Почвенные микроорганизмы-биодеструкторы органических пестицидов

• Автор: Колупаев, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Взаимодействие почвенных микроорганизмов и пестицидов

1.1. Пестициды как поллютанты почвенных окоситем

1.2 Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы

1.3 Влияние факторов среды на токсическое действие пестицидов

1.4 Биодеструкция пестицидов в почве

1.4.1 Стратегии микробной биодеструкции пестицидов

1.4.2 Ферменты, участвующие в биодеструкции пестицидов

1.4.3 Характеристика и механизмы биодеструкции почвенными микроорганизмами пестицидов симазина и ТМТД
1.4.3.1 Характеристика симазина
1.4.3.2 Механизмы биодеструкции симазина
1.4.3.3 Характеристика ТМТД
1.4.3.4 Механизмы биодеструкции ТМТД
Глава II. Объекты и методы исследования
2.1. Характеристика объекта исследования
2.2. Микробиологические методы
2.3 Химические методы
Глава III. Численность и структура комплексов бактерий и микро-мицетов почв в окрестностях Кильмезского полигона захоронения пестицидов
3.1 Численность комплексов бактерий и микромицетов почв окрестностей Кильмезского полигона захоронения пестицидов
3.2 Сравнение структуры комплексов почвенных бактерий
3.3 Сравнение структуры комплексов почвенных микромицетов
Глава IV. Изучение физиолого-биохимических признаков изолнтов Trichoderma viride, выделенных из почв в районе Кильмезского полигона захоронения пестицидов
4.1 Фенотипические различия между изолятами Trichoderma viride, выделенными из почв района исследования
4.2 Адаптивные реакции Т. viride S11 на присутствие симазина и ТМТД в среде
4.2.1 Выявление способности Т. viride Sl 1 к биодеструкции ТМТД и симазина
4.2.2 Выявление биохимических адаптивных реакций Т. viride Sl 1 на присутствие в среде ТМТД и симазина
4.2.3 Выявление морфобиологических адаптивных реакций Т. viride Sl 1 на присутствие в среде ТМТД и симазина

Глава V. Биодеструкция пестицидов почвенными микроорганизмами
5.1 Отбор перспективных штаммов микроорганизмов-деструкторов
5.1.1 Селекция наиболее устойчивых к действию пестицидов штаммов микроорганизмов в периодической культуре
5.1.2 Выявление антагонизма между штаммами микромицетов и бактерий
5.1.3 Определение чувствительности штаммов к высоким концентрациям ТМТД и симазина
5.2 Определение эффективности биодеструкции ТМТД и симазина искусственными ассоциациями микроорганизмов в модельных усло-

5.2.1 Степень биодеструкции пестицидов ассоциациями микроорга-
низмов
5.2.2. Фитотоксичность культуральной жидкости и растворов пестицидов
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Пестициды - химические средства защиты растений, интенсивное и не всегда обоснованное применение которых привело к тому, что в последнее время они рассматриваются также в числе самых опасных синтетических поллютантов (Ермаков и др., 2001; Ананьева,
2003). Одной их серьезных экологических проблем является загрязнение природных объектов органическими пестицидами, обладающими высокой токсичностью и персистентностью (Попов и др., 2003). Кроме мест интенсивного применения пестицидов, потенциальную опасность для окружающей среды и человека несут места их захоронения - специальные подземные бетонированные бункеры или колодцы. Одним из самых крупных среди таких объектов в РФ является Кильмезский полигон захоронения непригодных к использованию пестицидов и ядохимикатов (Кировская область), в котором захоронено около 590 т препаратов химической защиты. Токсичные вещества могут проникать из могильников в окружающую среду и создают угрозу для всех живых организмов, включая почвенное микробное население (Thyssen, 1998; Wodageneh, 1998). Большинство проводимых исследований посвящено изучению влияния пестицидов на популяции микроорганизмов в почвах агроценозов (Alexander, 1999; Soil pollution...,
2004), тогда как вопросы изучения почвенных микробных комплексов в районах захоронения пестицидов, освещены недостаточно. В то же время микроорганизмы, выделенные из экосистем, подвергающихся длительному воздействию пестицидов, обладают потенциалом к более быстрому разложению данных соединений (Nowak, 1998), что делает необходимым изучение микробных сообществ почв, загрязненных пестицидами, как для оценки биологического риска, так и для отбора перспективных агентов для технологии биоремедиации природных объектов.
Цель работы - изучение структуры микробных комплексов подзолистых почв в районе Кильмезского полигона захоронения пестицидов

Площадка мониторинга № 2 (ПМ 2) удалена на 1,5 км от объекта и находится на разнотравном-злаковом лугу, в травостое которого преобладает разнотравье (23 вида) и злаки (5 видов). Почва на данной площадке была отнесена к дерново-подзолистым легкосуглинистым.
Площадка мониторинга № З (ПМ 3) находится в 1,75 км к востоку от полигона захоронения на берегу высохшего ручья. Почва на данной территории заболочена и может быть отнесена к болотной низинной.
Фоновая площадка (ПМ Ф) расположена на расстоянии 5 км от объекта в зоне посадок сосны обыкновенной. На данной площадке почва также была отнесена к подзолистым супесчаным.
Предварительно был проведен химический анализ проб почв (табл. 1).
Результаты анализа свидетельствуют о том, что почвы с ПМ 1 и ПМ Ф могут быть отнесены к среднекислым, а с ПМ 2 и ПМ 3 — к слабокислым. Для всех проб почв было характерно низкое содержание элементов питания.
Таблица
Свойства почв на площадках мониторинга
Плошадка мониторинга рНксі N114, мг/кг ИОз мг/кг Р205 мг/кг К20 мг/кг А1 полв., мг/100 г РЄ поди, мг/кг
ПМ Ф 4,5 40 9,8 25,0 33,0 5,85 20.
ПМ 1 4,8 32 9,3 4,4 24.3 4,50 17,
ПМ 2 5,2 34 14,1 10,4 49,1 - 11.
ПМЗ 60 87,1 5,7 26,0 - 13.
Примечание: «—» — показатель не определялся
Почвы вблизи объекта песчаного и супесчаного гранулометрического состава, что определяет их невысокую устойчивость к загрязнению и не препятствуют проникновению поллютантов от источника загрязнения на сопредельные среды. Эта способность связана не только со свойствами почв, но и с их положением в рельефе - на склоне к р. Осиновка. Однако, гидроморфная почва ПМ 3, приуроченная к выходу грунтовых вод, напротив, способна к аккумуляции пестицидов.