vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2024-69-4-321-328vestib-943Research ArticleСтатьиВлияние основных физиологических групп микроорганизмов на биодоступность 137Cs и его поступление из торфянисто-глеевой почвы в биомассу Avena sativa L.Influence of the main physiological groups of microorganisms on the bioavailability of 137Cs and its entry from peaty-gley soil into the biomass of Avena sativa L.https://orcid.org/0009-0009-6443-4733ТанкевичЕ. А.TankevichE. A.

Танкевич Елена Александровна – науч. сотрудник.

Ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Elena A. Tankevich – Researcher.

4, Fedyuninski Str., 246007, Gomel

elena.karpova1991@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1369-0093НикитинА. Н.NikitinA. N.

Никитин Александр Николаевич – канд. с-х. наук, зам. директора по научной работе.

Ул. Купревича, 2, 220084, Минск

Aleksander N. Nikitin – Ph. D. (Agricult.), Deputy Director for Research.

2, Kuprevich Str., 220084, Minsk

nikitinale@gmail.comСимончикЮ. К.SimonchykYu. K.

Симончик Юлия Константиновна – науч. сотрудник.

Ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Yuliya K. Simonchyk – Researcher.

4, Fedyuninski Str., 246007, Gomel

simonagomel@gmail.comИнститут радиобиологии НАН БеларусиInstitute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут микробиологии НАН БеларусиInstitute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus202406112024694321328Copyright © Танкевич Е.А., Никитин А.Н., Симончик Ю.К., 20242024Танкевич Е.А., Никитин А.Н., Симончик Ю.К.Tankevich E.A., Nikitin A.N., Simonchyk Y.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/943

Изучено влияние основных физиологических групп почвенных микроорганизмов на переход 137Cs из торфянисто-глеевой почвы, загрязненной в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в биомассу овса посевного (Avena sativa L.), а также воздействие данных групп микроорганизмов на содержание в исследуемой почве стабильных изотопов К, Сa, Sr, Cs в биодоступных формах.

Установлено, что внесение в торфянисто-глеевую почву фосфатмобилизующих бактерий и спорообразующих аммонификаторов не изменяет уровень накопления 137Cs в надземной биомассе овса посевного. При этом обе группы почвенных микроорганизмов существенно (на 44‒84 %) повышают содержание радиоактивного и стабильного изотопов цезия в водорастворимой форме в почве. На этом фоне внесение фосфатмобилизующих бактерий в торфянистоглеевую почву снижает на 30,5 % накопление радионуклида в корнях растения. Отсутствие усиления накопления 137Cs овсом при увеличении содержания радионуклида в водорастворимой форме объясняется прежде всего повышением содержания биодоступного К в торфянисто-глеевой почве при внесении в нее фосфатмобилизующих бактерий и спорообразующих аммонификаторов.

The influence of the main physiological groups of soil microorganisms on transfer of 137Cs from the peaty-gley soil into the biomass of oats (Avena sativa L.) are analyzed in the article. The soil contaminated with radioisotopes after the Chernobyl nuclear power plant accident. The impact of these groups of microorganisms on the content of stable isotopes K, Ca, Sr, Cs in bioavailable forms in the soil are is presented as well. 1 It was established that the introduction of phosphate-mobilizing bacteria and spore-forming ammonifiers into peaty-gley soil did not change the level of 137Cs accumulation in the aboveground biomass of oats. However, both groups of soil microorganisms significantly (by 44‒84 %) increase the content of radioactive and stable isotopes of cesium in water-soluble form in the soil.

Against this background, the introduction of phosphate-mobilizing bacteria into peaty-gley soil reduces the accumulation of radionuclide in the roots of the plant by 30.5 %. The absence of increased accumulation of 137Cs in oats with increase in the content of radionuclide in water-soluble form is explained primarily by an increase in the content of К in bioavailable form in peaty-gley soil when phosphate-mobilizing bacteria and spore-forming ammonifiers are added to it.

почвенные ассоциации микроорганизмоврадиоактивное загрязнениезона отчуждения Чернобыльской АЭСбиологическая доступность техногенных радионуклидовцезий-137макроэлементымикроэлементыassociations of soil microorganismsradioactive contaminationexclusion zone of Chernobyl NPPbioavailability of technogenic radionuclidescaesium-137macroelementsmicroelementsРабота выполнена при финансовой поддержке грантов на выполнение научно-исследовательских работ докторантами, аспирантами и соискателями НАН Беларуси № 2017-08-64 на 2017 г. и № 2021-26-05 на 2021 гThis work was supported by grants to perform research work doctoral students, graduate students and applicants of the National Academy of Sciences of Belarus No. 2017-08-64 for 2017 and No. 2021-26-05 for 2021ReferencesСеменова, И. Н. Изучение эколого-трофических групп почвенных микроорганизмов в зоне влияния горнорудного производства / И. Н. Семенова, Г. Р. Ильбулова, Я. Т. Суюндуков // Фундам. исслед. – 2011. – № 11-2. – С. 410‒414.Semenova I. N., Il’bulova G. R., Suyundukov Ya. T. Study of ecological and trophic groups of soil microorganisms in the zone of influence of mining production. Fundamental’nye issledovaniya [Basic research], 2011, no. 11-2, pp. 410‒414 (in Russian).Сахаров, В. К. Радиоэкология: yчеб. пособие / В. К. Сахаров. – СПб.: Лань, 2006. – 313 с.Sakharov V. K. Radioecology. Sankt-Peterburg, Lan’ Publ., 2006. 313 p. (in Russian).Черненок, И. В. Бактериальные азотфиксирующие препараты на почвах, подвергшихся радиоактивному загрязнению / И. В. Черненок, В. А. Николаев, Н. И. Бохан // Агропанорама. – 1997. – № 4. – С. 20–21.Chernenok I. V., Nikolaev V. A., Bokhan N. I. Bacterial nitrogen-fixing preparations on soils exposed to radioactive contamination. Agropanorama [Agropanorama], 1997, no. 4, рр. 20–21 (in Russian).Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО: ГОСТ 26483-85: введ. 01.07.1986. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 6 с.State Standart 26483-85. Preparation of salt extract and determination of its pH using the TsINAO method. Moscow, Standards Publishing House, 1985. 6 р. (in Russian).Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО: ГОСТ 26212-2021: введ. 01.08.2022. – М.: Рос. ин-т стандартизации, 2021. – 12 с.State Standart 26212-2021. Determination of hydrolytic acidity using the Kappen method as modified by TsINAO. Mosсow, Russian Institute of Standardization, 2021. 12 р. (in Russian).Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена: ГОСТ 27821-2020: введ. 01.01.2022. – М.: Стандартинформ, 2020. – 9 с.State Standart 27821-2020. Determination of the amount of absorbed bases using the Kappen method. Moscow, Standardinform Publ., 2020. 9 р. (in Russian).Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО: ГОСТ 26487-85: введ. 01.07.1986. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 14 с.State Standart 26487-85. Determination of exchangeable calcium and exchangeable (mobile) magnesium using TsINAO methods. Moscow, Standarts Publishing House, 1985. 14 р. (in Russian).Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО: ГОСТ 26207-91: введ. 01.07.1993. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 7 с.State Standart 26207-91. Determination of mobile compounds of phosphorus and potassium using the Kirsanov method as modified by TsINAO. Moscow, Standarts Publishing House, 1992. 7 р. (in Russian).Методы определения органического вещества: ГОСТ 26213-2021: введ. 01.08.2022. – М.: Рос. ин-т стандартизации, 2021. – 12 с.State Standart 26213-2021. Methods for determining organic matter. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. 12 р. (in Russian).Изменение биологической доступности цезия-137 в торфяной почве из зоны отчуждения Чернобыльской АЭС при развитии в ней различных физиологических групп почвенных микроорганизмов / Е. А. Танкевич [и др.] // Весн. МДПУ iмя I. П. Шамякiна. – 2023. – № 2 (62). – С. 30–36.Tankevich E. A., Nikitin A. N., Kontsevaya I. I., Simonchik Yu. K. Changes in the biological availability of cesium-137 in peat soil from the exclusion zone of the Chernobyl NPP during the development of different physiological groups of soil microorganisms in it. Vestnik Mozyrskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. I. P. Shamyakina [Bulletin of Mozyr State Pedagogical University named after I. P. Shamyakin], 2023, no. 2 (62), рр. 30–36 (in Russian).Основные микробиологические и биохимические методы исследования почв / под ред. Ю. М. Возняковской. – Л.: Всерос. науч.-исслед. ин-т с.-х. микробиологии, 1987. – 47 с.Voznyakovskaya Yu. M. Basic microbiological and biochemical methods of soil research. Leningrad, All-Russian Research Institute of Agricultural Microbiology, 1987. 47 р. (in Russian).Теппер, Е. З. Практикум по микробиологии / Е. З. Теппер, В. К. Шильникова, Г. И. Переверзева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1987. – 239 с.Tepper E. Z., Shil’nikova V. K., Pereverzeva G. I. Microbiology Workshop. Moscow, Agropromizdat Publ., 1987. 239 р. (in Russian).Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: ГОСТ 12038-84: введ. 01.07.1986. – М.: Стандартинформ, 1985. – 29 с.State Standart 12038-84. Seeds of crops. Methods for determining germination. Moscow, Standardinform Publ., 1985. 29 р. (in Russian).Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: метод. указания. – М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. – 91 с.Determination of the sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs: Guidelines. Moscow, Federal Center for State Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Russian Ministry of Health, 2004. 91 р. (in Russian).Chemical speciation in the environment / ed. by A. M. Ure, C. M. Davidson. – 2nd ed. – Wiley-Blackwell, 2002. – 452 p.Ure A. M., Davidson C. M. Chemical speciation in the environment. Second edition. Wiley-Blackwell Publ., 2002. 452 р.Iodine-129 and caesium-137 in chernobyl contaminated soil and their chemical fractionation / X. Hou [et al.] // Sci. Total Environ. – 2003. – Vol. 308. – N 1–3. – P. 97–109. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(02)00546-6Hou X., Fogh C. L, Kucera J., Andersson K. G., Dahlgaard H., Nielsen S. P. Iodine-129 and caesium-137 in chernobyl contaminated soil and their chemical fractionation. Science of The Total Environment, 2003, vol. 308, no. 1–3, рр. 97–109. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(02)00546-6МВИ объемной и удельной активности гамма-излучающих радионуклидов на гамма-спектрометрах с полупроводниковыми детекторами: МВИ. МН 3421-2010: введ. 28.05.10. – Минск: БелГИМ, 2010. – 35 с.MVI. MN 3421-2010. MVI of volumetric and specific activity of gamma-emitting radionuclides on gamma spectrometers with semiconductor detectors. Minsk, Belarusian State Institute of Metrology, 2010. 35 р. (in Russian).Качество воды. Применение масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Ч. 1. Общие требования: СТБ ISO 17294-1-2007: введ. 01.05.2008. – Минск: БелГИСС, 2008. – 32 с.STB ISO 17294-1-2007. Applications of inductively coupled plasma mass spectrometry. Pt. 1. General requirements. Minsk, Belarusian State Institute of Standardization and Certification, 2008. 32 р. (in Russian).Качество воды. Применение масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Ч. 2. Определение 62 элементов: СТБ ISO 17294-2-2007: введ. 01.05.2008. – Минск: Госстандарт, 2007. – 21 с.STB ISO 17294-2-2007. Applications of inductively coupled plasma mass spectrometry. Pt. 2. Definition of 62 elements. Minsk, Gosstandart Publ., 2007. 21 р. (in Russian).

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