Последний выпуск

Выпуск №25

В этом номере:

  1. Термодесорбция нефтепродуктов и тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград – Волжский

    Капля В. Н., Околелова А.А., Корчагина М. П.

    Термическую десорбцию (термодесорбцию) применяют для ускорения экстракции из почвы большого количества высокомолекулярных углеводородов (в т.ч. нефтепродуктов). Ее проводили при воздействии повышенных температур и давления в автоклаве MLS – 3020 U (SANVO, Япония) при 1,5 атм (122 ºС), и прогревали в сухожаровом шкафу ШС–80–01 при 170 ºС в течение 40 минут .

    Цель работы: изучение особенностей закрепления нефтепродуктов и тяжелых металлов в почвах агломерации, изменения их концентрации в почве при воздействии повышенных температур и давления (термодесорбции).

    В данной статье представлены сведения о содержании нефтепродуктов и тяжелых металлов в светло-каштановых и аллювиальных почвах агломерации Волгоград – Волжский, и впервые об изменении их содержания в почве после термической десорбции. Нами также впервые были использованы аналогичные условия для определения тяжелых металлов в почвах.

    Концентрация нефтепродуктов после термодесорбции в почве увеличивается в 1,22–1,50 раза. Увеличение концентрации НП после термодесорбции происходит в связи с тем, что значительная их часть, представленная легкими фракциями, испаряется в первые недели после попадания в почву, а тяжелые фракции сорбируются минеральной частью почвы, а в результате десорбции освобождаются.

    Концентрации ТМ после термодесорбции практически вдвое меньше, чем их валовых форм. Предполагаем, что подвижные фракции (кислото– и водорастворимые) при заданных температуре и давлении испаряются, а в результате десорбции элементы высвобождаются из комплексов.

     

    Ключевые слова: тяжелые металлы (ТМ), нефтепродукты (НП), органический углерод, светло-каштановая почва, аллювиальная почва, термическая десорбция.

    Thermal desorption of petroleum products and heavy metals in soils of the Volgograd–Volzhsky agglomeration

    Thermal desorption of petroleum products and heavy metals in soils of the Volgograd–Volzhsky agglomeration

    Kaplya Veronika N., Okolelova Alla A., Korchagina Mariya P.

    Volgograd state technical University, Volgograd, Russia; veronikazaikina@mail.ru

    Abstract: Thermal desorption is used to accelerate the extraction of large amounts of high–molecular hydrocarbons (including petroleum products) from the soil. It was carried out under the influence of high temperatures and pressure in the autoclave MLS – 3020 U (SANVO, Japan) at 1.5 atm (122 ° C), and warmed in a dry oven SHS–80–01 at 170 ° C for 40 minutes .

    Purpose: to study the features of fixing petroleum products and heavy metals in agglomeration soils, changes in their concentration in the soil under the influence of high temperatures and pressure (thermal desorption).

    This article presents information on the content of petroleum products and heavy metals in light chestnut and alluvial soils of the Volgograd–Volzhsky agglomeration, and for the first time – changes in their content in the soil after thermal desorption. For the first time we used similar conditions for determination of heavy metals in soils.

    The concentration of petroleum products after thermal desorption in the soil increases by 1.22–1.50 times. The increase in the concentration of petroleum products after thermal desorption occurs due to the fact that a significant part of them, represented by light fractions, evaporates in the first weeks after entering the soil, and heavy fractions are sorbed by the mineral part of the soil, and as a result of desorption are released.

    The concentration of heavy metals after thermal desorption are almost twice less than their gross forms. We assume that the mobile fractions (acid – and water–soluble) at a given temperature and pressure evaporate, and as a result of desorption elements are released from the complexes.

     

    Keywords: heavy metals (HM), petroleum products (PP), organic carbon, light–brown soil, alluvial soil, thermal desorption.

  2. Humus state of Bulgarian Chernozems

    Filcheva Е.G., Ilieva R. S., Lubenova I., Hristov B., Hristova M.

    Гумусное состояние черноземов Болгарии

    Филчева Е.Г., Илиева Р.С., Любенова И., Христов Б., Христова M.

    Аннотация. Содержание, состав и морфология органического вещества почвы являются важными диагностическими показателями, которые дают ценную информацию при изучении почв и почвенных процессов. Представлены данные по содержанию и составу органического вещества из статистических профилей подтипов черноземов. Получены микроморфологические характеристики изученных почв. Микроморфологические индикаторы подтверждают идентифицированные тип гумуса и содержание гуминовых кислот. Микроморфологическое исследование позволило определить основные диагностические критерии, характеризующие состояние почвенного органического вещества с целью оценки количества и степени превращения органических остатков, активности почвенной биоты, количества и состояния гуминовой плазмы. Результаты показали, что процессы биогенного накопления являются основными и форматирующими процессами. Процесс гумификации проходит с высокой интенсивностью до очень глубокого уровня и определяет темный цвет коагулированного гумуса или локально концентрированный стабильный гумус. Как следствие этого преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами, высокая степень конденсации и ароматизации гуминовых кислот, что в свою очередь создает предпосылки благоприятных физико-химических условий в этих почвах.

    Ключевые слова: черноземы, почвенное органическое вещество, гуминовые кислоты, фульвокислоты, микроморфология, гумоны.

    Гумусное состояние черноземов Болгарии

    Filcheva Е.G.Ilieva R. S.Lubenova I., Hristov B., Hristova M.

     Abstract. Content, composition and morphology of soil organic matter are important diagnostic indicators which provide valuable information in the study of soils and soil processes. Data for content and composition of soil organic matter from statistical profiles of subtypes of Chernozem are presented in the study.Micromorphological characteristics of studied soils are developed. Micromorphological indicators confirm the identified chemically humus type and humic acids condensation.

     

     

    Keywords: Chernozems, soil organic matter, humic acids, fulvic acids, micromorphology, humons.

  3. Assessment of the main parameters of catalase kinetics in soil

    Фариз Микайылов

    По вопросам кинетики ферментативных процессов почв проведены многочисленные исследования, в которых кинетические параметры Vmax и KM определяют с помощью уравнения Михаэлиса-Ментен, в качестве значения скорости реакции обычно используют значения активности ферментов за короткий период времени от начала реакции. В отличие от этих исследований, нами в работе для определения значения начальной скорости ферментативной реакции применялись аналитические методы. Приведены расчеты для определения значений начальной скорости и кинетических параметров фермента каталазы в почве.

    Ключевые слова: начальная скорость, кинетические параметры, каталаза, почва.

    Оценка основных кинетических параметров каталазы в почве

    Fariz Mikayilov

    Department of Soil Science and Nutrition of Plants of Agricultural Faculty of "Igdyr" University, 76000, Igdir, Turkey, fariz.m@igdir.edu.tr

    Abstract. Numerous studies have been carried out on the kinetics of enzymatic processes in soils in which the kinetic parameters Vmax and KM are determined using the Michaelis-Menten equation. The enzyme activity values for a short period of time from the start of the reaction are usually used as the value of the reaction rate. In contrast to these studies, we used analytical methods to determine the initial rate of the enzymatic reaction. Calculations are made for determining the values of the initial velocity and kinetic parameters of catalase in the soil. The conducted studies show the dependence of the accumulation of the catalase enzymatic reaction products from the incubation time at various concentrations of substrates in the soils of Konya province. It has been shown that the amount of the reaction products grows nonlinearly, moreover it is described by the most accurate and adequate model - a polynomial of the 4th degree.

    Using this model, the initial velocity values for each substrate concentration were calculated. The curves of the dependence of the initial rate of the catalase reaction in the soil from the substrate concentration for the soils of the Chumra region have a monotonous form. Thus, we were able to improve the accuracy of determining the initial reaction rate and the kinetic parameters Vmax and KM of the enzymatic reaction of hydrogen peroxide decomposition by catalase in real soil conditions.

     

    Keywords: initial velocity, kinetic parameters, catalase, soil.

  4. Изменение свойств нефтезагрязненных почв пустынных территорий

    Жаббаров З. А., Абдрахманов Т., Околелова А. А., Хаидмухамедова З. Л., Wilkomirsky B.

    Изучено состояние загрязнения почвенного покрова в различной удаленности от источника загрязнения и в профиле почв в результате деятельности пяти нефтяных месторождений и одного нефтегазового предприятия. При этом было отмечено загрязнение двумя источниками загрязнителей почв вокруг нефтяных месторождений и нефтегазового предприятия. По полученным результатам было отмечено, что степень загрязнения почв относительно фона в серо-бурых почвах, распространенных вокруг нефтяных месторождений Кукдумалок, составляла 10,3 г/кг; в лугово-аллювиальных почвах, распространенных вокруг нефтяных месторождений Северный Окназар, – 6,4; в такырно-луговых почвах, распространенных вокруг УДП «Муборакнефтгаз», – 2,80; в серо-бурых почвах, распространенных вокруг нефтяных месторождений Учкызыл, – 11,2; в такырных почвах, распространенных вокруг нефтяных месторождений Какайди, – 2,4; и в пустынно-песчаных почвах, распространенных вокруг нефтяных месторождений Ховдак, – 82,7 г/кг.

    Ключевые слова: Почва, нефть, нефтепродукты, физические свойства, микроагрегаты, загрязнение, трансформация, микроорганизмы.

    Changes in the properties of oil-contaminated soils in the desert zone

    Changes in the properties of oil-contaminated soils in the desert zone

    Jabbarov Z.A.1, Abdrakhmanov T.1,Xaidmuxamedova Z.L., Wilkomirsky B.2

    1National University of Uzbekistan, Tashkent, Uzbekistan, zafarjonjabbarov@gmail.com 

    2Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia, allaokol@mail.ru

    3Jan Kochanowski University in Kielce, Kielce, Poland, bowi@biol.uw.edu.pl 

     

    Abstract: The studies examined the state of soil pollution by remoteness from the source of pollution and the soil profile as a result of the activity of five oil fields and one oil and gas enterprise. At the same time, pollution was noted with two types of soil pollutants around oil fields and an oil and gas enterprise. According to the obtained results, it was noted that the degree of soil pollution by sources relative to the background in the gray-brown soils spread around the Kukdmalok oil fields was 10.3 g / kg; in meadow-alluvial soils common around the North Oknazar oil fields - 6.4; in takyr-meadow soils common around UDP “Muborakneftgaz” - 2.80; in gray-brown soils spread around the Uchkyzyl oil fields - 11.2; in takyr soils common around Kakaidi-2.4 oil fields; and in desert sandy soils around the Khovdak oil fields - 82.7 g / kg.

     

    Keywords: Soil, oil, oil products, physical properties, pollution, fertility, transformation, microorganisms, desert zone.

  5. Метаболомный профайлинг почв хроносерии подзолов песчаного карьера

    Сазанова К. В., Абакумов Е. В., Власов Д. Ю.

    Выполнен метаболомный профайлинг почвенных проб из хроносерии Малуксинского карьера по добыче песка. Проведено исследование почв из 5 разрезов: 1—2 года, свежий песчаный литострат без признаков зарастания и почвообразования, стадия самозарастания 15—20 лет с формирующимся сосняком и дерново-подбуром, стадия самозарастания 30—35 лет с эмбриоподзолом, стадия самозарастания 70 лет со сформированным подзолом и фоновая почва соснового леса вблизи карьера. Хроносерии почв являются перспективными модельными объектами, в которых процесс почвовосстановления можно наблюдать в развитии в рамках определенных временных промежутков. Пробы почв двукратно экстрагировали метанолом.Анализ метанольных экстрактов почвы выполняли с помощью метода ГХ-МС. Статистическая обработка результатов была выполнена с помощью методов мультивариантной статистики. В метаболомном профиле были выявлены аминокислоты, жирные кислоты, органические кислота цикла Кребса, полиолы, сахара, стерины, дитерпены, фенольные соединения. Результаты показали, что изученные пробы значительно различаются по содержанию низкомолекулярных органических веществ. Как правило, наибольшим структурным разнообразием малых молекул отличались пробы верхнего горизонта. Молекулярное разнообразие достигалось главным образом за счет вторичных метаболитов растений, скорее всего, вымываемых из подстилки и опада высших растений. Профили нижележащих горизонтов в большей степени схожи. В песчаных отвалах количество органических веществ было очень низким и метаболомные профили всех горизонтов отличались мало. Полученные результаты расширяют представление о биохимическом составе почв, вносят вклад в понимание процессов педогенеза и структуры метаболитной сети почв.

    Ключевые слова: почвы, карьеры, метаболом, хроносерия подзолов.

    Metabolomic profiling of soils of chronoseries of podzols of a sand quarry

    Metabolomic profiling of soils of chronoseries of podzols of a sand quarry

    K.V. Sazanova, E.V. Abakumov, D.Yu. Vlasov

    FGBOU St. Petersburg State University,

    199034, St. Petersburg,

    University Emb. d.7-9

     

    Abstract:

    Metabolic profiling of soil samples from the chrono-series of the Maluksinsky quarry was carried out: 1-2 years old, fresh sand lithostra with no signs of overgrowing and soil formation, the stage of self-overgrowing 15–20 years with emerging pine-tree and sod-podbur, the stage of self-overgrowing 30–35 years with embryo podzol, the stage of self-overgrowing 70 years with formed podzol and pine forest background soil near the quarry. Soil chronoseries are promising model objects in which the process of soil restoration can be observed in development within certain time intervals. Analysis of methanol extracts of the soil was performed using the GC-MS method. Metabolic profiling of soil samples from the chrono-series of the Maluksinsky quarry was carried out. Amino acids, fatty acids, organic acids of the Krebs cycle, polyols, sugars, sterols, diterpenes, and phenolic compounds were identified in the metabolic profile. The results showed the samples significantly differ in the content of low molecular weight organic substances. The greatest structural diversity of small molecules was found in samples from the upper horizon. Molecular diversity was achieved mainly due to the secondary plant metabolites are likely to leach out of the litter and higher plants. The profiles of the underlying horizons are more similar. In the sand dumps, the amount of organic matter was very low and the metabolic profiles of all horizons differed little. The obtained results expand the understanding of the biochemical composition of the soil, contribute to the understanding of the processes of pedogenesis and the structure of the metabolite network of soils.

     

    Keywords: soil, quarry, metabolol, chrono-series of podzols.

  6. Нерибосомально синтезируемые метаболиты и генетические механизмы их синтеза в реализации фунгицидного эффекта бактерий р.Bacillus и Paenibacillus (обзор)

    Празднова Е. В., Андриянов А. И., Васильченко Н. Г.

    Патогенные грибы, наносящие вред сельскохозяйственным культурам, представляют серьезную угрозу сельскохозяйственной отрасли. Разработка биопрепаратов на основе бактерий – естественных антагонистов грибов является наиболее экологически безопасной стратегией борьбы с ней. Препараты на основе бактерий родов Bacillus и Paenibacillus рассматриваются сейчас как альтернатива применению фунгицидов, наносящих вред экосистеме и приводящих к развитию резистентности у патогенов. Целью данного обзора являлась систематизация существующих данных по данным бактериям-антагонистам патогенных грибов рода Fusarium и механизмам реализации этого антагонизма. В обзоре приведен перечень основных механизмов:олигопептиды и липопептиды (сурфрактины, итурины, фенгицины, фузарицидины и полимиксины); поликетиды – бациллаен, диффицидин, макролактин; ферменты хитинолитического комплекса, глюканазы и другие литические ферменты, способные разрушать клеточную стенку грибов. В качестве наиболее перспективного для изучения выбран класс вторичных метаболитов – нерибосомально синтезируемые пептиды, рассмотрены 5 основных классов этих веществ - фузарицидин, итурины, полимксины, сурафрактин, фенгицины. Кратко обсуждаются механизмы их синтеза, основанные на работе комплексных ферментов, а также представлен ряд генов, ответственных за эти механизмы. Данные гены могут стать важным элементом при разработке системы генетического скрининга штаммов – эффективных антагонистов патогенных грибов. Кроме того, поскольку нерибисомально-синтезируемые пептиды нередко являются многофункциональными молекулами, существует вероятность, что они задействованы и в реализации других полезных свойств бактерий рода Bacillus, например, в качестве сигнальных и регуляторных молекул, участвующих в процессе взаимодействия с организмом хозяина при симбиотических отношениях.

    Ключевые слова: нерибосомальный синтез, нерибосомально синтезируемые пептиды, бациллы, фитопатогены, фузарицидин, итурин, полимксин, сурафрактин, фенгицин

    Non-ribosomally synthesized metabolites and the genetic mechanisms of their synthesis in the implementation of the fungicidal effect of Bacillus and Paenibacillus bacteria (review)

    Pathogenic fungi that cause damage to agricultural crops pose a serious threat to the agricultural industry. The development of biological products based on bacteria - natural antagonists of fungi is the most environmentally safe strategy to withstand it. The purpose of this review was to systematize the existing data on bacteria antagonistic to pathogenic fungi of the genus Fusarium and the mechanisms for this antagonism’s implementation. The review lists the main mechanisms, as well as a number of genes responsible for these mechanisms. These genes can be an important element in the development of a genetic screening system for strains that are effective antagonists of pathogenic fungi.

    Keywords: non-ribosomal synthesis, non-ribosomally synthesized peptides, bacilli, phytopathogens, fusaricidin, iturin, polymxin, surafracin, fengicin

  7. Сравнительная способность лиан к адаптации на Нижнем Дону

    Мальцева А. Н.

    Несмотря на широкое распространение ежевики в Мире, в России этой культуре уделяется недостаточное внимание. Промышленное выращивание ежевики отсутствует. За последние 15 лет опубликованы результаты единичных исследований. В производстве консервированной ежевики в сахаре фирмой «Донконсерв» в г. Ростове-на-Дону используется ежевика в качестве импортного сырья (Польша или Китай). Поэтому ежевику в нашей стране можно отнести к малоиспользуемым культурам. Степная засушливая зона, в которой находится Ботанический сад Южного федерального университета, характеризуется сочетанием избытка тепла с относительным недостатком влаги. Поскольку ежевика является лианой, было интересно изучить несколько видов лиан и их способность адаптироваться к данному климату. Для исследования были взяты Rubus сanadensis L., Aktinidia arguta Planchex Mig. и Parthenociccusquinquefolia (L). Planch.

    Ключевые слова: ежевика, устойчивость, побег, почка.

    Comparative ability to adapt vines on the Lower Don

    Eng: Comparative ability to adapt vines on the Lower Don

    Maltseva A.N.

    Botanical Garden of the Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

    Abstract:

    Despite the blackberry widespread in the World, this crop in Russia is not paid enough attention. Industrial cultivation of blackberry is absent. During the last 15 years were published the results of a few studies. For the production of canned blackberries in sugar, Donconserv at Rostov-on-Don city use blackberries of imported raw materials (Poland or China). Therefore, the blackberries in our country can be attributed as underutilized crops. The steppe arid zone, in which the Botanical Garden of the Southern Federal University is located, characterized by a combination of heat excess with a relative lack of moisture. Since blackberry is liana, it was interesting to study several species of lianas and their ability to adapt to this climate. To the investigation were taken species: Rubus сanadensis L., Aktinidia argutaPlanch. Ex Mig. and Parthenociccus quinquefolia (L). Planch.

     

    Keywords: blackberry, stability, sprout, bud