Влияние речных донных отложений на биологическую активность чернозема и песчаной почвы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Потенциальное использование донных отложений р. Дон в сельском хозяйстве оценили путем анализа фитотоксичности для тест-объекта озимой пшеницы, активности ферментов (инвертазы и дегидрогеназ), химического состава донных отложений. В проведенном модельным опыте внесли речные донные отложения (РДО) (50–1000 т/га) в две почвы разного генезиса. Обнаружено, что содержание тяжелых металлов в РДО не превышало почвенные ПДК. Самая высокая ферментативная активность в серопесках была отмечена в образцах с внесением 50 т РДО/га по сравнению с контрольной почвой. Для чернозема оптимальной была доза 100 т РДО/га. По активности дегидрогеназ в черноземе и серопесках значительных различий между образцами с более низким (50 т/га) и более высоким (600 т/га) внесением РДО обнаружено не было. Подавление активности относительно контроля обнаружено в серопесках только с самой высокой долей РДО (50%). Ферментативная активность инвертазы снижалась с увеличением РДО в серопесках. Донные отложения стимулировали дыхание почвы. Самые высокие показатели роста озимой пшеницы обнаружены в черноземе и серопесках с добавлением дозы 50 т РДО/га. Результаты корреляционного анализа подтвердили зависимость между содержанием органического углерода и активностью ферментов в серопесках.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Рыбалкина

Южный федеральный университет

Email: kamil_kazeev@mail.ru
Россия, 344090 Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1

К. Ш. Казеев

Южный федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kamil_kazeev@mail.ru
Россия, 344090 Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 194/1

Список литературы

  1. Güzel B., Başar H. M., Güneş K., Yenisoy-Karakaş S., Tolun L. Investigation of topsoil production from marine dredged materials (DMs) in Turkey for urban landscaping work // Heliyon. 2019. V. 5. № 7. P. e02138.
  2. de Montaudouin X., Blanchet H., Gouillieux B., Humbert S., Latry L., Crovetto L., Lavesque N. Benthic community impacts from sediment dredging and disposal: A comparison of sampling gear // Marine Pollut. Bul. 2023. V. 194. Part A. P. 115278.
  3. Shih S.-S., Lee C.-Y. Eco-friendly dredging methods of changing fluvial landforms for enhancing hydraulic habitat quality and river corridor continuum // Sci. Total Environ. 2024. V. 936. P. 173439.
  4. Yoobanpot N., Jamsawang P., Simarat P. Jongpradist P., Likitlersuang S. Sustainable reuse of dredged sediments as pavement materials by cement and fly ash stabilization // J. Soil. Sediment. 2020. № 20. P. 3807–3823.
  5. Mohammad A., Zentar R. Characterization of recycled dredged sediments: Toward circular economy in road construction // Construct. Build. Mater. 2023. № 402. P. 132974.
  6. Larouci A., Senhadji Y., Laoufi L., Benazzouk A. Valo- risation of natural waste: dam sludge for road construction // Nat. Environ. Pollut. Technol. 2020. V. 19. № 3. P. 1075–1083.
  7. Abriak Y., Maherzi W., Senouci A., Benzerzour M., Rivard P. Valorization of dredged sediments and recycled concrete aggregates in road subgrade construction // Buildings. 2023. V. 13. № 646. P. 1–15.
  8. Crocetti P., González-Camejo J., Li K., Foglia A., Eusebi A.L., Fatone F. An overview of operations and processes for circular management of dredged sediments // Waste Manag. 2022. V. 146. P. 20–35.
  9. Baran A., Mierzwa-Hersztek M., Gondek K., Tarnawski M., Szara M., Gorczyca O., Koniarz T. The influence of the quantity and quality of sediment organic matter on the potential mobility and toxicity of trace elements in bottom sediment // Environ. Geochem. Health. 2019. V. 41. P. 2893–2910.
  10. Baran A., Tarnawski M., Koniarz T., Szara M. Content of nutrients, trace elements, and ecotoxicity of sediment cores from Rożnów reservoir (Southern Poland) // Environ. Geochem. Health. 2019. V. 4. P. 2929–2948.
  11. Szara-Bąk M., Baran A., Klimkowicz-Pawlas A., Tkaczewska J., Wojtasik B. Mobility, ecotoxicity, bioaccumulation and sources of trace elements in the bottom sediments of the Rożnów reservoir // Environ. Geochem. Health. 2021. V. 43. P. 1–18.
  12. Фрид А.С., Касатиков В.А., Борисочкина Т.И., Колчанова К.А., Никитина Н.С. Влияние длительного применения осадков сточных вод и извести на валовое содержание и концентрацию подвижных форм тяжелых металлов в супесчаной дерново-подзолистой почве // Агрохимия. 2023. № 1. С. 83–96.
  13. Вальков В.Ф., Жаркова М.Г. Песчаные почвы юга России // Научн. мысль Кавказа. 2008. № 3(55). С. 48–52.
  14. Классификация и диагностика почв России / Сост. Л.Л. Шишов [и др.]. Почв. ин-т им. В.В. Докучаева. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с.
  15. IUSS Working Group WRB. 2022. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria.
  16. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2016. 356 с
  17. Zhang L., Wang S., Imai A. Spatial and temporal variations in sediment enzyme activities and their relationship with the trophic status of Erhai Lake // Ecol. Engin. 2015. V. 75. P. 365–369.
  18. Даденко Е.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И., Мясникова М.А. Влияние распашки на биохимические свойства черноземов Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2022. 115 с.
  19. Наими О.И. Гумусное состояние и биологическая активность черноземов обыкновенных (североприазовских) при длительном сельскохозяйственном использовании // Известия Оренбург. ГАУ. 2015. № 3(53). С. 161–164.
  20. Хазиев Ф.Х. Экологические связи ферментативной активности почв // Экобиотехнология. 2018. Т. 1. № 2. С. 80–92.
  21. Горовцов А.В., Чистяков В.А. Оценка фитотоксичности чернозема обыкновенного при применении Bacillus sp. и биочара для стимуляции разложения пожнивных остатков озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) // Агрохимия. 2023. № 5. С. 60–69.
  22. Цепина Н.И., Колесников С.И., Минникова Т.В., Русева А.С. Сравнительная оценка фитотоксичности наночастиц серебра разного размера // Агрохим. вестн. 2023. № 3. С. 80–85.
  23. Минникова Т.В., Колесников С.И., Минин Н.С. Интегральная фитотоксичность нефтезагрязненного чернозема после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом // Bul. Tomsk Polytech. Univer. Geo Asset. Engin. 2024. Т. 335. № 5. С. 95–106.
  24. Chini G., Bonetti D., Tozzi F., Antonetti M., Pecchioli S., Burchi G., Masciandaro G., Nin S. Wild strawberry production on innovative sediment-based growing media: a reality challenging the traditional concept of «soilless» cultivation // Acta Horticult. 2023. P. 567–574.
  25. Ветчинников А.А., Титова В.И., Баранов А.И., Сеньчева Е.В. Оценка возможности использования донных отложений пруда для рекультивации техногенно-нарушенных почв // Агрохим. вестн. 2018. № 2. С. 50–53.
  26. Urbaniak M., Baran A., Szara M., Mierzejewska E., Lee S., Takazawa M., Kannan K. Evaluation of ecotoxicological and chemical properties of soil amended with Hudson River (New York, USA) sediment // Environ. Sci. Pollut. Res. Inter. 2020. V. 27. P. 7388–7397
  27. Фахрутдинов А.И., Ямпольская Т.Д., Зубайдулин А.А. Нефтедеструктивная активность донных отложений озер, загрязненных углеводородами // Изв. Самар. НЦ РАН. 2016. № 2–2. C. 534–543.
  28. Козунь Ю.С., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние климата на ферментативную активность лесных почв Северного Кавказа // Лесоведение. 2022. № 3. С. 262–269.
  29. Колесников С.И., Попович А.А., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Изменение эколого-биологических свойств почв Юга России при загрязнении фтором //Агрохимия. 2008. № 1. С. 76–82.
  30. Цепина Н.И., Минникова Т.В., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Оценка фитотоксичности серебра на почвах разной устойчивости: бурых лесных, черноземах и серопесках // Изв. высш. уч. завед. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки. 2020. № 3(207). С. 107–112.
  31. Федоренко А.Н., Мокриков Г.В., Казеев К.Ш., Гобарова А.А., Козунь Ю.С., Колесников С.И. Оценка влияния покровных культур на биологическую активность черноземов при использовании технологии прямого посева // Земледелие. 2023. № 1. С. 23–27.
  32. Рыбалкина Е.И., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние сапропеля на биологическую активность каштановой почвы // Агрохим. вестн. 2023. № 4. С. 39–47.
  33. Неведров Н.П., Саржанов Д.А., Проценко Е.П., Васенев И.И. Сезонная динамика эмиссии СО2 из почв города Курска // Почвоведение. 2021. № 1. С. 70–79.
  34. Терехова В.А., Кулачкова С.А., Морачевская Е.В., Кирюшина А.П. Методология биодиагностики почв и особенности некоторых методов биоиндикации и биотестирования (обзор) // Вестн. МГУ. Сер. 17: Почвоведение. 2023. № 2. С. 35–45.
  35. Kazberuk W., Szulc W., Rutkowska B. Use bottom sediment to agriculture – Effect on plant and heavy metal content in soil // Agronomy. 2021. Т. 11. № 6. С. 1077.
  36. Burducea M., Lobiuc A., Dirvariu L., Oprea E., Olaru S. M., Teliban G.C. Assessment of the fertilization capacity of the aquaculture sediment for wheat grass as sustainable alternative use // Plants. 2022. Т. 11. № 5. С. 634.
  37. Баранов А.П., Лунев М.И., Мерзлая Г.Е. Экотоксикологическая оценка применения удобрений на основе осадков сточных вод методом биотестирования // Агрохим. вестн. 2018. № 1. С. 12–15.
  38. Urbaniak M., Lee S., Takazawa M., Mierzejewska E., Baran A., Kannan K. Effects of soil amendment with PCB-contaminated sediment on the growth of two cucurbit species // Environ. Sci. Pollut. Res. Inter. 2020. V. 27. P. 8872–8884.
  39. Szara M., Baran A., Klimkowicz-Pawlas A., Tarnawski M. Ecotoxicological characteristics and ecological risk assessment of trace elements in the bottom sediments of the Rożnów reservoir (Poland) // Ecotoxicology. 2020. V. 29. P. 45–57.
  40. Karak T., Bhattacharyya P. Heavy metal accumulation in soil amended with roadside pond sediment and uptake by winter wheat (Triticum aestivum L. cv. PBW 343) // Sci. World J. 2010. V. 10. № 10. P. 2314–2329.
  41. Koniarz T., Baran A., Tarnawski M. Agronomic and environmental quality assessment of growing media based on bottom sediment // J. Soil. Sediment. 2022. V. 22. P. 1355–1367.
  42. Бакаева Е.Н., Тарадайко М.Н., Игнатова Н.А., Запорожцева А.Ю. Динамика фитотоксичности донных отложений урбанизированного участка водотока // Экол. Эконом. Информат. Сер.: Систем. анализ и моделир. эконом. и экол. сист. 2019. Т. 1. № 4. С. 164–167.
  43. Бакаева Е.Н., Игнатова Н.А., Черникова Г.Г., Рудь Д.А. Токсичность вод и донных отложений урбанизированного участка реки Темерник (г. Ростов-на-Дону, ЮФО) // Совр. пробл. науки и образ-я. 2013. № 2. С. 408.
  44. Бакаева Е.Н., Тарадайко М.Н. Токсичность донных отложений малых рек бассейна реки Тузлов по набору биотестов // Усп. совр. естествознания. 2019. № 4. С. 31–36.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ферментативная активность дегидрогеназ и инвертаз в черноземе и серопесках: С – серопески, Ч – чернозем, ДГ – дегидрогеназы, И – инвертаза.

Скачать (220KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика эмиссии СO2 в черноземе, КЧ – контроль чернозем.

Скачать (274KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Длина 7-суточных корней и проростков озимой пшеницы при выращивании их на серопесках (а) и черноземе (б). К – контроль.

Скачать (267KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Всхожесть семян озимой пшеницы в черноземе и серопесках (К – контроль), % от контроля.

Скачать (256KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Накопление фитомассы проростков озимой пшеницы при выращивании на черноземе и серопесках и внесении РДО, г.

Скачать (248KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025