Автореферат (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 2

Вермикомпостирование почв, загрязненных кожевенными и цементными отходами, позволяет очистить их от тяжелых металлов, динамика процесса индикаторно отражается на показателях червей, осуществляющих ремедиацию субстрата, а так же растений, произрастающих на восстанавливаемых почвах.2. Для оценки очистки токсичных почв, загрязненных кожевенными и цементными отходами, необходимо выбирать вид червей, обладающий способностью проявлять индикаторную реакцию, отражающую ремедиацию субстрата под действием вермикомпостирования.3.Эффективными индикаторными показателями червей, которые необходимо использовать при оценке очистки почв, являются динамика холодоустойчивости,весовых и адаптивных характеристик, репродуктивность и восстановление популяций, количество особей, коконов, молоди.4.

Индикаторными показателями растений, отражающими ремедиацию вермикомпостируемых почв, загрязненных кожевенными и цементными отходами, являются динамика ростовых показателей, водоудерживающая способность, оводненность листьев.Апробация. Материалы представлены и обсуждены на 64-ой областной научно-практической конференции школьников, студентов и аспирантов «Научныеприоритеты в АПК: Инновационные достижения, проблемы, перспективы развития» (ФГБОУ ВПО РГАТУ, 29.04.2013), на международной научно-практическойконференции профессорско-преподавательского состава «Научное обеспечениеразвития АПК в условиях реформирования» (24-26 января, 2013, СанктПетербург); XII Международной студенческой научной конференции «Знаниямолодых – будущее России» «Вятская государственная сельскохозяйственнаяакадемия», г.

Киров (12-14 марта, 2014 г.), на конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» в Рязанском институте управления иправа 19.12.2014 г., на Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные и научно-технические разработки и исследования молодых ученых»(ФГБОУ ВО РГАТУ, 18.03.2016 г.). Приняла участие в программе «УМНИК» вРязанской области, проводимой в рамках программы Фонда содействия развитию6малых форм предприятий в научно-технической сфере «Участник молодежногонаучно-инновационного конкурса».Публикации.

Опубликовано 11 статей, из них 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, заключение, выводы, список использованной литературы.Общий объем работы 121 стр., в диссертации 22 таблицы, 15 рисунков. Списокиспользованной литературы включает 200 источников, в том числе 23 работы зарубежных авторов.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВ разделе 1.

Обзор литературы изучены начальные этапы и степень развитияметодов вермикомпостирования в решении проблемы утилизации и переработкиотходов; условия обитания, содержания и способы выращивания червей; приведены популяционная оценка червей в зависимости от условий обитания, значениебеспозвоночных для биотестирования токсичности почв. В лабораторных условиях, для выявления индикаторных показателей растений, отражающих ремедиацию токсичных почв вермикомпостированием, был смоделирован эксперимент,для чего использовали искусственно созданные варианты субстратов с концентрациями тяжелых металлов (ТМ), аналогичными почвам со средним (15 г/кг) исильным (30 г/кг) загрязнением отходами цементного и кожевенного предприятий.В разделе 2. Материалы и методы исследований приведена схема исследований, перечислены методики для проведения биотестирования и изучения способности червей и растений к ремедиации почв.

Описано моделирование эксперимента с учетом используемых реактивов и приборов.Работа проводилась с 2012 по 2015 годы в ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» в Учебнонаучном инновационном центре «Агротехнопарк» на открытой агротехнологической станции.Антропогенное воздействие на почву со стороны отходов кожзавода анализировалось на следующих вариантах почв: 1 – контрольный образец почвы, в котором тяжелые металлы в норме; 2 – естественная почва с территории отваловотходов кожевенного предприятия, содержащая 15 г/кг сухого осадка сточныхвод (ОСВ); 2а – экспериментально созданный субстрат с добавлением 15 г/кг отходов кожевенного предприятия; 3 – естественная почва с территории отваловотходов кожевенного предприятия, содержащая 30 г/кг сухого остатка ОСВ; 3а –экспериментально созданный субстрат с добавлением 30 г/кг отходов кожзавода.Антропогенное воздействие на почву со стороны отходов предприятия, производящего цемент, анализировалось на следующих варианта субстратов: 4 –контрольный образец почвы, в котором тяжелых металлов в концентрациях, допустимых ПДК; 5 – естественная почва с территории отвалов цементного предприятия, содержащая 15 г/кг отходов; 5а – экспериментально созданный субстратс добавлением 15 г/кг отходов кожевенного предприятия; 6 – естественная почвас территории отвалов цементного предприятия, содержащая 30 г/кг отходов; 6а –7экспериментально созданный субстрат с добавлением 30 г/кг отходов цементногопроизводства.Все компоненты измельчили, увлажнили и смешивали до однородного ирыхлого состояния.

Субстраты были помещены в пластиковые контейнеры (по 3кг для каждого эксперимента) и в течение недели выдержаны в проветриваемомпомещении в целях улучшения процессов аэробной ферментации. Экспериментпроводили в 5-ти повторностях. Содержание в пробах экспериментальных почвТМ определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотомерии. При описании загрязнения экспериментальных почв были использованы гигиеническиенормативы ГН 2.1.7.2041-06, СанПиН 42-128-4433-87. Почвы содержали следующие поллютанты: Zn, Cu, Co, Pb, сульфат-ион, нитрат-ион (в составе отходовкожзавода); Zn, Cu, Pb, Ni, Cr (в составе отходов цементного завода). Для исследования использовали общепринятые методики ПНДФ.В каждый экспериментальный вариант почвы подсаживали по 15 червейразных видов, в течение трех месяцев вели наблюдения.

Субстраты периодическиполивали водой, поддерживая влажность на уровне 60-75 %.Способность червей к биотестированию изучали по следующим показателям: холодоустойчивость (Берман и соавт., 2009), выживаемость особей и коконов, вылупляемость молоди из коконов, весовые характеристики. Цитохимическую оценку амебоцитов червей проводили методом Шабадаша (Шабадаш, 1947),определяли количество гранул в гемолимфе червей, выявляемых ШИК-реакцией.Для фиксации мазков гемолимфы червей, с целью подсчета цитоморфологических маркеров (микроядра в амебоцитах), применяли абсолютный этиловыйспирт (15-20 мин). Мазки сушили в термостате при t = 37 С. Для выявления микроядер, препараты окрашивали по методу Романовского-Гимза (Яковлев, Коровушкин, 2004).Выживаемость червей разных видов, в зависимости от токсичности экспериментальных почв, анализировали, подсчитывая количество особей (%) и полученных от них коконов (%).В качестве тест-объектов для анализа ремедиационной способности червейиспользовались пшеница мягкая (Triticumaestivum L.) и салат обыкновенный(Lactuca sativa L.).

В экспериментальные субстраты помещали по 15 половозрелых червей маточной популяции каждого вида и в течение трех месяцев (перваяремедиация) и трех следующих месяцев (вторая ремедиация) вели наблюдения заих реакциями. Изучение водоудерживающей способности, ростовых показателей,оводненности листьев растений проводилось в лабораторных условиях в течение120 дней. Первые трое суток семена проращивали в термостате при температуре20 оС, затем высаживали в емкости с почвой на 5 кг. В каждом сосуде выращивалось по 20 г растений. Учет показателей роста проводили на 4-ый, 10-ый, 20-ый,30-ый и 40-ой дни. Ростовые показатели (длина побега проростка, длина максимального корня проростка) фиксировали с помощью измерительной ленты; массукорней и побегов проростков определяли на лабораторных весах; долю проросших семян учитывали по общепринятым методикам. Уход за растениями осуществляли в соответствии с общепринятой агротехнической методикой.8Водоудерживающую способность листовой пластинки определяли весовымметодом, вычисляя разность между сырой и сухой массой растения по методу А.А.

Ничипорович (Ничипорович, 1926). Водоудерживающая способность P рассчитывалась по формуле:P = (P1 – P2) × 100 [ % ],(1)где Р1 – сырая масса листовой пластинки;Р2 – масса листовой пластинки через 20 минут после отделения.Интенсивность транспирации отражает воду, которая испаряется с 1 дм 2листа или единицы веса (1 г). Учитывается потеря жидкости листовой пластинкой за 3 мин.

Листовую пластинку получали с растения и быстро взвешивали наторсионных весах Р1. Через 3 минуты взвешивали повторно Р2. Разница (DР) иесть количество испарившейся воды. Формула для расчета интенсивности транспирации (мг/г сырого веса в час):где 60 – коэффициент для перевода в часы; 1000 – коэффициент для перевода вграммы.Статистическую обработку проводили согласно методике Н. А. Плохинского (1970).Раздел 3.