| |
|
|
|
| |
| №4, 2024: Раздел 4. Геоэкология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 4. Геоэкология
С. Н. Мякишева, Г. Я. Степанюк .Определение оптимального способа биологической рекультивации для ускоренного восстановления почвенно-экологических функций и экосистемы в целом на нарушенных землях
DOI: 10.24412/1728-323X-2024-4-102-111
стр.102-111
УДК 622.882:574.4
Определение оптимального способа биологической рекультивации для ускоренного восстановления почвенно-экологических функций и экосистемы в целом на нарушенных землях
С.Н. Мякишева, к.с-х.н., доцент кафедры экологии и природопользования ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», Россия, г. Кемерово, ecogen_plus@mail.ru,
Г.Я. Степанюк, к.б.н., доцент кафедры экологии и природопользования ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», Россия, г. Кемерово, gstepanjuk@mail.ru.
Аннотация: Выявлен оптимальный способ биологической рекульти-вации на нарушенных землях угольного разреза. Для ускоренного восстановления почвенно-экологических функций оптимально нанесение потенциально плодородного слоя почвы (ППСП) и внесение сапропеля и микроорганизмов. В этих условиях растения проявляют высокую всхожесть и энергию прорастания семян. Величина морфологических характеристик кресс-салата изменялась в зависимости от состава почвенного субстрата, в котором они росли. В опыте с ППСП отмечается максимальная длина побегов и корневой системы.
Внесение сапропеля в почвогрунты достоверно снижает их токсичность, цитотоксичность по отношению к луку репчатому. Модифицирующее действие сапропеля на биологическую активность солей тяжелых металлов связано с аккумуляцией сапропелем катионов солей тяжелых металлов.
Цитологический анализ действия компонентов почвенного субстрата на деление клеток меристемы кончика корня Allium cepa выявил митозстимулирующее действие в случае внесения в почвогрунт сапропеля и его смеси с микроорганизмами по всем вариантам опыта. Добавление латекса к технозему или суглинку (ППСП) также способствует активизации клеточных делений, а значит и ростовых процессов в корневой системе лука.
Внесение сапропеля в почвогрунты достоверно снижает их токсичность, цитотоксичность по отношению к луку репчатому. Модифицирующее действие сапропеля на биологическую активность солей тяжелых металлов связано с аккумуляцией сапропелем катионов солей тяжелых металлов.
Биопрепараты на основе бактерий, используемые для ускорения почвообразовательных процессов в рекультивируемом грунте, продуцируют фитогормоны и регуляторы роста, обеспечивают ускоренный рост и развитие высших растений, с помощью которых происходит очищение рекультивируемого грунта.
Abstract: Kuzbass Coal Bazin, Kemerovo Region, Russia, ranks seventh in global coal production. The extensive coal mining disturbs natural landscapes by quarries, waste dumps, and negative landforms, which affect all environmental components and reach far beyond their initial location. As native landscapes are replaced by human-made ones, their reclamation by natural means slows down. As a result, Kuzbass needs new advanced methods of biological reclamation that can be applied to open mines.
This research rationalized the most effective methods of enhanced reclamation of soils and ecosystems on mined lands. It featured soil samples obtained from of a strip mine: technosol (control), technosol with fertile topsoil, and technosol with potentially fertile experimental topsoil. The list of soil amenders included sapropel, latex water suspension, and the Biocomplex BTU biopreparation.
The biotesting protocol relied on the sprout method, which involved garden cress (Lepidium sativum). The method made it possible to obtain a toxicological profile based on the effect of various pollutants on germination.
The standard Allium test on onion root cells provided express screening of genotoxic risks.
The morphology of cress sprouts depended on the composition of the soil substrate. The experimental technosol samples yielded longer sprouts and tap roots. The best results belonged to the experimental samples with sapropel and its mixes with various microorganisms.
The cytological analysis of Allium cepa revealed the effect of different soil substrate components on root tip meristem cell division. The abovementioned samples with sapropel and its mixes stimulated mitosis in all experimental variants. Sapropel reduced the cytotoxic effect of technosol on onions. As it accumulated heavy metal salt cations, sapropel was able to reduce the biological activity of heavy metal salts.
Ключевые слова: почвогрунт, биоиндикация, фитотоксичность, кресс-салат, аллиум-тест, митотический индекс
Keywords: soil and subsoil, bioindication, phytotoxicity, garden cress (Lepidium sativum), Allium test, mitotic index
Работа ведется в рамках Распоряжения Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 г. № 1144-р, комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи твердых полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения» («Чистый уголь — зеленый Кузбасс»), мероприятие 3.1 «Экополигон мирового уровня технологий рекультивации и ремедиации». При финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение № 075-15-2022-1200 от 28.09.2022 г.)
Библиографический список
1. Куприянов, А.Н. Восстановление экосистем на отвалах горнодобывающей промышленности Кузбасса / А.Н. Куприянов, Ю.А. Манаков, Л.П. Баранник. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2010. – С. 124.
2. Манаков, Ю. А. Парциальные флоры техногенных экотопов Кузбасса. Вестник ОрГУ. – 2009. – № 9 (103). – С. 104-109.
3. Стрельникова, Т.О. Особенности флоры отвалов угольных разрезов Кемеровской области / Т.О. Стрельникова, Ю.А. Манаков. Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2010. – № 2 (10). – С. 44–57.
4. Багдасарян, А. С. Эффективность использования тест-систем при оценке токсичности природных сред // Экология и промышленность России. – 2007. - № 8. – С. 44-48.
5. Беждугова, С. А. Изучение суточной периодичности митозов в клетках меристем проростков луковицы лука Allium сера L. / С. А. Беждугова, Э.М. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 3 – С. 96-99
6. Довгалюк, А. И., Калиняк, Т. Б, Блюм, Я. Б. Цитогенетические эффекты солей токсичных металлов в клетках апикальной меристемы корней проростков Allium сера L. //Цитология и генетика. 20016. №2. С.3-10.
Advanced Restoration of Mined Soils and Ecosystems: Improving Biological Reclamation Methods
S.N. Myakisheva, Associate Professor of the Department of Ecology and Environmental Management, Kemerovo State University, Kemerovo, Russia, ecogen_plus@mail.ru,
G.Y. Stepanyuk, Associate Professor of the Department of Ecology and Environmental Management, Kemerovo State University, Kemerovo, Russia, gstepanjuk@mail.ru.
References
1. Kupriyanov A. N. Vosstanovlenie ehkosistem na otvalakh gornodobyvayushchey promyshlennosti Kuzbassa [Recultivating ecosystems on mining dumps in Kuzbass] / A. N. Kupriyanov, Yu. A. Manakov, L. P. Barannik. Novosibirsk: Geo, 2010. 124 p. [In Russian].
2. Manakov Yu. A. Partsialnye flory tekhnogennykh ehkotopov Kuzbassa [Partial floras of technogenic ecotopes in Kuzbass]. Vestnik OrGU. 2009. No. 9 (103). P. 104–109. [In Russian].
3. Strelnikova T. O. Osobennosti flory otvalov ugolnykh razrezov Kemerovskoy oblasti [Strip mine flora in the Kemerovo Region] / T. O. Strelnikova, Yu. A. Manakov. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. 2010. No. 2 (10). P. 44–57. [In Russian].
4. Bagdasaryan A. S. Ehffektivnost ispolzovaniya test-sistem pri otsenke toksichnosti prirodnykh sred [Efficiency of test systems in assessing toxic natural environments]. Ehkologiya i promyshlennost Rossii. 2007. No. 8. P. 44–48. [In Russian].
5. Bezhdugova, S. A. Izuchenie sutochnoj periodichnosti mitozov v kletkah meristem prorostkov lukovicy luka Allium sera L. [Circadian rhythm of mitoses in meristem cells of Allium cepa L. seedlings] / S. A. Bezhdugova, E. M. International Journal of Applied and Fundamental Research. – 2018. – No. 3 – P. 96-99. [In Russian].
6. Dovgalyuk A. I., Kalinyak T. B., Blum Ya. B. Tsitogeneticheskie ehffekty soley toksichnykh metallov v kletkakh apikalnoy meristemy korney prorostkov Allium sera L. [Cytogenetic effects of toxic metal salts on apical meristem cells of Allium cepa L. seedlings]. Tsitologiya i genetika. 2016. No. 2. P. 3–10. [In Russian].
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 21:09:33/20.04.26
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
