On the participation of heterotrophic microorganisms in initial soil formation on waste from iron ore agglomeration

Article Sidebar

pdf (Русский)
Published: Nov 8, 2021
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2021-1-61-69
Keywords:
bacteria mold fungi adaptation soil formation technogenic waste

Main Article Content

Valentina Artamonova
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS
https://orcid.org/0000-0001-8606-7975
Mariya Bulavina
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS
https://orcid.org/0000-0002-7223-520X

Abstract

The results of studies of the development of heterotrophic microorganisms in embryosemes formed on the sand waste of iron ore agglomeration in Western Siberia are presented. At the initial stage of soil formation, low values of actual acidity and very low humus values were found in the initial embryosemes. It is established that such habitats are phytiotoxic, which is confirmed by data on the germination of seeds and the growth of seedlings: oats, oilseed radish and white mustard. It is proved that heterotrophic microorganisms are adapted to life in embryos. Azotobacteria retain vital activity, thanks to toxin and mucus formation, and actively multiply. Micromycetes exhibit dimorphism-yeast and mycelial growth types, which expands the possibilities of their vegetative reproduction and population preservation. It was revealed that organo-accumulative embryos are the most viable for plants and microorganisms. For the first time, the glow of mold fungi and Azotobacter under cereal plants and pine plantations was recorded. It is suggested that the emission of light energy, the presence of oxidases of microorganisms and plant lignin contribute to humification in an oligotrophic environment.

Article Details

How to Cite
Artamonova В. С., & Bulavina М. И. (2021). On the participation of heterotrophic microorganisms in initial soil formation on waste from iron ore agglomeration. Bulletin of Perm University. Biology, (1), 61–69. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2021-1-61-69
Issue
No. 1 (2021): Bulletin of Perm University. Biology
Section
Ecology

License agreement

 

Author Biographies

Valentina Artamonova , Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS

Doctor of biology, associate professor, senior researcher laboratory of recultivation soils

Mariya Bulavina , Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS

Aspirant of laboratory of recultivation soils

References

Алексеева А.Е. Физиолого-биохимическая активность и разнообразие штаммов Azotobacter chroococcum, выделенных из почв Нижегородской области: дис. … канд. биол. наук. Н. Нов-город, 2005. 141 с.

Анохина Н.А. и др. Динамика содержания арома-тических кислот в биогеоценозах стационарных почвенных лизиметров // Вестник Москов-ского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2018. № 4. С. 3‒10.

Артамонова В.С. Микробиологические особенности антропогенно преобразованных почв Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 225 с.

Артамонова В.С. и др. Эколого- микробиологическое разнообразие микробных сообществ в техногенно-нарушенных ландшафтах Сибири // Сибирский экологический журнал. 2011. Вып. 5. С. 735‒746.

Берцова Ю.В., Демин О.В., Богачев А.В. Дыхательная защита нитрогеназного комплекса у Azotobacter vinelandii // Успехи биологической химии. 2005. Т. 45. С. 205‒234.

Биолюминесценция. 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://www.bibliofond.ru/ view.aspx?id= 56452 (дата обращения: 19.12.2020)

Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. М.: Изд-во АН СССР, 1952. 792 с.

Водолеев А.С., Андроханов В.А., Клековкин С.Ю. Почвоулучшители: рекультивационный аспект. Новосибирск: Наука, 2007. 148 с.

Гесслер Н.Н., Егорова А.С., Белозерская Т.А. Экстремальных условиях существования (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2014. Т. 50, № 2. С. 125‒134.

Горбачёва К. Стратегия переработки отходов обогащения железных руд Мундыбашской обогатительной и Абагурской агломерационно-обогатительных фабрик. [Электронный ресурс]. URL: https://pandia.ru/text/77/194/28780/php (дата обращения: 26.10.2020).

Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. М.: Мир, 1982. 310 с.

Дармов И.В., Горшунова Е.И., Тарасова Т.С. Исследование природных изолятов микромицетов Fusarium spp. – продуцентов лигнолитических ферментов // Учёные записки Казанского уни-верситета. Сер. Естественные науки. 2017. Т. 159, кн. 1. С. 72‒84.

Завгородняя Ю.А. Сравнительная характеристика гуминовых кислот и грибных меланинов: дис. … канд. биол. наук. М., 2000. 109 с.

Иванова Л.П., Трофимова С.В., Пискарёв И.М. Хемилюминесценция, индуцированная реакцией Фентона, ‒ математическое моделирование процесса; особенности, параметры и условия применения для биомедицинских исследований // Современные технологии в медицине. 2014. Т. 6, № 4. С. 14‒25.

Коровина Н.А., Захарова И.Н., Обыночная Е.Г. Применение антиоксидантов в педиатрической практике // Сonsilium-medicum. 2003. Т. 5, № 9. С. 47‒52.

Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: Мир, 2006. 504 с.

Макаров И.Б. Плодородие и продуктивность почв: соотношение понятий // Плодородие. 2007. № 3. С. 33‒35.

Мишустин Е.Н., Наумова А.Н., Хохлова Ю.М. Антифунгальный антибиотик из культуры Azotobacter chroococcum // Микробиология. 1969. Т. 39, вып. 1. С. 87‒90.

Панова В.Ф. и др. Переработка отходов обогащения железной руды // Вестник Сибирского го-сударственного индустриального университета. 2017. № 3 (21). С. 56‒62.

Попов А.И., Зеленков В.Н., Теплякова Т.В. Биологическая активность и биохимия гуминовых веществ. Ч. 1. Биохимический аспект (обзор литературы) // Вестник Российской Академии естественных наук. 2016. № 1. С. 11‒18.

Придатчина Н.Н. Биологически активные вещества из клеточных липидов азотфиксирующей бактерии Azotobacter chroococcum: дис. … канд. биол. наук. М., 1984. 144 с.

Придатчина Н.Н. и др. Azotobacter chroococcum – продуцент нового противогрибкового антибиотика // Антибиотики. 1982. № 1. С. 3‒5.

Федотов Г.Н., Лысак Л.В., Шалаев В.С. Микроорганизмы и образование гумусовых веществ в почвах // Лесной вестник. 2013. № 7. С. 111‒115.

Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адапта-ция. М.: Мир. 1988. 568 с.

Benabdellah K. et al. GintPDX1 encodes a protein in volved in vitamin B6 biosynthesis that is upregulated by oxidative stress in the arbuscular my-corrhizal fungus Glomus intraradices // New Phy-tol. 2009. Vol. 184. P. 682–693.

Evaluation of Urban Soils: Suitability for green infra-structure or urban infrastructure. 2011. EPA Publication. 20 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-10/documents/evaluation-of-urban-soils.pdf (дата обращения: 18.12.2020).

Gospodaryov D., Lushchak V. Some properties of melanin produced by Azotobacter chroococcum and its possible application in biotechnology // Бioтехнологiя. 2011. Т. 4, № 2. C. 61‒69.

Imlay K.R.C., Korshunov S., Imlay J.A. Physiological roles and adverse effects of the two cystine importers of Escherichia coli // J. Bacteriol. 2015. Vol. 197 (23). P. 3629–3644.

Liste H.-H. Auswahl und Konditionierung alternativer Pflansubstrate zur Rekultivverung von Deponien und Altablagerungen // Обеспечение безопасности закрытых полигонов твёрдых бытовых от-ходов экологическими методами: материалы междунар. семинара (7‒13 сент. 2009 г. Пермь, ПГУ). Пермь; Берлин; М., 2009. С.69‒78.

Maier R.J., Moshiri F. Role of the Azotobacter vine-landii Nitrogenase-Protective Shethna Protein in Preventing Oxygen-Mediated Cell Death // J. Bac-teriol. 2000. Vol. 182, № 13. Р. 3854‒3857.

Murakami T. et al. Stabilities of metal complexes of mugeinic acids and their specific affinities for iron (III) // Chem. Lett. 1989. P. 2137–2140.

Park S. High levels of intracellular cysteine promote oxidative DNA damage by driving the Fenton reaction // J. Bacteriol. 2003. Vol. 185(6). P. 1942–1950.

Röszer T. Nitric Oxide is a Bioproduct in Prokaryotes // The Biology of Subcellular Nitric Oxide. Springer Science+Business Media. 2012. Vol 10, № 2. P. 19‒46.

Stasiuk M., Kozubek A. Biological activity of phenolic lipids // Cell. Mol. Life Sci. 2010. Vol. 67. P. 841–860.

Takagi S. Production of phytosiderophores // Iron Chelation in Plants and Soil Microorganisms. New York: Academic Press, 1993. P. 111–131.