyaromatic hydrocarbons: a review // FEMS Microbiol Reviews. 2008. V. 32. P. 927‐955. Doi:10.1111/j.1574‐6976.2008.00127.x

2. Kimes N.E., Callaghan A.V., Suflita J.M., Morris P.J. Microbial transformation of the Deep‐ water Horizon oil spill – past, present, and future perspectives // Frontiers in Microbiology. 2014. V. 5. 603 p. Doi: 10.3389/fmicb.2014.00603

3. Riveroll‐Larios J., Escalante‐Espinosa E., Fócil‐Monterrubio R.L., Díaz‐Ramírez I.J. Biological activity assessment in Mexican tropical soils with different hydrocarbon contamination histories // Water Air Soil Pollution. 2015. V. 226. Iss. 10. 353 p. Doi: 10.1007/s11270‐015‐2621‐1

4. Wolińska A., Kuźniar A., Szafranek‐Nakonieczna A., Jastrzębska N., Roguska E., Stępniew‐ ska Z. Biological activity of autochthonic bacterial community in oil contaminated soil // Water Air Soil Pollution. 2016. V. 227. 130 p. Doi: 10.1007/s11270‐016‐2825‐z

5. Nikolopoulou M., Pasadakis N., Norf H., Kalogerakis, N. Enhanced ex situ bioremediation of crude oil contaminated beach sand by supplementation with nutrients and rhamnolipids // Marine Pollution Bulletin. 2013. V. 77. Iss. 1‐2. P. 37‐44. Doi: 10.1016/j.marpolbul.2013.10.038

6. Macaulay B.M., Rees D. Bioremediation of oil spills: a review of challenges for research advancement // Annals of Environmental Science. 2014. V. 8. P. 9‐37.

7. Poi G., Shahsavari E., Aburto‐Medina A., Mok P.Ch., Ball A.S. Large scale treatment of total petroleum‐hydrocarbon contaminated groundwater using bioaugmentation // Journal of Environmental Management. 2018. V. 214. P. 157‐163. Doi: 10.1016/j.jenvman.2018.02.079

8. Polyak Y.M., Bakina L.G., Chugunova M.V., Mayachkina N.V., Gerasimov A.O., Bure V.M. Effect of remediation strategies on biological activity of oil‐contaminated soil ‐ A field study // International Biodeterioration & Biodegradation. 2018. V. 126. P. 57‐68. Doi: 10.1016/j.ibiod.2017.10.004

9. Шаповалова Н.Н., Годунова Е.И., Менькина Е.А. Влияние последействия применения удобрений на состояние и продуктивность чернозема обыкновенного // Агрохимический вестник. 2018. N 5. С. 9‐15. Doi: 10.24411/0235‐2516‐2018‐10036

10. Varjani S.J., Upasani V.N. A new look on factors affecting microbial degradation of petrole‐ um hydrocarbon pollutants // International Biodeterioration & Biodegradation. 2017. V. 120. P. 71‐83. Doi: 10.1016/j.ibiod.2017.02.006

11. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Григориади А.С. Влияние загрязнения почв нефтью на физиологические показатели растений и ризосферную микробиоту // Агрохимия. 2009. N 7. С. 71‐80.

12. Minnikova T.V., Denisova T.V., Kolesnikov S.I., Akimenko Yu.V. Assessment of Agroecological Indicators of Oil‐Contaminated Chernozem in Rostov Oblast after Remediation with Urea and Potassium Humate // Russian Agricultural Sciences. 2018. V. 44. Iss. 2. P. 177‐180. Doi: 10.3103/S106836741802

13. Wu M., Dick W.A., Li W., Wang X., Yang Q., Wang T., Xu L., Zhang M., Chen L., Bioaugmentation and biostimulation of hydrocarbon degradation and the microbial community in a petroleum‐contaminated soil // International Biodeterioration & Biodegradation. 2016. V. 107. P. 158‐164. Doi: 10.1016/j.ibiod.2015.11.019

14. Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Гарипов Т.Т. Деградация и мелиорация почв при загрязнении нефтепромысловыми сточными водами // Почвоведение. 2013. N 2. С. 226‐211. Doi: 10.7868/S0032180X13020056

15. Souza E.C., Vessoni‐Penna T.C., de Souza Oliveira R.P. Biosurfactant‐enhanced hydrocarbon bioremediation: an overview // International Biodeterioration & Biodegradation. 2014. V. 89. P. 88‐94. Doi: 10.1016/j.ibiod.2014.01.007

16. Долгова Л.Г. Активность оксидоредуктаз как диагностический показатель загрязнения почвы промышленными отходами // Почвоведение. 1978. N 7. С. 152‐157.

17. Колесников С.И., Азнаурьян Д.К., Казеев К.Ш., Денисова Т.В. Изучение возможности использования мочевины и фосфогипса в качестве мелиорантов нефтезагрязненных почв в модельном опыте // Агрохимия. 2011. N 9. С. 77‐81.

18. Новосёлова Е.И. Ферментативная активность почв в условиях нефтяного загрязнения и её биодиагностическое значение // Теоретическая и прикладная экология. 2009. N 2. С. 4‐ 12.

19. Minnikova T.V., Denisova T.V., Mandzhieva S.S., Kolesnikov S.I., Minkina T.M., Chaplygin V.A., Burachevskaya M.V., Sushkova S.N., Bauer T.V. Assessing the effect of heavy metals from the Novocherkassk power station emissions on the biological activity of soils in the adjacent areas // Journal of Geochemical Exploration. 2017. V. 174. P. 70‐78. Doi: 10.1016/j.gexplo.2016.06.007

20. Кочетков И.А., Кавеленова Л.М. Изучение дыхательной активности почв некоторых растительных сообществ Красносамарского лесничества // Материалы межрегиональной научно‐практической конференции «Экологические проблемы среднего Поволжья». Ульяновск. 1999. С. 128‐130.

21. Каниськин М.А., Терехова В.А., Яковлев А.С. Контроль гуматной детоксикации отходов фосфогипса методами биотестирования // Экология и промышленность России. 2007. N 8. С. 48‐51.

22. Dindar E., Şağban F.T., Başkaya H.S. Bioremediation of Petroleum‐Contaminated Soil // Journal of Biological and Environmental Sciences. 2013. V. 7. N 19. P. 39‐47.

23. Киреева Н.А., Григориади А.С., Хайбуллина Е.Ф. Ассоциации углеводородокисляющих микроорганизмов для биоремедиации нефтезагрязненных почв // Вестник Башкирского университета. 2009. Т. 14. N 2. С. 391‐394.

24. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Татосян М.Л., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическое состояние чернозема обыкновенного // Почвоведение. 2006. N 5. С. 616‐620.

25. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Азнаурьян Д.К., Жаркова М.Г. Биодиагностика экологического состояния почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Ростов н/Д: Изд‐во Ростиздат, 2007. 192 с.

26. Agnello A.C., Bagard M., Van Hullebusch E.D., Esposito G., Huguenot D. Comparative bio‐ remediation of heavy metals and petroleum hydrocarbons co-contaminated soil by natural attenuation, phytoremediation, bioaugmentation and bioaugmentation‐assisted phytoremediation // Science of the Total Environment. 2016. V. 563‐564. P. 693‐703. Doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.10.061

27. Baldan E., Basaglia M., Fontana F., Shapleigh J.P., Casella S. Development, assessment and evaluation of a biopile for hydrocarbons soil remediation // International Biodeterioration & Biodegradation. 2015. V. 98. Р. 66‐72. Doi: 10.1016/j.ibiod.2014.12.002

28. Chen M., Xu P., Zeng G., Yang Ch., Huang D., Zhang J. Bioremediation of soils contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons, petroleum, pesticides, chlorophenols and heavy metals by composting: Applications, microbes and future research needs // Biotechnology Advances. 2015. V. 33. P. 745‐755. Doi: 10.1016/j.biotechadv.2015.05.003

29. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов‐на‐Дону: Издательство ЮФУ, 2016. 356 с.

30. Stepniewska Z., Wolinska A., Ziomek J. Response of soil catalase activity to chromium contamination // J. Environ. Sci. (China). 2009. V. 21. Iss. 8. P. 1142‐1147. Doi: 10.1109/ISWREP.2011.5893614

31. Achuba F.I., Peretiemo‐Clarke B.O. Effect of spent engine oil on soil catalase and dehydrogenase activities // International Agrophysics. 2008. N 22. P. 1‐4.

32. Bouchez M., Blanchet D., Vandecasteele J‐P. Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by pure strains and by defined strain associations: inhibition phenomena and cometabolism // Applied Microbiology and Biotechnology. 1995. V. 43. Iss. 1. P. 156‐164. Doi: 10.1007/BF00170638