ИСТИНА

Проект направлен на изучение возможности разрушения и закрепления пестицидов дождевыми червями и ассоциированными микроорганизмами в почвах агроценозов РФ. Пестициды – неотъемлемый элемент современного сельскохозяйственного производства. Они обладают как целевым, так и косвенным действием на природные биоценозы и непредсказуемо нарушает их. Особенности трансформации пестицидов – актуальная фундаментальная научная проблема. Дождевые черви - главные представители мезофауны в большинстве агроценозов и модификаторы среды (Стриганова, 1980; Lavelle, 1988). За счет червей происходят не только изменения физико-химического состояния почв, но состава и активности микроорганизмов. В кишечнике червей обитают специфические микроорганизмы (Бызов и др., 2009; Nechitaylo et al., 2010). В пищеварительной среде червей активны процессы трансформации органических соединений почвы, в том числе гуминовых кислот (Тихонов и др., 2011), черви способны разрушать некоторые пестициды (Sanchez-Hernandez et al., 2009). Давно известно, что микроорганизмы играют ведущую роль в трансформации пестицидов (Anderson,1984) Таким образом, черви и их микробные симбионты должны влиять на судьбу пестицидов и их метаболитов в почве, однако подобных исследований проведено мало, так как в большинстве работ, касающихся взаимодействия червей и пестицидов, авторы исследовали исключительно экотоксикологию ксенобиотиков (Rodriguez-Castellanos, Sanchez-Hernandez, 2007; Yahia, Mosleh, 2003).

Была выполнена работа по исследованию миграции и разрушения пестицидов беспозвоночными животными (Aporrectodea caliginosa) и ассоциированными с ними микроорганизмами в модельном (метрафенон) и полевом (метрафенон, эпоксиконазол, ципроконазол и топрамезон) экспериментах. В модельном эксперименте исследовалась роль различных антропогенных факторов на стойкость метрафенона в почве. Показано, что время полуразложения пестицида в почве в присутствии только червей увеличивалось в 1,2 раза по сравнению с контролем (без червей), в то время как дополнительное внесение солей кадмия и минеральных удобрений в присутствии червей уменьшало время полуразложения метрафенона в 1,8 и 1,4 раза соответственно. В стерильных условиях метрафенон разрушался в 2,8 раз медленнее, чем контрольных условиях (нестерильные условия). После выемки дождевых червей из почвы (40 сутки), в остальные 60 суток эксперимента скорость разрушения метрафенона не изменилась. Таким образом, влияние дождевых червей на разрушение метрафенона имеет длительный характер. Содержание метрафенона в копролитах было выше его фонового содержания на 40 сутки эксперимента на 21 – 27 %. В телах червей, освобожденных от почвы, содержание метрафенона превышало фоновое содержание в 3 – 6 раз в пересчете на сырую биомассу. Исследована роль дождевых червей в миграции и разрушении метрафенона, эпоксиконазола, ципроконазола и топрамезона в окультуренной дерново-подзолистой почве в полевом эксперименте. Впервые показано, что в присутствии червей увеличивается концентрация метрафенона и ципроконазола в почве и увеличивается их миграция в пахотном горизонте. Также проведены исследования по исчезновению метрафенона в почвах трех почвенно-климатических зонах (Московская, Курская, Саратовская области). По свойствам метрафенон оказался стойким в почве пестицидом, его миграция ограничена 30-см слоем почвы. В лабораторном эксперименте проведено интегральное исследование микробиологических показателей почвы, включающее: определение численности бактерий, грибов и базального дыхания (в течение 60 дней эксперимента), субстрат-индуцированного дыхания (на 40 сутки), физиологического состояния бактерий in situ кинетическим методом и стекла обрастания (на 60 сутки). Выявлено, что ни один показатель не может быть использован для биоиндикации концентрации метрафенона в почве. Концентрация метрафенона, в 100 раз превышающая применяемую с сельском хозяйстве, не влияла на дождевых червей (тест на острую токсичность, 40 суток) ни в одном из вариантов. Выделены чистые грибные и бактериальные культуры, способные расти на метрафеноне в качестве единственного источника углерода, из чистых почв, почв, загрязненных метрафеноном, загрязненных кадмием, пищеварительного тракта A. caliginosa и его копролитов. Выделено 10 штаммов грибов и 5 штаммов бактерий. Из почв, загрязненных кадмием выделено наибольшее число изолятов. Проведено молекулярно-генетическое определение бактерий, они относятся к родам Pseudomonas, Arthrobacter и Alcaligenes. Исследована роль гуминовых кислот (на примере гуминовой кислоты из торфа 20 кДа) на способность сорбироваться на поверхности бактерий. Впервые показано различие в сорбции гуминовой кислоты (ГК) между грамположительными и грамотрицательными бактериями (по коэффициентам сорбции). Впервые показана роль сорбированных кислот на клетках бактерий в снятии токсического эффекта пестицидов (на примере клотианидина).