Автореферат (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств)

1На правах рукописиКорнеева Ирина ЮрьевнаИНДИКАТОРНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЧЕРВЕЙ И РАСТЕНИЙДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯВЕРМИКОМПОСТИРУЕМЫХ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХОТХОДАМИ КОЖЕВЕННОГО И ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВ03.02.08 – экология (биологические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква – 20162Работа выполнена на кафедре зоотехнии и биологииФедерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего образования «Рязанский государственный агротехнологическийуниверситет имени П. А.

Костычева»Научный руководитель:Нефедова Светлана Александровнадоктор биологических наук, доцентФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Рязанский государственный агротехнологическийуниверситет имени П. А. Костычева»,профессор кафедры зоотехнии и биологииОфициальные оппоненты: Чурилов Геннадий Ивановичдоктор биологических наук, доцентФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П.

Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации,профессор кафедры общей и фармацевтическойхимииКлимачев Дмитрий Анатольевичкандидат биологических наук, доцентГосударственное образовательное учреждениевысшего образования Московской области Московский государственный областной университет,доцент кафедры ботаники и прикладной биологииВедущая организация: Мещерский филиал Государственного научного учреждения всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственныхнаук.Защита состоится «16» февраля 2017 г.

в 16 часов 00 минут на заседании Советапо защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук Д 212.303.38при Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва, ул.

МиклухоМаклая, д. 6 и на сайте dissovet.rudn.ruАвтореферат разослан «___» декабря 2016 года.Ученый секретарьДиссертационного советаЕ. А. Ванисова3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность. Процессы самоочищения природы из-за больших концентраций ксенобиотиков и высокой их устойчивости к разложению идут очень медленно. Поэтому актуальной экологической задачей является восстановление окружающей среды: рациональная переработка промышленных и сельскохозяйственных отходов; санация и восстановление плодородия земель, утилизация отходов иловых стоков предприятий и т. д.

Для ремедиации экологически неблагоприятных почв необходимо применять их вермикомпостирование.Изучение реакций почвообитающих беспозвоночных в качестве показателей биотестирования, исследование механизмов их функционирования в антропогенных экосистемах, является актуальным. Тест-реакции беспозвоночных к условиям антропогенной нагрузки на экосистемы изучены недостаточно. Так же интерес представляет исследование реакций растений, способных к индикации процесса очищения субстратов, при вермикомпостировании почв.Масштабы антропогенной деятельности достигли такого уровня, когда существующая система экологического мониторинга должна дополняться исследованиями с использованием животных и растений, пригодных для биоиндикации ибиотестирования (Нефедова, 2011). В таком аспекте перспективным представляется использование показателей биохимических и цитоморфологических реакцийбеспозвоночных (Цветков, 2007).Наиболее перспективным путем восстановления загрязненных почв является ремедиация.

Фиторемедиация заключается в использовании растений дляочистки среды. Это современная биотехнология высокоэффективной очистки оторганических и неорганических загрязнителей (Агибаева и др., 2013). Растения,чутко реагирующие на характер и степень загрязнения, используются в качествеиндикаторов состояния среды (Лорсанова, 2009).Способность червей к ремедиации в почво-растительных системах способствует снижению токсичности субстратов, что позволяет производить на нихпродукцию, годную к употреблению. Черви способны связывать поллютанты иуменьшать их поступление в растения (Ткаченко, 2005).Биотестирование недостаточно применяется в производственных лабораториях, анализирующих почвы.

Однако этот метод более чувствителен по сравнению с химическим анализом, так как последний выявляет концентрации заявленных веществ, тогда как биотестирование указывает на наличие или отсутствиетоксичности (Пономарев, 1985).Таким образом, выявление индикаторных реакций червей и растений длябиотестирования вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами предприятий, является актуальным направлением исследований в области прикладнойэкологии.Цель – выявление индикаторного значения червей и растений для оценкиэкологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходамикожевенного и цементного производств.4Решались задачи:1. Проанализировать динамику концентрации тяжелых металлов, индикаторноотражающую ремедиацию среды, в очищаемых вермикомпостированием почвах.2.

Охарактеризовать видовое разнообразие червей, способных проявлять индикаторную реакцию для биотестирования токсичности почв.3. Выявить индикаторные показатели червей для биотестирования токсичностивермикомпостируемых почв, загрязненных кожевенными и цементными отходами.4.

Выявить индикаторные показатели растений для биотестирования динамикиремедиации вермикомпостируемых почв, загрязненных кожевенными и цементными отходами.Объекты исследования: черви – представители семейства Дождевые черви (Lumbricina), видов: Навозный червь (Eisenia fetida), Белокончиковый дождевой червь (Octolasion lacteum), Красноватый дождевик (Lumbricus rubellus),Восьмигранная дендробена (Dendrobaena octaedra); растения – пшеница мягкаяTriticum aestivum L., салат обыкновенный Lactuca sativa L.Предмет исследования: индикаторные реакции червей и растений длябиотестирования токсичности почв, при использовании червей – холодоустойчивость, весовые показатели и адаптивные характеристики, репродуктивность ивосстановление популяций, количество особей, наличие и число коконов, вылупившейся молоди; растений – ростовые показатели, водоудерживающая способность, оводненность листьев.Научная новизна.

На основе анализа динамики холодоустойчивости, весовых показателей, репродуктивности, восстановления популяций, ремедиационных способностей, динамики цитохимических и цитоморфологических показателей, впервые доказано, что белокончиковый дождевой и навозный черви, красноватый дождевик и восьмигранная дендробена обладают характерной маркернойтест-реакцией для выявления токсичности вермикомпостируемых почв, загрязненных производственными отходами; на основе анализа оводненности листьеврастений, их ростовых показателей, водоудерживающей способности листовыхпластинок, доказано, что пшеница мягкая (Triticum aestivum L.), салат обыкновенный (Lactuca sativa L.) индикаторно отражают динамику ремедиации вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами производств.Практическая и теоретическая значимость работы.

Для биотестирования вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств, выявлен ряд индикаторных цитохимических, цитоморфологических, репродуктивных и ремедиационных показателей червей; маркерных показателей растений, обладающих реакцией для оценки токсичности среды и динамики ее ремедиации. Использование результатов исследований в практическойдеятельности специалистами сельскохозяйственного и лесопаркового секторапозволит контролировать экологическое состояние и проводить ремедиацию почвна территориях, граничащих с кожевенными и цементными производствами илиместами отвалов их отходов.Результаты научно-исследовательской работы внедрены в работу Учебнонаучного инновационного центра «Агротехнопарк» на открытой агротехнологи-5ческой станции; используются в учебном процессе в ФГБОУ ВО РГАТУ имениП.

А. Костычева, РГУ имени С. А. Есенина, для проведения лекций и лабораторных занятиях по дисциплинам экологического и биологического циклов.Личный вклад автора заключается в самостоятельном проведении полевых работ и лабораторных исследований; сборе статистического материала дляанализа динамики маркерных показателей различных видов червей для их использовании при биотестировании в условиях антропогенного давления со стороны кожевенного и цементного производств; в анализе научной литературы, систематизации материалов и их публикации (в соавторстве).Достоверность результатов обеспечивается использованием современныхаттестованных методик, методов исследований образцов почв и их экспериментальных аналогов, с применением государственных стандартных образцов поллютантов и статистической обработке материалов.Положения, выносимые на защиту:1.