Хозяйственное использование ксилотрофных базидиальных грибов (обзор)
Ю.А. Злобина, А.А. Широких, Т.Я. Ашихмина
Раздел: Теоретические проблемы экологии
Современный тренд на использование биологического сырья и разработку уникальных технологий, востребованных в сельском хозяйстве, экологии, материаловедении, медицине и фармацевтике привёл к стремительному развитию интереса к представителям особого царства живых организмов – грибам. Грибы являются одним из ключевых биологических ресурсов, которые можно использовать для разработки широкого спектра экологичных продуктов с многообещающими возможностями применения. В обзоре представлен анализ современных достижений в области хозяйственного использования ксилотрофных базидиальных грибов, которые представляют большой интерес ввиду своей способности разлагать лигноцеллюлозные материалы под действием уникальных ферментативных систем, и продуцировать широкий спектр метаболитов, обладающих антимикробными, противоопухолевыми, иммуностимулирующими, нейропротекторными и другими ценными свойствами. Грибы белой и бурой гнили игрют важную роль в переработке отходов и создании замкнутых производственных циклов, демонстрируя высокую активность в деградации сложных полимеров. Рассмотрены перспективные направления их применения в биоэкономике, включая сельское хозяйство, пищевую и фармацевтическую промышленность, материаловедение, производство биокомпозитных материалов на основе грибного мицелия. В сельском хозяйстве ксилотрофные грибы используются для создания биоудобрений, улучшающих структуру почвы и повышающих её плодородие; в пищевой промышленности – представляют ценный источник белка, витаминов и минералов. Для фармацевтической отрасли метаболиты базидиомицетов представляют интерес в связи с их антимикробной и противовирусной активностью, а также участием в регуляции работы иммунной системы. Композиты на основе мицелия и растительных отходов находят применение в упаковке, строительстве и дизайне мебели и интерьеров, снижая нагрузку на окружающую среду пластиком. Проанализированы экологические аспекты и экономические преимущества практического использования ксилотрофных грибов в различных секторах народного хозяйства, а также рассмотрены дальнейшие перспективы внедрения ксилотрофных базидиальных грибов в решение текущих проблем и устойчивого развития общества.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-006-018
Просмотров: 4
Влияние погодных условий на физиологические особенности развития культуры Lupinus angustifolius L. при использовании биопрепаратов
А.П. Кислицына, А.Ю. Софронова
Раздел: Агроэкология
На культуре люпина узколистного (Lupinus angustifolius L.) проведена оценка влияния климатического фактора на действие ряда технологических приёмов: инокуляции семян препаратом клубеньковых бактерий Ризоверм, а также обработки семян и посевов комплексным ростостимулирующим препаратом ПолиминТМ Бор-Молибден. Эксперимент проводился в течение 2-х лет, резко различающихся по количеству выпавших осадков и температурному режиму. Первый год эксперимента (2023 г.) характеризовался как умеренно увлажнённый, гидротермический коэффициент вегетационного периода (ГТК) – 1,29, но осадки в течение летнего сезона выпадали крайне неравномерно, второй год (2024 г.) был засушливым (ГТК – 0,68). Количество пигментов в листьях в фазе массового цветения люпина узколистного в зависимости от условий года различалось. При благоприятном водно-температурном режиме этот показатель имел тесную связь с накоплением сухого вещества фитомассой растений в фазе сизо-зелёных бобов (r=0,96). В условиях засухи уровень связи характеризовался средним значением, r=0,43 (р≤0,05). Вследствие вегетативного израстания растений люпина узколистного при тёплой и дождливой погоде (в июле 2023 г. осадков выпало 227% от климатической нормы) в период цветения и формирования семян урожайность семян в разных вариантах опыта составила от 0,8 до 0,93 т/га, против 0,6 т/га в контроле. Инокуляция семян препаратом Ризоверм с обработкой посевов в период вегетации (фаза бутонизации) препаратом ПолиминТМ Бор-Молибден были наиболее эффективным приёмом и обеспечили прибавку урожая семян 55% к контролю (+0,33 т/га). В 2024 г., в условиях атмосферной и почвенной засухи, не было отмечено достоверного действия регулятора роста, как и инокуляции семян и их совместного применения, на содержание пигментов в листьях и продуктивность люпина. Урожайность семян люпина узколистного по вариантам опыта составила 0,82–0,87 т/га.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-142-150
Просмотров: 1
Сорбент для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов и тяжёлых металлов на основе термоокисленного сапропеля
И.В. Зыкова, В.А. Исаков, Н.М. Мишина
Раздел: Экологизация производства
Изучение адсорбции водных растворов нефтепродуктов с концентрациями от 10 до 150 мг/дм3, фенолов с концентрациями от 0,01 до 1,0 ммоль/дм3 и тяжёлых металлов с концентрациями от 0,1 до 100 ммоль/дм3 проводили на термообработанном в окислительной среде при температуре 600 оС сапропеле в статических условиях при соотношении 1 г сорбента на 200 см3 раствора. Обработка экспериментальных данных согласно кинетическим моделям Бойда и Морриса-Вебера показала, что адсорбция ионов меди(II) термоокисленным сапропелем имеет смешанно-диффузионный характер. Зависимость величины адсорбции ионов меди(II) термоокисленным сапропелем от времени контакта удовлетворительно описывается кинетическими моделями как Лагергрена, так и Хо и Маккея. Термодинамические величины адсорбции ионов меди(II) из модельного раствора термоокисленным сапропелем рассчитаны по кинетической модели Хо и Маккея, учитывающей химическое взаимодействие между ионом меди(II) и функциональными группами адсорбента. Однако разделить вклад химического взаимодействия и диффузии на основании применения формальных кинетических уравнений достаточно сложно. Установлено, что адсорбция резорцина описывается уравнением Дубинина-Радушкевича, адсорбция нефтепродуктов и ионов меди(II) – уравнением полимолекулярной адсорбции Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ). Рассчитанные количественные характеристики адсорбции термообработанного при 600 оС сапропеля в окислительной среде по резорцину, ионам меди(II) и нефтепродуктам показали, что термообработанный сапропель может быть использован в качестве сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов, фенолов и тяжёлых металлов.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-134-141
Просмотров: 6
Нейросетевой алгоритм на основе YOLOv8 для обнаружения биообъектов на примере Daphnia magna
А.С. Олькова, Е.В. Медведева
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Автоматизация рутинных процедур биологических анализов является важной междисциплинарной задачей. В статье описан нейросетевой алгоритм для обнаружения биологических объектов мезоразмера. Биомоделью служили ракообразные Daphnia magna, часто используемые для биотестирования природных и техногенных сред. Алгоритм реализован на легковесной свёрточной нейронной сети (СНС) YOLOv8s. Для обучения и тестирования СНС использовались собственные фото- и видеоизображения D. magna, а также находящиеся в открытом доступе на платформах Roboflow и Kaggle. База изображений была представлена 12540 снимками, из которых 430 исходных, остальные – преобразованные с помощью функций сервиса Roboflow. Обучение проводилось в течение 150 эпох, при разрешении изображений 1280×1280 пикселей. С помощью встроенных функций «Object Tracking» и «Object Counting» реализованы процедуры подсчёта и отслеживания объектов. Алгоритм обнаруживает объекты на статических изображениях и на видео в режиме реального времени. Значения метрик оценки качества работы алгоритма: средняя точность – 89,8%; точность – 88,4%; полнота – 87,4%. Алгоритм направлен на снижение трудоёмкости методов биотестирования и повышения точности результатов обработки данных. Предложенный нейросетевой алгоритм обнаружения биообъектов может быть адаптирован через аналогичное обучение к поиску и подсчёту других живых организмов.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-019-025
Просмотров: 5
Комплексный анализ качества поверхностных вод на основе данных дистанционного зондирования Земли, замеров автоматизированных датчиков и натурных исследований
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
В статье рассматриваются вопросы комплексного анализа экологического состояния поверхностных вод на основе использования разработанной многокомпонентной системы мониторинга. Основной целью работы было получить объективную информацию о состоянии вод на основе комплексного анализа данных, получаемых в непрерывном режиме с гидрохимических датчиков, натурных измерений и данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Традиционные методы мониторинга, такие как отбор проб и лабораторный анализ, хотя и обеспечивают высокую точность, являются трудоёмкими и не всегда позволяют получить своевременно информацию о состоянии водных объектов. Автоматизированные устройства функционировали в летне-осенний период 2024 г. на двух реках в непосредственной близости от источников загрязнения, также были проведены заверочные наблюдения. Натурные исследования позволили получить детальное представление о концентрациях химических элементов и соединений в водных объектах. При функционировании автоматизированных устройств были выявлены значительные краткосрочные изменения общей минерализации и температуры в р. Косьве, которые могут быть критически важными при оценке экологической ситуации района исследований. Обработка данных ДЗЗ и расчёт индекса AMWI (Acid Mine Water Index) позволили выявить источники загрязняющих веществ, зоны их переноса и аккумуляции. Постоянный мониторинг водных объектов в подобном режиме обеспечивает поток достоверных данных, что минимизирует риски получения необъективной информации и позволяет своевременно фиксировать возможные изменения гидрохимических параметров, вызванные техногенными и природными факторами.
Ключевые слова: мониторинг окружающей среды, речные системы, гидрохимические характеристики, гео- информационные системы, дистанционное зондирование Земли, загрязняющие вещества, автоматизированные датчики
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-046-055
Просмотров: 8
Чувствительность к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa, выделенных из воды поверхностных водоёмов и сточных вод
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Синегнойные палочки (Pseudomonas aeruginosa (Schroeter) Migula) и клебсиеллы (Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae (Schroeter) Ørskov) являются условно-патогенными бактериями, имеющими этиологическую значимость в возникновении инфекций, связанных с множественной лекарственной устойчивостью. Присутствие штаммов перечисленных бактерий в водных объектах окружающей среды может указывать на фекальное загрязнение, ассоциированное с антропогенным фактором. Штаммы, обнаруженные в сточных и поверхностных водах, могут представлять собой резервуар антибиотикорезистентных бактерий. Целью исследования была оценка чувствительности к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa, выделенных из воды рек Дон и Темерник в акватории городов Ростова-на-Дону и Азова, а также сточных вод очистных сооружений канализации г. Аксая и г. Новошахтинска. В результате исследования было выделено и идентифицировано 22 штамма K. pneumoniae и 76 штаммов P. aeruginosa. Протестированные штаммы клебсиелл были резистентны к амоксиклаву, нитрофурантоину, цефепиму, псевдомонад – к цефепиму, имипенему и меропенему. Ципро-флоксацин и аминогликозиды (амикацин и гентамицин) проявили наибольшую антимикробную активность относительно тестируемых штаммов (0% резистентных штаммов).
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-082-090
Просмотров: 3
Эколого-правовой нарратив возобновляемых источников энергии: правовое регулирование в Российской Федерации и Канаде
Е.С. Кощеева, М.А. Смирнов
Раздел: Экология и климат
Статья посвящена анализу нормативно-правового регулирования в области возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в Российской Федерации и Канаде. Проанализирована нормативно-правовая база становления, генерации и влияния ВИЭ на развитие внутренней и внешней политики государств. Сделана попытка описания и сравнения эколого-правовых подходов к применению и реализации ВИЭ и их влияния на развитие Российской Федерации и Канады. В статье даётся анализ «зелёной» энергетики, исходя из государственных подходов и естественно-географических условий расположения территории государств при её образовании. В Российской Федерации основными секторами ВИЭ являются энергия солнца, энергия ветра, гидроэнергетика, энергия, получаемая при переработке биомассы и отходов, биогаз, газ, выделяемый отходами на свалках. В Канаде основные секторы «зелёной энергетики» более чётко привязаны к провинциям и дополнительно включают геотермальную энергию, зелёный водород и территориальные явления природы в виде приливов и отливов. Проведённый анализ ВИЭ поможет конкретизировать особенности и выявить возможности для применения и формирования новых механизмов государственной политики для совершенствования нормативно-правовой базы в Российской Федерации. Главные отличия канадского от российского подхода в законодательном регулировании состоит в двухуровневом регулировании: общие направления устойчивого развития и стратегия на четыре года закрепляются на уровне федерации, а основное законодательное регулирование осуществляется на уровне провинций в зависимости от региональных приоритетов в развитии отдельных видов ВИЭ. Опыт «распределённого» нормативного регулирования Канады может быть воспринят для совершенствования законодательства России, поскольку поможет учесть региональные приоритеты в развитии отдельных видов ВИЭ и реализовать краткосрочные проекты в сфере возобновляемой энергетики.
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, экологическая безопасность, нормативное регулирование, государственная политика (государственное управление)
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-195-201
Просмотров: 2
Геоинформационный анализ ландшафтной дифференциации дренированных озёрных котловин Юго-Востока Большеземельской тундры
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Охарактеризована пространственная дифференциация ландшафтных разностей дренированных озёрных котловин, полученная на основе спектрального анализа поверхности почвенно-растительного покрова по спутниковым изображениям. Исследования проведены на ключевом участке, расположенном на юго-востоке Большеземельской тундры, где в конце 1970-х гг. искусственно осушили десятки озёрных котловин. Оценка закономерностей ландшафтной дифференциации как на уровне отдельных природно-территориальных комплексов, так и их групп может проводиться с использованием комплекса методов геоинформационного, статистического и классификационного анализа. В настоящее время в осушенных котловинах преобладают ивняковые и ерниковые тундры, меньше представлены луговины и мочажины. Проведена группировка ландшафтных разностей котловин по преобладающему составу растительности и степени дренированности. Для характеристики ландшафтной дифференциации котловин предложена
классификация с использованием аббревиатурно-цифровых формул. Исследуемые котловины классифицируются преимущественно как умеренно-закустаренные среднедренированные. Рассчитаны статистические связи между значениями спектральных индексов и структурой ландшафтных разностей. Выявлены коррелятивные связи между количественными значениями спектральных индексов, определёнными уровнями закустаренности и дренированности котловин. Использование комплекса методов показало, что осушенные более сорока лет назад котловины стабилизировались в аспекте ландшафтной дифференциации. Апробирование комплекса методов для естественно-осушенных котловин показало возможность его применения и для других территорий Большеземельской тундры.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-026-036
Просмотров: 4
Сравнительная оценка экологического состояния различных локаций реки Луги
Т.В. Кузнецова, А.Б. Манвелова, Л.Л. Капранова
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
На основе комплексной оценки показателей качества водной среды, данных по содержанию тяжёлых металлов в донных отложениях и тканях двустворчатых моллюсков Unio pictorum, а также о физиологическом статусе (индексы состояния) моллюсков были исследованы 7 локаций р. Луги. Выявлены различия физико-химических характеристик качества природных вод, различия в содержании и бионакоплении тяжёлых металлов, как основных загрязнителей водных экосистем. Максимальные концентрации тяжёлых металлов в донных отложениях были характерны для Zn, затем Pb, меньшие – для Cu и Cd, вне зависимости от локации наблюдения. Коэффициент бионакопления тяжёлых металлов в мягких тканях моллюсков был максимальным для Zn, в меньшей степени – для Cu и Cd, и минимальны для Pb. Сравнительный анализ индексов состояния (здоровья) моллюсков, вычисленный с использованием различных морфометрических и массовых параметров, показал эффективность применения такого подхода в оценке экологического состояния изучаемых водных экосистем по показателям состояния местной биоты.
Ключевые слова: комплексная оценка экологического состояния, физико-химические показатели качества воды, тяжёлые металлы, донные отложения, ткани моллюсков, индексы состояния (здоровья) двустворчатых моллюсков
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-065-073
Просмотров: 8
Климатические и постаграрные векторы трансформации лесопокрытых территорий староосвоенных районов Европейской России
В работе проведён анализ изменений растительного покрова ряда районов Костромского Заволжья за период 1985–2023 гг. по разновременным спутниковым данным Landsat и MODIS. Для выявления изменений площадей доминирующих классов использованы две тематические карты растительного покрова и земной поверхности, подготовленные по снимкам Landsat (М 1 : 100 000) для 08.08.1985 г. и 10.08.2018 г. На примере отдельных районов показано увеличение доли хвойных лесных сообществ с 32,6 до 43,8%. Доля лиственных сообществ осталась без изменений (39,7–39,9%). Доля «коренных» лесов (на классификации 1985 и 2018 гг. отнесены к одному классу) составила 25,9% для хвойных и 26,2% для лиственных лесов. Сопоставление снимков детального разрешения Corona KН-2 (19.08.1973) и ESRI Imagery (29.04.2023) демонстрирует участки изменений, связанные с зарастаниями залежных земель и заброшенных сельскохозяйственных угодий. Наиболее активное зарастание отмечено на краевых участках, граничащих с лесными фитоценозами. Показатели сомкнутости крон древесного полога, рассчитанные по снежным изображениям Landsat, наиболее полно отражают изменения лесных сообществ. После крупного пожара в 1972 г. (площадь около 870 км2) к 2015 г. были восстановлены лесные сообщества с сомкнутостью крон до 80–90%. Для ненарушенных хвойных коренных лесов характерно постепенное (порядка 0,2% в год) снижение значений сомкнутости, что может быть использовано как индикатор малонарушенных лесов. Анализ изменений спектрального индекса EVI (Enhanced Vegetation Index) показывает, что большая часть классов лесных сообществ находится в стабильном состоянии. Значительная протяжённость периода наблюдений по MODIS (24 года) нивелировала рассчитанный линейный тренд для многих участков, даже с крупными изменениями.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
