Мета дослідження вивчення акумуляції іонів свинцю дощовими хробаками Aporrectodea caliginosа з суглинних сероземов півдня Казахстану. У лабораторних дослідах був використаний суглинний сероземи, поширений на території Південного Казахстану. Відбір і підготовка проб грунту здійснювалася відповідно до Держстандарту 17.4.4.02-84. У модельних експериментах використовувалася нативная грунт з території АТ «Южполіметалл». Було встановлено, що введення дощових черв'яків в грунтосуміш з суглинистого сероземи і листового опаду в співвідношенні 1: 1, забрудненого іонами свинцю в кількості 635,0 мг / кг, сприяє зниженню вмісту свинцю на 80,3 ± 7,8%. При цьому дощові черв'яки акумулюють в своїх тканинах від 19,35 до 22,99% іонів свинцю у вигляді свинецсодержащих конгломератів. Крім того, дощові черв'яки акумулюють іони цинку, заліза і миш'яку, що робить їх перспективним об'єктом для екобіотехнологіческіх цілей.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Ісаєва Акмарал Умірбековна


ACCUMULATION OF LEAD IONS BY RAINWORMS IN LOAMY SOILS OF SOUTH KAZAKHSTAN

The purpose of the research was to study the accumulation of lead ions by earthworms (Aporrectodea caliginosa) from loamy serozemic soils of the South Kazakhstan. The samples of loamy serozemic soil, widespread on the territory of South Kazakhstan, were studied in the course of laboratory experiments. The selection and preparation of soil samples was carried out in accordance with GOST 17.4.4.02-84. The native soil from the territory of the «Yuzhpolimetall» JSC was used in model experiments. It was found that introduction of earthworms into the soil mixture, consisting of loamy serozemic soil and fallen off leaves, in the ratio of 1: 1, contaminated with lead ions in the amount of 635.0 mg / kg, resulted in the lead content reduction by 80.3 ± 7.8%. The earthworms accumulated from 19.35 to 22.99% of lead ions in the form of lead-containing conglomerates in their tissues. Moreover, they accumulated zinc, iron and arsenic ions, which made them a promising object for ecobiotechnological purposes.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва: 2018
    Журнал: Известия Оренбурзького державного аграрного університету

    Наукова стаття на тему 'Акумуляція ИОНОВ СВИНЦЮ дощових черв'яків В суглинисті грунти ПІВДЕННОГО КАЗАХСТАНУ'

    Текст наукової роботи на тему «Акумуляція ИОНОВ СВИНЦЮ дощових черв'яків В суглинисті грунти ПІВДЕННОГО КАЗАХСТАНУ»

    ?2. Середні значення сум активних температур і сумарної кількості опадів вегетаційного періоду по агрокліматичних районах

    Агроклиматический район 1931-1960 рр. 1988-2017 рр.

    сума Т, ° С сума опадів, мм сума Т, ° С сума опадів, мм

    Сухий 3513 163 - -

    Дуже посушливий 3525 217 3844 235

    Посушливий 3520 279 3773 298

    Нестійкий вологий 3310 329 3555 348

    Помірно вологий 3078 356 3414 391

    Вологий 2757 404 2963 431

    Примітка: сума Т (° С) - сума активних температур (> 10 ° С); сума опадів (мм) - сума опадів вегетаційного періоду (квітень-жовтень)

    Висновки. Отримані результати свідчать про поліпшення агрокліматичних умов в Ставропольському краї за період 1988-2017 рр. в порівнянні з 1931-1960 рр. Необхідно провести уточнення і коригування регіональних систем землеробства на основі нового агрокліматичного районування. Основним напрямком коригування є оптимізація структури посівних площ з розширенням спектра оброблюваних теплолюбних культур (нут, могар, бавовник) та скороченням площ чистих парів і зернових культур шляхом їх заміни на більш рентабельні. Регіональні системи землеробства повинні оперативно реагувати на зміни клімату. Сучасне агрокліматичне районування спільно з ландшафтним розмаїттям території повинно бути основою для розробки грунтово-кліматичного зонування в рамках впровадження в Ставропольському краї адаптивно-ландшафтного (ландшафтно-екологічної) системи землеробства.

    література

    1. Жученко А.А. Ресурсний потенціал виробництва зерна в Росії (теорія і пркатіка). М .: ТОВ «Вид-во Агрорус», 2004. 1109 з.

    2. Сиротенко О.Д., Абашина Є.В. Вплив глобального потепління на агрокліматичні ресурси і продуктивність сільського господарства Росії // Метеорологія та гідрологія. 1994. № 4. С. 101-112.

    3. Шальнев В.А. Ландшафти Ставропольського краю. Ставрополь, 1995. 52 с.

    4. Селянінов Г.Т. Принципи агрокліматичного районування СРСР // Питання агрокліматичного районування СРСР. М .: Изд-во Мін. с.-г. СРСР, 1958. С. 18-26.

    5. Агрокліматичні ресурси Ставропольського краю. Л .: Гидрометеоиздат, 1971. 238 с.

    6. Антонов С.А. Тенденції зміни клімату та їх вплив на землеробство Ставропольського краю // Известия Оренбурзького державного аграрного університету. 2017. № 4 (66). С. 43-46.

    7. Кулінцев В.В., Годунова Є.І., Желнакова Л.І. та ін. Система землеробства нового покоління Ставропольського краю: монографія. Ставрополь, 2013. 520 с.

    8. Кирюшин В.І. Теорія адаптивно-ландшафтного землеробства і проектування агроландшафтів. М .: Колос, 2011. 443 с.

    9. Антонов С.А., Желнакова Л.І., Петін О.В. Мережева інформаційно-аналітична система «Агроклиматический потенціал Ставропольського краю» // Бюлетень Ставропольського НИИСХ. 2011. № 2-3. С. 16-23.

    10. Тикунов В.С. Основи геоінформатики: в 2 кн. Кн. 1: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. М .: Видавничий центр «Академія», 2004. 352 с.

    Акумуляція іонів свинцю дощовими хробаками в суглинних грунтах Південного Казахстану

    А.У. Ісаєва, д.б.н, професор, Південно-Казахстанський ГУ

    Проблема забруднення ґрунтових ресурсів різними ксенобіотиками залишається однією з провідних для більшості індустріальних країн. Актуальним питанням є забруднення ґрунтів іонами важких металів, які потрапляють в навколишнє середовище в районах видобутку і переробки металлосодержащего сировини, з викидами ТЕЦ і автотранспорту. Поява техногенно забруднених районів на півдні Казахстану пов'язано з наслідками бурхливо розвивається горнометаллургической галузі в другій половині минулого століття. За антропогенному впливу на навколишнє середовище Південно-Казахстанська область (ЮКО) була на першому місці по республіці. АТ «Южполіметалл» був найбільшим підприємством з переробки полиметаллического і

    свинцево-цинкового сировини. У процесі переробки відходи займали все більше місця, поки не перетворилася на екологічну проблему регіону. У свою чергу, процеси урбанізації призвели до того, що місце складування відходів виявилося в межах міста Шимкента. За результатами дослідження було визначено, що саме забруднене місце розташовується на відстані 1500 м на північний захід від АТ «Южполіметалл». У досліджених п'яти районах м Шимкента кількість свинцю в середньому коливалася в межах 135,4-2345,6 мг / кг, або 4,2-73,5 ГДК [1]. За результатами хімічного аналізу концентрація свинцю на глибині 10 см становила 14496,5 + 567,3 мг / кг, або 453,3 + 34,7 ГДК. На відстані 2000 м від терикону концентрація свинцю склала 96,6 + 8,4 мг / кг, або 3,0 + 0,1 ГДК. Відомо, що важкі метали представляють серйозну загрозу для всіх ланок екосистеми через їх

    акумулює ефекту і недеградабільності [2]. З іншого боку, дощові черв'яки є одним з компонентів грунтової екосистеми і відіграють серйозну роль в трансформації хімічних елементів [3]. Внаслідок переробки органічних субстратів люмбрікофауна формує доступні форми біогенних елементів в грунті, тим самим сприяючи створенню сприятливих умов для життєдіяльності грунтового біоценозу [4]. Відомий ряд досліджень, посвя-щённих вивчення впливу важких металів на дощових черв'яків [5, 6]. Встановлено роль дощових черв'яків в акумуляції міді, свинцю і цинку із забруднених грунтів тропічних лісів [7].

    Метою даного дослідження було вивчення акумуляції іонів свинцю аборигенних видом дощових черв'яків Aporrectodea caliginosa з суглинних сероземов півдня Казахстану.

    Матеріал і методи дослідження. У лабораторних дослідах був використаний суглинний Сероземи, поширений на території Південного Казахстану. Зміст в цих грунтах гумусу - 1,6-1,8%, загального азоту N (по Кьельдалю) - 0,146%, рухомого Р2О5 - 38 мг / кг ґрунту. Відбір і підготовка проб грунту здійснювалася відповідно до Держстандарту 17.4.4.02-84. У модельних експериментах використовувалася нативная грунт з території АТ «Южполіметалл».

    В якості контролю використовувалася чиста грунт. У дослідних варіантах використовувалася грунт, змішана з листовим опадом в різних співвідношеннях.

    Свинець, в перерахунку на іони свинцю, в дослідах вносився у вигляді водного розчину PbSO4. Локалізація свинецсодержащих конгломератів і визначення атомно-ваговій частки елементів в тканинах черв'яків проводилися із застосуванням електронно-растрового мікроскопа Jeol JSM-2890 (Японія).

    У лабораторних експериментах використовувалися дорослі особини аборигенних дощових черв'яків Aporrectodea caliginosa в кількості 100 прим. на варіант.

    Біомасу черв'яків визначали зважуванням їх на вагах ScoutPro.

    При проведенні лабораторних експериментів грунту попередньо просівали і змішувалися з листовим опадом відповідно до схеми досвіду (табл. 1). Досліди були поставлені в пластикових ємностях об'ємом 5 л, в які містилося по 3 кг грунтової суміші, в які вносились іони свинцю в кількості 635,0 мг / кг у вигляді водного розчину PbSO4.

    Тривалість експерименту складала 60 діб. при температурі + 22-24 ° С.

    При проведенні досвіду, що моделює природні умови, була використана нативная грунт, відібрана з території АТ «Южпо-ліметалл», що містить 287 мг / кг Pb + 2. Дощові черв'яки в грунт вносилися разом з 50,0% листовим опади. У контрольному варіанті листової опад не вносилося. Тривалість експерименту складала 14 діб. при температурі + 22-24 ° С.

    1. Схема досвіду

    Варіант суглинними Сероземи Pb2 + Листовий опад Черви

    Контроль а + + - -

    Контроль б + + 10% -

    Контроль в + + 30% -

    Контроль г + + 50% -

    Досвід а! + + - +

    Досвід б! + + 10% +

    Досвід в! + + 30% +

    Досвід г! + + 50% +

    ; .5

    s

    0.5

    61 В1

    Варіант досліду | до досвіду | після досвіду

    Зміст іонів свинцю, мг / кг 700 Й00 500 400 300 200 100 ti - I 1 + 1

    з б 0! 61 Bi П

    варіант досліду

    Мал. 1 - Зміна біомаси дощових черв'яків в зави Рис. 2 - Вплив складу грунтової суміші і люм-ності від кількості внесеного листового брікофауни на зниження вмісту іонів

    осаду свинцю в грунті

    Fe Si

    спектр 1

    Ti Ti Fe

    Tl "Fe

    Електронне зображення 1

    а

    2 4 6

    Повна шкала 2534 імп. Курсор: 0.000

    контроль

    я

    Sft v w-ш |itwt "| 't

    Д af? 5 • iL ^ w9

    RjKg ^ b:

    s- ш

    спектр 1

    C Si CI До Pb Ca As

    ~~ 1 Електронне зображення 1

    а

    Zn Zn As is Pb A Pb

    2 4 6

    Повна шкала 4871 імп. Курсор: 0.000

    10

    12

    кеВ

    б

    досвід

    Мал. 3 - Електронний знімок (а) і ІК-спектрограмма (б) гістологічних зрізів дощових черв'яків контрольного і досвідченого варіантів

    Статистичну обробку отриманих результатів проводили обчисленням середнього арифметичного значення і величини стандартного відхилення. Всі визначення проводилися в 3- і 5-кратної повторностях. Дані оброблялися за допомогою персонального комп'ютера IBM «Pentium» на базі пакетів прикладних програм «Excel» [8].

    Результати дослідження. В результаті проведених лабораторних експериментів було виявлено, що листової опад у всіх дослідних варіантах був повністю перероблений в гумус, а біомаса дощових черв'яків у варіанті б; збільшилася на 38,1 + 0,3%, у варіанті в; - на 55,6 + 0,5%, у варіанті г; - на 94,2 + 0,7%, відповідно до малюнком 1. У варіанті а1 біомаса черв'яків знизилася на 5,8 + 0,5%, що можна пояснити відсутністю джерела живлення в середовищі. Результати хімічних аналізів показали максимальне зниження вмісту іонів свинцю в грунті варіанта г ;, що склало 80,3 + 7,8% (рис. 2). При цьому виявлено, що введення дощових черв'яків в чисту грунт без листового опаду в варіанті аь забруднену іонами свинцю, знижує вміст іонів свинцю тільки на 8,0 + 0,8%.

    У модельному експерименті з почвосмесью з нативної грунту території АТ «Южполіметалл» і листового опаду було встановлено, що зміст

    іонів свинцю після введення дощових черв'яків знижується в середньому на 21,17 + 2,0%. Результати електронно-реєстрового микроскопирования і ІКС-аналізу показали наявність свинецсодержащих конгломератів в тканинах черв'яків (рис. 3).

    Було встановлено, що за 14 діб. експерименту дощові черв'яки акумулюють в своїх тканинах від 19,35 до 22,99% іонів свинцю (табл. 2).

    За результатами аналізів елементного складу виявлено, що крім іонів свинцю в тканинах дощових черв'яків акумулюються іони цинку, заліза і миш'яку, що робить представників люмбрікофауни перспективним об'єктом для біорекультіваціонних і екологічних цілей.

    Таким чином, на підставі проведеного дослідження можна зробити наступні висновки:

    - введення дощових черв'яків в грунтосуміш з суглинистого Сероземи і листового опаду в співвідношенні 1: 1, забрудненого іонами свинцю в кількості 635,0 мг / кг, сприяє зниженню вмісту свинцю на 80,3 + 7,8%;

    - виявлено, що дощові черв'яки акумулюють в своїх тканинах від 19,35 до 22,99% іонів свинцю. При цьому встановлено, що токсичний метал із забруднених грунтів накопичується у вигляді свинець-містять конгломератів в тканинах черв'яків;

    б

    2. Вагова частка елементів в тканинах дощових черв'яків контрольного і досвідченого варіантів,%

    Варіант Mg Al Si P S K Ca Ti Fe Cl As Zn Pb

    Контрольний Досвідчений 0,79 0 3,49 1,32 7,20 3,19 0,51 1,34 0,14 0 1,59 0,68 5,24 3,56 0.40 0 1,72 5,97 0 0 , 88 0 4,39 0 2,36 0 22,99

    - дощові черв'яки здатні до акумуляції іонів цинку, заліза і миш'яку, що робить їх перспективним об'єктом для екобіотехнологій-чеських цілей.

    література

    1. Бішімбаев В.К., Ісаєва А.У., Ешібаев А.У. Роль судинних рослин в біоіндикації і біоремедіаціі техногенно забруднених грунтів і вод в аридних умовах півдня Казахстану. Шимкент: Нурли Бейн, 2010. 368 с.

    2. Duruibe J.O, Oguwuegbu, M.O.C, Egwurugwu J.N. Heavy Metal Pollution and Human Biotoxic Effects // Int. J. Physical Sic., 2007. № 2 (5). Р. 112-118.

    3. Nahmani J., Lavelle P. Effects of heavy metal pollution on soil macrofauna in a grassland of Northern France // European Journal of Soil Biology. 2002. № 38. Р. 297-300.

    4. Nwuche C.O., Ugoji E.O. Effects of heavy metal pollution on the soil microbial activity. // Int. J.Environ. Sci. Tech. 2008. № 5 (3). P. 409-414.

    5. Kennette D., Hendershot W., Tomlin A., Sauve S. Uptake of trace metals by the earthworm Lumbricus terrestris L. in urban contaminated soils // Applied Soil Ecology. 2002. № 19. P. 191-198.

    6. Bamgbose O., Odukoya O.O., Arowolo T.O.A. Earthworms bioindicators of metal pollutions in dumpsite of Abeokuta city, Nigeria // Rev. boil trop. 2000. № 48 (1). P. 1-7.

    7. Agbaire P.O., Emoyan O.O. Bioaccumulation of heavy metals by earthworm (Lumbricus terrestris) and associated soils in domestic dumpsite in Abraka, Delta state, Nigeria // International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences. 2012. Vol. 2, Issue 3. P. 204-209.

    8. Schabenberger O., Pierce F.J. Contemporary statistical models for the plant and soil. Sciences: CRC Press, Boca Raton, 2002. 442 p.

    Вплив державного земельного кадастру на ефективне використання зрошуваних земель в Киргизькій Республіці

    У.Т. Чортомбаев, к.е.н, Киргизький НАУ

    Земельний кадастр - це науково обґрунтована система зводу обліково-оціночних робіт для отримання матеріалів щодо раціонального і ефективного використання земельних ресурсів.

    Мета дослідження - розробити оптимальну структурну модель державного земельного кадастру для ефективного використання зрошуваних земель, а також критерії економічної оцінки земель, що впливають на вартісну і нормативну ціну земель в Киргизькій Республіці.

    Матеріал і методи дослідження. Матеріалом для проведення наукового дослідження послужили дані про поточний стан ведення державного земельного кадастру в сільськогосподарському виробництві республіки. Були застосовані абстрактно-логічний, монографічний, графічний методи дослідження.

    Результати дослідження. При введенні земельного кадастру послідовно здійснюються взаємопов'язані, один від одного залежать роботи, такі, як реєстрація землекористування, кількісний і якісний облік земель, бонітування і агровиробнича угруповання грунтів і економічну оцінку земель. Проведення земельного кадастру залежить від ретельного складання великомасштабної ґрунтової карти з необхідним набором картограм. Тільки великомасштабна грунтова карта є достовірним документом для кількісної та якісної характеристики грунтів. Остання може бути до-

    стігнута на основі картограм, що відображають ті чи інші властивості ґрунтів [1].

    Отже, при складанні земельного кадастру потрібні великі сили і засоби для комплексного проведення ґрунтових обстежень землекористувачів. Лише узагальнення матеріалів великомасштабного картографування дає основу для проведення кадастрових робіт в районах, областях, республіці [2].

    Необхідно відзначити, що відсутня єдина думка щодо основних положень оцінки земель, що визначає здійснення земельного кадастру, хоча питання про земельний кадастр не новий. Ще в Давньому Римі, Єгипті і Візантії велася оцінка землі в залежності від її достоїнств. В ХУ! -ХУП ст. кадастрові роботи проводилися в Швейцарії, Австралії, Англії, Італії та інших державах [2].

    В даний час в зарубіжних країнах в основу оцінки земель покладено придатність грунтів для інтенсивного обробітку окремих сільськогосподарських культур. Рівень же родючості при судженні про придатність грунтів під ту чи іншу культуру грає підлеглу роль в порівнянні з економічними факторами.

    Питання наукової оцінки земель в Росії отримали обгрунтування в роботах В.В. Докучаєва, Н.М. Сибірцева [3]. Це було пов'язано з практичною необхідністю розселення селянства в зв'язку з малоземельем і прагненням правильно поставити оподаткування. На прикладі Нижегородської губернії В.В. Докучаєв розробив метод


    Ключові слова: суглинними сероземи / LOAMY SEROZEMIC SOILS / ІОНИ СВИНЦЮ / LEAD IONS / дощові черв'яки / EARTHWORMS / Акумуляція / ACCUMULATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити