Ильясова М.М.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГЕРБИЦИДОВ НА МИКРОБИОТУ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ *
Аннотация:
в статье рассматривается влияние гербицидов на микробиоту темно-каштановых почв, а также современные методы оценки изменений в почвенных микробных сообществах. Проведен анализ научных публикаций, который показал, что гербициды снижают численность полезных микроорганизмов, угнетают их ферментативную активность и могут способствовать развитию устойчивых к химическим веществам штаммов. Основной механизм воздействия связан с нарушением биогеохимических процессов в почве, что снижает ее плодородие и экологическую устойчивость.В работе рассмотрены традиционные микробиологические методы, молекулярно-генетический анализ и биохимические тесты, позволяющие определить влияние гербицидов на почвенную среду. Отмечена необходимость дальнейших исследований, направленных на разработку экологически безопасных технологий защиты растений и восстановления микробного баланса почвы. Полученные результаты подчеркивают значимость внедрения устойчивых агротехнологий для сохранения почвенного биоразнообразия.
Ключевые слова:
гербициды, микробиота, темно-каштановые почвы, почвенные микроорганизмы, экологическая устойчивость
Введение. В современных агротехнологиях гербициды играют важную роль в обеспечении высокой урожайности и защите сельскохозяйственных культур от сорняков. Однако их длительное применение может оказывать значительное воздействие на почвенные экосистемы, в частности, на микробиоту темно-каштановых почв. Микроорганизмы почвы участвуют в ключевых биогеохимических процессах, таких как разложение органического вещества, круговорот питательных элементов и поддержание почвенного плодородия. В связи с этим исследование влияния гербицидов на микробиологический состав и функциональную активность почвы является актуальной научной задачей.Темно-каштановые почвы широко распространены в засушливых степных зонах и отличаются высокой биологической активностью, что делает их особенно уязвимыми к химическим воздействиям. Попадая в почву, гербициды могут вызывать изменения в численности и видовом составе микробных сообществ, подавлять полезные микроорганизмы и стимулировать развитие устойчивых форм бактерий и грибов. Это, в свою очередь, может привести к ухудшению структуры почвы, снижению ее ферментативной активности и накоплению токсичных метаболитов.В настоящее время существует широкий спектр методов оценки влияния гербицидов на почвенную микробиоту. К ним относятся классические микробиологические подходы (определение численности микроорганизмов на питательных средах), молекулярно-генетические методы (ПЦР-анализ, метагеномика), а также биохимические и физиологические тесты (изучение активности ферментов, дыхательной активности почвы). Современные методы позволяют не только количественно оценить изменения в микробных сообществах, но и выявить их функциональные особенности в условиях гербицидного воздействия.Настоящее исследование направлено на анализ современных методов оценки влияния гербицидов на микробиоту темно-каштановых почв, а также на выявление ключевых изменений в структуре и функционировании почвенных микроорганизмов под воздействием химических средств защиты растений.Материалы и методы исследования. Для выполнения литературного обзора были использованы научные статьи, опубликованные в рецензируемых журналах за последние пять лет. Источники информации отобраны с использованием таких баз данных, как Scopus, Web of Science и Google Scholar. Основными критериями включения в обзор стали исследования, посвященные влиянию гербицидов на микробиоту темно-каштановых почв, а также работы, рассматривающие методы оценки изменений в почвенных микробных сообществах.Методологический подход включал анализ, сравнительную оценку, систематизацию и обобщение данных, представленных в современных исследованиях. Особое внимание уделено работам, использующим культуральные, молекулярно-генетические и биохимические методы изучения микробиоты, а также исследованиям, рассматривающим биодеградацию гербицидов в почве.Результаты и обсуждение. Анализ научных публикаций (7 источников) выявил, что гербициды оказывают значительное влияние на микробиоту темно-каштановых почв, изменяя количественный и качественный состав микробных сообществ. Исследования показали, что под воздействием гербицидов снижается численность полезных микроорганизмов, таких как азотфиксирующие бактерии и фосфатмобилизующие микроорганизмы, тогда как устойчивые к химическим соединениям микроорганизмы (например, актиномицеты и некоторые грибы) демонстрируют рост.Основной механизм воздействия гербицидов на микробиоту связан с токсическим влиянием активных веществ на метаболизм микроорганизмов, что приводит к угнетению их ферментативной активности. По данным исследований, при длительном применении гербицидов наблюдается снижение активности дегидрогеназы, каталазы и уреазы в почве, что свидетельствует о снижении общей метаболической активности почвенной микробиоты.Анализ данных также показал, что даже при кратковременном воздействии гербицидов отмечаются изменения в структуре микробного сообщества. Некоторые исследования указывают на восстановление микробиоты после прекращения гербицидного воздействия, однако восстановительный процесс занимает длительное время и зависит от свойств почвы и условий окружающей среды.Интересное исследование было проведено авторами Сейтказин Б.М., Ахметова Л.К. и Жанасова А.Р., которые изучали влияние гербицидов на состав почвенной микробиоты в засушливых регионах [1, с. 45]. Они выявили, что при длительном применении гербицидов численность ризосферных бактерий снижается на 30–40%, что негативно сказывается на питательном режиме почвы. Однако в их исследовании не рассматриваются механизмы адаптации отдельных групп микроорганизмов, что требует дальнейших изысканий.Работа Калиева А.С. и Уразбекова Д.Т. посвящена оценке влияния гербицидов на активность ферментов почвы [2, с. 112]. Авторы показали, что ингибирование уреазы и фосфатазы достигает 50% при высокой концентрации гербицидов, что может свидетельствовать о негативном влиянии на процессы минерального питания растений. Однако работа ограничивается лабораторными экспериментами, что требует подтверждения в полевых условиях.Токтаров К.М. и Баймуратов Е.С. исследовали биодеградацию гербицидов под воздействием микробных консорциумов [3, с. 27]. Их работа подтверждает, что некоторые группы бактерий способны разлагать гербициды до нетоксичных соединений, однако эффективность этого процесса зависит от ряда факторов, включая состав микробного сообщества и климатические условия. Тем не менее, в исследовании не приводится информация о возможных остаточных эффектах гербицидов на почвенную микрофлору.Аналогичное исследование провели Омаров Ж.А. и Исмагулов А.Т., сосредоточив внимание на изменениях в составе микробных сообществ при применении различных доз гербицидов [4, с. 66]. Они отметили, что при низких концентрациях гербицидов микробиота частично адаптируется, тогда, как при высоких дозах происходит значительное сокращение численности полезных бактерий. Однако исследование не учитывает долгосрочное влияние гербицидов, что оставляет вопрос о возможных отдаленных последствиях их применения.Работа Гайсина Н.И. посвящена влиянию гербицидов на углеродный и азотный баланс почвы [5, с. 91]. В ней рассматривается, как изменения в микробиоте влияют на процессы разложения органического вещества и круговорот питательных элементов. Исследование демонстрирует, что снижение численности микроорганизмов приводит к накоплению недоразложенных остатков, что может ухудшать агрохимические свойства почвы. Однако в работе отсутствует анализ изменений в видовом составе микробиоты, что требует дополнительного изучения.Обзорная статья Baker T. анализирует глобальные тенденции в изучении воздействия гербицидов на почвенные экосистемы [6, с. 315]. В статье приводятся данные о микробиологическом разнообразии почв в различных климатических зонах, что позволяет сравнить полученные результаты с аналогичными исследованиями в других странах. Тем не менее, в обзоре недостаточно внимания уделено конкретным методам оценки микробного разнообразия.Kim J. исследовали использование молекулярных методов в анализе изменений почвенной микробиоты при гербицидном воздействии [7, с. 845]. Авторы отмечают, что методы метагеномного секвенирования позволяют более детально изучить влияние гербицидов на таксономический состав микробных сообществ. Однако их исследование сосредоточено в основном на лабораторных образцах, что требует дальнейшего подтверждения в реальных агроэкосистемах.Таким образом, современные исследования подтверждают, что гербициды оказывают значительное влияние на почвенную микробиоту, изменяя численность и функциональную активность микроорганизмов. Однако многие вопросы, связанные с механизмами адаптации микробных сообществ и восстановлением почвенного биоразнообразия после гербицидного воздействия, остаются недостаточно изученными. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований, направленных на разработку стратегий минимизации негативного влияния гербицидов на почвенные экосистемы.Заключение. Проведенное исследование показало, что гербициды оказывают значительное влияние на микробиоту темно-каштановых почв, изменяя ее количественный и качественный состав. Под их воздействием снижается численность полезных микроорганизмов, участвующих в биогеохимических процессах, в то время как устойчивые к химическим соединениям микробы могут получать селективное преимущество. Эти изменения приводят к снижению ферментативной активности почвы, что негативно сказывается на ее плодородии и устойчивости к внешним воздействиям.Анализ научных публикаций подтвердил, что гербициды могут нарушать баланс почвенных экосистем как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Однако степень их воздействия зависит от концентрации, частоты применения и свойств конкретных почвенных условий. Несмотря на это, некоторые исследования указывают на возможность адаптации микробных сообществ и частичного восстановления их состава после прекращения гербицидного воздействия. Современные методы исследования, такие как молекулярно-генетический анализ и микробиологический мониторинг, позволяют более детально изучить изменения в почвенной микробиоте и выявить механизмы ее адаптации. Однако остаются вопросы, требующие дальнейшего изучения, в частности, долгосрочные последствия применения гербицидов и возможность использования биоремедиационных стратегий для минимизации их негативного влияния.Таким образом, полученные данные подчеркивают необходимость разработки экологически безопасных методов защиты растений, снижения химической нагрузки на почву и внедрения альтернативных агротехнологий, направленных на сохранение почвенного биоразнообразия и устойчивости сельскохозяйственных экосистем.
Номер журнала Вестник науки №3 (84) том 4
Ссылка для цитирования:
Ильясова М.М. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГЕРБИЦИДОВ НА МИКРОБИОТУ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ // Вестник науки №3 (84) том 4. С. 507 - 514. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/22006 (дата обращения: 20.05.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+