Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы влияние тяжелых металлов на функционирование микробных клеток и микробных сообществ 11
1.1. Изменение анатомо-морфологических показателей микроорганизмов 12
1.2. Влияние тяжелых металлов на физиолого-биохимические показатели микробных клеток 17
1.3. Механизмы микробиологической детоксикации тяжелых металлов 22
1.4. Роль микроорганизмов в биоремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами 29
ГЛАВА II. Объекты и методы исследования 36
2.1. Цианобактерии и высшие растения, используемые в лабораторных и полевых опытах 36
2.2. Характеристика районов исследования 37
2.2.1. Характеристика почв на территории Кирово - Чепецкого химического комбината 37
2.2.2. Экологическая характеристика почв г. Владикавказа и почв на территории горно-металлургического комбината 40
2.3. Традиционные методы исследования 42
2.3.1. Методика отбора почвенных проб для микробиологического и химического анализа 42
2.3.2. Методы исследования почвенной биоты 43
2.3.3. Методы исследования химических характеристик субстратов 44
2.3.4. Новые разработки 48
2.3.5. Методика микрополевого опыта 54
2.3.6. Статистическая обработка и достоверность результатов 54
ГЛАВА III. Специфика микробных группировок почв и грунтов техногенных территорий
3.1. Химическое загрязнение почв и грунтов техногенных территорий 57
3.2. Состояние микробных комплексов почв техногенных территорий 60
3.3. Структура микробных фототрофных комплексов в почвах, загрязненных тяжелыми металлами 65
3.4. Микологическая индикация химически загрязненных почв 66
3.5. Биотестирование токсичности почв с использованием цианобактерии Nostoc linckia 67
3.6. Развитие почвенных микробоценозов в условиях свинцового стресса 69
3.7. Оценка уровня загрязнения почвы с использованием интегральных показателей загрязнения 73
ГЛАВА IV. Исследование влияния ионов меди и никеля на альгологически чистые культуры почвенных цианобактерии и природные биопленки
4.1. Изучение влияния ионов меди и никеля на цианобактерию Nostoc linckia 78
4.1.1. Изменение биохемилюминесценции цианобактерии Nostoc linckia под влиянием меди 78
4.1.2. Влияние ионов никеля и нефтепродуктов на состояние цианобактерии Nostoc linckia 4.1.2.1. Определение жизнеспособности клеток цианобактерии 82
4.1.2.2. Изменение физиологических процессов Nostoc linckia под действием токсикантов
4.1.3. Количественное определение формазана в клетках цианобактерии Nostoc linckia при действии ионов меди (II) и никеля (II) 87
4.1.4. Особенности накопления ионов меди (II) и никеля (II) в различных фракциях гомогената клеток цианобактерии Nostoc linckia 89
4.2. Потенциал природных биопленок Nostoc commune как сорбентов тяжелых металлов в водной среде 93
4.2.1. Самосборка природных биопленок с доминированием Nostoc commune 94
4.2.2. Исследование видового, группового состава и содержания тяжелых металлов в биопленках из различных экотопов 99
4.2.3. Выявление физиолого-биохимического отклика комплекса микроорганизмов, входящих в состав биопленок Nostoc commune, на воздействие испытуемых поллютантов 101
4.2.4. Определение сорбционной способности биопленок по отношению к ионам никеля (II) и меди (II) при различных условиях контактирования 106
4.2.5. Коэффициенты корреляции - возможные показатели загрязнения сред тяжелыми металлами 109
4.3. Изучение физиолого-биохимического отклика и сорбционных 111
способностей биопленок с доминированием p. Phormidium в условиях химического стресса 111
4.3.1. Функциональные возможности почвенных цианобактерии при воздействии ионов меди (II) и никеля (II) 111
4.3.1.1. Влияние ионов металлов на жизнеспособность клеток цианобактерии в биоклетках с доминированием ЦБ p. Phormidium 112
4.3.1.2. Влияние ионов металлов на каталазную активность 112
4.3.1.3. Влияние ионов меди и никеля на интенсивность перекисного окисления липидов 114
4.3.1.4. Влияние ионов меди и никеля на содержание хлорофилла а и феофитина 115
4.3.1.5. Влияние ионов меди никеля на интенсивность биохемилюминесценции почвенных цианобактерии 116
4.3.2. Сорбционные возможности почвенных биопленок с доминированием цианобактерий p. Phormidium при воздействии ионов
никеля (II) и меди (II) 119
4.3.2.1. Сорбционная способность почвенных цианобактерий в гомогенизированном и пленочном состоянии при воздействии тяжелых металлов 119
4.3.2.2. Влияние массы цианобактерий на остаточное содержание ионов меди (II) и никеля (II) в растворе 120
4.3.2.3. Влияние продолжительности контакта на остаточное содержание металлов в растворе 121
4.3.2.4. Влияние ионов меди (II) и никеля (II) на качественный 124 состав органических веществ в культуральной жидкости биопленок с доминированием p. Phormidium 124
4.3.3. Влияние ионов меди (II) и никеля (II) на структуру поверхности клеток цианобактерий 127 ГЛАВА V. Эффетивность цианобактериальной 130 инокуляции семян при выращивании растений в 130 почвах, загрязненных медью 130
5.1. Исследование влияния возрастающих концентраций ионов меди (II) на почвенную альго-циано-микофлору 132
5.1.1. Влияние меди на развитие почвенной альго-циано-микофлоры под посевами пшеницы сорта Ирень 132
5.1.2. Изучение развития цианобактерий под различными культурами в почве, загрязненной ионами меди (II) 135
5.1.3. Влияние возрастающих концентраций ионов меди (II) 137 на развитие почвенных микромицетов под посевами гороха сорта 137 Лучезарный 137
5.2. Исследование влияния ионов меди (II) на урожайность культур 140
высших растений при предпосевной цианобактериальной обработке 140
семян 140
5.2.1. Влияние цианобактериальной обработки семян на урожайность пшеницы сорта Ирень при выращивании в условиях загрязнения почвы медью 141
5.2.2. Действие ионов меди (II) на урожайность гороха сорта Лучезарный при цианобактериальной обработке семян 142
5.2.3. Изучение влияния цианобактериальной инокуляции семян горчицы белой на урожайность при выращивании в медьзагрязненной почве 143
5.3. Действие ионов меди (II) на уровень накопления антоциановых 144
пигментов высшими растениями 144
5.3.1. Влияние цианобактериальной обработки на содержание антоцианов в листьях пшеницы сорта Ирень в медьзагрязненной почве 144
5.3.2. Влияние предпосевной цианобактериальной обработки семян на содержание антоцианов в горохе сорта Лучезарный при условиях 146 загрязнения почвы медью 146
5.3.3. Влияние ионов меди (II) при циано бактериальной 147
инокуляции семян горчицы белой на уровень накопления антоцианов 147
в листьях растений 147
5.4. Исследование влияния циано бактериальной обработки семян 148
высших растений на уровень сорбции ионов меди (II) из загрязненной 148
почвы 148
5.4.1. Влияние циано бактериальной обработки семян на уровень 149 накопления ионов меди (II) в пшенице сорта Ирень 149
5.4.2. Влияние обработки семян гороха сорта Лучезарный 150 циано бактериями на уровень поступления ионов меди (II) в надземную часть 150
5.4.3. Влияние циано бактериальной обработки семян горчицы белой на уровень поступления ионов меди (II) в вегетативную массу и 151 семена горчицы белой 151
Список используемых сокращений 155
Приложение 156
Список литературы 160
