Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Биологическая индикация загрязнения почвенной среды и самоочищения почв

 

биология почвы

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

Показатели, характеризующие состояние почвенной биоты и биологическую активность почв, используют для контроля за теми изменениями в почвах, которые происходят при включении в них разного рода посторонних веществ, чаще всего антропогенного происхождения. Обычно для получения более точных результатов необходимо исследовать также контрольную чистую почву. Различают следующие типы химических загрязнений: нефтепродуктами (углеводородами), тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами, избыточными или загрязненными минеральными удобрениями, искусственными полимерами, различными отходами химических производств, в том числе и отравляющими газами и многочисленными мутагенами. Иногда происходит загрязнение почв посторонними микроорганизмами особенно из сточных вод или микробиологических производств.

 

Пестициды — это новый экологический фактор, появившийся в природе в связи с широким применением неприродных веществ для борьбы с сорняками (гербициды), насекомыми- вредителями (инсектициды), грызунами (зооциды), фитопатогенными грибами (фунгициды), препаратами, вызывающими гибель листьев (дефолиантами). Мировой ассортимент пестицидов насчитывает тысячи препаратов на основе нескольких сотен химических веществ и он непрерывно растет. Все без исключения пестициды относятся к ядам широкого действия.

 

Они попадают в почву при непосредственном внесении или же с протравленными семенами, отмирающими сорняками и трупами насекомых, а из почвы попадают в сельскохозяйственные растения, пищевые продукты и природные воды. Постоянно расширяется список запрещенных к использованию пестицидов. Наблюдается такая закономерность: чем дольше используется пестицид, тем больше обнаруживается его вредное действие и тем больше его шанс попасть в список запрещенных. Особенно вредны пестициды, которые не разлагаются или слабо разлагаются почвенными микроорганизмами и накапливаются в почве и живых организмах (персистентные пестициды).

 

Так первый хлорорганический инсектицид ДЦТ был признан абсолютно безопасным в тех малых дозах, в которых он применялся первое время, и за его разработку была дана Нобелевская премия. Однако позже выяснилось, что он почти не разрушается в окружающей среде и очень сильно аккумулируется в пищевых цепях организмами. Его концентрация в организмах увеличивается в тысячи раз и он становится резко токсичным. Птицы начинают нести яйца без скорлупы. Применение ДДТ было запрещено, но в Средней Азии еще долго применяли этот инсектицид, в результате чего почвы оказались сильно загрязненными. Помимо всего прочего появились расы насекомых, устойчивые к этому веществу. Поэтому идеальная научная концепция для разрешения на применение пестицида формулируется следующим образом: пестицид в малых концентрациях должен уничтожать вредный организм, оказывая на другие организмы лишь слабое действие.

 

 Он должен в короткие сроки и полностью разлагаться микроорганизмами и не накапливаться в окружающей среде. Если речь идет о почве, то в почвенные образцы нужно внести пестицид, меченный по всем входящим в него элементам, проинкубировать этот образец и убедиться, что внесенное вещество полностью разложилось за несколько месяцев. Только тогда с микробиологической точки зрения пестицид можно рекомендовать к применению. Ранее применяли другой подход: изучали трансформацию и разложение пестицида набором чистых культур микроорганизмов. Было установлено, что иногда микроб в один-два этапа превращает малотоксичное вещество в сильнотоксичное. Пути трансформации и разложения пестицидов оказались весьма многообразными. Превращения, которые удается осуществить в лаборатории, не происходят в природе. Так, после долгих поисков удалось найти микроорганизм, который разрушает ДДТ, но заставить его «работать» в почве не удается.

 

В природной среде, в почве, существенную роль в разложении пестицидов микроорганизмами играют такие явления, как кометаболизм и синтрофия. В первом случае скорость минерализации пестицида, относящегося к группе персистентных, повышается при наличии в среде дополнительного соокисляемого субстрата, а во втором случае на пестицид действует комплекс культур микроорганизмов и его разложение проходит более успешно, чем в условиях чистых культур.

 

В процессе самоочищения почвы от пестицидов участвуют не только микроорганизмы, но и многие группы почвенных животных, такие как дождевые черви, а также роющие животные (кроты, землеройки).

 

Перемешивая почву, они способствуют перемещению загрязненной почвы верхнего горизонта в глубокие слои. Специфическая микрофлора пищеварительного тракта способствует деградации пестицидов.

 

Особую тему для изучения составила проблема влияния пестицидов на биологическую активность почв. Биологическая активность почв оценивалась многими показателями. Действие разных препаратов специфично, но в общем был сделан вывод, что производственные дозы обычно не оказывают существенного действия на биологическую активность почв. Исключение составляют фунгициды, которые, подавляя фитопатогены, одновременно ведут к подавлению сапротрофных грибов. Если пестициды вносятся многократно или в больших количествах, они существенно влияют на биологическую активность почв и ведут к перестройкам в микробоценозах.

 

Тяжелые металлы в последнее время стали опасными загрязнителями почв, понижающими их биологическую активность, снижающими продуктивность и ухудшающими качество сель- скохозяйственой продукции. Многие тяжелые металлы являются необходимыми для нормального роста организмов микроэлементами и в малых дозах они нужны для работы многих ферментов. Однако сверхвысокие концентрации этих веществ, а также тяжелых металлов, не являющихся микроэлементами, приводят к негативным последствиям. Прежде всего они подавляют нормальную работу ферментов.

 

Тяжелые металлы могут сильно понижать биологическую активность почв. Прежде всего они понижают ферментативную активность почв, снижают уровень азотфиксации и дыхания почв, а также ведут к перестройкам в микробных сообществах, приводя к доминированию резистентных видов. Попытки найти виды, индикаторные на загрязнение тяжелыми металлами, не увенчались успехом.

 

Рассматривалась также и другая проблема о возможности детоксикации тяжелых металлов, загрязняющих почву, с помощью микроорганизмов. Здесь есть несколько путей, которые, однако, не являются радикальными. С помощью микроорганизмов можно перевести ионы тяжелых металлов в металлорганические соединения, где они не будут проявлять свою токсичность. Таким образом очищается природная вода от металлов, которые оседают вместе с илом на дно водоема. Однако осушить такой водоем и использовать его под пашню уже не представляется возможным. Можно на время закрепить их в составе гумуса, но потом они освободятся. С помощью органоминеральных соединений возможно опустить металлы в нижние горизонты почвы, но ими можно загрязнить фунтовые воды. Некоторые металлы (например, ртуть) подвергаются метилированию и поступают в атмосферу, но при этом загрязняется атмосфера. Основной вывод, который из этого следует, — нельзя допускать зафязнения почв тяжелыми металлами.

 

Загрязнение почв нефтью и продуктами ее переработки (углеводородами). Углеводороды синтезируются и разлагаются микроорганизмами. В каждой почве содержатся микроорганизмы, утилизирующие все углеводороды. Одни разлагаются быстро, другие — очень медленно. В естественных почвах нет проблемы накопления углеводородов. Однако в последнее время она очень остро встала в связи с колоссальным загрязнением почв углеводородами в местах их добычи, около нефтепроводов, нефтехранилищ, железных и шоссейных дорог, бензоколонок, полей (от сельскохозяйственной техники) и др.

 

Загрязнение почв нефтью приобрело катастрофические размеры: ухудшаются физические, химические и биологические свойства почв. Иногда полностью теряется плодородие, и растения на таких зафязненных участках не могут расти. Восстановление почв возможно только при не очень сильном зафязнении и в условиях благоприятного гидротермического режима. Существует фитомелиорация, когда высаживаются растения, устойчивые к нефтепродуктам, и микробиологическая мелиорация, когда стимулируется развитие углеводородокисляюших микроорганизмов.

 

 

 

К содержанию книги: Почвоведение - биология почвы

 

 

Последние добавления:

 

Происхождение и эволюция растений 

 

Биографии ботаников, биологов, медиков   

 

Книги по русской истории   Император Пётр Первый