АНАЛИЗ ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН Г. МАХАЧКАЛЫ

ANALYSIS OF CELLULASE ACTIVITY OF SOILS OF RECREATIONAL ZONES OF MAKHACHKALA

Kazbek Bekshokov

Student, First Moscow state medical University I. M. Sechenov,

Russia, Moscow

Zapir Bagomedov

Student, Dagestan State University,

Russia, Makhachkala

Patimat Bekshokova

Scientific adviser, Cand. Biol. Sciences, Assoc., Dagestan State University,

Russia, Makhachkala

АННОТАЦИЯ

Почвы городских агломераций подвергаются загрязнению тяжелыми металлами, нефтепродуктами, полициклическими ароматическими углеводородами, пестицидами, фенолами и другими поллютантами, что может оказывать влияние на здоровье человека и состояние окружающей среды. В связи с этим изучение особенностей биологической активности в почвах городских территорий весьма актуально. Цель данного исследования состояла в изучении экологического состояния почвы различных рекреационных зон г. Махачкалы на основании анализа деструкционной активности почвенных микроорганизмов. Техногенное загрязнение почв тяжелыми металлами отрицательно влияет на функциональную активность микробных сообществ, что позволяет использовать показатели деструкционной активности и развития микробных ассоциаций для диагностики экологического состояния почв.

Ключевые слова: целлюлазная активность почв, рекреационные зоны.

В настоящее время одной из наиболее острых экологических проблем урбанизированных территорий является техногенное преобразование экосистем под действием различных антропогенных факторов. Важное место в исследовании урбанизированных территорий занимает изучение почвенного покрова.

В современных урбоэкосистемах загрязнение почв, а также интенсивное сокращение почвенных ресурсов обуславливают формирование неблагоприятной для человека среды, ведет к тому, что население городов будет существовать на территориях малопригодных для жизни [1, с. 239].

На сегодняшний день определение ферментативной активности почвенной биоты имеет особую значимость в диагностике негативных изменений биологического состояния почвенного покрова при техногенном воздействии, позволяя выявить характер и степень трансформации экосистем [2, с. 940].Ферментативная активность представляет собой ранний диагностический показатель, позволяющий выявить негативные изменения на начальных стадиях их развития [3, с. 72].

Выбор Махачкалы в качестве объекта исследования обусловлен тем, что город является крупным урбанизированным центром республики, в котором сконцентрированы крупные промышленные предприятия республиканского, а также федерального значения, отмечаются рост городского населения, уплотненная застройка, пригородное строительство, интенсивность и увеличение количества автотранспорта, что в конечном итоге способствует обострению эколого-экономических проблем [4, с. 6].

Одним из надежных индикаторов состояния почв является активность целлюлазы. Данный метод определения относится к группе так называемых аппликационных методов, которые широко используются для определения биологической активности почв, отличаются простотой и дают возможность приблизиться к определению интенсивности протекания процессов в природных условиях.

Как известно, целлюлоза – это главный компонент клеточных стенок высших растений и водорослей, полисахарид, линейный гомополимер, состоящий из цепочек молекул β-D- глюкозы соединенных β-1,4-гликозидными связями. Синтез целлюлозы – масштабный природный процесс, наряду с крахмалом, она является самым распространённым на Земле органическим соединением.

В почву целлюлоза поступает вместе с растительными остатками, где её содержание достаточно велико (40 %-70 %). Процесс разложения клетчатки в почве осуществляется в аэробных и в анаэробных условиях при участии особых групп бактерий и грибов. В ряде современных исследований с помощью проведенных экспериментов доказано, что количественное соотношение в почве данных групп бактерий и грибов примерно одинаково.

Целлюлозоразрушающая активность почв отражает совместную активность бактерий и грибов, и кроме того, характеризует способность почвы очищаться от городского мусора. Кроме того, она отражает длительные по времени процессы формирования почв, их механические и химические свойства.

Объектами исследования являлись почвы некоторых рекреационных зон г. Махачкалы. Отбор образцов производился с глубин 0-20 см и на разной степени удаленности от проезжей части на опытных площадках (20, 40 и 60 м), имеющих характерные черты, свойственные исследуемой зоне. Все площадки были расположены на газонной территории с хорошо развитым травянистым покровом. При отборе проб отмечали примерно одинаковые погодно-климатические условия. Отбор проб производился в соответствии с ГОСТом 28168-89 и ГОСТом 17.4.4.02-84. Исследованию подвергались объединенные (интегральные) пробы.

Полученные нами данные о целлюлозоразрушающей активности микробно-грибных ассоциаций на участках почвы с разным удалением от проезжей части для выбранных скверов и парков отражены в таблице 1. Анализ интенсивности разложения целлюлозы в течение месяца показал, что имеется прямая связь между этим показателем биологической активности почв и расстоянием от проезжей части. Таким образом, данный метод оценки состояния почв достаточно информативен.

Таблица 1.

Интенсивность разложения целлюлозы в исследованных образцах почвы парков и скверов г. Махачкалы, в % от исходной массы за месяц

Также прослеживается корреляция между интенсивностью разложения целлюлозы и накоплением тяжелых металлов в почве на выбранных для исследования улицах, прилегающих к паркам.

Наименьший показатель разложения целлюлозы зафиксирован на улицах Дзержинского и Коркмасова. Как уже упоминалось выше, суммарный индекс загрязнения металлами почв, прилегающих к этим точкам самый большой, с превышением ПДК свинца и цинка.

С учетом того, что ведущим антропогенным фактором для выбранных точек исследования является, прежде всего, автомобильный поток, показатель интенсивности разложения целлюлозы характеризует влияние тяжелых металлов, выделяемых при эксплуатации автомобилей как на численность почвенных микроорганизмов, так и на активность целлюлазного ферментного комплекса.

Общий результат исследования сводится к тому, что изучение состояния микробных сообществ почвы, подвергающейся загрязнению, может служить надежным критерием комплексного влияния различных неблагоприятных факторов на их состояние, оценивая не только их количественные значения (концентрации), но и синергетический эффект.

Численные данные выбранной нами биотестирующей системы (целлюлозоразрушающая активность) коррелирует как со степенью автомобильной нагрузки, так и с содержанием тяжелых металлов, поэтому могут применяться как адекватные, доступные и дешевые методы экологического мониторинга почв.

Список литературы:

1. Абросимова О. В. Оценка экологического неблагополучия урбосистем на основе данных мониторинга снежного и почвенного покровов (на примере г. Саратова) // Вестник СГТУ. – 2013. – №1 (73). –  С. 239-244.
2. Новоселова Е.И. Влияние кадмия и меди на активность гидролитических ферментов урбанозема // Вестник Башкирского университета. – 2016. – С. 940-942.
3. Хлыстов И.А. Ферментативная активность почв в зоне загрязнения выбросами медеплавильного завода // Аграрный вестник Урала, no. 1 (143), 2016. - №1 (143). -  С. 72-76.
4. Гусейнова Н.О. Оценка состояния природно-техногенных систем по данным биологического и физико-химического мониторинга на примере г. Махачкалы. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. – Махачкала. – 2008. – 137 с.