Fractional composition of copper compounds in metal–contaminated soil and its accumulation in plants in application of growth promoting rhizosphere bacteria

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Studies were carried out to investigate effect of application of growth-promoting rhizosphere bacteria of genus Pseudomonas in artificial contamination of agro-gray soil with copper in concentration above approximately permissible level on fractional composition of metal compounds in soil, weight of spring wheat plants and metal uptake by plants in pot experiment. To assess effect of bacteria on distribution of copper in soil fractions, inoculation with cultures P. fluorescens 20, P. fluorescens 21, and P. putida 23 was used. Wheat plants were grown up to booting stage in contamination with Cu(NO3)2·3H20 at rate of 300 mg Cu/kg of soil against background of NPK fertilization. Cu accumulation in fractions associated with organic matter, oxides and hydroxides of Fe and Mn and, to a lesser extent, with carbonates was established. Content of Cu in shoots and roots after combustion in mixture of HNO3 : HClO4 (2:1) and in soil fraction was determined by inductively coupled plasma emission-optical spectrometry. Bacteria rised plant resistance to high copper concentration and increased their weight by 13…24 %, reducing the phytotoxicity of metal. Positive effect of bacteria in copper contamination is due to increase in content of metal in roots (in 18…19 times relative to variant with copper contamination without bacteria application). Bacteria increased copper content mainly in specifically sorbed fraction associated with carbonates and in composition of ferruginous minerals, to lesser extent in organic fraction and decreased content of metal in residual fraction. Growth in copper uptake by plants from the soil by 19…30 % in application of bacteria corresponded to increase in its presence in soil in relatively mobile forms and decrease in the residual fraction.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

V. Shabayev

Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vpsh@rambler.ru

доктор биологических наук

Ресей, 142290, Moskovskaya obl., Pushchino, ul. Institutskaya, 2

M. Volokitin

Institute of Basic Biological Problems, Russian Academy of Sciences

Email: vpsh@rambler.ru

кандидат сельскохозяйственных наук

Ресей, 142290, Moskovskaya obl., Pushchino, ul. Institutskaya, 2

V. Ostroumov

Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science, Russian Academy of Sciences

Email: vpsh@rambler.ru
Ресей, 142290, Moskovskaya obl., Pushchino, ul. Institutskaya, 2

Әдебиет тізімі

  1. Bioaugmentation with copper tolerant endophyte Pseudomonas lurida strain EOO26 for improved plant growth and copper phytoremediation by Helianthus annuus / A. Kumar, Tripti, O. Voropaeva, et al. // Chemosphere. 2021. 266. P. 128983. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653520331805?via%3Dihub (дата обращения: 14.02.2024). doi: 10.1016/ j.chemosphere.2020.128983.
  2. Ojha A., Jaiswal S., Mishra S. Bioremediation techniques for heavy metal and metalloid removal from polluted lands: a review // Internatiional Journal of Science and Technology. 2022. Vol. 10. P. 10591–10612. doi: 10.1007/s13762-022-04502-3.
  3. Dorjey S., Dolkar D., Sharma R. Plant growth promoting rhizobacteria Pseudomonas // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2017. Vol. 7. P. 1335–1344. doi: 10.20546/ijcmas.2017.607.160.
  4. Recent progress on emerging technologies for trace elements-contaminated soil remediation. Review. T. El. Rasafi, A. Haouas, A. Tallou, et al. // Chemosphere. 2023. Vol. 341. P. 140121. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37690564/ (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.1016/j.chemosphere.2023.140121.
  5. Role of rhizobacteria in phytoremediation of heavy metals. Review Article / N. Nadeem, R. Asif, S. Ayyub, et al. // Biological and Clinical Sciences Research Journal. 2020. e035. URL: https://bcsrj.com/ojs/index.php/bcsrj/ article/view/35 (дата обращения: 21.11.2023). doi: 10.47264/bcsrj0101035.
  6. Recent developments in microbe-plant-based bioremediation for tackling heavy metal-polluted soils: Review Article / L. Saha, J. Tiwari, K. Bauddh, et al. // Frontiers in Microbiology. 2021. Vol. 12. 723. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35002995/ (дата обращения: 14.02.2024). doi: 10.3389/fmicb.2021.731723.
  7. Шабаев В. П., Бочарникова Е. А., Остроумов В. Е. Ремедиация загрязненной кадмием почвы при применении стимулирующих рост растений ризобактерий и природного цеолита // Почвоведение. 2020. № 6. С. 738–750. doi: 10.31857/S0032180X20060118.
  8. Шабаев В. П., Остроумов В. Е. Почвенно-агрохимические аспекты ремедиации загрязненной никелем почвы при применении ростстимулирующих ризосферных бактерий // Почвоведение. 2023. № 2. С. 226–239. doi: 10.31857/S0032180X22600925.
  9. Effects of plant growth-promoting bacteria (PGPB) inoculation on the growth, antioxidant activity, Сu uptake, and bacterial community structure of rape (Brassica napus L.) grown in Cu-contaminated agricultural soil / X. M. Ren, S. J. Guo, W. Tian, et al. // Frontiers in Microbiology. 2019. Vol. 10. 1–12. URL: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2019.01455/full (дата обращения: 12.12.2023). doi: 10.3389/fmicb.2019.01455.
  10. Ладонин Д. В., Карпухин М. М. Фракционный состав соединений никеля, меди, цинка и свинца, загрязненных оксидами и растворимыми солями металлов // Почвоведение. 2011. № 8. С. 953–965.
  11. Phytoremediation of heavy metals assisted by plant growth promoting (PGP) bacteria: A review / A. Ullah, S. Heng, M. F. H. Munis, et al. // Environmental and Experimental Botany. 2015. Vol. 117. P. 28–40. doi: 10.1016/j.envexpbot.2015.05.001.
  12. Mishra J., Singh R., Arora N. K. Alleviation of heavy metal stress in plants and remediation of soil by rhizosphere microorganisms. Mini review article. Sec. Microbial Symbioses // Frontiers in Microbiology. 2017. Vol. 8. URL: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2019.01455/full (дата обращения: 19.03.2023). doi: 10.3389/fmicb.2017.01706.2019.01455/full.
  13. Srivastava R., Singh A. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) for sustainable agriculture // International Journal of Agricultural Science and Research. 2017. Vol. 7. P. 505–510.
  14. Antimicrobial properties of pyridine-2,6-ditiocarboxylic acid, metal chelator produced by Pseudomonas spp. / A. L. Sebat, A. J. Pasczynski, M. S. Cortese, et al. // Applied and Environmental Microbiology. 2001. Vol. 67. P. 3934–3942. doi: 10.1128/AEM.67.9.3934-3942.2001.
  15. Ладонин Д. В. Формы соединений тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах. М.: Издательство Московского университета, 2019. 312 c.
  16. Макро- и микроэлементы в почвах и кормовых травах прифермерских полей Барнаульского Приобья / А. И. Сысо, М. А. Лебедева, С. А. Худяев и др. // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета 2017. № 3. С. 54–61.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».