<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Forestry Engineering Journal</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Forestry Engineering Journal</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Лесотехнический журнал</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2222-7962</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">29254</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.34220/issn.2222-7962/2019.2/5</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Экология</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Ecology</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Экология</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE DETERMINATION OF PHYTOTOXIC ACTIVITY OF SOIL AND SOIL MICROORGANISMS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФИТОТОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Свистова</surname>
       <given-names>Ирина Дмитриевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Svistova</surname>
       <given-names>Irina Dmitrievna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Воронежский государственный педагогический университет</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Воронежский государственный педагогический университет</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>9</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>40</fpage>
   <lpage>46</lpage>
   <self-uri xlink:href="http://lestehjournal.ru/">http://lestehjournal.ru/</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Изучена чувствительность различных методов определения фитотоксической активности почвы и поч-венных микромицетов. Метод почвенной вытяжки недостаточно чувствителен, рекомендовано использовать метод почвенных пластинок и метод инициированного микробного сообщества (ИМС). Изучены 18 видов тест-растений, как показатель фитотоксической активности для почвы и почвенных микромицетов предложено оп-ределять ингибирование роста корня проростка редиса. Метод ИМС позволяет выявить роль биогенного фактора в развитии почвеногофитотоксикоза. Фитотоксическая активность почвы рекомендована в качестве параметра микробиоиндикации почвы в урбоэкосистемах на примере города Воронежа</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Изучена чувствительность различных методов определения фитотоксической активности почвы и поч-венных микромицетов. Метод почвенной вытяжки недостаточно чувствителен, рекомендовано использовать метод почвенных пластинок и метод инициированного микробного сообщества (ИМС). Изучены 18 видов тест-растений, как показатель фитотоксической активности для почвы и почвенных микромицетов предложено оп-ределять ингибирование роста корня проростка редиса. Метод ИМС позволяет выявить роль биогенного фактора в развитии почвеногофитотоксикоза. Фитотоксическая активность почвы рекомендована в качестве параметра микробиоиндикации почвы в урбоэкосистемах на примере города Воронежа</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>фитотоксическая активность</kwd>
    <kwd>методы определения</kwd>
    <kwd>почва</kwd>
    <kwd>почвенные микромицеты</kwd>
    <kwd>микробиоиндикация</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Фитотоксическая активность почвы широко используется в качестве одного из показателей ее биологической активности [1, 5, 7]. Под этим термином понимают способность почвы ингибировать рост и развитие растений в результате накопления токсических веществ. Абиогенные причины развития фитотоксикоза почвы могут определяться повышением содержания тяжелых металлов, нефтепродуктов, пестицидов и других поллютантов, а также значительным подкислением или защелачиванием. К биогенным факторам относятся микробные токсины, которые выделяются в почву определенными токсигенными видами микроскопическими грибами (микромицетами), бактериями и актиномицетами [8, 12, 13].В литературе известны различные методы определения фитотоксической активности почвы, причем разные исследователи используют свои вариации и единицы оценки, что затрудняет сравнение результатов, полученных авторами.Элюатный метод предусматривает приготовление вытяжки из почвы, замачивание семян растений в этом растворе и наблюдение за процессом их прорастания; некоторые авторы используют прямой методоценки прироста побегов растений в почвенном экстракте;в вегетационных опытах применяют полив растений, выращенных на стерильном песке вытяжкой из почвы и наблюдение за приростом биомассы[3]. Отмечают, что этим методом можно оценить токсический эффект на растения только веществ, экстрагируемых из почвы водой.Контактный метод определения фитотоксической активности почвы предусматривает непосредственный контакт тест-растений (как правило, используют семена растений) с почвенными пластинками [6]. В этом случае на всхожесть семян и рост проростков оказывают влияние как экстрагируемые водой, так и сорбированные почвенными частицами вещества. Новая модификация этого метода – метод инициированного микробного сообщества (ИМС) – позволяет оценить роль почвенного микробного сообщества в развитии фитотоксикоза почвы [2]. Для этого инициируют микробную сукцессию на поверхности почвенной пластинки путем напыления крахмала как широко используемого многими микроорганизмами трофического субстрата. Через определенное время инкубации в стерильных условиях при оптимальной влажности на поверхности почвенной пластинки формируется микробное сообщество, и семена тест-растений раскладываются на поверхность прямо на выросшие колонии микроорганизмов. Считается, что чем больше разница между показателями в опытах с почвенными пластинками и с ИМС, тем больше вклад биогенного фактора. Если разница небольшая, основной вклад играет накопление в почве поллютантов.Также в работах разных авторов в качестве тест-растений используют травянистые однодольные (овес, пшеницу) или двудольные растения (кресс-салат и другие) или древесные растения (березу, тополь)[9-11].Целью работы было изучение информативности различных методов определения фитотоксической активности почвы и выделенных нами ранее из почвы изолятов 8 видов микромицетов, а также поиск чувствительного тест-растения.Объект исследования – почва пригородной зоны (залежь,чернозем выщелоченный) и почва различных городских зон г. Воронежа (рекреации –физически преобразованный чернозем, селитебная зона – урбанозем, транспортная зона на расстоянии 1 м от полотна дороги –интрузем). В каждом варианте опыта отбирали 5 почвенных проб, которые анализировали отдельно. Всего было выбрано 10 точек отбора проб: контроль (Рамонский район Воронежской области), рекреации (2 точки), селитебная зона (3 точки), транспортная зона (4 точки).Исследованные изолятымикромицетов относятся к классу Deuteromycetesили несовершенные грибы и выделяются из чернозема выщелоченного в ранге типичных видов. Изоляты получены из коллекции чистых культур кафедры биологии растений и животных Воронежского государственного педагогического университета.Микромицеты выращивали на жидкой среде Чапека в течение 7 суток при 28оС. В фильтрате замачивали семена растений или выдерживали побеги в течение 1 суток (контроль – замачивание в воде), затем промывали водой и использовали для опытов.Семена  проращивали в чашках Петри на увлажненной фильтровальной бумаге во влажной камере в течение 3 суток при 28оС, оценивали всхожесть семян и рост надземной и подземной части проростка. Побеги древесных растений выдерживали в почвенной вытяжке в течение 3 часов (контроль – в воде), определяли прирост побега через 2 суток  инкубации в воде [3].В качестве тест-растений использовали семена растений 7 семейств: Мятликовые (пшеница, кукуруза, овес), Мотыльковые (горох, люпин, вика), Маревые (сахарная свекла, марь белая), Сельдерейные (редька масличная, кресс-салат, редис), Амарантовые (амарант, щирица), Гвоздичные (звездчатка, гипсофила), Сложноцветные (василек, трехреберник), а также побеги березы.Фитотоксическую активность почвы определяли элюатным методом: семена тест растений замачивали на сутки в 10%-ной почвенной вытяжке, промывали водой и проращивали аналогично описанному выше.Контактный метод выполняли в двух модификациях. Метод почвенных пластинок: 100 г почвы увлажняли до 60% полной полевой влагоемкости,вносили в чашку Петри, выравнивали поверхность и раскладывали 50 мелких или 20 крупных семян. Через 3 суток выдержки при  оценивали всхожесть семян и рост проростка.Контроль опыта – проращивание семян на увлажненной фильтровальной бумаге[6].Метод ИМС. Формировали почвенную пластинку, затемее поверхность опудривалирастворимым крахмалом, что инициирует развитие микробной сукцессии и формирует амилолитическое микробное сообщество. Пластинку с крахмалом  инкубировали при 28оС в стерильных условиях в течение двух недель, поддерживая постоянную влажность. Затем на поверхность выросших колоний микроорганизмов на почве раскладывали семена тест-растений. Через 3 суток снимали результат опыта[2].Все опыты проведены в 5 биологических повторах.Результаты и их обсуждение.На изолятахмикромицетов нами была изучена чувствительность 18 тест-растений к токсическому действию микотоксинов (табл. 1). Наиболее чувствительнымик микотоксинам оказались семенаиз двудольных растений - редиса, из однодольных – озимой пшеницы.Часто используемый в работах кресс-салат обладал низкой чувствительностью.Из тестируемых показателей наиболее чувствительным оказалось ингибирование роста корня проростка, хотя у одного вида грибов - Fusariumsolani– сильнее проявлялось влияние на всхожесть семян. Этот, вероятно, связано тем, что данный вид является фитопатогеном и входит ккомплекс возбудителей корневой гнили. Достаточно хорошее соответствие в реакции на микотоксины почвенных грибов обнаружено и на древесных растениях.В дальнейшем как тест-объект использовали редис (сорт «Жара»).Нами проведена сравнительная оценка чувствительности трех методов определения фитотоксической активности почвы, подверженной разным видам урбаногенной нагрузки (табл. 2, 3).Всеми методами выявлена одинаковая тенденция в городских почвах Воронежа: - возрастание фитотоксической активности в ряду рекреации ˂ селитебные зоны ˂ транспортные зоны. Однако чувствительность методов заметно различалась. При использовании метода элюатного тестирования различия с контролем (пригородная почва) обнаружено только в почве транспортной зоны, фитотоксическая активность была в 2,2-2,4 раза выше по показателям ингибирования всхожести семян и роста корня тест-растения.При использовании контактного метода почвенных пластинок (рисунок) различия с контролем обнаружены уже для почвы рекреационных зон (фитотоксическая активность возрастала в 1,2-1,4 раза), в селитебных зонах рост составил до 1,5-3,5 раз, а в транспортных зонах – до 4,1-4,4 раз. Эти результаты хорошо соответствуют росту уровня загрязнения почвы в городских зонах Воронежа [4].Наибольшую чувствительность продемонстрировал контактный метод с ИМС. Различия с контролем достигали в почве селитебной зоны города 2,6-4,3 раз, а в почве транспортной зоны 4,6-5,9 раз. Это указывает на важную роль почвенного микробного сообщества в развитии фитотоксикоза городских почв. Полученные нами ранее данные о ходе микробной сукцессии в почве г. Воронежа и преобладании токсигенных видов микромицетов[ ]хорошо соответствуют такому заключению.В наиболее нарушенных и загрязненных почвах селитебный и транспортной зон средние показатели фитотоксической активности заметно сдвинуты в сторону максимальных значений, что указывает на возрастание микромозаичности почвы в этих городских зонах.Из тестируемых показателей наиболее информативным оказался рост корня проростка тест-растения, выраженный в процентах ингибирования по сравнению с контролем опыта. Различия с контрольной почвой по этому показателю выражены сильнее, чем по показателю всхожести семян. Это свидетельствует о том, что зародышевый корень прорывает оболочку семени, в основном, за счет питательных веществ семядолей, а токсины, ингибирующие рост корня, в наибольшей степени сорбируются семенной кожурой.  Заключение.Таким образом, в качестве наиболее чувствительного метода для определения фитотоксической активности почвы рекомендовано использовать контактный метод почвенных пластинок. По разнице результатов, полученных этим методом и методом ИМС можно установить вклад биогенного фактора в фитотоксикоз почвы, однако последний метод требует заметно большего времени.В качестве тест-растенияболее удобны двудольные растения, а именно редис (сорт Жара), т.к. более крупные семена пшеницы требуют большего количества повторов опыта. Из ростовых показателей наиболее информативным является расчет ингибирования роста корня проростка.Для оценки микромозаичности почвы необходимо в каждой точке отбора анализировать не средний образец, составленный из нескольких проб, а каждую пробу отдельно, и сравнивать средний показательфитотоксической активности с диапазоном минимального – максимального значения.В целом, фитотоксическая активность почвы может быть рекомендована в качестве параметра биоиндикации почвы в различных экосистемах.   Таблица 1Фитотоксическая активность изолятовпочвенныхмикромицетов на разных тест-растениях, % ингибирования.Виды  микромицетовРедисПшеницаБереза всхожестьсемянроствсхожестьсемянростприростпобегакорнягипокотилякорняколеоптиляPenicilliumdaleae2636211218423Penicilliumrubrum531003347742898Penicilliumfuniculosum48856220424677Aspergillusustus223424138527Aspergillusclavatus1001006176686075Fusariumsolani77361579181231Gliocladiumvirens1746181218135Rhizopusstolonifer1424751023      Таблица 2Фитотоксическая активность почвы разных зон г. Воронежа по показателю всхожести семян редиса.Ингибирование, %КонтрольГородские зонырекреацииселитебныетранспортныеПочвенная вытяжкаmin-maxсредн.3-64,32-74,74-54,75-109,3max превышение контроля-1,11,12,2Почвенные пластинкиmin-maxсредн.2-42,73-43,72-54,04-1611,0max превышение контроля-1,41,54,1Почвенные пластинки с ИМСmin-maxсредн.3-53,74-75,38-119,77-1917,0max превышение контроля-1,42,64,6 Таблица 3.Фитотоксическая активность почвы разных зон г. Воронежа по показателю роста корня проростка редиса.Ингибирование, %КонтрольГородские зонырекреацииселитебныетранспортныеПочвенная вытяжкаmin-maxсредн.4-54,34-65,33-75,36-1310,3превышениеконтроля-1,21,22,4Почвенные пластинки (нативная почва)min-maxсредн.7-108,38-1410,07-3028,727-4236,3превышениеконтроля-1,23,54,4Почвенные пластинки с ИМСmin-maxсредн.8-108,77-1510,722-4039,042-5451,3превышениеконтроля-1,34,35,9   Рисунок. Рост проростков тест-растенияна почвенной пластинке: К - контроль опыта,1 - почва пригородной зоны, контроль, 9 – почва транспортной зоны г. Воронежа.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Звягинцев Д.Г. Биология почв [Текст] / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова - М.: Академия, 2005. - 445 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zvyagincev D.G. Biologiya pochv [Tekst] / D.G. Zvyagincev, I.P. Bab'eva, G.M. Zenova - M.: Akademiya, 2005. - 445 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Методы почвенной микробиологии и биохимии [Текст] / Под ред. Д.Г. Звягинцева - Москва: МГУ, 1991. 304 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Metody pochvennoy mikrobiologii i biohimii [Tekst] / Pod red. D.G. Zvyaginceva - Moskva: MGU, 1991. 304 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Методы экспериментальной микологии [Текст] / Под ред. В.И. Билай − Киев: Наукова думка, 1982. 552 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Metody eksperimental'noy mikologii [Tekst] / Pod red. V.I. Bilay − Kiev: Naukova dumka, 1982. 552 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Назаренко Н.Н. Микробиологическая индикация почв урболандшафтов [Текст]: монография / Н.Н. Назаренко, И.Д. Свистова - Воронеж: ВГАУ, 2013. - 135 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nazarenko N.N. Mikrobiologicheskaya indikaciya pochv urbolandshaftov [Tekst]: monografiya / N.N. Nazarenko, I.D. Svistova - Voronezh: VGAU, 2013. - 135 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Стахурлова Л.Д. Биомониторинг черноземов в различных экосистемах [Текст] / Л.Д. Стахурлова, И.Д. Свистова // Доклады Российской сельскохозяйственной академии. 2011. № 6. С. 28-29.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Stahurlova L.D. Biomonitoring chernozemov v razlichnyh ekosistemah [Tekst] / L.D. Stahurlova, I.D. Svistova // Doklady Rossiyskoy sel'skohozyaystvennoy akademii. 2011. № 6. S. 28-29.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Теппер Е.З. Практикум по микробиологии [Текст] / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева-М.: Дрофа, 246 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tepper E.Z. Praktikum po mikrobiologii [Tekst] / E.Z. Tepper, V.K. Shil'nikova, G.I. Pereverzeva-M.: Drofa, 246 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Экологический мониторинг [Текст] / Под ред. Т. Я. Ашихминой - Москва: Академический проект, 2005. -416 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ekologicheskiy monitoring [Tekst] / Pod red. T. Ya. Ashihminoy - Moskva: Akademicheskiy proekt, 2005. -416 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Экология микроорганизмов [Текст] / Под ред. А.И. Нетрусова - Москва: Академия, 2007. 382 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ekologiya mikroorganizmov [Tekst] / Pod red. A.I. Netrusova - Moskva: Akademiya, 2007. 382 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Kent A.D. Microbial communities and their interactions in soil and rhizosphere ecosystems / A.D. Kent, E.W.Triplett // Annual Review of Microbiology. - 2002. - Vol. 56. - P. 211-236.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kent A.D. Microbial communities and their interactions in soil and rhizosphere ecosystems / A.D. Kent, E.W.Triplett // Annual Review of Microbiology. - 2002. - Vol. 56. - P. 211-236.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Patkowska E.Antagonistic activity of selected bacteria occurring in the soil after root chicory cultivation / E. Patkowska, M. Konopínski // Plant, Soil and Environ. - 2014. - Vol. 60. - № 7. P. 320-324.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Patkowska E.Antagonistic activity of selected bacteria occurring in the soil after root chicory cultivation / E. Patkowska, M. Konopínski // Plant, Soil and Environ. - 2014. - Vol. 60. - № 7. P. 320-324.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Romanenko G.A. Plant - microbe interactions: fundamental and applied research in Russia / G.A. Roma-nenko // Biology of Plant - Microbe interactions. Proc. Int. Congr. S.-Peterburg - St. Paul. USA, 2003. - V. 4. - P. 19-23.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanenko G.A. Plant - microbe interactions: fundamental and applied research in Russia / G.A. Roma-nenko // Biology of Plant - Microbe interactions. Proc. Int. Congr. S.-Peterburg - St. Paul. USA, 2003. - V. 4. - P. 19-23.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">van der Heijden M.G.A. The unseen majority: soil microbes as drivers of plant diversity and productivity in terrestrial ecosystems / M.G.A. van der Heijden, D. Bardgett, N.M. van Straalen // Ecol. Lett. - 2008. Vol. 11. - № 3. - P. 296-310.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">van der Heijden M.G.A. The unseen majority: soil microbes as drivers of plant diversity and productivity in terrestrial ecosystems / M.G.A. van der Heijden, D. Bardgett, N.M. van Straalen // Ecol. Lett. - 2008. Vol. 11. - № 3. - P. 296-310.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zhang F. Biological processes in the rhizosphere: a frontier in the future of soil science. / F. Zhang // The Future of Soil Science. - Wageningen, 2006.Р. 155-157.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zhang F. Biological processes in the rhizosphere: a frontier in the future of soil science. / F. Zhang // The Future of Soil Science. - Wageningen, 2006.R. 155-157.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
