Содержание тяжелых металлов в побегах Melilotus officinalis L. при внесении почвенных микроорганизмов и гуматов в техногенно нарушенный грунт
Наталья Александровна Макеева, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории рекультивации и биомониторинга
Федеральный исследовательский центр Угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Кемерово, Россия, natykor@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-1971-4068
Аннотация
В статье представлены результаты эксперимента по изучению содержания тяжелых металлов в побегах Melilotus officinalis L. при внесении почвенных микроорганизмов и гумата калия в грунт породного отвала угольного разреза «Кедровский». Грунты исследуемого участка относятся к суглинку среднему, обладают щелочной реакцией среды (pH 7,8), содержание подвижных форм азота составляет 1,7 мг/кг, фосфора — 7 мг/кг и калия — 125 мг/кг. Количество тяжелых металлов на участке, где заложен эксперимент, не превышает ПДК. Сравнительный анализ содержания цинка, кадмия, свинца, меди, железа, хрома и никеля в побегах Melilotus officinalis L. с растительностью на незагрязненных почвах показал незначительное содержание данных элементов. При внесении микробиологических препаратов в отвальный грунт содержание меди снижается на 40—45%, железа — на 50—53%, свинца — на 54—57%, хрома — на 66—79%, никеля — на 40—41% по сравнению с контролем. Количество цинка при внесении почвенных микроорганизмов выше контроля на 60%, при внесении смеси почвенных микроорганизмов с гуматом калия — на 150%.
Благодарности: Работа выполнена по государственному заданию АААА-А21-121011590010-5
Для цитирования:
Макеева Н. А. Содержание тяжелых металлов в побегах Melilotus officinalis L. при внесении почвенных микроорганизмов и гуматов в техногенно нарушенный грунт // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2024. № 1 (49). С. 59—70. URL: http://vestospu.ru/archive/2024/articles/49/5_49_2024.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2024.49.5.
1. Артамонова В. С., Бортникова С. Б. Некоторые аспекты экологии рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи // Антропогенная трансформация природной среды. 2022. Т. 8, № 1. С. 48—57. DOI: 10.17072/2410-8553-2022-1-48-57.
2. Артамонова В. С., Марченко М. И. Современные аспекты жизнедеятельности молодых почв // Природно-техногенные комплексы: рекультивация и устойчивое функционирование : сб. материалов междунар. науч. конф. Новосибирск : Окарина, 2013. С. 57—59.
3. Бабаева Т. М. Очистка загрязненных тяжелыми металлами почв методом фитомелиорации // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5, № 9. С. 234—238. DOI: 10.33619/2414-2948/46/28.
4. Бараз В. Р., Пегашкин В. Ф. Использование MS Excel для анализа статистических данных : учеб. пособие. Нижний Тагил, НТИ (филиал) УрФУ. 2014. 181 с.
5. Богуславский А. Е., Андроханов В. А., Колмагорова Ю. О., Ужогова А. А., Госсен И. Н., Саева О. П. Геохимический фон тяжелых металлов в почвах и растениях на участках отвалов угольных месторождений // Известия Алтайского отделения Русского географического общества. 2021. № 2 (61). С. 40—50. DOI: 10.24412/2410-1192-2021-16104.
6. Воробьева Е. Е., Фотина Н. В., Асякина Л. К., Осинцева М. А., Просеков А. Ю. Оценка химических и санитарных показателей грунтов угольных отвалов юга Кузнецкой котловины // Трансформация экосистем. 2022. Т. 5, № 4. С. 83—97. DOI: 10.23859/estr-220603.
7. Геохимия окружающей среды. Практикум / сост. М. М. Мансуров. СПб. : РГГМУ, 2022. 48 с.
8. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006.
9. Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев : Гл. ред. Молд. совет. энцикл., 1989. 408 с.
10. Жеребцов С. И., Исмагилов З. Р., Неверова О. А., Корниясова Н. А., Соколов Д. А. Гуминовые вещества бурых углей и перспективы их применения в рекультивации // Разработка комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель : материалы Всерос. науч. конф. Кемерово, 2011. С. 20—23.
11. Жуйкова Т. В., Безель В. С. Экологическая токсикология : учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры. М. : Юрайт, 2018. 362 с.
12. Жумадилова Ж. Ш., Мухамбетов Б., Абдиева К. М., Шорабаев Е. Ж., Саданов А. К. Влияние донника на солевой режим и органо-минеральный состав почвы рисового севооборота в условиях Приаралья // Успехи современного естествознания. 2014. № 12 (5). С. 546—549. URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34661.
13. Зубова Л. Г., Зубов А. Р., Верех-Белоусова К. И., Олейник Н. В. Получение металлов из терриконов угольных шахт Донбасса. Луганск : Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2012. 144 с.
14. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. Новосибирск : Наука, 1991. 151 с.
15. Ковалевский А. В., Лучникова Е. М., Астафьева М. В., Филиппова А. В. Содержание тяжелых металлов в плодах земляники лесной Fragaria vesca L. на рекультивированных отвалах угольных предприятий Кузбасса // Проблемы и перспективы современной научной мысли в России и за рубежом : сб. тез. III Междунар. конф. Кемерово, 2021. С. 31—33.
16. Кокоев В. Т., Яковлев С. Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами в районе горнодобывающих объектов (на примере Квайсинского рудника) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № 5. С. 318—319.
17. Костенков Н. М., Ознобихин В. И. Биологическая рекультивация пород угольных отвалов. Владивосток : Дальнаука, 2007. 99 с.
18. Куприянов А. Н., Манаков Ю. А., Баранник Л. П. Восстановление экосистем на отвалах горнодобывающей промышленности Кузбасса. Новосибирск : Гео, 2010. 160 с.
19. Курачев В. М., Андроханов В. А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. 2002. № 3. С. 255—261.
20. Ламанова Т. Г., Шеремет Н. В. Агрофитоценозы на отвалах в южной части Кузнецкой котловины. Новосибирск : ЗАО ИПП «ОФСЕТ», 2010. 226 с.
21. Левкин Н. Д., Мухина Н. Е. Влияние породных отвалов угольных шахт на состояние окружающей среды // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2011. № 5. С. 277—279.
22. Макеева Н. А. Влияние инокулята почвенных микроорганизмов на агрохимические показатели техногенных элювиев и продукционные процессы Avena sativa L. в условиях породного отвала : дис. … канд. биол. наук. Новосибирск, 2015. 161 с.
23. Макеева Н. А. Изучение влияния гуматов натрия на динамику роста овса в условиях породного отвала угольного разреза // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=16673.
24. Макеева Н. А., Неверова О. А. Биогенность породного отвала при внесении почвенных микроорганизмов // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=23216.
25. Макеева Н. А., Неверова О. А. Динамика биологической активности эмбриоземов в прикроновой зоне древесных растений на отвалах угольных разрезов // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2022. № 3. С. 42—52. DOI: 10.17076/eco1516.
26. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М. : ЦИНАО, 1992. 65 с.
27. Саданов А. К., Курманбаев А. А. Экологическая технология в биологизации земледелия. Алматы : Агроуниверситет, 1999. 48 c.
28. Семенова И. Н., Сундуков Я. Т., Ильбулова Г. Р. Биологическая активность почв как индикатор их экологического состояния в условиях техногенного загрязнения тяжелыми металлами. Уфа : Гилем, 2012. 196 с.
29. Титов В. Н., Мамонов А. Н. Перспективы использования различных видов донника и фацелии в качестве фитомелиорантов в условиях Саратовской области // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2011. Т. 29, № 2. С. 15—17.
30. Ткачева Е. В., Галкина М. А., Стогова А. В. Терриконы в г. Сафоново Смоленской области: растительный покров 20 лет спустя // Трансформация экосистем. 2021. № 4 (4). С. 54—64. DOI: 10.23859/estr-210625.
31. Федотова А. С. Содержание тяжелых металлов в отвалах, образованных вскрышными породами на угольных разрезах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 1. С. 200—205.
32. Фролова А. С., Переверзева М. К., Асякина Л. К., Голубцова Ю. В., Осинцева М. А. Ферментативная активность техногенных поверхностных образований Кузбасса // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. № 23 (4). С. 538—547. DOI: 10.30766/2072-9081.2022.23.4.538-547.
33. Хасанова Я. Т., Суюндуков Г. Я., Биктимерова М. Б., Суюндукова М. Б. Эколого-токсикологическое состояние почв агроэкосистем в зоне влияния горнорудных предприятий // Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмы функционирования : сб. статей V Всерос. науч.-практ. конф. Нижний Тагил, 2017. С. 330—335.
34. Шереметов Р. Т. Особенности снежного покрова в период максимума снегонакопления 2006 г. на отвалах Кедровского разреза // Рекультивация нарушенных земель в Сибири : сб. науч. тр. Кемерово : Ирбис, 2009. С. 35—39.
35. Экологическая карта Кемеровской области. Масштаб 1 : 500 000 / ред. Л. П. Баранник. М. : Федеральная служба геодезии и картографии России, 1995. 1 л.
36. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов / сост.: И. М. Гаджиев, В. М. Курачев, Ф. К. Рагим-Заде. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 305 с.
37. Dang Z., Liu C., Haigh M. J. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coal mine spoils // Environmental Pollution. 2002. N 3. Р. 419—426.
38. Egorova I. N., Neverova O. A. Analysis of distribution of radionuclides in various organs of Taraxacum officinale Web., which grows in rock waste disposal areas of coal pits in Kuznetsk basin // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 24, N 3. Р. 345—349. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.24.03.13202.
39. Ismagilov Z. R., Zhuravleva N. V., Kerzhentsev M. A., Yashnik S. A., Matus E. V., Podyacheva O. Yu., Khairulin S., Shikina N. V., Ismagilov Z., Kozlov A. P., Smirnov V. G. Environmental issues in Kuznetsk coal basin. Scientific approaches and technologies to reduce environmental pollution // Chemistry for Sustainable Development. 2018. Vol. 26, N 3. Р. 221—239. DOI: 10.15372/CSD20180302.
40. Liu Xiaoyang, Bai Z., Shi H., Zhou W., Liu Xiaocai. Heavy metal pollution of soils from coal mines in China // Natural Hazards. 2019. Vol. 99. Р. 1163—1177. DOI: 10.1007/s11069-019-03771-5.
41. Makeeva N., Neverova O. The influence of soil microorganisms on heavy metal content in the substrate of waste rock dumps // VI International Scientific Conference “Problems of Industrial Botany of Industrially Developed Regions”. Kemerovo, 2021. DOI: 10.1051/bioconf/20213100017.
42. Zahra N., Kalim I. Perilous effects of heavy metals contamination on human health // Pakistan Journal of Analytical & Environmental Chemistry. 2017. Vol. 18, N 1. Р. 1—17. DOI: 10.21743/pjaec/2017.06.01.