Biogeochemical characteristics of the root layer of herbaceous plants in recultivated areas of man-made

Main Article Content

Valentina S. Artamonova
Svetlana B. Bortnikova

Abstract

The introduction of the work substantiates the relevance of studying the biogeochemistry of the root layer of herbaceous plants growing on man-made waste from coal mining and iron ore enrichment after 40 years of reclamation. The main part of the report is devoted to the results of determining the gross content of heavy metals and metalloids, Sorg., residual toxicity, occurrence and growth characteristics of the bacterium Azotobacter chroococcum in embryos and background soil under similar plants. It is shown that during the long-term development of embryosems on waste of different origin, a high pool of heavy metals and metals is preserved in them, and Sorghum accumulates. In the area of coal mining around the roots of the clover, the maximum concentrations of Pb are detected, while cereals - Br. On the forested tails of the iron ore agglomeration, the trend is different: Ca, Ni, Cu, Mn, Zn are concentrated around the roots of cereals, and As is near the roots of the clover. However, the residual toxicity is manifested only on the tailings of the iron ore agglomeration. It has been established that the occurrence of azotobacter in the root layer of different plants is ubiquitous, but in the embryos of the forested tailings pond, the bacterial populations are heterogeneous, they contain donkey strains showing luminescence, rhizoid growth type and antagonism. Around the roots of the clover, conditions were formed that were less favorable for reproduction than under cereals. The data obtained expand knowledge about the role of phytobiomes in the migration of chemical elements at man-made facilities, can be taken into account when developing toxicity neutralization and in predicting the effectiveness of biological reclamation.

Article Details

How to Cite
Artamonova В. С. ., & Bortnikova С. Б. . (2022). Biogeochemical characteristics of the root layer of herbaceous plants in recultivated areas of man-made. Bulletin of Perm University. Biology, (2), 155–163. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2022-2-155-163
Section
Почвоведение
Author Biographies

Valentina S. Artamonova, Institute of Soil Science and Agrochemistry of the SB RAS

Doctor of biology, associate professor, leading researcher of the Department of soil reclamation

Svetlana B. Bortnikova, Trofimuk Institute of Petrolium Geology and Geophysics of the SB RAS

Doctor geology, professor, head of the Department of Geoelectrochemistry

References

Aндрюков Б.Г., Михайлов В.В., Беседнова Н.И. Антимикробная активность вторичных метаболитов морских бактерий // Антимикробная активность и химиотерапия. 2019. Т. 64, вып. 7–8. С. 44–45.

Артамонова В.С. Эволюция сообществ фототрофных микроорганизмов // Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1992. С. 199–214.

Бабошкина С.В. и др. Мышьяк в почвах техногенных ландшафтов Алтая // Ползуновский вестник. Биогеохимия. 2005. Вып. 4. С. 153–156.

Бонарцева Г.А. и др. Биосинтез альгинатов бактериями рода Azotobacter // Прикладная биохимия и микробиология. 2017. Т. 53, № 1. С. 61–68.

Бочкарёва И.И., Дьякова И.Н., Артемьева В.В. Водные и лекарственные формы донника как источника кумаринов // Новые технологии. 2016. № 3. С. 90–94.

Водяницкий Ю.Н. Об опасных тяжёлых металлах/металлоидах в почвах // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011. Вып. 68. С. 56–82. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2011-68-56-82

Волошин Е.И., Аветисян А.Т. Руководство по удобрению многолетних бобовых трав (люцерна, клевер, донник, донник, эспарцет): метод. рекомендации. Красноярск: Крас ГАУ, 2017. 31 с.

Гаджиев И.М., Курачев В.М. Генетические и экологические аспекты исследования и классификации почв техногенных ландшафтов // Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1992. С. 6–15.

Зенова Г.М.и др. Практикум по биологии почв. М.: Изд-во МГУ, 2002. 120 с.

Казак Е.С. и др. Биосорбция редкоземельных элементов и иттрия в водной среде гетеротрофными бактериями // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2018. № 2. С. 73–80.

Касимов Н.С., Власов Д.В. Кларки химических элементов как эталоны сравнения в экогеохимии // Вестник Московского университета. Сер. 5. География. 2015. № 2. С. 7–17.

Клевенская И.Л. Эволюция микробоценозов и их функций // Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1992. С. 149–199.

Кулик Е.Н., Радомская В.И. Особенности трансляции тяжёлых металлов в бобовые культуры при антропогенном воздействии // Вестник КрасГАУ. 2011. № 8. С. 83–88.

Ламанова Т.Г., Шеремет Н.В. Агрофитоценозы на отвалах в южной части Кузнецкой котловины. Новосибирск: Офсет, 2010. 226 с.

Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов. М.: Изд-во Московского ун-та. 1966. 216 с.

Переломов Л.В. и др. Адсорбция и окисление соединений мышьяка минералами железа и в биоминеральных системах // Известия Тульского гос. ун-та. Естественные науки. 2012. Вып. 3. С. 231–241.

Путилина В.С., Галицкая И.В., Юганова Т.И. Поведение мышьяка в почвах, горных породах и подземных водах. Трансформация, адсорбция/десорбция, миграция: аналит. обзор. Сер. Экология. Вып. 97. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН. 2011. 249 с.

Саидова (Мирзоева) Р.С. Сорбционная актвиность пектиновых пoлисахаридов к ионам двухвалентных металлов: дис. … канд. техн. наук. Душанбе, 2021. 124 с.

Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. М.: Колос, 1983. 296 с.

Троц Н.М., Троц В.Б., Обущенко С.В. Аккумуляция тяжёлых металлов зерновыми бобовыми культурами в агроландшафтах Самарского Заволжья // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 2. С. 50–51.

Уфимцев В.И., Манаков Ю.А., Куприянов А.Н. Методические рекомендации по лесной рекультивации нарушенных земель на предприятиях угольной промышленности в Кузбассе. Кемерово: Ирбис, 2017. 44 с.

Федосеева Л.М., Харлампович Т.А. Изучение некоторых водоростворимых соединений донника лекарственного травы (Melilotus officinalis L.) // Химия растительного сырья. 2013. № 2. С. 153–157. DOI: 10.14258/jcprm.1302153.

Харлампович Т.А. Фитохимическое изучение и стандартизация донника лекарственного травы, произрастающего на территории Алтайского края: автореф. дис. … канд. фарм. наук. Пермь, 2015. 22 с.

Хотимченко М.Ю. Сорбционные свойства и фармакологическая актвивность некрахмальных полисахаридов: дис. … д-ра мед. наук. Владивосток, 2011. 327 с.

Шишов Л.Л. и др. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 235 с.

Шумилова М.А. и др. Подвижность техногенного мышьяка в почвах Удмуртии под воздействием атмосферных осадков // Химическая физика и мезоскопия. 2014. Т. 16, № 4. C. 627–631.

Goldberg S., George E., Brown Jr. Competitive Adsorption of Arsenate and Arsenite on Oxides and Clay Minerals // Soil Sci. Soc. Am. J. 2002. № 66. P. 413–421. DOI: 10.2136/SSSAJ2002.4130.

Maric M., Antonijevic M., Alagic S. In Vitro effects of various xenobiotics on Azotobacter chroococcum strains isolated from soils of southern Poland // Environ Sci. Pollut. Res. Int. 2013. Vol. 20(2). P. 1181–1188. DOI: 10.1007/s11356-012-1007-9.