ИСТИНА

Проект посвящен выявлению закономерностей в распределении встречаемости видов микромицетов в агрогенно-преобразованных почвах, загрязненных тяжелыми металлами, до и после ремедиации современными агентами. Цель исследования - экспериментальное обоснование возможности применения микологических индексов для оценки экологического риска в биотопах разной степени обогащенности гумусом. Привлечение структурно-функциональных параметров микобиоты как важнейшего компонента блока биодеструкторов органического вещества экосистем – одна из актуальных задач для совершенствования системы оценок экологического риска загрязнения почв и нормирования воздействий. Особенность и новизна проекта заключается в анализе динамики грибных сообществ с акцентом на характеристику меланинсодержащих (резистентных) видов в почвах разного гумусного статуса для проверки универсальности известных и выявлении новых микологических индексов в разных экологических условиях.

The project is devoted to the identification of regularities in the distribution of the occurrence of micromycete species in agrogen-transformed soils contaminated with heavy metals, before and after remediation by modern agents. The purpose of the study is the experimental substantiation of the possibility of using mycological indices for the assessment of environmental risk in biotopes of different degrees of enrichment with humus. The involvement of structural and functional parameters of mycobiota as the most important component of the block of biodegradable organic matter of ecosystems is one of the urgent tasks for improving the system of assessing the ecological risk of soil contamination and rationing of impacts. The peculiarity and novelty of the project is the analysis of the dynamics of fungal communities with an emphasis on the characteristics of melanin-bearing (resistant) species in soils of different humus status for testing the universality of known and detecting new mycological indices in different environmental conditions.

В итоге выполнения запланированных экспериментов с помощью новых методологических подходов и методов, эффективных для анализа чувствительности других представителей биоты, будут выявлены закономерности в динамике структурного разнообразия микомицетных комплексов и особенности откликов видов грибов в в слабо-гумусированных и тучных почвах на химический стресс, а также на последующую детоксикацию условий развития. Результаты послужат обоснованием выбора информативных микологических параметров для оценки экологического риска загрязнения почв разного гумусного статуса и более широкого использования микологических индексов в целях совершенствования системы экологического нормирования воздействий и экологического состояния наземных экосистем. Результаты войдут в виде отдельных разделов двух кандидатских диссертаций (аспиранта М.И.Пановой и соискателя М.М. Гладковой) и трех квалификационных студенческих работ.

Коллектив исполнителей ведет многолетнюю работу по направлениям данного проекта. Ранее в публикациях статей и монографии «Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем, охарактеризован биоиндикационный потенциал микроскопических грибов. Впервые проведено сравнение структурно-функциональной организации сообществ микромицетов в двух средах - воде и почве, установлены специфические особенности распределения терригенных микромицетов в толще воды, донных отложениях и почве. Впервые на основе «Триадного» подхода к интегрированной экологической оценке урбаноземов путем обобщения данных химического, токсикологического и биоиндикационного мониторинга получены формализованные индексы экологического состояния почв, позволяющие сравнивать участки, в разной степени подверженные влиянию автотранспорта (Пукальчик, 2013) . Выявлены особенности действия гуминовых препаратов (лигногумата и наномагнетитогумата) на экологическое качество образцов урбаноземов. Показано, что основным фактором, определяющим ремедиационный эффект наномагнетитогумата и лигногумата, является их биологическая активность, а не способность связывать тяжелые металлы . Проведена оценка влияния двух мелиорантов (биочара и лигногумата) на почву, загрязнённую тяжёлыми металлами. Выявлены оптимальные условия для тест-культуры червей. Опубликована статья , посвященная анализу экспериментальной ценности и приемлемости результатов токсикологических исследований в статистической среде R (Федосеева и др., 2015) . Проведена экспериментальная проверка трансформации структуры грибных сообществ в почвенных образцах под влиянием меди и последующего внесения гуминового препарата флексом / В.А. Терехова, А. Е. Иванова, М. И. Акулова и др. // Агрохимия. 2016. № 4. С. 85–91). Авторами проекта. наряду с публикацией более двух десятков рецензируемых статей, опубликованы монографии, учебные пособия, главы в англоязычных монографиях

Проанализирована динамика биоиндикационных показателей микробиоты в загрязненных тяжелыми металлами образцах почв без и после обработки ремедиантами, в интервале 30-90 суток экспозиции в вариантах модельного эксперимента. Анализ таксонов микробных сообществ проводили двумя методами: а) методом традиционного посева почвенной суспензии на три типа питательных сред (среды агар Чапека, глюкозо-картофельная и Гетчинсона) для наиболее полного выделения представителей разных функциональных групп микромицетов и б) методом ГХ-МС - методом реконструкции сообществ почвенных микроорганизмов по липидным маркерам. Впервые получены данные о том, что в почвах с разным гумусным статусом исследуемые воздействия - полиметаллическое загрязнение и внесение ремедиантов (биочара и лигногумата), вызывают изменения индексов микробного разнообразия, существенно различающиеся по направленности. В образцах бедной органическим углеродом почвы стрессовые воздействия вызывали заметно больший всплеск и структурного разнообразия, и грибной биомассы. Существенные различия выявлены в двух почвах и при анализе реакций тест-растений. Фитотоксичность почв вызванная химическим загрязнением, была достоверно ниже в образцах сильногуммусированной почве. Эффекты ремедиационных процедур (добавка к почвенным образцам биочара и лигногумата) зависят от почвенных свойств и продолжительности воздействия и не были однозначно положительными, ни в отношении экотоксичности, ни в отношении микробиологической активности. Изучение возможности индикации экологического качества почв по микологическим параметрам планируется продолжить в вариантах проводимых экспериментов, наиболее четко демонстрирующих негативный фитоэффект химического загрязнения и его нейтрализацию углеродистыми ремедиантами (биочаром и лигногуматом) на основе известных математических моделей. The dynamics of soil microbial indicators in samples contaminated with heavy metals without and after treatment with two remediating agents in the period of 30-90 days of exposure was analyzed in the model experiment. The taxonomic analysis of microbial community was carried out using two methods: a) the method of traditional inoculation of the soil suspension into three types of nutrient media (Chapek agar, glucose-potato and Hutchinson medium) for the most complete selection of representatives of different functional groups of micromycetes and b) GC-MS method - the method of reconstruction of soil microorganisms communities using lipid markers. The obtained data showed for the first time, that in soils with different humus status the studied effects — polymetallic pollution and the application of remediants (biochar and lignohumate) — cause changes in the microbial diversity indices, significantly differing in tendency. In soils poor in organic carbon, stress loads of heavy metals caused a noticeably greater increase in both structural diversity and fungal biomass. Significant differences were found also in both soils considering responses of test plants. Phytotoxicity of soils caused by chemical pollution was significantly lower in samples of highly humified soil. The effects of remediation measures (application of biochar and lignohumate) depend on soil properties and duration of exposure and were not uniquely positive, neither regarding ecotoxicity nor microbiological activity. The study of the possibility of indicating the ecological quality of soils using mycological parameters is planned to be continued in the experimental treatments which most clearly demonstrate the negative phytoeffect of chemical pollution and its neutralization with C-containing remediants (biochar and lignohumate) using well-known mathematical models.