Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Целюлозоруйнуюча активність ґрунтової мікрофлори за впливу різних рівнів радіонуклідного забруднення

В. Іллєнко, І. Волкогон, О. Бордюг, А. Клепко, М. Лазарєв, І. Гудков
Завантажити статтю
Анотація

Отримані результати щодо впливу різних рівнів радіоактивного забруднення ґрунту на мікробіоту і целюлозоруйнуючу мікрофлору. Стан вказаної мікрофлори є одним із показників загальної активності мікроорганізмів ґрунту та характеризує трансформацію органічної речовини та залучення важкодоступних форм вуглецю в біологічний кругообіг чи вивільнення в атмосферу. У віддалений період після Чорнобильської радіаційної аварії постає і вирішується проблема використання у народному господарстві радіоактивно забруднених територій та повернення до господарської діяльності земель, що були виведені з обігу у 1991–1996 рр. за радіологічними показниками. Під час проведення наукової роботи, нами були використані наступні методи дослідження – спектрометричний та радіохімічний аналіз, мікробіологічні, агрохімічні, статистичні. Для проведення польових досліджень у зоні безумовного (обов’язкового) відселення та зоні відчуження ЧАЕС обрано та обстежено по одному полігону в межах яких, за результатами радіологічного та агрохімічного аналізу, визначені місця закладки рослинного матеріалу. Для полігонів відмічений значний градієнт за радіологічними показниками та забезпечено максимально можливе дотримання однорідності агрохімічних характеристик ґрунту. Радіаційний фон коливається в межах від 0,13±0,01 до 34,8±0,5 мкЗв/год. Питома радіоактивність ґрунту цих полігонів характеризується такими параметрами: за 137Cs – від 600±45 до 203800±4100 Бк/кг, за 90Sr – від 33±4 до 34000±300 Бк/кг. Розрахунок потужності поглинутих доз на мікробіоту показав на 1-му полігоні максимальні значення до 1,57 мкГр/год, на 2-му полігоні – до 84,00 мкГр/год. Отримано дані щодо целюлозолітичної активності мікроорганізмів ґрунту обох полігонів, виконано розрахунок коефіцієнтів ТВІ-індексу та оцінено чисельність мікроорганізмів грунту за результатами посіву грунтової суспензії на поживні середовища 

Ключові слова

ґрунтова мікрофлора, забруднена радіонуклідами територія, питома активність радіонукліду, 137Cs, 90Sr

ЦИТУВАТИ
Illienko, V., Volkogon, I., Bordyug, O., Klepko, A., Lazarev, M., & Gudkov, I. (2023). Cellulose destructive activity of soil microflora at the influence of different radionuclide contamination levels. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 19(3). https://doi.org/10.31548/dopovidi3(103).2023.004
Використані джерела

  1. Hryhoryeva, L.V., Korchak, H.Y., & Yerusalymska, L.F. (1999). Influence of different levels of radiation contamination of soil on indicator and pathogenic microorganisms. Environment and Health, 1, 53–56.

  2. Kalashnikova, Z.V., Korchak, G.I., & Karachev, I.I. (1996). Assessment of the availability of radionuclides to plants under different conditions of soil microbiocenoses' vital activity. Problems of the Chernobyl Exclusion Zone, 3, 168–174.

  3. Kravchenko, I.K., Semenov, A.M., & Dedysh, S.N. (1999). Analysis of natural populations of microorganisms in soils affected by the Chernobyl accident. In Bioindication of radioactive contamination (pp. 313–322). Moscow: Nauka.

  4. Zhdanova, N.N., Vasilevskaya, A.I., & Zakharchenko, V.O. (1999). Micromycetes of soils contaminated as a result of the Chernobyl disaster and their contribution to the migration of radionuclides. In Bioindication of radioactive contamination (pp. 352–356). Moscow: Nauka.

  5. Kravets, O.P. (2008). Radiological consequences of agrocenoses radionuclide contamination. Kyiv: Logos.

  6. Zhdanova, N.N., Leshko, T.N., & Redchetz, T.I. (1991). Interaction of soil micromycetes with “hot” particles in model systems. Microbiological Journal, 53(4), 9–17.

  7. Avery, S.V. (1995). Caesium accumulation by microorganisms: Uptake mechanisms, cation competition, compartmentalization and toxicity. Journal of Industrial Microbiology, 14(2), 76–84. https://doi.org/10.1007/BF01569888.

  8. Avery, S.V. (1996). Fate of caesium in the environment: Distribution between the abiotic and biotic components of aquatic and terrestrial ecosystems. Journal of Environmental Radioactivity, 30(2), 139–171. https://doi.org/10.1016/0265-931X(96)89276-9.

  9. Avery, S.V., Codd, G.A., & Gadd, G.M. (1993). Transport kinetics, cation inhibition and intracellular location of accumulated caesium in the green microalga Chlorella salina. Microbiology, 139(4), 827–834. https://doi.org/10.1099/00221287-139-4-827.

  10. Avery, S.V., Smith, S.L., Ghazi, A.M., & Hoptroff, M.J. (1999). Stimulation of strontium accumulation in linoleate-enriched Saccharomyces cerevisiae is a result of reduced Sr2+ efflux. Applied and Environmental Microbiology, 65(3), 1191–1197.

  11. Avery, S.V., & Tobin, J.M. (1992). Mechanisms of strontium uptake by laboratory and brewing strains of Saccharomyces cerevisiae. Applied and Environmental Microbiology, 58(12), 3883–3889.

  12. Tugay, T.I., Zhdanova, N.N., & Zheltonozhskiy, V.A. (2005). Response reactions of the fungi, isolated from inner locations of shelter, which have different levels of radioactivity. Scientific Papers of the Institute for Nuclear Research, 99(14), 128–136.

  13. Keuskamp, J.A., Dingemans, B.J.J., Lehtinen, T., Sarneel, J.M., & Hefting, M.M. (2013). Tea Bag Index: a novel approach to collect uniform decomposition data across ecosystems. Methods in Ecology and Evolution, 4, 1070–1075. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12097.

  14. Peñalver-Alcalá, A., Álvarez-Rogel, J., Conesa, H.M., & González-Alcaraz, M.N. (2021). Biochar and urban solid refuse ameliorate the inhospitality of acidic mine tailings and foster effective spontaneous plant colonization under semiarid climate. Journal of Environmental Management, 292, article number 112824. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112824.

  15. Kulagowski, R., Thoumazeau, A., Leopold, A., Lienhard, P., Boulakia, S., Metay, A., Sturm, T., Tixier, P., Brauman, A., Fogliani, B., & Tivet, F. (2021). Effects of conservation agriculture maize-based cropping systems on soil health and crop performance in New Caledonia. Soil and Tillage Research, 212, article number 105079. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105079.

  16. ISO 18589-5:2009. (2009). Measurement of radioactivity in the environment. Soil. Part 5: Measurement of strontium-90.

  17. Spirin, E.V., & Pimekhov, E.P. (2011). Development of dosimetric models for assessing the radiation doses of soil microbocenosis and mesofauna in case of radioactive contamination of the environment. Obninsk: VNIISKHRAE.

  18. Volkogon, V.V. (2010). Experimental soil microbiology: Monograph. Kyiv: Agricultural Science.