Изменение интегрального показателя биологического состояния чернозема ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ АНТИБИОТИКАМИ

Степень нарушения экологических функций почвы (Добровольский, Никитин, 1990) можно оценивать с помощью «интегрального показателя биологического состояния почв» (ИПБС). В результате многочисленных исследований показано, что при уменьшении значений ИПБС менее чем на 5 % почва способна нормально выполнять свои экологические функции, но при снижении ИПБС на 5-10% нарушаются информационные функции, на 10-25 % - биохимические, физико-химические, химические и целостные, более чем на 25 % - физические функции (Колесников и др., 2006; Колесников и др., 2014).

Результаты полевого моделирования по загрязнению чернозема антибиотиками (рис.54, 55) свидетельствуют о снижении интегрального показателя биологического состояния. Наибольшие отличия по отношению к контролю установлены на 3 сут. опыта. Внесение как тилозина, так и окситетрациклина приводит к уменьшению ИПБС на 16 и 17%, соответственно, что свидетельствует о нарушении биохимических, физико-химических, химических функций почвы. На последующих сроках наблюдается тенденция к увеличению показателя ИПБС, на 30-е сут. разница с контролем составляет 8% для тилозина и 7% для окситетрациклина, что говорит о нарушении информационных функций почвы. На 60-е сут. исследования ИПБС чернозема в вариантах с тилозином и окситетрациклином приближается к контролю (на 4% для тилозина, на 6% для окситетрациклина).

ИПБС почвы под посевами гороха изменяется незначительно (рис.54). Снижение ИПБС по сравнению с контролем наблюдается на первых сроках исследования (на 8% для тилозина и 11% для окситетрациклина). На дальнейших сроках исследования разница в значениях ИПБС на контроле и об разцах почв под посевами гороха, загрязненных антибиотиками не значительна. На 60-е сут. ИПБС полностью не восстанавливается.

Скорее всего, такая разница в значениях ИПБС в образцах почв, загрязненных антибиотиками и образцах почв под посевами гороха, загрязненных антибиотиками объясняется усваиванием и накоплением антибиотиков корнями растений. Известно, что растения выделяют с корневыми экссудатами углеводы, спирты, аминокислоты, органические кислоты, витамины и т.п., вследствие чего в ризосферной зоне растений увеличивается численность микроорганизмов. Последние, в свою очередь, производят ферменты, катализирующие разложение загрязняющих веществ, в том числе и дегидрогеназы, которые пополняют общий пул почвенных дегидрогеназ.

Многочисленные экспериментальные исследования (Brian, 1951; Dekker, 1983; Stackelberg et al., 2004; Auerbach et al., 2007; Zhang et al., 2009; Li et al., 2010; Gao et al., 2012; Rizzo et al., 2013) показали, что большинство используемых антибиотиков адсорбируются и проникают в ткани растений через корни, стебли, листовую поверхность, а так же впитываются в семена и т.д. Скорость проникновения антибиотиков в растения определяется их химическим строением. С наибольшей скоростью в ткани растений проникают антибиотики кислой и нейтральной природы, например хлорамфеникол и пенициллин, медленнее - амфотерные антибиотики, такие как хлор-тетрациклин и окситетрациклин и антибиотики-основания (неомицин, стрептомицин).

Антибиотики, при проникновении в растение, как правило, распространяются в его тканях в концентрации, убывающей при удалении от места введения. Например, стрептомицин при введении через корни обнаруживается в верхушечных листьях томатов через 2-3 суток, пенициллин через - ЗСМ-0 мин; хлортетрациклин распространяется в тканях растений медленнее. Такие антибиотики как грамицидин, мицетин и субтилин очень плохо проникают в растение и почти не распространяются в тканях.

? Контроль ОТилозин ? Окситетрациклин

Рис.54. Динамика изменения ИПБС чернозема обыкновенного при загрязнении антибиотиками в полевых условиях (500 мг/кг)

? Контроль ? Т илозин+горох ? Окситетрациклин+горох

Рис.55. Динамика изменения ИПБС чернозема обыкновенного при загрязнении антибиотиками в полевых условиях на посевах гороха (500 мг/кг)

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >