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

121

Влияние на численность нефтеокисляющих бактерий. Свинцовое за-

грязнение в малых дозах – 32-160 мг/кг стимулировало рост нефтеокисляющих бактерий чернозема обыкновенного на 18-47%, серопесков на 21-29%, бурой лесной почвы на 25-28% (p<0,05) (рис.26). При увеличении концентрации численность бактерий чернозема падала на 33-42% (p<0,01), серопесков на 24-48%, бурой лесной почвы на 16-34% (p<0,05).

Переменное магнитное поле не оказывало достоверного воздействия на численность нефтеокисляющих бактерий, за исключением влияния ПеМП индукцией 1500 мкТл на серопески, когда был отмечен рост числа клеток на 37% (p<0,05) и 3000 мкТл на бурые лесные почвы, когда было отмечено снижение числа бактерий на 28% (p<0,05).

Переменное магнитное поле индукцией 300 мкТл снижало токсическое действие высоких концентраций свинца, однако при этом ингибировало стимулирующее действие малых доз. Дальнейшее увеличение индукции приводило только к снижению стимулирующего действия малых доз. Та же картина наблюдалась и при сочетанном загрязнении серопесков – стимулирующий эффект малых доз снижался, однако не снижался токсический эффект концентраций свинца 320-640 мг/кг. Сочетанное загрязнение бурой лесной почвы свинцом и ПеМП индукцией 300 мкТл не вызывало достоверного изменения численности нефтеокисляющих бактерий. ПеМП индукцией 1500 ненамного снижало число бактерий в почве, ингибирующий эффект усиливался при индукции 3000 мкТл.

Вклад сочетанного действия факторов в изменение численности нефтеокисляющих бактерий чернозема обыкновенного составил 15%, серопесков – 10%, бурой лесной почвы – 10% (p<0,05), свинца – 64, 72, 60%, переменного магнитного поля 15% для чернозема и 18% для бурой лесной почвы.

123

(В) на численность нефтеокисляющих бактерий, % от контроля

Влияние на численность амилолитических бактерий. Свинец в малых дозах (32-160 мг/кг) вызывал рост числа амилолитических бактерий в почве (рис. 27). Переменное магнитное поле не оказывало влияния на исследуемые бактерии, однако снижало стимулирующий эффект малых доз свинца.

Внесение в чернозем обыкновенный свинца в концентрациях 32-160 мг/кг в почву вызывало рост численности амилолитических бактерий на 21-39% (p<0,05), в серопески – 40-42% (p<0,01), в бурые лесные почвы 28-48% (p<0,05).

При увеличении концентрации численность амилолитических бактерий чернозема падала на 22-37% (p<0,01), серопесков на 32-57%, бурой лесной почвы на 3666% (p<0,05).

Переменное магнитное поле достоверно не изменяло численность амилолитических бактерий.

Исключение составило снижения числа амилолитических бактерий в черноземе обыкновенном на 24% (p<0,05) при индукции 3000 мкТл и в серопесках на 28 и 35% при индукции 1500 и 3000 мкТл (p<0,05).

Переменное магнитное поле при сочетанном загрязнении чернозема обыкновенного ингибировало стимулирующий эффект свинцового загрязнения, а при 3000 мкТл незначительно усиливало его токсический эффект. Та же картина наблюдалась и при сочетанном загрязнении серопесков. При сочетанном загрязнении бурых лесных почв переменное магнитное поле так же ингибировало стимулирующий эффект малых доз свинца, однако при индукции 1500 и 3000 мкТл токсические действие свинца, напротив, снижалось.

Вклад взаимодействия факторов в изменение численности амилолитических бактерий чернозема обыкновенного составил 20%, серопесков – 29%, бурой лесной почвы – 24% (p<0,05), свинца – 58, 54, 45% соответственно (p<0,05).

125

Влияние на численность актиномицетов. Актиномицеты особенно чув-

ствительны к действию свинцового загрязнения (Евдокимова и др., 1984; Левин и др., 1989). Внесение в почву свинца в концентрации 160-640 мг/кг вызывало резкое падение их количества – на 28-70% (p<0,01) на черноземах, на 29-50% (p<0,05) на серопесках и на 34-67% (p<0,01) на бурых лесных почвах (рис.28). Переменное магнитное поле так же вызывало снижение количества почвенных актиномицетов – на 35-45% (p<0,05) на черноземе обыкновенном, на 48% (p<0,01) на серопесках, на 26% (p<0,05) на бурой лесной почве. Сочетанное загрязнение не отличалось от отдельно свинцового загрязнения для актиномицетов черноземов и бурой леечной почвы, однако усиливало токсический эффект свинцового загрязнения серопесков.

Вклад сочетанного действия факторов в изменение численности актиномицетов составил для серопесков – 21% (p<0,05), достоверного вклада в изменение численности актиномицетов чернозема обыкновенного и бурой лесной почвы обнаружено не было.

Влияние на обилие микромицетов. Обилие микромицетов чернозема обыкновенного достоверно снижалось на 27% (p<0,05) концентрации свинца 640 мг/кг, серопесков – на 25-27% (p<0,05) при концентрациях 480 и 640 мг/кг, бурых лесных почвы – на 26% (p<0,05) при концентрации 640 мг/кг (рис.29).

Почвенные микромицеты обладают намного меньшей чувствительностью к тяжелым металлам. Их генетический материал лучше защищен от действия тяжелых металлов, сама клетка имеет больше механизмов защиты от них. Более того, тяжелые металлы способны связываться в комплексы с органическими кислотами, а многие из подобных кислот образуются микромицетами (Евдокимова и др., 1984; Марфенина, 1985; Пронина, 2000; Калюжин, Калюжина, 2007).

128

Переменное магнитное поле индукцией 1500 мкТл увеличивало обилие микромицетов чернозема на 27%, индукцией 3000 мкТл – снижало на 20% (p<0,05). Переменное магнитное поле индукцией 3000 мкТл снижало обилие микромицетов серопесков на 39% (p<0,01). Переменное магнитное поле индукцией 1500 и 3000 мкТл увеличивало обилие микромицетов бурой лесной почвы на 22-24% (p<0,05).

При сочетанном загрязнении чернозема свинцом и ПеМП индукцией 300 и 1500 мкТл не было зафиксировано снижения обилия микромицетов, напротив, при малых дозах происходила стимуляция роста микромицетов на 18-27% (p<0,05). При тех же уровнях индукции обилие микромицетов серопесков увеличивалось на 15-22%, однако при увеличении концентрации свинца до 480-640 мг/кг было отмечено снижение обилия микромицетов на 23-25% (p<0,05). При сочетанном загрязнении бурой лесной почвы свинцом и ПеМП 300 мкТл не наблюдалось достоверного увеличения обилия микромицетов, так же, как и снижения. При индукции 1500 мкТл малые дозы свинца стимулировали рост обилия микромицетов на 24-34%, а более высокие приводили к снижению обилия на 2442% (p<0,05). Переменное магнитное поле индукцией 3000 мкТл во всех случаях вызывало усиление токсического действия свинца и снижение обилия микромицетов на 27-45% для чернозема, 29-46% для серопесков и 41-57% для бурой лесной почвы.

Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что вклад совместного действия факторов в изменение обилия микромицетов чернозема обыкновенного составил 20%, серопесков – 29%, бурой лесной почвы – 24%, свинца – 52, 49, 43% соответственно, переменного магнитного поля – 20, 18, 16% соответственно

(p<0,05).

4.3 Влияние на фитотоксические свойства почвы

Тяжелые металлы могут и напрямую поступать в растение из почвы, затем накапливаться в его тканях, клетках, нарушая течение многих биологических процессов, в том числе синтез белка и фотосинтез. тяжелые металлы нарушают структуру почвы, почвенные процессы, связываются в устойчивые комплексы с

129

различными веществами почвы, вызывая элементное голодание растения, например, фосфорное, приводят к развитию фитотоксической микрофлоры почвы.

Внесение в почву свинца вызывало снижение длины побегов и корней проростков редиса: для чернозема – до 78-77%, для серопесков – до 64-74%, для бурой лесной почвы – до 63-70% соответственно (p<0,05) (рис. 30-31).

Переменное магнитное поле индукцией 300 мкТл приводило к увеличению длины побегов и корней редиса на всех почвах на 18-25%.

Сочетанное загрязнение чернозема не приводило к изменению картины, появившейся при загрязнении отдельно свинцом, аналогично – и в случае с серопесками и бурой лесной почвой. Сочетанное загрязнение чернозема при индукции 300 мкТл не приводило к изменению картины, появившейся при свинцовом загрязнении. Снижение показателей заметно при высоких уровнях индукции – 1500 и 3000 мкТл. Некоторое снижение показателей серопесков и буроземов было заметно только при высоком уровне индукции – 3000 мкТл.

Вклад взаимодействия факторов в изменение фитотоксичности черноземов составил 21% (p<0,05), достоверного вклада буроземов и серопесков обнаружено не было.

Влияние на количество биомассы почвы. Внесение в чернозем свинца снижало количество почвенной биомассы на 17-38% (p<0,05) (рис.32). Внесение свинца в количестве 32-160 мг/кг в бурую лесную почву влекло за собой рост биомассы на 18-24%, дальнейшее повышение концентрации свинца приводило к снижению показателя на 26-27% (p<0,05).

Токсическое действие свинца вызывает изменения в физиологии бактериальной клетки, что приводит к изменению скоростей роста и отмирания бактерий, а значит, и количества почвенной биомассы в целом.

Переменное магнитное поле индукцией 300 и 1500 мкТл не оказывало на биомассу почв достоверного влияния, однако с увеличением индукции до 3000 мкТл отмечалось снижение количества биомассы на 29-36% (p<0,05).