Влияние сочетанного химического и электромагнитного загрязнения на биологические свойства почв. Монография

91

с контролем. В двух остальных вариантах сочетанного загрязнения достоверного изменения численности грамотрицательных бактерий не отмечалось.

Нефть в количестве 10% от массы почвы так же вызывала угнетение роста грамотрицательных бактерий, до 58% от контроля в сочетании с ПеМП 300 или

3000 мкТл.

Согласно данным двухфакторного дисперсионного анализа, вклад нефти в изменение числа грамотрицательных бактерий составил 52% (p<0,05), того, что факторы действовали в комплексе – 38% (p<0,05).

Из приведённых выше данных следует, что небольшие количества нефти способны стимулировать рост аммонифицирующих бактерий чернозема обыкновенного, тогда как более сильное загрязнение обладает токсическим эффектом. На загрязнение острее реагируют грамотрицательные бактерии, спорообразующие в меньшей степени меняют свою численность. Переменное магнитное поле не оказывает влияния на аммонифицирующие бактерии, однако при отдельных уровнях индукции способно сглаживать токсический эффект нефти.

Переменное магнитное поле оказывает влияние на работу регуляторных систем клеток, а также на изменение структуры и, следовательно, проницаемости клеточных мембран (Холодов, 1994; Бордюшков и др., 1999). Возможно, влияние ПеМП не оказало на эти действия влияния, достаточного для влияния на скорости роста и гибели клеток, однако эти изменения усилили восприимчивость клеток к нефтепродуктам.

Так же ПеМП влияет на структуру почвы, что может изменить доступность загрязняющих веществ для бактерий, не оказывая на бактерии прямого влияния (Абросимова и др., 1987; Аристархов и др., 2003).

Влияние на численность нефтеокисляющих бактерий. В настоящее время в связи с увеличением случаев нефтяного загрязнения почв остро стоит проблема рекультивации нефтезагрязненных земель и восстановления почвенного плодородия. Большинство методов очищения почв связано с применением микроорганизмов, которые способны использовать углеводороды нефти в качестве источника питания и энергии. Чаще всего в почвы вносят нефтеразлагающие микро-

93

Нефть в количестве 5% от общей массы почвы не вызывала достоверных отклонений численности микроорганизмов от контроля, как и её сочетание с воздействием переменного магнитного поля индукцией 3000 мкТл. При этом при меньших уровнях индукции – 300 и 1500 мкТл – наблюдалось возрастание численности нефтеокисляющих бактерий: на 33% при 1500 мкТл (p<0,05).

Возрастание концентрации нефти в почве до 10% усиливало её токсические свойства и негативно сказывалось на численности нефтеокисляющих бактерий – их количество снижалось до 58% (p<0,05) от контрольных значений при сочетанном загрязнении нефтью и ПеМП с уровнем индукции 3000 мкТл.

Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что вклад нефтяного загрязнения в изменение численности нефтеокисляющих бактерий составил 62% (p<0,05), комплексного действия – 25% (p<0,05), отдельно переменное магнитное поле не оказывало достоверного влияния на численность исследуемых бактерий.

Нефтяное загрязнение в малых дозах стимулирует рост численности аборигенной нефтеразлагающей микрофлоры чернозема обыкновенного, в то время как более высокие дозы нефти подавляют её рост. При этом переменное магнитное поле с высоким уровнем индукции подавляет рост нефтеокисляющих бактерий, но более низкие уровни индукции, хоть и не оказывают достоверного воздействия сами по себе, способны усиливать стимулирующий эффект внесения нефти.

Влияние на численность амилолитических бактерий. Переменное маг-

нитное поле не оказывало достоверного воздействия на амилолитические бактерии при уровнях индукции 300 и 3000 мкТл, однако снижало численность бактерий на 55% (p<0,05) при уровне 3000 мкТл (рис. 17).

Нефтяное загрязнение в дозах 2 и 5% вызывало значительное увеличение числа бактерий. При этом при концентрации нефти в почве 2% максимальным увеличение было в случае сочетанного загрязнения с ПеМП с уровнем индукции 300 мкТл – на 56% (p<0,01) от контроля. При концентрации 5% - в сочетании с тем же уровнем индукции – на 63% (p<0,01) от контрольных значений.

95

В случае амилолитических бактерий особенно хорошо заметны отличия в реакции бактерий на сочетанное загрязнение при разных количествах загрязнителей. Так, ПеМП с уровнями индукции 300 и 1500 мкТл усиливали стимулирующий эффект действия нефтяного загрязнения, а также ингибировали его токсические эффекты. Переменное магнитное поле индукцией 3000 мкТл подобными свойствами не обладало, и даже несколько снижало численность бактерий. Возможно, ПеМП индукцией 300 и 1500 мкТл обладает протекторными свойствами против токсических эффектов нефти и нефтепродуктов на амилолитические бактерии. Поэтому само по себе оно не увеличивает численности бактерий, однако сглаживает эффекты высоких доз нефтяного загрязнения и усиливает стимулирующий эффект низких доз за счёт нивелирования сопутствующего ему токсического действия.

Влияние на численность актиномицетов. Помимо подсчёта общего чис-

ла амилолитических бактерий, нами был произведён подсчёт количества почвенных актиномицетов. Их колонии легко определяются по морфологическим признакам. Согласно литературным данным, количество актиномицетов в нефтезагрязненных почвах снижается (Рыбак и др., 1984). Наши исследования подтверждают этот факт.

Переменное магнитное поле снижает количество актиномицетов в почве, при уровне индукции 1500 мкТл – на 38% (p<0,05) (рис. 18).

Уже 2%-ное загрязнение почвы нефтью вызывало снижение численности актиномицетов – в том случае, когда оно действовало отдельно или в сочетании с ПеМП с индукцией 300 мкТл. При этом при увеличении уровня индукции достоверных отличий от контроля зафиксировано не было.

При загрязнении почвы нефтью в количестве 5% от массы почвы численность актиномицетов падала – до 51% (p<0,05) от контроля при сочетанном загрязнении нефти с ПеМП уровнем 1500 мкТл.

98

5.3 Влияние на фитотоксические свойства почвы

Переменное магнитное поле негативно сказывалось на длине корней и побегов редиса (рис. 20). Если ПеМП индукцией 300 и 1500 мкТл не оказывало достоверного влияния, то при индукции 3000 мкТл длина побегов снижалась на 26%,

а корней – на 23% (p<0,05).

Нефтяное загрязнение концентрацией 2% от общей массы почвы не вызывало достоверных отклонений от контроля длины корней и побегов тесторганизмов, однако в сочетании с переменным магнитным полем наблюдалось снижение показателей, до 70 и 74% по сравнению с контролем (p<0,05) при уровне индукции ПеМП 3000 мкТл.

При нефтяном загрязнении концентрацией 5% от массы почвы снижение показателей происходило уже без дополнительного воздействия переменным магнитным полем, а магнитное поле только усиливало токсический эффект нефти: при индукции 3000 мкТл длина побегов и корней снизилась, соответственно, 35 и 37% (p<0,05).

При увеличении концентрации нефти до 10% от общей массы почвы общая картина не изменилась. Нефть вызывала снижение длины побегов и корней, эффект усиливался при сочетанном загрязнении – до 55 и 52% от контроля при индукции ПеМП 3000 мкТл.

Нефть способна как прямо, так и косвенно влиять на растения. В первом случае нефтепродукты поступают в сосуды и клетки растений, чем вызывают разнообразные токсические эффекты, нарушения метаболизма.

Косвенное влияние нефть оказывает при нарушении биологических и фи- зико-химических свойств почвы. Если почва покрыта нефтяной пленкой, растения на этой территории чаще всего погибают.

Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами приводит к замедлению роста и развития растений, происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур (Колесников и др., 2006).

100

Согласно двухфакторному дисперсионному анализу, вклад нефтяного загрязнения составил 62%, магнитного поля – 21%, их сочетанного влияния – 11% (p<0,05).

Следует отметить, что большой вклад в общую фитотоксичность почвы вносят фитотоксические микромицеты. Численность микромицетов не повергалась значительным изменениям, однако на основе изменения фитотоксических свойств почвы можно предположить, что в сообществе микромицетов произошли изменения с увеличением числа фитотоксических видов.