Изучено действие основных типов поверхностно-активных веществ (ПАВ) на дождевых червей Eisenia fetida andrei (Bouche, 1972). Тест-реакциями червей при этом служили выживаемость и поведенческая реакция предпочтения-избегания. Дождевые черви избегали додецилсульфат натрия при его содержании от 0,02 г/кг почвы, цетилтриметиламмония бромид – от 0,1 г/кг, твин-80 – от 30 мл/кг. Гибель 100% особей происходила при концентрации додецилсульфата натрия 0,001; 0,01 и 0,02 г/кг на 30-е сут, в присутствии 0,1 г/кг – на 25 сут, а при 1 г/кг – уже через 2 сут эксперимента. Цетилтриметиламмония бромид вызывал гибель всех червей на 30 сут опыта – при содержании 0,001 и 0,01 г/кг, на 25 сут – при внесении 0,1 г/л, на 5 сут – 0,5 г/кг, и уже на 2 сут опыта – при 1,0 г/кг. В присутствии 0,1; 1 и 10 мл/кг твина-80 отмирание 100% особей червей наступало на 30 сут инкубирования, при добавлении 20 и 30 мл/кг – на 20 сут, при 50 мл/кг ПАВ – на 10 сут опыта. Полученные результаты позволили выстроить следующий ряд токсичности (как в пересчёте на г/л, так и в пересчёте на г/моль) испытуемых ПАВ для дождевых червей (по возрастанию степени токсичности): твин-80 (неионогенный ПАВ) – цетилтриметиламмония бромид (катионоактивный ПАВ) – додецилсульфат натрия (анионоактивный ПАВ).
Исследования, направленные на поддержание высокой продуктивности и стабильности искусственных экосистем, воспроизводящих процессы естественных ценозов, актуальны и интересны. Эффективным представляется включение в модельные системы, направленные на получение продукции, участвующих в переработке растительных отходов звеньев – редуцентов и детритофагов. В качестве такого звена перспективно использование дождевых червей, которые, наряду с утилизацией органики, обогащают субстраты микробиотой, в том числе с антагонистической и ростостимулирующей активностями. Цель данного исследования – оценка перспективности предварительной биоконверсии пшеничной соломы высшими базидиальными грибами пилолистником тигровым (Lentinus tigrinus) и вёшенкой
устричной (Pleurotus ostreatus) для увеличения продуктивности растений салата. Работа проведена в лабораторных условиях с модельными системами, состоящими из субстрата (торф, навоз крупного рогатого скота и пшеничная солома с биоконверсией и без), дождевых червей (Eisenia fetida) и растений салата (Lactuca sativa var. crispa сорт Кредо). По окончанию экспериментов оценивали листовую площадь, массу каждого растения (сырую и сухую), продуктивность растений салата, содержание основных биогенных элементов в растительной ткани и субстрате. Учитывали количество и массу взрослых червей, количество ювенильных червей, количество коконов и выход копролита. Установлено наличие значительного фитотоксичного эффекта при внесении соломы в субстрат. Включение в субстрат переработанной базидиомицетами соломы (10%) оказывало благоприятное действие на состояние популяции червей. Выращивание салата на субстратах с биоконвертированной соломой при интродукции дождевых червей увеличивало содержание основных биогенных элементов в растениях. Интродукция червей способствовала значимому снижению фитотоксичности субстратов. Таким образом, можно рекомендовать включение отходов грибоводства (субстраты после получения плодовых тел), в системы продукции зелёныхкультур совместно с интродукцией в субстрат червей.
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-082-091
Просмотров: 3
Климатические изменения годового стока рек Северного Приохотоморья
В.Е. Глотов, М.В. Ушаков
Раздел: Экология и климат
Цель данной работы – оценить происходящие климатические изменения годового стока рек Северного Приохотоморья. Ранее был проведён анализ пространственно-временных колебаний годового стока рек Магаданской области по рядам стока, которые заканчивались 2004 г., и климатических изменений речного стока не было выявлено. В настоящей же работе анализируемые ряды заканчиваются данными за 2019 г., что позволило сделать уже другие выводы. В работе использованы ряды наблюдения за речным стоком на восьми гидрологических постах. Методом гидрологической аналогии эти ряды были приведены к многолетнему периоду путём восстановления погодичных значений. Таким образом, анализу были подвержены ряды годового стока за 1958–2019 гг. Методом исследования явился анализ временных рядов стока на наличие однородности по среднему (критерий Стьюдента), а также спектральный анализ. Сравнение среднемноголетних значений слоёв стока за два периода (1958–2000 гг. и 2001–2019 гг.) показало, что «норма» увеличилась на 5–37%. Надо заметить, что согласно критерию Стьюдента с уровнем значимости 5% эти изменения не случайны. О наличии тренда в многолетних колебаниях водности свидетельствует и временной ход динамической средней годового стока. Анализ исходных рядов стока позволил сделать вывод, что увеличение годового стока вызвано климатическими изменениями, главным образом, ростом количества осадков. Не исключено, что увеличение стока происходит и за счёт оттаивания льда в толще многолетнемёрзлых пород. Обратим внимание на то, что при потеплении климата увеличиваются потери влаги на эвапотранспирацию, прежде всего за счёт прироста древесно-кустарниковой растительности. Причём на больших водосборах этот эффект более заметен. В многолетних колебаниях годового стока выявлена 6-летняя цикличность. Эти колебания, скорее всего, представляют собой нестационарный сложный Марковский процесс. Результаты настоящей работы будут полезны при проведении гидрологических расчётов, составлении долгосрочных и сверхдолгосрочных прогнозов стока, изучении экосистем река – море.
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
В работе анализируется распределение числа следов амурского тигра в муниципальных образованиях Приморского
края по наблюдениям, полученным в период единовременного зимнего учёта, организованного Тихоокеанским институтом географии Дальневосточного отделения РАН в 2005 г. Эта задача связана с необходимостью подсчёта численности зверей по следам его жизнедеятельности. По исходным данным была сформирована выборка для анализа множества следов с целью выделить области пересечения различных районов обитания тигра в Приморском крае. Для выявления их пересечений карта муниципальных образований Приморского края была представлена в виде плоского графа, и методами теории графов был разработан рекуррентный алгоритм выделения тигриных кластеров. По ним территория Приморского края разбита на северную, центральную, южную и юго-западную зоны, имеющие пересечения. Подсчитано общее число следов в пересекающихся соседних зонах с целью выявления возможных миграций тигров между ними.
Ключевые слова: тигриные кластеры, планарные графы, число следов, зоны влияния
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-020-028
Просмотров: 7
Влияние абиотических факторов на продуктивность тростника Phragmites australis в озёрах юга Западной Сибири
Е.Ю. Зарубина
Раздел: Популяционная экология
В статье представлены результаты исследования фитомассы, высоты стеблей и плотности зарослей (травостоя) тростника обыкновенного Phragmites australis на юге Западной Сибири. Этот регион отличается редким сочетанием на сравнительно небольшом пространстве хлористых, сульфатных и содовых озёр. Будучи эврибионтом, тростник обладает высокой устойчивостью к засолению воды и грунтов, однако высокий уровень засоления негативно сказывается на его росте и развитии. Целью работы была оценка степени влияния абиотических факторов (рН, минерализация) на количественные характеристики тростника, растущего в водоёмах с различной степенью минерализации воды: от 0,005 до 387,6 г/л. Всего исследовано 59 пресных, солоноватоводных (олиго-, мезо- и полигалинных) и гипергалинных солёных водоёма, расположенных в различных природных зонах юга Западной Сибири: южной таёжной, лесной, лесостепной, степной и сухостепной. В результате проведённых исследований показано, что оптимальной для роста и развития тростника является минерализация воды от 0,5 до 5,0 г/л, при которой наблюдаются наибольшие значения биомассы и высоты растений. Отмечено, что с увеличением минерализации воды (выше 9 г/л при концентрации хлоридов выше 4000 мг/л) наблюдается значительное снижение фитомассы и высоты побегов при увеличении плотности травостоя. Для оценки зависимости фитомассы, высоты побегов и плотности травостоя от абиотических факторов построена модель на основе анализа избыточности (RDA) и проведён корреляционный анализ с учётом рН, солёности, ионов Ca2+, Na+, Mg2+, K+, HCO3-, Cl- и SO42-. Установлено, что в пресных озёрах лимитирующими факторами для плотности травостоя и образования фитомассы являются рН и жёсткость воды, определяемая Ca2+. В солоноватоводных мезо- и полигалинных и солёных гипергалинных водоёмах на фитомассу тростника влияет весь комплекс факторов, в то время как на высоту побегов – рН, хлориды и жёсткость воды, а на плотность травостоя – хлориды и сульфаты.
Ключевые слова: тростник, фитомасса, высота побега, плотность травостоя, солёность, рН
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-200-209
Просмотров: 2
Индивидуальная и географическая изменчивость шишек Picea obovata в российской части ареала в связи с количеством семян в них
П.П. Попов, М.Н. Казанцева, С.П. Арефьев
Раздел: Популяционная экология
Длина шишек Picea obovata Ledeb. тесно связана с количеством находящихся в них семян, что обусловливает важность полномасштабного изучения этого показателя. В ходе исследований, проведённых на всей российской части ареала вида от Мурманской области до Забайкалья и Якутии, установлено, что географическая изменчивость длины шишек на территории России относительно невелика (44–77 мм) и существенно уступает изменчивости индивидуальной (45–110 мм). Коэффициент вариации составляет, соответственно, 10 и 14%. В общей совокупности видов Picea abies (L.) H. Karst. и P. obovata, определяемой их сильной интрогрессивной гибридизацией, шишки P. obovata относятся к категории мелких и средних. Показано, что целесообразно выделение дополнительной категории очень мелких шишек. Установленные категории характеризуются следующей длиной: шишки очень мелкие 50 (54 мм и менее), мелкие 60 (55–64 мм) и средние 70 (65 мм и более). Ориентировочное число полных семян в них при хороших урожаях составляет, соответственно, 76 шт. (в экстремальных условиях Крайнего севера – менее), 78−92 и 94–108 шт. Эти цифры важны при оценках процессов возобновления еловых лесов. Географическое распределение средних показателей длины шишек на рассматриваемой территории выражено не очень чётко. Наиболее мелкие шишки характерны для популяций ели вдоль Северного полярного круга и в Заполярье, в популяциях южной части ареала они заметно крупнее. Большинство российских популяций P. obovata (примерно 2/3) имеют шишки длиной 65–70 мм. Содержание полных семян в шишках сравнительно невелико.
Ключевые слова: Picea obovata, видовой ареал, Россия, длина шишек, число семян в шишках
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-192-199
Просмотров: 4
Потенциал биоразложения пластика базидиальными грибами и актинобактериями (обзор)
И.Г. Широких, А.А. Широких
Раздел: Теоретические проблемы экологии
В условиях постоянно растущего производства и потребления пластмасс недостаточное управление пластиковыми отходами и их ненадлежащая утилизация представляют значительную угрозу для окружающей среды, оказывает влияние на все формы жизни, природные экосистемы и экономику во всём мире. В условиях этой угрозы поиск
альтернативных экологически безопасных решений, таких как биодеградация вместо традиционной утилизации, имеет первостепенное значение. Знания о механизмах и эффективности биодеградации пластмасс на сегодняшний день сфокусированы, в основном, на таких группах микроорганизмов, как грамотрицательные бактерии и грибы
аскомицеты. Целью данного обзора является анализ имеющихся в литературе представлений о потенциальной возможности разложения наиболее распространённых пластиковых отходов (полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиэтилентерефталата, полиуретана и др.) в результате биотических процессов, осуществляемых двумя группами организмов, которые в технологиях переработки и утилизации синтетических пластиков до сих пор не нашли практического применения – базидиальными грибами и актинобактериями. Обсуждается способность конкретных представителей этих таксономических групп разлагать различные синтетические полимеры. Рассмотрены уникальные стратегии базидиальных грибов, включающие мощную ферментативную систему, способность к адсорбции и производству природных биосурфактантов – гидрофобинов, которые позволяют грибам использовать пластики в качестве источника углерода и энергии. Охарактеризован возможный вклад в основном термофильных представителей актинобактерий родов Thermobifida, Thermoactinomyces, Thermomonospora, Saccharomonospora, Actinomadura, Microbispora и Streptomyces в улучшение утилизации пластиковых отходов с целью создания эффективной и устойчивой практики обращения с пластмассами.
Ключевые слова: загрязнение, пластиковые отходы, биодеградация, микроорганизмы, ферментативные системы
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-006-021
Просмотров: 55
Получение гетерологичных продуцентов рамнолипидов для промышленного производства высокоэффективного биосурфактанта
М.Н. Барамзин, С.Г. Литвинец, Е.А. Мартинсон
Раздел: Ремедиация и рекультивация
Рамнолипиды – перспективные гликолипидные биосурфактанты микробного происхождения, которые можно использовать в качестве препаратов для биоремедиации почв в случаях загрязнения нефтепродуктами. Экспрессия
кластера генов биосинтеза рамнолипидов у основного продуцента – Pseudomonas aeruginosa – регулируется сигналами кворум-сенсинга (QS). Сложная регуляции биосинтеза не позволяет добиться высокого выхода продукта. Получение гетерологичных продуцентов рамнолипидов является перспективным путём по преодолению сложной QS-зависимой регуляции биосинтеза рамнолипидов, а также позволяет избежать применения условно-патогенной Pseudomonas aeruginosa для промышленного получения рамнолипидов. На основе плазмидного вектора pAl2–T с конструкцией из нативного промотора и генами rhlAB были получены гетерологичные продуценты на основе Escherichia coli BLWT с продуктивностью трансформанта E14 3,40±0,96 г/л; и на основе Pseudomonas viridiflava AlC1223 – с продуктивностью трансформантов P5, P6, P8 332,00±0,10, 200,00±0,10 и 180,00±0,10 г/л, соответственно. Наличие в экспрессирующем векторе генов rhlAB позволяет получить монорамнолипиды, пригодные для дальнейшего использования в качестве агента солюбилизации гидрофобных загрязняющих веществ, таких как нефтепродукты, в почвах, что позволит интенсифицировать процессы биоремедиации.
Побочные продукты животноводства (ППЖ) – навоз, навозные стоки (НС) – широко используются в качестве органических удобрений. Основным недостатком соответствующих удобрений является высокое содержание несвойственных незагрязнённым природным средам микроорганизмов (МО), включая патогенные. Используемые в настоящее время естественные методы обезвреживания ППЖ позволяют существенно снизить риски переноса патогенных и условно-патогенных МО в удобряемую почву, но не исключают их полностью. В рамках настоящей работы было изучено влияние долговременного (более 7 лет) внесения обезвреженной жидкой фракции (ЖФ) свиных НС и НС крупного рогатого скота (КРС) на химический состав и санитарно-гигиеническое состояние почвы пахотных полей и заросших лесом участков, расположенных на расстоянии 500 м от границ полей. Выполненные исследования показали, что длительное внесение ЖФ привело к увеличению содержания органического вещества, подвижного фосфора, калия и серы, повышению суммы поглощённых оснований, снижению обменной кислотности в пашне по сравнению с прилегающими лесными участками, однако санитарное состояние и пашни, и прилегающих территорий значительно ухудшилось. Во всех пробах почвы было выявлено существенное увеличение общего микробного числа (ОМЧ) по сравнению с нормативными показателями. Особенно высокие значения ОМЧ были установлены в почве, удобряемой ЖФ навоза КРС. Соответствующая почва характеризовалась самым высоким содержанием органического вещества и нейтральной реакцией среды, что обеспечивало благоприятные условия для активного развития сапрофитной микробиоты. Во всех отобранных образцах почвы выявлено свежее фекальное загрязнение. Почвы характеризуются как сильно загрязнённые. В соответствии с показателями индекса БГКП (бактерии группы кишечной палочки), энтерококков и Clostridium perfringens почвы всех обследованных участков относятся к умеренно опасным. Более высокие значения соответствующих индексов выявлены в пашне, удобряемой ЖФ свиных НС, и на прилегающих к пашням территориях. В процессе санитарно-бактериологических исследований яйца гельминтов в почве не были обнаружены.
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-201-210
Просмотров: 43
Некоторые закономерности накопления микроэлементов в листьях липы (Tilia cordata Mill.) и берёзы (Betula alba L.)
А.В. Горбунов, Д.Б. Петренко, А.А. Дронова
Раздел: Химия природных сред и объектов
Изучены закономерности фонового накопления микроэлементов в течение одного вегетационного сезона в листьях липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) и берёзы белой (Betula alba L.). Образцы отбирали на территории Главного Ботанического сада РАН в течение весенне-летне-осеннего сезона 2018 г. с одного и того же дерева с промежутком 10–12 дней, начиная с раскрытия почки (конец апреля) непосредственно вплоть до времени листопада (конец сентября – начало октября). Также отбирали образцы почвы в местах произрастания берёзы и липы. Анализ образцов осуществлялся в лаборатории химико-аналитических методов ГИН РАН при помощи комплекса аналитических методов, состоящего из рентгено-флуоресцентного анализа (РФА), инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) и атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара (АА). Показано, что концентрация микроэлементов в отобранных образцах почвы соответствует понятию «фоновых» содержаний. Первый тип – равномерное накопление микроэлементов с максимумом в конце сезона (Na, Ca, Cr, Fe, Co, Br, Sb, La). Второй тип распределения характеризуется максимумом концентрации микроэлементов в середине сезона с уменьшением концентрации к моменту листопада (K, As, Zn, Сd, Pb). Следует отметить, что диапазон изменения концентрации микроэлементов в течение сезона в обоих случаях может достигать 10–15 раз. Рекомендовано производить отбор образцов растительности (листьев) в максимально сжатые сроки в середине летнего сезона, в качестве «фоновых» желательно использовать образцы, отобранные в этих же временных рамках в этой же местности.
Ключевые слова: микроэлементы, накопление, вегетативные органы, высшие растения
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-063-071
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
.jpg)
.jpg)
