ОКСИДОРЕДУКТАЗНА АКТИВНІСТЬ ҐРУНТІВ В УМОВАХ НАФТОВОГО ЗАБРУДНЕННЯ ТА ФІТОРЕМЕДІАЦІЇ
Анотація
Досліджено вплив нафтового забруднення і фіторемедіації за участю рослин кукурудзи (Zea mays L.) та бобу (Vicia faba var. Minor) на оксидоредуктазну активність ґрунтів. Дрібноділянковий дослід проведено в польових умовах. Нафту вносили у ґрунт у кількості 50 мл на 1 кг ґрунту (4,2 %). Ферментативну активність ґрунту визначали на першому етапі досліду – до висаджування рослин і появи сходів (10-та, 22-га і 30-та доба) та другому етапі з вегетацією фіторемедіантів (65-та і 95-та доба). Показано, що каталазна активність (КА) ґрунту знижувалася на початковому етапі забруднення та зростала на другому за дії нафтового забруднення ґрунту порівняно з контролем. Зниження ферментативної активності ґрунту може свідчити про пригнічення активності мікрофлори ґрунту внаслідок токсичного впливу нафтових вуглеводнів для мікрофлори ґрунту, відновлення ферментативної активності – про зменшення токсичного впливу нафти зі зростанням тривалості забруднення. Встановлено головний ефект впливу рослин, тобто КА була більшою для ґрунтів із рослинами, ніж без рослин. Ефект впливу рослин кукурудзи на КА для нафтозабрудненого ґрунту був більший, ніж для ґрунту без рослин (достовірний ефект взаємодії p<0,01). Дегідрогеназна активність (ДА) нафтозабрудненого ґрунту знижувалася протягом усього досліджуваного періоду порівняно з контрольним ґрунтом. Головний ефект впливу рослини на ДА ґрунту був статистично значущим (p<0,05). Для нафтозабрудненого ґрунту стимулюючий вплив рослин бобу був більший, ніж для ґрунту без нафти (достовірний ефект взаємодії p<0,05). Ефект взаємодії між нафтою та рослинами може бути пов’язаний із оптимізацією умов ґрунтового середовища у кореневій зоні рослин для життєдіяльності мікроорганізмів, що інтенсифікує використання останніми нафтових вуглеводнів як субстрату для живлення.
Поліфенолоксидазна активність ґрунту (ПФО) знижувалася на 95-ту добу за дії нафтового забруднення ґрунту порівняно з контролем. У ґрунті без нафти стимулювальний вплив на активність даного ферменту мали рослини Z. mays та V. faba порівняно з ґрунтом без рослин, для нафтозабрудненого ґрунту – лише рослини Z. mays порівняно із забрудненим ґрунтом з рослинами. Збільшення ферментативної активності ґрунту за участю рослин свідчить про практичну доцільність використання їх для ремедіації нафтозабруднених ґрунтів.
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
Антоняк Г. Л., Калинець-Мамчур З. І., Дудка І. О. та ін. Екологія грибів: монографія. Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2013. 628 с.
Бородулина Т. С. Влияние нефтезагрязнения окружающей среды на ростовые и физиологические характеристики опытных живых организмов // Проблемы современной аграрной науки: Материалы Междунар. заочной науч. конф. Красноярск, 2010. С. 39-41.
Буньо Л. В. Ферментативна активність нафтозабрудненого ґрунту в кореневій зоні рослин Carex hirta L. // Gruntoznavstvo. 2013. Vol. 14. № 3-4. С. 43-51.
Грицаєнко З. М., Грицаєнко А. О., Карпенко В. П. Методи біологічних та агрохімічних досліджень рослин і ґрунтів. К.: Нічлава, 2003. 320 с.
Джура Н. М., Романюк О. І., Гонсьор Ян та ін. Використання рослин для рекультивації ґрунтів, забруднених нафтою і нафтопродуктами // Екологія та ноосферологія. 2006. Т. 17. № 1-2. C. 55-60.
Джура Н. М., Мороз О. М., Русин І. Б. та ін. Вплив рослин бобу кормового (Vicia faba var. minor) на функціонування мікробних асоціацій метаболізму азоту в забрудненому нафтою ґрунті // Ґрунтознавство. 2010. Т. 11. № 3-4. С. 105-112.
Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Ермакова О. Ю., Шорина И. А., Мисетов И. А. и др. Оценка фитотоксичности чернозема южного Оренбургской области в условиях разных доз нефтяного загрязнения // Вестн. Оренбургск. гос. ун-та. 2011. Вып. 20. № 12. С. 399-403.
Казеев К. Ш., Колесников С. И., Вальков В. Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2003. 204 с.
Киреева H. A., Водопятов В. В., Мифтахова A. M. Биологическая активность нефтезагрязненных почв. Уфа: Гилем, 2001. 376 с.
Мекіч М., Джура Н., Терек О. Ферментативна активність нафтозабруднених ґрунтів у процесі фіторекультивації рослинами кукурудзи (Zea mays L.) // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2015. Вип. 69. С. 140-147.
Мекіч М., Карпин О., Цвілинюк О. та ін. Каталазна активність нафтозабруднених ґрунтів у процесі фіторекультивації // Молодь та поступ біології: Міжнар. наук. конф. студентів і аспірантів. Львів: ЛНУ ім. І. Франка, 2013. Т. IX. C. 214-215.
Новоселова Е. И. Экологические аспекты трансформации ферментного пула почвы при нефтяном загрязнении и рекультивации: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Воронеж, 2001. 334 с.
Новосёлова Е. И., Киреева Н. А. Ферментативная активность почв в условиях нефтяного загрязнения и её биодиагностическое значение // Теорeтическая и прикладная экология. 2009. № 2. http://envjournal.ru/ari/v2009/v2/09201.pdf
Пиковский Ю. И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. С. 7-22.
Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.
Хазиев Ф. Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.
Alkorta I., Garbisu C. Phytoremediation of organic contaminants in soils // Bioresource Technology. 2001. Vol. 79. P. 273-276. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00016-5
Brown J. D. Effect size and eta squared // Shiken: JALT Testing & Evaluation. SIG Newsletter. 2008. Vol. 12 (2). P. 38-43.
Chaîneau C. H., Yepremian C., Vidalie J. F. et al. Bioremediation of a crude oil-polluted soil: biodegradation, leaching and toxicity assessments // Water Air Soil Pollut. 2003. Vol. 144. P. 419-440. https://doi.org/10.1023/A:1022935600698
Chi-Yuan Fan, Krishnamurthy S. Enzymes for enhancing bioremediation of petroleum-contaminated soils: a brief review // J. Air Waste Manag. Assoc. 1995. Vol. 45. N 6. P. 453-460. https://doi.org/10.1080/10473289.1995.10467375
Das N., Chandran P. Microbial degradation of petroleum hydrocarbon contaminants: an overview // Biotechnol Res Int. 2010. Vol. 2011. P. 13. https://doi.org/10.4061/2011/941810
Diab E. Phytoremediation of oil contaminated desert soil using the rhizosphere effects // Global J. Environ. Res. 2008. Vol. 2. N 2. P. 66-73.
Kaplan Ch. W., Kitts Ch. L. Bacterial succession in a petroleum land treatment unit // Appl. Environ. Microbiol. 2004. Vol. 70. No. 3. P. 1777-1786. https://doi.org/10.1128/AEM.70.3.1777-1786.2004
Kirk J. L., Klironomos J. N., Hung Lee, Trevors J. T. The effects of perennial ryegrass and alfalfa on microbial abundance and diversity in petroleum contaminated soil // Environ. Pollut. 2005. Vol. 133. P. 455-465. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2004.06.002
Maila M. P., Cloete T. E. The use of biological activities to monitor the removal of fuel contaminants - perspective for monitoring hydrocarbon contamination: a review // Int. Biodeterior. Biodegradation. 2005. Vol. 55. P. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2004.10.003
Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities // Chemosphere. 2000. Vol. 40. P. 339-346. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00218-0
Marinescu M., Dumitru M., Lăcătuşu A. et al. The evolution of maize biomass in a crude oil polluted soil according to applied treatment // Scientific Papers Series. Agronomy. 2011. Vol. LIV. P. 287-293.
McDonald J. H. Handbook of Biological Statistics (3rd ed.). Sparky House Publishing: Baltimore, Maryland, 2014. http://www.biostathandbook.com/index.html
Onwosi C. O., Odimba J. N., Igbokwe V. C. et al. Principal component analysis reveals microbial biomass carbon as an effective bioindicator of health status of petroleum-polluted agricultural soil // Environ. Technol. 2020. Vol. 41. P. 3178-3190. https://doi.org/10.1080/09593330.2019.1603252
Qianxin Lin, Mendelssohn I. A. The combined effects of phytoremediation and biostimulation in enhancing habitat restoration and oil degradation of petroleum contaminated wetlands // Ecological Engineering. 1998. Vol. 10. P. 263-274. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(98)00015-9
Telysheva G., Jashina L., Lebedeva G. et al. Use of plants to remediate soil polluted with oil // Environment. Technology. Resources. Proceedings of the 8th International Scientific and Practical Conference. 2011. Vol. 1. Р. 38-45. https://doi.org/10.17770/etr2011vol1.925
Timmernan L. G., Fuller, Burton D. L. The effects of a crude oil spill on microbiological indices of soil biological quality // Can. J. Soil. Sci. 2003. Vol. 83. P. 173-181. https://doi.org/10.4141/S01-039
Sang-Hwan Lee, Bang-Il Oh, Jeong-Gyu Kim. Effect of various amendments on heavy mineral oil bioremediation and soil microbial activity // Bioresour. Technol. 2007. Vol. 99. P. 2578-2587. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.04.039
Xin Lin, Xiao Jun, Sun Peiju T. et al. Changes in Microbial Populations and Enzyme Activities During the Bioremediation of Oil-Contaminated Soil // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2009. Vol. 83. P. 542-547. https://doi.org/10.1007/s00128-009-9838-x
Wang Jing, Zhang Zhongzhi, Su Youming et al. Phytoremediation of petroleum polluted soil // Petroleum Science. 2008. Vol. 5. P. 167-171. https://doi.org/10.1007/s12182-008-0026-0
Wolińska A., Stępniewska Z. Dehydrogenase activity in the soil environment/ In: Dehydrogenases. 2012. P. 183-210. https://www.intechopen.com/books/dehydrogenases/dehydrogenase-activity-in-the-soil-environment https://doi.org/10.5772/48294
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2021.85.04
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
