Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения суммарной фитотоксичности почвы

Изобретение относится к области экологии, а именно к мониторингу характеристик различных сред экосистем методами биоиндикации, и предназначено для определения токсичности почв и может быть использовано для оценки влияния антропогенного фактора на биоту.

Известен способ, при котором осуществляют оценку токсичности почв и окружающей среды по животным-биоиндикаторам, их морфологическим признакам [патент РФ № 2372617. МПК G01N 33/24. Опубл. 10.11.2009. Бюлл. № 31]. Известный способ достаточно сложный, поскольку надо выявлять насекомых, перемещающихся по поверхности почвы, изучать их морфологию, классифицировать особи по классу признаков, что усложняет техническое решение.

Наиболее близким к заявляемому объекту техническим решением является способ, в котором определяют токсичность почвы по азотфиксирующей активности клубеньковых бактерий, формирующих клубеньки на корневой системе бобовых трав в 15-20-сантиметровом слое почвы, спустя 2-3 недели после весеннего отрастания и до фазы цветения, а степень токсичности почвы определяют по внутренней окраске азотфиксирующих клубеньков (розовой или красной) и ее наличие менее чем у 50% клубеньков считают экологическим риском, а менее чем у 20% клубеньков - экологическим бедствием (прототип) [патент РФ № 2490630. МПК G01 N33/24. Опубл. 20.08.2013. Бюлл. № 23].

Однако при этом оценку токсичности определяют только в севообороте, где имеют место бобовые культуры в строго определенный момент их вегетации. Осуществляемый метод оценки токсичности невозможно использовать в необходимый для исследователя промежуток интервал вегетационного периода.

Заявляемое техническое решение заключается в том, что токсичность почвы определяют по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов, формирующих микробиологический ценоз почвы, в течение заданного интервала вегетации.

Сущность заявляемого способа заключается в биотестировании по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Токсичность почвы определяют по степени разложения льняного полотна в слоях почвы: 0-10, 10-20 и 20-30 см в течение месяца после применения химических средств защиты растений. Степень токсичности почвы определяют по интенсивности разложения льняного полотна в почве: при разложении более 60 % полотна оценивают состояние почвы как удовлетворительное, 30-60 % - экологический риск, менее 30 % - экологическое бедствие.

Способ осуществляется следующим образом.

В отличие от известного способа определять токсичность почвы можно непосредственно на участках по степени разложения льняного полотна в необходимое для исследователя время.

При наличии в почве избыточного количества токсичных веществ нарушается кислотный режим почвенного раствора в корнеобитаемом слое, что приводит к снижению активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов.

При интенсивности разложения целлюлозы на исследуемом участке определяют три категории токсичности почвы:

1 - при разложении более 60 % полотна оценивают состояние почвы как удовлетворительное;

2 - 30-60 % - экологический риск;

3 - менее 30 % - экологическое бедствие.

В отличие от известного технического решения оценку токсичности почвы можно проводить в течение всего вегетационного периода.

Пример 1. В различных местах загрязненного токсичными веществами участка, площадью 0,5 га, погоризонтно, строго вертикально заложены льняные полотна, которые закреплены на полиэтиленовой пленке, размер полотен 5 х 10 см. Экспозиция 30 дней. По истечении срока полотна извлекли из почвы, очистили от комочков почвы и визуально определили степень разложения льняного полотна. Степень разложения в слое 0-10 см 30-60 %. Таким образом, исследуемый участок относится ко 2-й категории («экологический риск»).

Пример 2. В различных местах загрязненного токсичными веществами участка, площадью 0,2 га, погоризонтно, строго вертикально заложены льняные полотна, которые закреплены на полиэтиленовой пленке, размер полотен 5 х 10 см. Экспозиция 30 дней. По истечении срока полотна извлекли из почвы, очистили от комочков почвы и визуально определили степень разложения льняного полотна. Степень разложения в слое 0-10 см менее 30 % - зона экологического бедствия.

Пример 3. В различных местах загрязненного токсичными веществами участка, площадью 0,4 га, погоризонтно, строго вертикально заложены льняные полотна, которые закреплены на полиэтиленовой пленке, размер полотен 5 х 10 см. Экспозиция 30 дней. По истечении срока полотна извлекли из почвы, очистили от комочков почвы и визуально определили степень разложения льняного полотна. Степень разложения в слое 0-10 см более 60 % – состояние участка удовлетворительное.

Результаты опытов приведены в таблице.

Таблица – Оценка токсичности почвы по интенсивности разложения целлюлозы, %

Технический результат: предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки загрязненной территории и упростить определение ее токсичности по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов в полевых условиях без дополнительных химических анализов.