Интегральная фитотоксичность нефтезагрязненного чернозема после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом

Abstract

Актуальность. Загрязнение почв нефтью оказывает значительное влияние на их плодородие и продуктивность при выращивании сельскохозяйственных культур. При ремедиации почвы недостаточное внимание уделяют оценке их фитотоксичности согласно показателям интенсивности начального роста и развития растений. Приведены результаты исследования оценки фитотоксичности чернозема обыкновенного на примере ячменя озимого (Hordeum vulgare L.) после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом, содержащим штаммы Bacillus и Paenibacillus. Цель: оценить интегральную фитотоксичность чернозема обыкновенного после ремедиации биочаром и бактериальным препаратом, содержащим штаммы Bacillus и Paenibacillus. Объекты: чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый, в модельных условиях загрязненный нефтью на 5 % от массы почвы. Для ремедиации почвы от нефтяного загрязнения вносили биочар и бактериальный препарат со штаммами Bacillus и Paenibacillus в различных сочетаниях: самостоятельное внесение ремедиантов, совместное внесение, инокуляция Bacillus и Paenibacillus на биочаре. Период инкубации почвы с биочаром и бактериальным препаратом длится 30 суток. Методы. Остаточное содержание нефти определяли методом экстракции четыреххлористым углеродом с детекцией на инфракрасном анализаторе. Фитотоксичность почвы после ремедиации оценивали по показателям интенсивности начального роста и развития ячменя озимого (Hordeum vulgare L.): всхожесть, скорость прорастания, энергия прорастания, дружность прорастания, длина побега, длина корня, фитомасса побега, фитомасса корня. В результате определения этих показателей рассчитывали комплексный интегральный показатель фитотоксичности почвы. Результаты. Совместное применение биочара c бактериальным препаратом в нефтезагрязненной почве приводит к наиболее эффективному снижению содержания нефти, чем при самостоятельном внесении и инокуляции бактериального препарата на биочаре в рекомендуемой и 100 кратной дозе с эффективностью 33 и 58 % соответственно. На основании анализа фитотоксичности установлена наибольшая чувствительность показателей интенсивности начального роста ячменя: всхожесть, дружность и скорость прорастания. При самостоятельном внесении биочара и бактериального препарата наиболее информативные показатели - фитомасса побегов, всхожесть и дружность прорастания, при совместном внесении биочара и бактериального препарата - энергия прорастания, длина побега и фитомасса побегов, при инокуляции бактериального препарата на биочаре - длина корней, фитомасса побегов и корней. Исследование фитотоксичности нефтезагрязненного чернозема после ремедиации позволило установить экологическую эффективность и целесообразность применения самостоятельно биочара и биочара, инокулированного штаммами Bacillus и Paenibacillus.

Relevance. Soil pollution with oil has a significant impact on soil fertility and productivity when growing crops. During soil remediation, insufficient attention is paid to soil phytotoxicity assessment in terms of the intensity of the initial growth and development of plants. The results of the study of ordinary chernozem phytotoxicity evaluation on the example of winter barley (Hordeum vulgare L.) after remediation with biochar and a bacterial preparation, containing strains of Bacillus & Paenibacillus, are presented. Aim. To evaluate ordinary chernozem integral phytotoxicity after remediation with biochar and a bacterial preparation, containing strains of Bacillus and Paenibacillus. Objects. Ordinary heavy loamy chernozem, under model conditions, which 5% of the soil mass are oil-contaminated. For soil remediation from oil pollution, biochar and a bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus strains were applied in various combinations: independent application of ameliorants, joint application, inoculation of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus on biochar. The period of soil incubation with biochar and bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus is 30 days. Methods. The residual oil content was determined by the method of extraction with carbon tetrachloride with detection on an infrared analyzer. Soil phytotoxicity after remediation was assessed by indicators of the intensity of initial growth and development of winter barley (Hordeum vulgare L.): germination, germination rate, germination energy, germination friendliness, shoot length, root length, shoot phytomass, root phytomass. As a result of determining these indicators, a complex integral indicator of soil phytotoxicity (IIPht) was calculated. Results. The combined use of biochar with of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus in oilcontaminated soil leads to the most effective reduction in oil content than when self-introduced and inoculated with of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus on biochar at the recommended and 100-fold dose, the efficiency is 33 and 58%, respectively. Based on the analysis of phytotoxicity, the highest sensitivity of indicators of barley initial growth intensity was established: germination, friendliness and germination rate. With the independent application of biochar and of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus, the most informative indicators are shoot phytomass, germination and germination rate; with the combined application of biochar and of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus, germination energy, shoot length and shoot phytomass; with inoculation of of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus on a biochar, root length, phytomass of shoots and roots. The study of the phytotoxicity of oil-contaminated Haplic Chernozem after remediation made it possible to establish the ecological efficiency and expediency of using only biochar and biochar inoculated with of bacterial preparation with Bacillus & Paenibacillus