vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2022-12-2-310-320vuzbiochemi-815Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL BIOLOGYВлияние нового гуминового препарата на ремедиацию нефтезагрязненной почвыInfluence of new humic preparation on remediation of oil-contaminated soilhttps://orcid.org/0000-0002-2272-7767ФомичеваН. В.FomichevaN. V.

Н. В. Фомичева, к.б.н., ведущий научный сотрудник170530, Тверская обл., Калининский р-н

Natalia V. Fomicheva, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher

27, Emmauss Village, Kalininsky District, 170530

nvfomi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2435-2089СмирноваЮ. Д.SmirnovaYu. D.

Ю. Д. Смирнова, к.б.н., заместитель директора по науке,170530, Тверская обл., Калининский р-н

Yulia D. Smirnova, Cand. Sci. (Biology), Deputy Director for Science

27, Emmauss Village, Kalininsky District, 170530

ulayad@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5060-6241РабиновичГ. Ю.RabinovichG. Yu.

Г. Ю. Рабинович, д.б.н., профессор, главный научный сотрудник170530, Тверская обл., Калининский р-н, п. Эммаусс, 27

Galina Yu. Rabinovich, Dr. Sci. (Biology), Professor, Chief Researcher

27, Emmauss Village, Kalininsky District, 170530

2016vniimz-noo@list.ruФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева»РоссияFRC V. V. Dokuchaev Soil Science InstituteRussian Federation202204072022122310320Copyright © Фомичева Н.В., Смирнова Ю.Д., Рабинович Г.Ю., 20222022Фомичева Н.В., Смирнова Ю.Д., Рабинович Г.Ю.Fomicheva N.V., Smirnova Y.D., Rabinovich G.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/815

Во Всероссийском научно-исследовательском институте мелиорированных земель (филиале ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева») разработан гуминовый препарат БоГум, полученный щелочной экстракцией гуминосодержащего сырья. Цель работы – изучение влияния гуминового препарата БоГум на ремедиацию нефтезагрязненной дерново-подзолистой почвы. В модельном эксперименте по ремедиации почвы, искусственно загрязненной нефтью в количестве 5%, БоГум применяли в 3-х дозах: как стимулятор аборигенной микрофлоры (300 л/га), как удобрение (3000 л/га), как сорбент (30000 л/га). Установлено, что БоГум эффективнее в качестве стимулятора аборигенной микрофлоры, максимум которой наблюдался спустя месяц после внесения препарата, а степень деструкции нефти за два месяца эксперимента составила 40,1%. Определено, что при применении БоГум в качестве сорбента гуминовые вещества препарата на протяжении всего эксперимента являлись более доступным источником питания для почвенной микрофлоры, нефтяные углеводороды вследствие сорбции были малодоступны для микроорганизмов, в итоге деструкция нефти была наименьшей. Максимальную степень деструкции (44,9%) обеспечило совместное применение микробного препарата МикроБак (разработка Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН) и гуминового препарата БоГум в дозировке 300 л/га. Препараты проявили синергетический эффект, что отразилось на активном развитии как углеводородокисляющих микроорганизмов, так и аборигенной микрофлоры. Процентное содержание углеводородокисляющих микроорганизмов от общей численности гетеротрофов во всех вариантах опыта было максимальным через две недели, далее снижалось с разной интенсивностью. Рассчитанные уравнения множественной регрессии позволили оценить влияние исследуемых физиологических групп микроорганизмов на степень деструкции.

A humic preparation obtained through alkaline extraction of humic-containing raw materials at the All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands (branch of the V. V. Dokuchaev Soil Science Institute) is presented. The aim of the work is to study the effect of the humic preparation – named BoGum – on the remediation of oil-contaminated podzols. In a model experiment for soil remediation, artificially contaminated with oil in an amount of 5%, BoGum was used in 3 doses: as a stimulant of aboriginal microflora (300 l/ha), as a fertiliser (3000 l/ha), and as a sorbent (30000 l/ha). BoGum was found to be more effective as a stimulator of aboriginal microflora, whose maximum was observed one month following application, while the degree of destruction of oil over the two months of the experiment was 40.1%. Over the course of the experiment, it was determined that humic substances of the preparation were a more affordable source of nutrition for the soil microflora when BoGum was used as a sorbent; the breakdown of oil was the lowest when petroleum hydrocarbons were inaccessible to microorganisms due to sorption. The maximum degree of breakdown (44.9%) occurred with the combined use of the microbial preparation MicroBak (development of the Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms of the Russian Academy of Sciences) and the humic preparation BoGum at a dosage of 300 l/ha. The preparation demonstrated a synergistic effect, which affected the active development of both hydrocarbon-oxidising microorganisms and aboriginal microflora. The percentage of the hydrocarbon-oxidising microorganisms from the total number of heterotrophs in all experimental variants was maximum in two weeks; this was reduced at different intensities. Calculated multiple regression equations were used to estimate the physiological influence of the groups of microorganisms on the degree of degradation being investigated.

нефтьгуминовый препаратмикробный препаратстепень деструкцииуглеводородокисляющие микроорганизмыаборигенная микрофлораoilhumic preparationmicrobial preparationthe degree of degradationhydrocarbon-oxidising microorganismsaboriginal microfloraReferencesБаландин Д. А., Пыткин А. Н., Тарасов Н. М. Комплексное применение биотехнологий в достижении устойчивого развития сельских территорий региона: монография. Екатеринбург: Институт экономики Уральского отделения Российской академии наук, 2014. 166 с.Balandin D. A., Pytkin A. N., Tarasov N. M. Integrated application of biotechnologies in achieving sustainable development of rural areas of the region: monograph. Ekaterinburg: Institut ekonomiki Ural'skogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk; 2014. 166 p. (In Russian).Ахмадиев М. В. Применение аборигенных штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов при биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2014. N 2. С. 119–130.Akhmadiev М. V. Using of aboriginal hydrocarbons-oxidizing microorganisms in the bioremediation of contaminated soil and ground. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika = Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Applied Ecology. Urban Development. 2014;(2): 119-130. (In Russian).Цивадзе А. Ю., Фридман А. Я., Туманян Б. П., Новиков А. К., Полякова И. Я., Сударкин А. П. Перспективные препараты для ускоренной биоремедиации нефтезагрязненных почв // Химия и технология топлив и масел. 2020. N 4. С. 53–56.Tsivadze A. Y., Fridman A. Y., Novikov A. K., Polyakova I. Y., Tumanyan B. P., Sudarkin A. P. Prospective preparations for accelerated bioremediation of oil-contaminated soils. Khimiya i tekhnologiya topliv i masel = Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2020;(4):53-56. (In Russian).Чердакова А. С., Гальченко С. В. Анализ перспектив применения гуминовых препаратов для восстановления нефтезагрязненных почв // Актуальные проблемы экологии и природопользования: сборник научных трудов XXI Международной научно-практической конференции (г. Москва, апрель– сентябрь 2020 г.). М.: РУДН, 2020. С. 234–240.Cherdakova A. S., Galchenko S. V. Analysis of prospects for the use of humic drugs for restoration of oil-contaminated soils. In: Aktual'nye problemy ekologii i prirodopol'zovaniya: sbornik nauchnykh trudov XXI Mezhdunarodnoi nauchnoprakticheskoi konferentsii = Actual problems of ecology and nature management: a collection of scientific papers of the XXI International Scientific and Practical Conference. April-September 2020, Moscow. Moscow: RUDN; 2020, p. 234-240. (In Russian).Кулагин А. А., Ганеев И. Г., Сухова С. В., Зиганшин З. У. О безопасности использования технологии рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель с применением гуминовых препаратов // Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. N 4-1. С. 83–85.Kulagin A. A., Ganeev I. G., Sukhova S. V., Ziganshin Z. U. Safety technology use reclamation contaminated, violations and degraded lands using humic substances. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra RAN = Proceedings of the RAS Ufa Scientific Centre. 2015;(4-1):83-85. (In Russian).Иванов А. А., Юдина Н. В., Мальцева Е. В., Матис Е. Я., Сваровская Л. И. Стимуляция активности микроорганизмов нефтезагрязненных почв гуминовыми препаратами // Почвоведение. 2010. N 2. С. 229–234.Ivanov A. A., Yudina N. V., Matis E. Y., Mal'tseva E. V., Svarovskaya L. I. Stimulation of the activity of microorganisms by humin preparations in oil-polluted soils. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 2010;(2):229-234. (In Russian).Мирошниченко Ю. С., Мясоедова Т. Н., Прошина М. А. Оценка детоксицирующей способности гуминовых веществ в нефтезагрязненных почвах // Экология промышленного производства. 2016. N 2. С. 57–61.Miroshnichenko Y. S., Myasoedova T. N., Proshina M. A. Estimation of detoxification ability of humic substances in oil contaminated soils. Ekologiya promyshlennogo proizvodstva = Iindustrial Ecology. 2016;(2):57-61. (In Russian).Вайсман Я. И., Глушанкова И. С., Рудакова Л. В., Куми В. В., Токарев И. П. Разработка технологии ремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов с использованием гуминового препарата «ГУМИКОМ» // Нефтяное хозяйство. 2013. N 10. С. 128–131.Vaysman Ya. I., Glushankova I. S., Rudakova L. V., Kumi V. V., Tokarev I. P. Development of technology remediation soil contaminated by oil using GUMIKOM. Neftyanoe khozyaistvo = Oil Industry. 2013;(10):128-131. (In Russian).Степанов А. А., Госсе Д. Д., Панина М. А. Применение гуминового препарата «Питэр Пит» для детоксикации и рекультивации нефтезагрязненной почвы // Проблемы агрохимии и экологии. 2018. N 1. С. 55–57.Stepanov A. A., Gosse D. D., Panina M. A. Application of humin preparation “Peter Peat” for detoxication and reconstruction of oil-polluted soil. Problemy agrokhimii i ekologii = Agrochemistry and ecology problems. 2018;(1):55-57. (In Russian).Салем К. М., Перминова И. В., Гречищева Н.Ю., Мурыгина В. П., Мещеряков С. В. Биорекультивация нефтезагрязненных почв гуминовыми препаратами // Экология и промышленность России. 2003. N 4. С. 19–21.Salem K. M., Perminova I. V., Grechishcheva N. Yu., Mouryguina V. P., Meshcheryakov S. V. Biorevegetation of oily soils by humic preparations. Ekologiya i promyshlennost' Rossii = Ecology and Industry of Russia. 2003;(4):19-21. (In Russian).Гречищева Н. Ю., Фехретдинова Д. Р., Мурыгина В. П., Гайдамака С. Н. Оценка эффективности использования гуминовых веществ в качестве промывочных агентов нефтезагрязненных почв // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2019. N 6. С. 22–26. https://doi.org/10.33285/2411-7013-2019-6(291)-22-26.Grechishcheva N. Yu., Fekhretdinova D. R., Murygina V. P., Gaydamaka S. N. Evaluation of the effectiveness of humic substances use as washing agents of oil-contaminated soils. Zashchita okruzhayushchei sredy v neftegazovom komplekse = Environmental protection in oil and gas complex. 2019;(6):22-26. (In Russian). https://doi.org/10.33 285/2411-7013-2019-6(291)-22-26.Филатов Д. А., Иванов А. А., Сваровская Л. И., Юдина Н. В. Влияние светокорректирующей пленки и гуминовых кислот на биохимическое окисление нефти в почве // Агрохимия. 2011. N 10. С. 76–82.Filatov D. A., Ivanov A. A., Svarovskaya L. I., Yudina N. V. Effect of light-corrective film and humic acids on the biochemical oxidation of petroleum in the soil. Agrokhimiya = Eurasian Soil Science. 2011;(10):76-82. (In Russian).Гречищева Н. Ю., Перминова И. В., Мещеряков С. В. Перспективность применения гуминовых веществ в технологиях очистки нефтезагрязненных почв // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. N 1. С. 30–36. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2016-1-30-36.Gretchischeva N. Yu., Perminova I. V., Mescheryakov S. V. Humic compounds in treatment of oil contaminated environments. Ekologiya i promyshlennost' Rossii = Ecology and Industry of Russia. 2016;20(1):30-36. (In Russian). https://doi.org/ 10.18412/1816-0395-2016-1-30-36.Фомичева Н. В., Рабинович Г. Ю., Смирнова Ю. Д. Влияние технологических приемов применения гуминового биопрепарата на продуктивность яровой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. N 9. С. 53–58. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-10910.Fomicheva N. V., Rabinovich G. Yu., Smirnova Yu. D. Influence of technological methods of application of the humic preparation on the productivity of spring wheat. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology in AgroIndustrial Complex. 2020;34(9):53-58. (In Russian). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-10910.Рабинович Г. Ю., Фомичева Н. В., Смирнова Ю. Д. Эффективность жидкофазных биосредств при возделывании моркови на торфяных почвах // Весці нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя аграрных навук. 2021. Т. 59. N 3. С. 319–329. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2021-59-3-319-329.Rabinovich G. Yu., Fomicheva N. V., Smirnova Yu. D. Efficiency of liquid-phase biological preparations when cultivating carrots on peat soils. Vestsі natsyyanal'nai akademіі navuk Belarusі. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series. 2021;59(3):319- 329. (In Russian). https://doi.org/10.29235/1817-7204- 2021-59-3-319-329.Пат. № 2691693, Российская Федерация, C05F3/00, C05F11/02, C05G3/00. Способ получения жидкого гуминового удобрения / Н. В. Фомичева, Г. Ю. Рабинович; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель. Заявл. 26.11.2018; опубл. 17.06.2019. Бюл. № 17.Fomicheva N. V., Rabinovich G. Yu. Method of producing liquid humic fertilizer. Patent RF, no. 2691693; 2019. (In Russian).Каримова В. Т., Дмитриева Е. Д., Нечаева И. А. Влияние гуминовых веществ торфов Тульской области на рост микроорганизмов деструкторов нефти Rhodococcus Erythropolis S67 и Rhodococcus Erythropolis X5 // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2017. Вып. 2. С. 60–68.Karimova V. T., Dmitrieva E. D., Nechaeva I. A. The effect of humic substances from different origin peats of the tula region on the growth of microbial degraders of oil Rhodococcus Erythropolis S67 and Rhodococcus Erythropolis X5. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki = Proceedings of the Tula State University. Natural Sciences. 2017;(2):60-68. (In Russian).Чердакова А. С., Гальченко С. В., Сипатая Р. А. Влияние гуминовых препаратов на процессы биоремедиации нефтезагрязненных водных сред // Новые технологии в учебном процессе и производстве: материалы XIX Международной научно-технической конференции (г. Рязань, 14– 16 апреля 2021 г.). Рязань, 2021. С. 221–222.Cherdakova A. S., Gal'chenko S. V., Sipataya R. A. Influence of humic preparations on the processes of bioremediation of oil-contaminated aquatic environments. In: Novye tekhnologii v uchebnom protsesse i proizvodstve: materialy XIX Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii = New Technologies in the Educational Process and Production: Materials of the XIX International Scientific and Technical Conference. 14-16 April 2021, Ryazan. Ryazan; 2021, p. 221-222. (In Russian).Другов Ю. С., Родин А. А. Анализ загрязненной почвы и опасных отходов. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007. 424 с.Drugov Yu. S., Rodin A. A. Analysis of contaminated soil and hazardous waste. Moscow: Binom. Laboratoriya znanii; 2007. 424 p. (In Russian).Курочкина Г. Н., Шкидченко А. Н., Амелин А. А. Влияние нового биопрепарата на ремедиацию нефтезагрязненной серой лесной почвы // Почвоведение. 2004. N 10. С. 1241–1249.Kurochkina G. N., Amelin A. A., Shkidchenko A. N. The effect of a new biopreparation on the remediation of oil-contaminated gray forest soil. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 2004; (10):1241-1249. (In Russian).Овсянникова В. С., Филатов Д. А., Алтунина Л. К., Сваровская Л. И. Биодеструкция углеводородов высоковязкой нефти почвенными микроорганизмами // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22. N 5. С. 489–495.Ovsyannikova V. S., Filatov D. A., Altunina L. K., Svarovskaya L. I. Biodestruction of hydrocarbons of highly viscous petroleum with soil microorganisms. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya = Chemistry for Sustainable Development. 2014;22(5):489- 495. (In Russian).Нечаева И. А., Филонов А. Е., Ахметов Л. И., Пунтус И. Ф., Боронин А. М. Стимуляция микробной деструкции нефти в почве путем внесения бактериальной ассоциации и минерального удобрения в лабораторных и полевых условиях // Биотехнология. 2009. N 1. С. 64–70.Nechaeva I. A., Filonov А. E., Akhmetov L. I., Puntus I. F., Boronin А. M. Stimulation of microbial destruction of oil by introduction of bacterial association and mineral fertilizer in soil under laboratory and field conditions. Biotekhnologiya = Biotechnology in Russia. 2009;(1):64-70. (In Russian).Ветрова А. А., Забелин В. А., Иванова А. А., Адаменко Л. А., Делеган Я. А., Петриков К. В. Биодеградация нефти консорциумом штаммовнефтедеструкторов в лабораторных модельных системах // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13. N 1. С. 184–198. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-1-184-198.Vetrova A. A., Zabelin V. A., Ivanova A. A., Adamenko L. A., Delegan Y. A., Petrikov K. V. Oil biodegradation by consortium of oil degrading microorganisms in laboratory model systems. Yug Rossii: ekologiya, razvitie = South of Russia: ecology, development. 2018;13(1):184-198. (In Russian). https://doi. org/10.18470/1992-1098-2018-1-184-198.Руденко Е. Ю. Исследование влияния нефти на биологическую активность черноземной почвы // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 4. С. 719–727. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-719-727.Rudenko E. Yu. Effects of crude oil on the biological activity of chernozem soils. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2020;10(4):719-727. (In Russian). https://doi.org/10.21 285/2227-2925-2020-10-4-719-727.Евдокимова Г. А. Почвенная микробиота как фактор устойчивости почв к загрязнению // Теоретическая и прикладная экология. 2014. N 2. С. 17–24.Evdokimova G. A. Soil microbiota as a factor of soil resistance to contamination. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2014;(2):17-24. (In Russian).Иванов А. А., Юдина Н. В., Мальцева Е. В., Матис Е. Я. Исследование биостимулирующих и детоксицирующих свойств гуминовых кислот различного происхождения в условиях нефтезагрязненной почвы // Химия растительного сырья. 2007. N 1. С. 99–103.Ivanov A. A., Yudina N. V., Mal'tseva E. V., Matis E. Ya. Study of biostimulating and detoxifying properties of humic acids of various origins in oilcontaminated soil. Khimija Rastitel'nogo Syr'ja. 2007;(1):99-103. (In Russian).Якименко О. С., Терехова В. А. Гуминовые препараты и оценка их биологической активности для целей сертификации // Почвоведение. 2011. N 11. С. 1334–1343.Yakimenko O. S., Terekhova V. A. Humic preparations and the assessment of their biological activity for certification purposes. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 2011;(11):1334-1343. (In Russian).Тихонов В. В., Якушев А. В., Завгородняя Ю. А., Бызов Б. А., Демин В. В. Действие гуминовых кислот на рост бактерий // Почвоведение. 2010. N 3. С. 333–341.Tikhonov V. V., Yakushev A. V., Zavgorodnyaya Y. A., Byzov B. A., Demin V. V. Effects of humic acids on the growth of bacteria. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 2010;(3):333-341. (In Russian).Плешакова Е. В. Интродукция нефтеокисляющих микроорганизмов в загрязненную почву: проблемы и перспективы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2011. Т. 11. N 2. С. 102–111.Pleshakova E. V. Introduction of oil-oxidizing microorganisms into contaminated soil: the problems and perspectives. Izvestiya Saratovskogo universiteta. Novaya seriya. Seriya: Khimiya. Biologiya. Ekologiya = Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology. 2011;11(2):102-111. (In Russian).Коршунова Т. Ю., Четвериков С. П., Логинов О. Н. Перспективы использования консорциума углеводородокисляющих микроорганизмов для очистки нефтезагрязненной почвы Крайнего Севера // Теоретическая и прикладная экология. 2016. N 1. С. 88–94.Korshunova T. Yu., Chetverikov S. P., Loginov O. N. Prospects of using a consortium of hydrocarbon oxidizing microorganisms for cleaning oil polluted soil of the extreme north. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2016;(1):88-94. (In Russian).Домрачева Л. И., Ашихмина Т. Я., Елькина Т. С., Гайфутдинова А. Р. Микробная деградация промышленных отходов (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2014. N 2. С. 6–16.Domracheva L. I., Ashikhmina T. Ya., El'kina T. S., Gayfutdinova A. R. Microbial degradation of industrial waste (review). Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2014; (2):6-16. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.