Гост грунты: ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация

Содержание

НИИОСП

На протяжении всей своей истории НИИОСП разрабатывал и совершенствовал нормативно-инструктивные и методические документы СССР и Москвы, а в последствии нормы Российской Федерации в области фундаментостроения и подземного строительства. За 80 лет Институт принимал участие в разработке 7-ми СНиПов, 23-х ГОСТов, 3-х СП, нескольких сотен рекомендательных и методических документов. С перечнем нормативных и методических документов, разработанных в НИИОСП им.Н.М.Герсеванова до 2010 г., можно ознакомиться ниже:
Документы (ГОСТ, ГОСТ Р, СП), разработанные НИИОСП им. Н.М. Герсеванова до 2010 года

С 2011 года начинается новый этап актуализации и развития нормативной базы РФ в области капитального строительства, в котором НИИОСП им. Н.М. Герсеванова принимает активнейшее участие. Институт становится базовой организацией ПК 19 «Геотехника» ТК 465 «Строительство», осуществляет разработку, пересмотр и изменения сводов правил и стандартов в области фундаментостроения, подземного строительства, исследования свойств грунтов, инженерной защиты от опасных геологических процессов, а также организует экспертизу проектов норм в сфере геотехники.

С 2011 года утверждены и введены в действие следующие нормативные документы, в которых принимал участие НИИОСП им. Н.М. Герсеванова:

Своды правил:

Документы (СП), разработанные НИИОСП им. Н.М. Герсеванова после 2010 года и утвержденные приказами Минстроя России

Межгосударственные и национальные стандарты:

Документы (ГОСТ, ГОСТ Р), разработанные НИИОСП им. Н.М. Герсеванова после 2010 года и утвержденные приказами Росстандарта

В настоящее время работа над нормативными документами выполняется в соответствии с Планом разработки и утверждения сводов правил и актуализации ранее утвержденных строительных норм и правил, сводов правил на 2019 год, утвержденным приказом Минстроя России от 25 декабря 2018 года № 857/пр., и Программой национальной стандартизации на 2019 год, утвержденной приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) от 1 ноября 2018 г. № 2285.

С уведомлениями о начале и завершении публичного обсуждения нормативных документов можно ознакомиться на сайте РОССТАНДАРТ

В настоящее время в публичном обсуждении находятся следующие проекты нормативных документов в их Первых редакциях, с которыми мы просим ознакомиться:

Своды правил:

Межгосударственные стандарты:

Национальные стандарты:

Свои отзывы, предложения и замечания по проектам нормативных документов, находящихся в публичном обсуждении, можно направлять по электронной почте:
[email protected]
либо по адресу:
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО "НИЦ "Строительство"
109428, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6, стр. 12

1 июня 2021г. отменен ГОСТ 12248-2010

1 июня 2021г. отменен ГОСТ 12248-2010

1 июня 2021 г. прекращено действие на территории РФ ГОСТ 12248-2010 "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости".

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 октября 2020 г. N 821-ст ГОСТ 12248-2010 заменен на 11 документов: ГОСТ 12248.1-2020 — ГОСТ 12248.11-2020, в каждом из которых установлены требования к отдельным методикам, которые соответственно вступили в силу с 1 июня 2021г.:

- ГОСТ 12248.1-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза" ;

- ГОСТ 12248.2-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности методом одноосного сжатия" ;

- ГОСТ 12248.3-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости методом трехосного сжатия" ;

- ГОСТ 12248.4-2020 "Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия" ;

- ГОСТ 12248.5-2020 "Грунты. Метод суффозионного сжатия" ;

- ГОСТ 12248.6-2020 "Грунты. Метод определения набухания и усадки" ;

- ГОСТ 12248.7-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов методом испытания шариковым штампом" ;

- ГОСТ 12248.8-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности мерзлых грунтов методом среза по поверхности смерзания" ;

- ГОСТ 12248.9-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов методом одноосного сжатия" ;

- ГОСТ 12248.10-2020 "Грунты. Определение характеристик деформируемости мерзлых грунтов методом компрессионного сжатия";

- ГОСТ 12248.11-2020 "Грунты. Определение характеристик прочности оттаивающих грунтов методом среза".


В ГОСТ 12248.7-2020 - ГОСТ 12248.11-2020 появилось новое требование к тому, что "Протокол испытания составляется в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 17025-2019".

С официальными текстами новых ГОСТ можно ознакомиться на сайте Росстандарта.


Гост 25100-95 (грунты): классификация

Государственные стандарты и их возникновение

ГОСТ 25100–2011 «Грунты. Классификация» разработан в соответствии с «Межгосударственной системой стандартизации» и «Системой межгосударственных нормативных документов в строительстве». Он утвержден приказом указанного выше Федерального агентства 12 июля 2012 года и введен в действие как национальный стандарт РФ с 1 января 2013 года вместо ГОСТ 25100–95.


ГОСТ или государственный стандарт разработан в СССР и принимается Международным советом по стандартизации, метрологии и сертификации. ГОСТы, принятые до 1996 года, имеют характер нормативно-правовых актов и потому обязательны на территории России, а принятые после обязательного характера не несут.

Федеральный Законом РФ «О техническом регулировании» № 184-Ф3 от 27.12.2002 года, кроме «стандарта», ввел понятие «технический регламент» и отменил обязательность стандартов. Оставив только те, которые касаются защиты жизни и здоровья граждан, растений и животных и охраны окружающей среды, защиты имущества государственного и муниципального, физических и юридических лиц, а также предупреждения действий, вводящих в заблуждение покупателей.

Утверждение, обязательность и структура стандартов

После 1 сентября 2011 года обязательными стали стандарты, включенные Министерством юстиции в перечень таковых. Соблюдение остальных носит добровольный характер. Перечень стандартов находится на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Стандарты классифицируются по строго установленным правилам буквенно-цифровой системы и имеют три или четыре уровня в такой последовательности: раздел, класс, группа и подгруппа. В соответствии с этими правилами составлен «Классификатор государственных стандартов». Под литерой «А» в нем «Горное дело», «Б» – «Нефтяные продукты» и так далее. Замыкает перечень «Э» — электронная техника, радиоэлектроника и связь. «ГОСТ» называют индексом, за которым ставиться код стандарта, состоящий из номера и года утверждения, разделенных дефисом.

Грунты и их стандартизация

ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» распространяется на все виды и устанавливает их классификацию при выполнении инженерных и проектных работ, строительстве зданий и сооружений.

Многообразная геологическая система, состоящая из нескольких компонентов, а именно горные породы, почвы и техногенные образования, называются грунт. В деятельности человека он применяется при проведении инженерно-строительных работ.

Виды грунтов

Есть грунты монолитные, структурные связи которых жесткие – это скальные и полускальные. Есть раздельно зернистые без таких связей, это дисперсные, которые разделяются на связанные – глинистые и несвязанные – песчаные.


В ГОСТ 25100–2011 грунт рассматривается как часть массива по составу, строению и свойствам однородная.

В нем приведена соответствующая классификация. Скальных в зависимости от результатов испытаний, а дисперсных в сравнении с международными.

Стандарт содержит определение основных терминов, наименования и методики перерасчета, что позволит использовать международные классификации.

Принципы классификации и характеристики

Классификация в ГОСТ 25100–2011 проводится в зависимости от групп признаков и включает такие таксономические единицы, то есть имеет такой порядок и устройство.

  • Во-первых, по природе структуры – это класс.
  • Во-вторых, по прочности этих связей – это группа.
  • В-третьих, по происхождению и условиям образования – это подгруппа.
  • В-четвертых, по вещественному составу – это тип.
  • В-пятых, определяется наименование грунта по размерам частиц и показателям свойств – это вид.
  • И последнее, по количественным показателям строения, состояния, состава и свойств – это разновидность.

В наименовании содержаться также сведения об их геологическом возрасте.

Итак, классы, в соответствии с ГОСТ 25100–2011 три природных: скальные, дисперсные и мерзлые и один техногенный, то есть образовавшийся в результате деятельности человека.

Структурные связи последнего могут быть самыми разнообразными.

  • К скальным относят грунты с кристаллизационными и/или цементационными связями. По количественным показателям состава вещества, его структуре, строению, состоянию и свойствам их делят на виды и подвиды, на типы и подтипы.
  • Дисперсионные обладают физическими, химическими и механическими связями. К последним относят сыпучие. Их делят на типы и виды исходя из тех же видов показателей, что и скальные грунты.
  • Класс мерзлых обладает, кроме структурных связей, еще и криогенными.

Основные показатели и наименования

ГОСТ 25100–2011 содержит основные показатели и характеристика указанных классов. Это коэффициенты: водонасыщения, выветрелости, истираемости, пористости, размягчаемости и сжимаемости. Приводится предел прочности и состав грунта. Определяются степени водопроницаемости, заполнения объема, засоленности, морозной пучинистости, неоднородности, плотности, разложения и растворимости в воде. Дается понятие структуры, как пространственной организации его компонентов, которая определена их составом, соотношением и взаимодействием.

В вышеуказанном ГОСТе перечислены грунты: дисперсный, глинистый, заторфованный, мерзлый, скальный, намывной, насыпной, лед, песок, торф, ил и другие. А также приведены техногенные – золы, шлаки и шламы.

Посмотрите видео: ТИПЫ ГРУНТА. АНАЛИЗ ПОЧВЫ.

ГОСТ 5686-2012. Грунты: статические испытания свай

Дата: 12 октября 2018

Просмотров: 5107

Коментариев: 0

Для оценки возможности возведения объекта, а также с целью проверок свай при осуществлении строительных работ производятся испытания грунтов сваями. Это позволяет принять окончательное решение о типе фундамента на строительной площадке. Мероприятия выполняются на стадии технического задания при проектировании, а также при проектно-изыскательских работах. ГОСТ регламентирует требования к статическим и динамическим методам контроля, результат которых позволяет принять окончательное решение по конструкции фундамента.

Терминология

Стандартом предусмотрено использование для испытаний трех типов опорных элементов:

  • Натурного образца, представляющего собой реальное изделие, используемое при обычном строительстве. Геометрические размеры, материал, из которого оно изготовлено, а также способ установки полностью соответствуют фактическим условиям площадки застройки. В частности, если натурный образец запланирован для контроля буронабивного фундамента, то его монтаж должен производиться с учетом правил и технологии монтажа аналогичных элементов. В данном случае должно осуществляться бурение шахты, установка опалубки, армирование, заливка бетона.
  • Эталонной сваи, выполненной из составного металлического стержня, который имитирует стандартное изделие забивного типа и имеет диаметр 114 мм. Собранный из отдельных сегментов эталон имеет длину 12 метров.
  • Сваи-зонда, изготовленной из составных металлических элементов диаметром 127 миллиметров. Отличается наличием полюсного наконечника, оснащается муфтой трения. Собранный зонд имеет длину 16 метров.

Схемы конструкций эталонной сваи и сваи-зонда представлены на рисунках А.1 и А.2.

Рисунок А.1 — Схема конструкции сваи-зонда

Рисунок А.2 — Схемы конструкций эталонной сваи

 

Стадии работ

ГОСТ регламентирует обязательно выполнять статические испытания, а также динамические испытания свай на следующих стадиях:

  • на этапе изысканий и выполнения проектных мероприятий с целью определения сечения, размеров, а также оценки, предусмотренной проектом несущей способности. Основываясь на результатах проведенных измерений, специалисты делают заключение о правильном расчёте параметров, а при несоответствии – выполняют повторный расчет;
  • в ходе погружения и извлечения свай, что позволяет сопоставить с проектными данными реальную способность воспринимать усилия.

Таблица типов конструкций свай

Полученным в результате статического контроля измерениям характерна повышенная точность. Они более достоверны, чем данные, полученные при динамическом методе.

Задачи, решаемые при статической проверке

В полевых условиях испытательные мероприятия осуществляют для следующих целей:

  • Выбора конструкции изделий, запланированных к использованию на возводимом объекте, определение их геометрических параметров, способности воспринимать усилия.
  • Определения на практике возможности производить погружение свай на предусмотренную проектом глубину для данного вида почвы, оценки ее однородности.
  • Определения величины перемещения свай пропорционально приложенным воздействиям в течение определенного стандартом времени.

Проверка свай статической нагрузкой осуществляется с целью подтверждения реальной способности изделий воспринимать суммарные усилия, предусмотренные проектом здания.

Способы статических испытаний

В зависимости от выбранного метода приложения усилия выполняют статические испытания, прилагая к контролируемому изделию знакопеременные нагрузки. Исходя из способа нагружения, подбирается необходимое оборудование:

  • специальное нагружающее приспособление, представляющее собой домкраты гидравлического типа или платформу с грузом, вес которого можно регулировать. Допускается использование специальных натяжных муфт, лебедок;
  • сборная конструкция из металлических балок и железобетонных плит с анкерами, передающая усилия на проверяемую конструкцию;
  • измерительное устройство для контроля величины погружения под воздействием усилия. Устройство состоит из группы измерительных приборов, объединенных в один комплекс. Точность замеров должна обеспечиваться до 0,01 мм.

Схемы установок для испытаний грунтов статической вдавливающей нагрузкой представлены на рисунках В.1 и В.2.

Рисунок В.1 — Схемы установок для испытаний грунтов сваями, лист 1

Рисунок В.2, лист 2

Технология статических испытаний

Испытание свай, согласно требованиям стандарта, осуществляется по следующему алгоритму:

  • Разрабатывается программа и методика выполнения проверки, содержащая информацию о максимальном передаваемом на конструкцию усилии, шаге распределения нагрузки, который должен составлять 10% от массы тарированного груза.
  • Организация-проектировщик определяет количество изделий для испытания грунтов сваями, места их забивки.
  • На будущем свайном поле производится забивка группы свай в зонах, соответствующих наихудшим, наиболее неблагоприятным условиям или местах, где произошли отказы при погружении.
  • Производится установка нагружающей конструкции, комплекта оборудования, обеспечивающего передачу усилий.

Статические испытания свай

Проверка свай статической нагрузкой предусматривает три этапа работ:

  • подготовку испытываемой опоры;
  • производство испытаний;
  • обработку полученной информации.

Процесс подготовки, согласно ГОСТ, предусматривает отлежку, то есть «отдых», срок которого составляет:

  • 1 сутки, если погружение производится в плотные слои песка или крупнообломочные массивы.
  • 3 дня для песчаных оснований.
  • 6 дней для глинистой поверхности и разнородных масс.
  • 10 дней для водонасыщенных и мелкодисперсных песков.
  • 20 дней для текучих, пластичных и мягких глинистых фракций.

Испытание свай, согласно положениям документа, представляет собой последовательное увеличение нагрузки. Величина погружения в плотный массив грунта при первом цикле нагружения может составлять пятую часть от общей массы тарированного груза. Усилие прилагается при стабилизации положения после предыдущего цикла приложения нагрузки. Контроль значения осадки проверяют прогибомерами часового типа и электронными приборами, цена деления которых составляет 0,1 миллиметр. До приложения усилий данные всех приборов обнуляют и после каждого цикла воздействия нагрузкой контролируют показания всех приборов. Критерием стабилизации положения является перемещение на расстояние не более 0,1 миллиметр на протяжении последних 60-120 минут наблюдений.

В ходе проверки прилагаются пиковые значения усилий, при которых натурный образец проседает более 40 миллиметров, а эталонные изделия заглубляются в грунт на 20 мм и более. Значение усилия, при котором нагружение остановлено, является величиной частного предельного сопротивления.

Результаты замеров фиксируют в журнале наблюдений. После завершения испытаний вычерчивают графики, позволяющие сделать выводы о необходимом количестве опор, их геометрии, глубине заложения. Данные измерений являются основой для проектирования фундамента будущего здания.

Динамическая проверка

Она осуществляется с использованием специального оборудования, применяемого для погружения. При проверке отслеживается степень погружения в почву на каждый цикл воздействия молота. Постепенно погружаясь в грунт, опора воспринимает противодействие грунта. Оно выражается в том, что при заглублении уменьшается значение отказа. Данная проверка базируется на взаимосвязи импульса рабочей части оборудования и несущей способности конструкции.

При испытаниях осуществляется экспериментальная забивка, по результатам которой определяется оптимальная длина опор, выполняется оценка соответствия реального и теоретического значений отказа. Мероприятия позволяют определить несущие слои почвы, диагностировать слабые зоны свайного поля, оценить усилия, которые могут воспринимать забитые опоры. По завершении динамического контроля результаты оформляются графическим образом и характеризуют координаты положения в соотношении с приложенными усилиями.

Динамические испытания свай с установкой на них дополнительного веса

 Указанный метод, по сравнению со статическим способом контроля, обладает рядом преимуществ:

  • незначительными затратами, связанными с применением техники, имеющейся на объекте строительства;
  • оперативностью выполнения работ, которые можно осуществить на протяжении одного рабочего дня;
  • возможностью использования для испытаний любых видов изделий, независимо от их способности воспринимать приложенные усилия.

Недостаток динамического метода проверки – возможность завышения показателей противодействия нагрузкам, когда острие, проникая через тяжелые почвы, входит в легко сжимаемый, деформируемый слой почвы.

Стандарт рекомендует сопоставлять данные динамических замеров с показателями статических проверок. Данный способ проверки не применяется при обустройстве свайных оснований на легких песчаных грунтах.

Технология динамической проверки

Стандарт предписывает поэтапно осуществлять испытания грунтов сваями с применением динамического метода:

  • Первоначально, до разработки проекта площадки застройки или перед выполнением забивки элементов. Мероприятия позволяют оценить степень неоднородности почвы на объекте будущего строительства.
  • Следующая стадия динамического контроля осуществляется при забивке основных опор в грунт с целью определения их несущих характеристик. Этот этап позволяет выявить слабые участки на площадке, где забиваются опоры, определить несущие слои почвы.
  • Заключительную динамическую проверку необходимо выполнять после окончания забивки для уточнения характеристик после «отлежки» изделий.

Интервал отлежки опор, предназначенных для установки в глинистых почвах, составляет не менее 6 суток, а для песчаных почв – три дня с момента завершения погружения в почву.

При забивке проверяемых опор с помощью молота контроль отказов позволяет определить силовые слои почвы, оценить способность погруженных в почву конструкций воспринимать усилия. Также выявляются проблемные зоны свайной площадки. Документ предусматривает выполнение проверочной забивки для измерения несущих характеристик после отлеживания. Для этого должен использоваться тот же молот, который применялся при забивке. Для глинистых почв необходимо выполнять короткие циклы ударов молота, обеспечивающие сохранить структуры грунта.

После завершения мероприятий регистрируется значение отказа, соответствующее уровню погружения опоры в почву после цикла воздействия. Предусмотренные стандартом расчеты позволяют определить силовую характеристику опоры. Точность полученных результатов прямо пропорциональна достоверности фиксации высоты молота, массы рабочей части. Необходимо учитывать вес насадки и погружаемой опоры. При обработке результатов измерений учитываются данные упругих погружений изделия и почвы после каждого удара.

Для контроля параметров при динамической проверке используется нивелир, контролирующий упругие перемещения опоры и почвы с точностью 1 мм. В ходе погружения экспериментальных и при приемочном контроле установленных опор выполняются динамические испытания свай, прошедших отлежку.

Нивелир работает с точностью до 1мм

Следует точно замерить высоту, с которой падает молот. При динамическом контроле это позволяет точно вычислить несущую способность. Контроль высоты осуществляется с использованием измерительной рейки, имеющий отметки с интервалом в 5 сантиметров. Она крепится к насадке или молоту, позволяет визуально с допуском 2 сантиметра определить высоту, с которой осуществляется опускание молота.

Стандарт четко регламентирует комплекс требований, выполнение которых позволяет определиться с видом фундамента для возводимого здания.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

【ПП "ГЕЯ-ЛКЗ"】- лакокрасочный завод ➊ Gaia-lkz

Завод Gaia-lkz

Качественные краски от честного производителя

Подробнее

Эмали по ГОСТ - это важно!

Изготавливаем эмали ПФ-115 по ГОСТ 6465-76, а не по ТУ. В чем отличие?

Подробнее

Бесплатная доставка

Лояльные отношения с перевозчиками. Доставка за счет завода Gaia-lkz

Подробнее

Подбор цвета по RAL

Индивидуальный подбор цвета как по RAL так и по образцу

Подробнее

Партнерам и дилерам

Как стать партнером или представителем завода Gaia-lkz.

Подробнее

Качественные эмали и краски промышленного и бытового назначения

Добро пожаловать к нам на сайт, здесь вы сможете подробно узнать о нас, о нашем отношении к изготавливаемой продукции, а так же приобрести напрямую по ценам производителя лакокрасочные материалы предприятия ГЕЯ-ЛКЗ (г. Харьков). 

Наша продукция охватывает как бытовой, так и промышленный сектор и представлена:
                - алкидными эмалями ПФ-115, ПФ-266;
                - алкидно-уретановыми эмалями УРФ-1128, УРФ-1101;
                - грунт-эмаль 3в1, 2в1;
                - грунтами ГФ-021, ГФ-0119, УРФ-1101;
                - красками водно-дисперсионными акриловыми, фасадными;
                - грунтами акриловыми;
                - уайт-спиритом.

Наши лакокрасочные материалы фасованы как в промышленной таре 50кг и 60кг, так и в таре бытового назначения 0.9кг, 2.5кг.

Благодаря лояльным отношениям с перевозчиками (Новая почта, Деливери) доставка по Украине лакокрасочной продукции выполняется БЕСПЛАТНО, за счет завода Gaia-lkz (при заказе на сумму более 700грн).  

Продукция торговой марки Gaia сертифицирована, имеет радиационные и гигиенические заключения.

Кампания Gaia-lkz активно развивается и всегда открыта для конструктивного диалога с представителями лакокрасочного рынка. Поэтому, если вы планируете стать нашим представителем либо партнером, то предлагаем вам ознакомится с условиями сотрудничества как для организаций, так и для частных лиц.


Рекомендуемые

3219.00 грн

3726.00 грн

Скидка на грунт в корзине

2340.00 грн

Скидка на грунт в корзине

4203.00 грн

1974.00 грн

172.50 грн

Скидка на эмаль в корзине

2310.00 грн

Поиск растворителя для краски | Краски оптом

Растворитель 645 ГОСТ 18188-72НитроцеллюлозныеЛаки: НЦ-134, НЦ-551, НЦ-286 черный, Эмали: НЦ-5121, НЦ-25, НЦ-26, НЦ-27, НЦ5133г, НЦ-5133м, НЦ-5134, НЦ-272. Шпаклевки: НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009
Растворитель 646 ГОСТ 18188-72Нитратцеллюлозные, нитратцеллюлозноглифталевые, эпоксидные, нитратцеллюлозноэпоксидные, мочевиноформальдегидные, кремнийорганическиеЛаки: НЦ-269, НЦ-279, НЦ-292, НЦ-5108, ЭП-524. Эмали: НЦ-170, НЦ-184, НЦ-216, НЦ-217, НЦ-25, НЦ-246, НЦ-258, НЦ-262, НЦ-271, НЦ-273, НЦ-1104, НЦ-282, НЦ-291, НЦ-299, НЦ-929, НЦ-5100, НЦ-5123.нитроэмали для грузовых автомобилей, нитроэмали № 924, ЭП-773, КО-83, НЦ-1124, НЦ-1120. Грунтовки: НЦ-081, МС-067, МЧ-042. Шпаклевки: НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009, ЭП-0010, ЭП-0020
Растворитель 647,ГОСТ 18188-72НитратцеллюлозныеЭмали: НЦ-280, НЦ-11, НЦ-132П, АК-194. Грунтовки: НЦ-097
Растворитель 648, ГОСТ 18188-72Нитратцеллюлозные, нитратцеллюлозноэпоксидные, бутилметакрилатные, полиакрилатныеЛаки: ЭП-524, КО-940, АС-16. Эмали: ХВ-130, АС-85, АС-95, АС-131, ГФ-570Рк, ЭП-51. Грунтовки: АК-069, АК-070, ВЛ-02, ВЛ-023.
Растворитель 649, ТУ 6-10-1358-78НитратцеллюлозноглифталевыеЭмали: НЦ-132к, ГФ-570Рк,
Растворитель 650НитратцеллюлозныеЭмали: ГФ-570Рк, НЦ-11
Растворитель Р-4, ГОСТ 7827-74Перхлорвиниловые, полиакриловые, сополимеры винилхлорида с винилиденхлоридом или винилацетатомЛаки: ХС-76, ХС-724. Эмали: ХВ-16, ХВ-112, ХВ-124, ХВ-125, ХВ-142, ХВ-179, ХВ-518, ХВ-519, ХВ-553, ХВ-714, ХВ-750, ХВ-782, ХВ-1100, ХВ-785, ХВ-1120, ПХВ-29, ПХВ-101, ХВ-1149, ХВ-5169, ХС-119, ХС-527, ХС-710, ХС-717, ХС-720, ХС-724, ХС-747, ХС-748, ХС-759, ХС-781, ХС-5163. Грунтовки: ХВ-062, ХВ-079, ХС-010, ХС-059, ХС-068, ХС-077, МС-067. Шпаклевки: ХВ-004, ХВ-005, ЭП-0020.
Растворитель Р-5, ГОСТ 7827-74.Перхлорвиниловые, эпоксидные, кремнийорганические, полиакрилатные, каучукиЛаки: ХВ-139, АС-16, АС-82, АС-516, АС-552, АК-113. Эмали: ЭЦ различных цветов, ХВ-124, ХВ-125, ХВ-160, ХВ-16, ХВ-782, ХВ-536, ХС-1107, АС-131, АС-560, АС-599, АК-192, ЭП-56, ЭП-140, ЭП-255, ЭП-275, ЭП-525, ЭП-567, КЧ-767, КО-96, КО-811, КО-814, КО-818, КО-822, КО-841. Грунтовки: АК-069, АК-070, ЭП-0104. Шпаклевки: ЭП-0020, ЭП-0026, ЭП-0028.
Растворитель Р-6, ТУ 6-10-1328-77Меламино- формальдегидные, резиловые, поливинил- бутиральныеЛаки: ВЛ-725, ВЛ-725г. Эмали: ЭП-569, ХВ-535.
Растворитель Р-7Поливинил- бутиральные, крезолофор- мальдегидныеЛак: ВЛ-51
ТУ 6-10-1321-77
Растворитель Р-11, ТУ 6-11-1821-81
Растворитель Р-12, ГОСТ 7827-74.Перхлорвиниловые, полиакрилатныеЭмали: ХВ-533, ХВ-785, ХВ-1120, АК-194
Растворитель Р-14, ТУ 6-10-1509-75.Эпоксидные (отверждаемые изоценатными отвердителями)Эмаль: ЭП-711
Растворитель Р-24, ГОСТ 7827-74.ПерхлорвиниловыеЭмали: ХВ-110, ХВ-113, ХВ-238. Грунтовка: ХВ-050.
Растворитель Р-40ЭпоксидныеЭмаль: ЭП-140. Грунтовка: ЭП-076. Шпаклевки: ЭП-0010, ЭП-0020. Лак: ЭП-741.
Растворитель Р-60, ТУ 6-10-1256-77 Крезолоформальдегидные и поливинилбутиральныеЭмали: ФЛ-557, ВЛ-515
Растворитель Р-83, ТУ 6-10-1595-76.Эпокси- эфирныеГрунтовка ЭФ-083
Растворитель Р-119
Ратсворитель Р-119Э
Растворитель Р-189, ТУ 6-10-1508-75.Полиуритановые, уралкидныеЛаки: УР-293, УР-294
Растворитель Р-197, ТУ 6-10-1100-78.Меламино- алкидныеЭмали: МЛ-12, МЛ-197, МЛ-1214
Растворитель Р-198, ТУ 6-10-1197-76.Меламино- алкидныеЭмали: МЛ-1121
Растворитель Р-219, ТУ 6-10-960-76ПолиэфирныеЛаки: ПЭ-250М, ПЭ-247, Шпатлевка: ПЭ-0025.
Растворитель Р-265, ТУ 6-10-1789-80АлкидноакриловыеЭмаль: АС-265
Растворитель Р-548, ТУ 6-10-1033-75Полиакрилатные, ЭпоксидныеЭмаль: АС-576, Лак: АС-548.
Растворитель Р-563, ТУ 6-10-1434-79. ПолиакрилатныеЛак: ХС-563
Растворитель Р-1101, ТУ 6-10-1476-77.ПолиакрилатныеЭмаль: АС-1101
РастворительР-1101, ТУ 6-10-1476-77 ПолиакрилатныеЭмаль: АС-1101М
Растворитель Р-1166, ТУ 6-10-1566-75Полиакрилатные и нитроцелюлозныеЭмали: АС-1166, АС-1166М
Растворитель Р-1176, ТУ 6-10-1811-81.ПолиуретановыеПолиуретановые эмали
Растворитель Р-2106, ТУ 6-10-1527-75Полиакрилатные амидсодержащие, эпоксидныеЭмаль АС-2106
Растворитель Р-2106М, ТУ 6-10-1527-75.Полиакрилатные амидсодержащие, эпоксидныеЭмаль АС-2106М
Растворитель Р-2115, ТУ 6-10-1613-77.НитроакриловыеЭмали: АК-2115, АК-2130
Растворитель Р-3160, ТУ 6-10-1215-72.ПоливинилацетальныеЭмаль ВЛ-55
Растворитель РЛ-176, ТУ 6-10-1474-76.Полиакрилатные, полиуретановыеЛак АС-176
Растворитель РЛ-176М, ТУ 6-10-1613-77Полиакрилатные, полиуретановыеЛак АС-176
Растворитель РЛ-176, ТУ 6-10-1474-76.ПолиэфирныеЛаки: ПЭ-251А, ПЭ-251Б
Растворитель РЛ-176, ТУ 6-10-1512-75ПолиуретановыеЛаки: УР-277, УР-277м, УР-277п, УР-268п
Растворитель РЛ-278, ТУ 6-10-1503-75Поливинил- ацетальныеЛак ВЛ-278
Растворитель РЛ-298, ТУ 6-10-1528-75ЭпоксидныеЛак ЭП-298
Растворитель РЛ-541, ТУ 6-10-1646-77ЭпоксифенольныеЛак ЭП-541
Растворитель РВЛ, ТУ 6-10-1269-77.ПоливинилформальэтилальныеВинифлексовые лаки
Растворитель РФГ, ГОСТ 12708-77.Поливинил- бутиральныеГрунтовки: ВЛ-02, ВЛ-08, ВЛ-023, ВЛ-05
Растворитель РС-2, ТУ 6-10-952-75.Маслянные, битумные, пентафталевые (тощие и средние)Эмали: ПФ-837, ПФ-1105
Растворитель №30, ТУ 6-10-919-75.Смесь акрилатного сополимера и эпоксидной смолы, эпоксиднофе- нольные с добавкой поливинил- бутираляЛаки: ФЛ-559, ФЛ-561, Эмали: АС-576, ЭП-547.
Растворитель РМЛ-315, ТУ 6-10-1013-75.НитроцелюлозныеЛак НЦ-223
Разбавитель РКБ-1, ТУ 6-10-1326-77.Меламино и мочевинофармальдегидныеЛак МЛ-248, Эмали: МЛ-169, МЛ-242, МЛ-729, МЛ-629, МЧ-13, МЧ-277, ФЛ-511. Грунтовки: ГФ-089, МЛ-058, МЛ-064, МЧ-042.
Разбавитель РКБ-2, ТУ 6-10-1037-75МочевинофармальдегидныеЛак МЧ-52
Растворитель РП, ТУ 6-10-1095-76.ЭпоксидныеГрунтовка ЭП-057
Разбавитель РЭ-1В, ГОСТ 18187-72.Меламино- алкидные, меломинофор- мальдегидныеГрунтовка МЧ-042, Эмали: МЛ-152, МЛ-12, МЛ-242. Лак МЧ-52.
Разбавитель РЭ-2В. ГОСТ 18187-72.Меламино- алкидные, меломинофор- мальдегидныеГрунтовка: МЧ-042. Эмали: МЛ-152, МЛ-12, МЛ-242, МЛ-1214.
Разбавитель РЭ-3В. ГОСТ 18187-72Пентафталевые, глифталевые, меламиноалкидныеЭмали: ГФ-571, МЛ-152, ПФ-223
Разбавитель РЭ-4В, ГОСТ 18187-72Пентафталевые, глифталевые, мочевиноформальдегидныеЛак МЧ-52 Эмали: МЛ-152, ГФ-1426, ПФ-115, ПФ-133, ПФ-223
Разбавитель РЭ-5В, ГОСТ 18187-72ПерхлорвиниловыеЭмали: ХВ-113, ХВ-238, ХС-119, ХВ-124
Разбавитель РЭ-6В, ГОСТ 18187-72ПерхлорвиниловыеЭмаль ХВ-124
Разбавитель РЭ-7В, ГОСТ 18187-72НитрацеллюлозныеЛаки: НЦ-241, НЦ-258
Разбавитель РЭ-8В, ГОСТ 18187-72АлкидностирольныеЭмаль МС-17
Разбавитель РЭ-9В, ГОСТ 18187-72.ПолиэфиракрилатныеЭмаль ПЭ-126
Разбавитель РЭ-10В, ГОСТ 18187-72.Маслянные краски, густотертые белила на природных неорганических пигментах-
Разбавитель РЭ-11В, ТУ 6-10-875-72ЭпоксидныеГрунтовка ЭФ-083, Эмаль ФЛ-777
Растворитель РЭС-5107, ТУ 6-10-1816-81.Сополимер винилхлорида с винилацетатомЭмаль ХС-5107

Прикамский лакокрасочный завод | Прикамский завод лакокрасочных материалов

Прикамский лакокрасочный завод представляет собой предприятие, которое имеет самое современное оборудование и высококвалифицированных работников. Все изделия, которые были изготовлены на заводе, проходят контроль и тестирование на качество. Вся продукция изготавливается четко по технологическому плану и соответствует всем требованием ГОСТа.

Ассортимент

Наша организация предлагает своим потребителям огромный ассортимент лакокрасочных товаров, среди которых наиболее востребованными являются:

  1. Краски.
  2. Эмали.
  3. Специальные грунт-эмали.
  4. Шпатлевки.
  5. Грунты.
  6. Лаки.
  7. Растворители, разбавители.
  8. Отвердители.
  9. Иные лакокрасочные изделия.

У нас вы отыщите необходимую продукцию по самой оптимальной стоимости. Цену на тот или иной товар вы сможете посмотреть у нас на сайте, кроме этого, у вас есть возможность скачать прайс товаров.

Также на сайте представлены паспорта качества, которые подтверждают, что наша продукция – хорошая и абсолютно безопасная.

Преимущества

Наш лакокрасочный завод предоставляет своим клиентам возможность получить товар с доставкой на дом. Мы отправляем товары по всей территории России. Наша организация сотрудничает со многими транспортными фирмами, поэтому для каждого покупателя мы подберём наиболее выгодную доставку с самыми короткими сроками.

Кроме того, среди основных преимуществ сотрудничества с нами, стоит выделить:

  1. Самая низкая стоимость на продукцию, а также скидки от объема.
  2. Все изделия являются высококачественными и соответствуют всем требованиям.
  3. Осуществляет доставка по всей стране.
  4. Для постоянных покупателей действует скидка.

Если у вас возникли какие-либо вопросы, то вы всегда сможете уточнить всю информацию, связавшись с нашим менеджером по телефону или через электронную почту в рабочее время. Мы с радостью поможем вам!

ПРОНАТИВ ПОЧВЫ

Детали

ПРОНАТИВНАЯ ПОЧВА (включая ЛАПЫ) - Paleos

® для высоких требований!

Отправляйтесь на природу и вы их полюбите! Если вы готовы позволить своим ногам испытать настоящие достопримечательности и впечатления, которые может предложить этот мир, вдали от районов, населенных людьми, PRONATIV - ваш инструмент, чтобы наслаждаться прекрасным отдыхом на свежем воздухе самым безопасным способом! PRONATIV - настоящая обувь для бега босиком в глубинке для берегов, почвы, грязи и мокрого бездорожья. Чем дальше от бетона, тем лучше! Лучше всего подходит для тех, кто хочет испытать то, что на самом деле должна обеспечивать обувь босиком.

PRONATIV - идеальное дополнение к вашей минималистичной обуви или обычным кроссовкам ... на вашем пути к здоровому и более естественному стилю бега. Вес PRONATIV: EU 42 = UK / AU 7,8 = US / CA 9,5 на обувь примерно 225 г / 7 231 унцию, включая «Multi-Paws»!

Рекомендуется для начинающих босиком, сложных грунтов и занятий в воде и на мягком грунте. СТЕЛЬКИ Paleos ® изготовлены из атмосферостойкого ТПУ с минимальной набивкой из микрофлиса.Даже самые тонкие иголки, например, чертополоха или морских ежей, больше не доходят до подошв! Добавьте их в свой заказ и сэкономьте!

Убедитесь, что вы щелкнули по всем вышеперечисленным вкладкам. Они предоставят вам дополнительную информацию о подходящем (дополнительном) объеме поставки (Доставка), а также ответят на дальнейшие вопросы, которые могут у вас возникнуть по поводу идеального размера, лап, чистки, спасателя и т. Д. (FAQ). Если у вас все еще есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь щелкнуть вкладку «Связаться с нами» в левом краю экрана, чтобы написать нам напрямую.

Объем поставки

PRONATIV SOIL с ПОЧВЕННЫМИ ЛАПКАМИ с металлическими бирками (модель, размер, серийный номер), резиновыми лентами, замками для шнурков и замком для шнура.

Удобные рукава с закрытым мыском из мягкой дышащей подкладки для дополнительного комфорта с Paleos ® ULTRA. В области подошвы они в значительной степени открыты, но в остальном закрывают всю ступню, в т.ч. область пальцев ног. Цвет шнуров и заставки соответствующий вашему выбору (черный или красный).По умолчанию PRONATIV SOIL будет иметь замок с черным шнуром!

Какой размер мне нужен?

У вас нормальные ножки и например размер EU43? Затем выберите - как обычно для спортивной обуви - на размер больше = EU44. У вас также особенно широкие ножки или вы хотите заказать нашу экономичную форму из более толстого неопрена? Тогда выберите другой размер больше EU45.

Мы рады помочь! Если у вас часто возникают проблемы с поиском подходящей обуви, воспользуйтесь нашим сервисом при покупке и выберите подходящий вариант.Как только мы получим ваш заказ, мы свяжемся с вами для дальнейших действий.

Нужны ли мне Multi-Paws?

Без Multi-Paws Paleos ® ULTRA подходят только для воды и достаточно мягких естественных почв! Наши инновационные пятна на подошве необходимы только в том случае, если требуется дополнительная амортизация, или же Paleos ® должен быть нескользящим даже вне естественных условий на искусственных гладких поверхностях.

Какие многолапые для чего?

Существует три варианта Multi-Paws разной толщины и твердости, которые мы уже присвоили разным продуктам: WATER, SOIL, CLIFF.Как следует из названия, вы можете выбрать их в соответствии с вашими предпочтениями и окружающей средой.

Все варианты позволяют значительно расширить радиус применения ULTRA. Благодаря им каменистые почвы и камни, лодки, доски, даже гладкая плитка, мрамор, паркет и т. Д. Становятся более безопасными и, прежде всего, более приятными.

Могу ли я получить с ними другие заставки?

Мы уже подобрали для вас наиболее подходящий вид заставки. Те, которые лучше всего подходят для ваших наиболее вероятных видов деятельности и условий с конкретным вариантом ULTRA.Если вы все же хотите другой тип заставки или из другой ткани, нажмите здесь и закажите их дополнительно.

Как начать?

Используйте нашу кольчугу Paleos ® (с лапами и без них) только в качестве защиты от опасностей на земле и в воде. Как только земля станет безвредной, вы можете ясно видеть землю, а также босиком, что это хорошо, снимите их. Чем дольше вы сможете пользоваться уникальными услугами, для которых они созданы.

Для начала воспользуйтесь нашей заставкой и стелькой (при условии, что вы их купили).И то, и другое значительно облегчит вам привыкание к настоящим условиям ходьбы босиком. Начните с легкости - не торопитесь, чтобы узнать их свойства. Сначала используйте их только на короткие расстояния и на короткие промежутки времени. Увеличивайте постепенно! Также убедитесь, что у вас всегда есть запасная обувь (например, сандалии или шлепанцы).

Как очищаются ULTRA?

Как правило, как можно скорее после использования вы должны очистить Paleos ® чистой водой. Однако в процессе использования, как и с любым другим металлическим предметом - от ювелирных украшений до велосипедных колес, - происходит окисление, придающее металлу сероватый цвет.Хотя нержавеющая сталь не ржавеет, со временем она окисляется. Вы можете заметить это в последнем случае, когда снимете их, так как они могут оставлять серые пятна на пальцах ног и тыльной части стопы. В этом случае стирайте их в стиральной машине или вручную.

А если они мне не нравятся?

Исходя из опыта, мы не ожидаем, что вы захотите вернуть их нам. Как только вы их увидите и попробуете, вам понравится эта концепция. Но, конечно, отправить их нам не проблема.Если они все еще не используются и аксессуар укомплектован, мы вернем вам полную стоимость покупки. Щелкните здесь , чтобы увидеть подробности.

Как проходит процесс возврата и обмена?

Конечно, вы также можете обменять свой Paleos ® на другой размер. Нажмите здесь , чтобы узнать больше о процессе, стоимости и условиях.

Микробиомы разного возраста в Rendzic Leptosols на Крымском полуострове

, # 1, 2 , # 1, 2 , 1, , 2 2 , 2, 3, 4 , 5 , 6 и 1, 2

Анастасия К.Кимеклис

1 Прикладная экология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

Григорий В Гладков

1 Прикладная экология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

Алексей О.Зверев

1 Прикладная экология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

Арина А Кичко

1 Прикладная экология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

Евгений Э.Андронов

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

3 Генетика и биотехнология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

4 ВВ Докучаева, Москва, Россия

Ергина Елена Ивановна

5 В.И. Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, Россия

Игорь В.Костенко

6 Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, Ялта, Россия

Абакумов Евгений Валерьевич

1 Прикладная экология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологии Мониторинг и биоремедиация почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

Научный редактор: Майкл ЛаМонтань

1 Прикладная экология, Санкт-Петербург.Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Россия

3 Генетика и биотехнология, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

4 ВВ Докучаева, Москва, Россия

5 В.И. Крымский федеральный университет им. Вернадского, Симферополь, Россия

6 Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, Ялта, Россия

Для корреспонденции.

# Распространяется поровну.

Поступила 21.07.2020; Принято 2021 10 января.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение, воспроизведение и адаптацию на любом носителе и для любых целей при условии, что это должным образом указано. Для указания авторства необходимо указать автора (авторов), название, источник публикации (PeerJ) и либо DOI, либо URL-адрес статьи.
Цитирование данных
Дополнительные материалы

Дополнительная информация 1: R уценка с анализом основных данных

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp-1

Дополнительная информация 2: Необработанные данные для qPCR

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp-2

Дополнительная информация 3: График с кривыми разрежения Показывает соотношение наблюдаемых ОТЕ (филотипы) и глубина секвенирования. Каждый цвет представляет все реплики из определенного горизонта почвы на определенном участке.

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp-3

Дополнительная информация 4: Тепловая карта для наиболее распространенных семейств во всех выборках Оранжевый цвет более обильный, синий - менее.

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp-4

Дополнительная информация 5: Коэффициент детерминации (R2), вложенный Horizon для каждого другого фактора почвы, оцененный PERMANOVA

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp- 5

Дополнительная информация 6: Сдвиги численности основных филотипов между разными парами образцов, выраженные значениями Log2FoldChange. Значимые значения выделены жирным шрифтом (padj <0,05).

DOI: 10.7717 / peerj.10871 / supp-6

Заявление о доступности данных

Следующая информация была предоставлена ​​относительно доступности данных:

Необработанные данные доступны в дополнительном файле.

Реферат

Рендзик Лептосоли - интразональные почвы, образованные на известняковой коренной породе. Особенностью этих почв является то, что материал материнской породы более влияет на формирование характеристик почвы, чем зональные факторы, такие как климат, особенно во время почвообразования. В отличие от быстро развивающихся подзолов из-за их режима выщелачивания, лептосоли не подвергаются быстрому развитию из-за природы известняка. Мало что известно, как микробиом отражает этот процесс, поэтому мы оценили состав микробиома Rendzic Leptosols разного возраста, возникающий в результате разрушения и последующей утилизации.Горы и предгорья, покрывающие большую часть Крымского полуострова, идеально подходят для такого рода исследований, поскольку почвы сформировались на известняке и на протяжении большей части истории человечества подвергались антропогенным воздействиям. Микробиомы четырех участков почвы, образующих хронопоследовательность, включая разные горизонты почвы, были изучены с помощью секвенирования библиотек генов 16S рРНК и количественной ПЦР. Доминирующими типами для всех участков почвы были Actinobacteria, Proteobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Thaumarchaeota, Planctomycetes, Verrucomicrobia и Firmicutes.Альфа-разнообразие было одинаковым для разных участков и, как правило, выше в верхнем слое почвы. Бета-разнообразие показало, что микробиомы различаются в зависимости от участка почвы и горизонта почвы. Самые старые и самые молодые почвы имели наиболее похожие микробиомы, что могло быть вызвано их географической близостью. В микробиоме этих почв доминировали олиготрофные бактерии из Chitinophagaceae, Blastocatellaceae и Rubrobacteriaceae. Микробиом 700-летней почвы был самым разнообразным. Эта почва была из единственного места исследования с верхним слоем почвы, образованным подстилкой растений, которая обеспечивала дополнительные питательные вещества и могла быть движущей силой этой дифференциации.В соответствии с этим предположением, эта почва была богата копиотрофными бактериями типов Proteobacteria и Actinobacteria. Микробиом 50-летнего Leptosol был больше похож на микробиом эталонной почвы, чем микробиом 700-летней почвы, особенно по взвешенным показателям. Анализ CCA в сочетании с PERMANOVA связывает различия в микробиомах с совместным изменением всех химических параметров почвы между горизонтами почвы. Местные факторы, такие как исходный материал и растительный мусор, сильнее влияли на состав микробиома в Rendzic Leptosols, чем возраст почвы.

Ключевые слова: Почвенный микробиом, секвенирование библиотеки 16S рРНК, Rendzic Leptosol, Pedogenesis, Chronosequence, известкование почвы

Введение

Почвенный микробиом является важной частью структуры почвы (Attwood et al., 2019; Dubey et al. ., 2019; Wei et al., 2019). Понимание состава и функции почвенного микробиома помогает выявить ключевые процессы почвообразования и реализации жизненно важных экосистемных услуг (Doula & Sarris, 2016; Saleem, Hu & Jousset, 2019).Процесс почвообразования, или почвообразования, зависит от множества факторов, включая климат, растительность, топографию и материнский материал (Докучаев, 1883). Тип исходного материала определяет скорость дифференциации почвенного профиля (Гагарина, Хантулев, Чихикова, 1981; Гагарина, 1996), тем самым влияя на формирование микробиома. Твердые известняковые породы в качестве исходного материала способствуют образованию слаборазвитых почв, называемых Rendzic Leptosols (Homolák et al., 2017). Такие почвы считаются интразональными, поскольку местные факторы, такие как материнский материал, влияют на их характеристики гораздо больше, чем климат (Perkins & Gettys, 1951).Известковые почвы имеют более высокую микробную биомассу, чем неизвесткованные (Бакина и др., 2014; Нарендрула-Котха и Нконголо, 2017). Известкование почвы также влияет на стабильность гуминовых кислот, снижая содержание лабильных гуминовых кислот (Бакина и др., 2014). Однако это не влияет на содержание органических веществ. Актинобактерии и ацидобактерии более распространены в более кислых почвах с высоким содержанием углерода и выщелачиванием нитратов, тогда как в менее кислых почвах с меньшим содержанием углерода накапливается азот, способствуя росту протеобактерий (Bárta & Tahovská, 2017).

Согласно Таргуляну, каждое нарушение поверхности почвы обнуляет процесс почвообразования или почвообразование (Таргулян, Бронникова, 2019). Таким образом, к различным стадиям почвообразования можно подойти, изучая хронопоследовательности, которые представляют собой ряды почв, сформировавшихся в разное время в сходных климатических и биогенных условиях (Emmer, 1995; Mokma, Yli-Halla & Lindqvist, 2004; Cerli et al., 2008; Абакумов и др., 2010). Почвенные хронопоследовательности формируются на террасах водоемов, на дюнах, под курганами и отвалами карьеров (Геннадьев, 1990).Серия прибрежных полос в Ладожском озере (Россия), образованная постепенным понижением уровня воды, показала, что в процессе почвообразования насыпная почва разделяется на горизонты, и состав микробиома делится по этим горизонтам (Иванова и др., 2020a). Другими объектами, используемыми для оценки почвообразования, являются почвы на рекультивированных отвалах (Андерсон, 1977; Фроуз, 2014; Соколов и др., 2015). Первоначально микробиомы молодых почв изобилуют Chloroflexi и Cyanobacteria, фотосинтезирующими бактериями, которые могут выжить при ограниченном количестве питательных веществ (Гладков и др., 2019). Однако довольно быстро после развития в этих почвах заселяются копиотрофные бактерии (Kimeklis et al., 2020).

Крымский полуостров содержит множество разнообразных климатических зон, от сухих степей на севере до лесостепи и лесов в горах и субтропиков на южном побережье (Лисецкий и Ергина, 2010). Происхождение, классы текстуры и химический состав исходного материала также различаются в разных частях полуострова. Интенсивная деятельность человека в течение тысяч лет на известняке сформировала разновозрастные почвы на известняковом материнском материале в этой области (Драган, 2005; Столба, Лисецкий и Маринина, 2015).Более того, разработка открытых горных работ является наиболее тяжелым видом экзогенной трансформации окружающей среды на Крымском полуострове. Эти исходные материалы являются наиболее проблемными с точки зрения мелиорации и восстановления экосистем. Материнский материал наряду с топографией представляют собой геогенные условия, которые определяют скорость почвообразования (скорость почвообразования) (Brevik & Lazari, 2014). Роль материнского материала в почвообразовании напрямую связана со степенью консолидации и минералогическим составом, тогда как рельеф серьезно влияет на инсоляцию и степень водоудерживающей способности в повышенных формах рельефа (Таргулян, Красильников, 2007).В этом контексте почвы первых двух хребтов Крымских гор представляют собой хорошо дренированные известковые полипедоны, покрытые лептосолями (или литосолями) со слабыми профилями, существенно не дифференцированными в вертикальном масштабе. Таким образом, хронопоследовательности почв в условиях Крыма менее изучены в смысле скорости развития почвенных профилей по сравнению с почвенными рядами влажного климата, расположенными на кислых или нейтральных почвенных материалах. Если в зоне тайги для формирования зародышевого профиля почвы достаточно 100-200 лет, то в случае крымских лесостепей горных хребтов зональный профиль почвы обычно в 4-7 раз длиннее.

Здесь мы обращаемся к вопросу о составе микробиома почв разного возраста во множественных горизонтах Rendzic Leptosols Крымской лесостепной зоны. Предметом исследования выступили четыре территории, сформированные в одинаковых климатических условиях и из одного и того же материала материнской породы, составляющие хронопоследовательность. Их возраст варьировался от естественных почв до 700, 70 и 50 лет, в результате различных антропогенных воздействий (Лисецкий, Ергина, 2010). Целью этого исследования было изучение разнообразия микробиома, включая бактерии и археи, хронопоследовательности почв на производных известняков на разных этапах развития экосистемы с использованием количественной ПЦР и высокопроизводительного секвенирования библиотек генов 16S рРНК.Исследование этих хронологических последовательностей может дать новую информацию о темпах почвообразования на разных этапах экогенеза на поверхности известняков.

Материалы и методы

Участки исследований и сбор образцов

Все участки представлены Рендзичскими Лептосолсами, расположенными на первом и втором хребтах в лесостепной зоне Крымского полуострова. Климат этой зоны более влажный, чем в северной части полуострова. Годовая норма осадков составляет около 380–500 мм в год, а скорость испарения - 750–850 мм.Среднегодовая температура + 20–22 ° C. Глубина промерзания почвы не более 20 см. В целом климат исследуемой территории очень близок к средиземноморскому. Высота рельефа колеблется в пределах 300–750 м, при этом на топографию территории сильно влияют состав и текстура известняков. Известняки представлены осадочными породами, сильно пострадавшими от карстовых и денудационных процессов. Первоначально поверхность известняка не была покрыта какими-либо другими четвертичными отложениями, что дает возможность формировать почву в соответствии с моделью первичного почвообразования.Таким образом, все участки сопоставимы по условиям почвообразования. Между тем, все объекты имеют разные этапы хронопоследовательности, которые возникли в результате антропогенной эксплуатации шахт для строительства и других процессов в разные исторические периоды. Возраст каждой стадии хронопоследовательности подтвержден историческими документами (Лисецкий, Ергина, 2010). Контрольный участок K3 был представлен естественной бурой почвой, сформировавшейся примерно в голоцене. Участок К1 с древнейшим техногенным воздействием находится на 700-летней территории средневекового города-крепости Эски-Кермен, разрушенного в конце 14 века.Рядом с площадкой К3 находится площадка К2, представляющая окопы 75-летней давности в селе Холмовка. Участок К6 - заросший карьер на севере Белогорского района с гравийно-песчаными текстурированными карбонатными отвалами, рекультивированными примерно 50 лет назад. Все профили почвы представляют собой лептосоли различной толщины; мощность гумусового горизонта и степень выветривания мелкоземистой почвы с возрастом увеличивались. Пробы были отобраны летом 2018 г. Отобраны из каждого почвенного профиля для каждого горизонта в 5 повторностях.Количество горизонтов различается на разных участках из-за различий в почвенных профилях: O, AY и C от K1, AY и C от K2 и K3, AY от K6. Координаты площадки K1: 44 ° 36,554 N, 33 ° 44,376 E; Площадки K2 и K3 44 ° 39.171 N, 33 ° 44.968 E; Площадка К6 45 ° 07.644 N, 34 ° 35.537 E (). Все образцы грунта были отобраны с одобрения В.И. Крымский федеральный университет им. Вернадского.

Карта Крымского полуострова и расположение точек отбора проб. Изменено после Карты почвенных регионов Европейского Союза и прилегающих стран (BGR, 2005).

Цвет и цифры 1–4 обозначают разные типы почв. Места отбора проб отмечены красными кружками.

Грунты для текущих анализов измельчены и пропущены через сито 2 мм; крупные остатки корней удаляли вручную. Измерены основные агрохимические показатели: P 2 O 5 и K 2 O по методу Мачигина (ГОСТ 26205-91, 1991), pH (ГОСТ 26213-91, 1991) и общий азот (ГОСТ 26107- 84, 1984). Общий органический углерод (ТОУ) определяли на CHN-анализаторе Leco CHN-628 (Leco Corporation, США) в Исследовательском парке Санкт-Петербургского государственного университета.

Выделение ДНК в реальном времени и подготовка библиотеки 16S рДНК

Для анализа микробиома было собрано пять повторных образцов почвы из каждого горизонта с каждого участка (всего 40 образцов). Из каждого образца общую ДНК выделяли из 0,5 грамма почвы с помощью набора NucleoSpin®Soil (Macherey-Nagel GmbH & Co. KG, Германия) с использованием комбинации буферов SL1 + SX, рекомендованных для почв с низким содержанием органических веществ (Lazarevic et al. др., 2013). Для механического измельчения образцов использовали гомогенизатор Precellys 24 (Bertin Technologies, Франция).Качество выделения проверяли гель-электрофорезом в 1% агарозном геле (0,5 × буфер ТАЕ). Концентрации ДНК измеряли при 260 нм с помощью SPECTROstar Nano (BMG LABTECH, Ортенберг, Германия). Конечная концентрация ДНК составляла в среднем 50 нг / мкл.

Количественная ПЦР (кПЦР) была проведена для двух групп организмов: бактерий и архей, как описано ранее в Gladkov et al. (2019). Каждый образец, включая стандарты, анализировали в трех экземплярах. Средние значения со стандартными ошибками были рассчитаны для повторов как ПЦР, так и образцов ДНК.После обработки результаты выражали в виде десятичного логарифма числа рибосомных оперонов на 1 г почвы.

Конструирование и секвенирование библиотек ампликонов 16S рРНК проводили с использованием Illumina MiSeq (Illumina, Inc., США) в Центре геномных технологий, протеомики и клеточной биологии (ВНИИАМ, Россия), как описано в Gladkov et al. (2019).

Обработка данных

Библиотеки Amplicon гена 16S рРНК были обработаны с использованием пакетов в R (R Core Team, 2018) и QIIME2 (Bolyen et al., 2019) программных сред. RStudio Team (2016) использовалась в качестве среды разработки для R. Trimming, объединение последовательностей в филотипы и последующая обработка выполнялась с помощью пакета dada2 (Nearing et al., 2018), который обеспечивает более воспроизводимые и точные результаты благодаря использованию шумоподавления. алгоритмы, а не кластеризацию филотипов, в отличие от более классических подходов (Callahan et al., 2016). Таксономическая принадлежность филотипов определялась с использованием классификатора RDP (Wang et al., 2007) на основе Silva 132 (Quast et al., 2013). Филогенетическое дерево было построено в программной среде QIIME2 с использованием пакета SEPP (Janssen et al., 2018). Для некоторых анализов данные были нормализованы с помощью phyloseq (McMurdie & Holmes, 2013) с использованием алгоритма разрежения в соответствии с выборкой с наименьшим числом отсчетов, и были стабилизированы вариацией с помощью пакета Deseq2 (Love, Huber & Anders, 2014), чтобы сравните относительную численность филотипов в образцах. Для анализа альфа-разнообразия использовались следующие индексы: наблюдаемое OTU, Shannon (Shannon & Weaver, 1949), обратное Simpson (Simpson, 1949) и филогенетическое разнообразие Faith (Faith, 1992).Достоверность средних различий рассчитывалась с помощью теста Манна – Уитни (Mann & Whitney, 1947). Для анализа бета-разнообразия сообщества сравнивались с использованием построения их матрицы несходства с использованием взвешенных алгоритмов UniFrac, невзвешенных UniFrac (Lozupone & Knight, 2005) и Брея-Кертиса (Bray & Curtis, 1957). При визуализации данных о бета-разнообразии размеры матриц несходства были уменьшены с помощью NMDS (Kruskal, 1964). Значимость разделения выборки при анализе бета-разнообразия оценивалась PERMANOVA (Anderson, 2017) в форме теста adonis2 как части веганского пакета (Oksanen et al., 2019). Для анализа вариации бета-разнообразия по химическим параметрам почвы использовался анализ ограниченного соответствия (CCA) (Ter Braak, 1986; Palmer, 1993; McCune, 1997). Для оценки возможной мультиколлинеарности модели CCA использовались обобщенные коэффициенты инфляции дисперсии для линейных моделей (Fox & Monette, 1992; Fox, 1997). Анализ функций CCA и надежности модели проводился с использованием веганского пакета. Чтобы оценить значимость различий между филотипами, ранее нормализованные данные были обработаны с использованием теста Вальда с поправкой на частоту ложных открытий (FDR) Бенджамина-Хотчберга в пакете DEseq2 (Benjamini & Hochberg, 1995).

Пакеты R phyloseq, ggpubr (Kassambara, 2019), picante (Kembel et al., 2010), ggforce (Pedersen, 2019), tidyverse (Wickham et al., 2019), ggtree (Yu et al., 2018) , ampvis2 (Andersen et al., 2018) использовались для постобработки и визуализации полученных данных.

Результаты

Химические параметры почв

Все почвы продемонстрировали щелочность (от 8,2 до 7,6) и высокое содержание карбонатов (4,8–45,6%), что характерно для Rendzic Leptosols. Для участков K1 и K2 pH и карбонаты снизились к верхним горизонтам (верхнему слою почвы) из-за процессов выщелачивания.Содержание карбонатов в горизонте С на участке К3 (4,8%) было ниже, чем в горизонте AY (28,57%), поскольку большая часть карбонатов иммобилизована в скелете почвы. К1 был единственным участком с горизонтом О в профиле почвы; этот тип горизонта формируется травяным покровом без выпаса скота. Следовательно, в нем было самое высокое содержание общего органического углерода (TOC) и азота. Лептозоль на участке К6 имел слабощелочной pH (7,7) и значительные запасы калия (1110 мг / кг) и фосфора (285 мг / кг), вызванные использованием прилегающей территории жителями села Вишенное для утилизировать бытовые отходы ().

Таблица 1

Основные химические параметры почвы.

0,47 Ориентир почвы1-3. [CrossRef] [Google Scholar] Фернандес и др. (2018) Фернандес CC, Киши LT, Лопес Е.М., Омори В.П., Соуза JAM, Алвес LMC, Лемос EGM. Бактериальные сообщества в горнодобывающих почвах и прилегающих территориях в процессе регенерации в бывшей рудной шахте.Бразильский журнал микробиологии. 2018; 49: 489–502. DOI: 10.1016 / j.bjm.2017.12.006. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Фирер, Брэдфорд и Джексон (2007) Фирер Н., Брэдфорд Массачусетс, Джексон РБ. К экологической классификации почвенных бактерий. Экология. 2007. 88: 1354–1364. DOI: 10.1890 / 05-1839. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Фирер и др. (2012) Фирер Н., Лаубер С.Л., Рамирес К.С., Заневельд Дж., Брэдфорд М.А., Найт Р. Сравнительный метагеномный, филогенетический и физиологический анализ микробных сообществ почвы в градиентах азота.Журнал ISME. 2012; 6: 1007–1017. DOI: 10.1038 / ismej.2011.159. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Fox (1997) Fox J. Прикладная регрессия, линейные модели и родственные методы. Таузенд-Оукс: Сейдж Пабликейшнз, Инк; 1997. [Google Scholar] Фокс и Монетт (1992) Фокс Дж., Монетт Г. Обобщенная диагностика коллинеарности. Журнал Американской статистической ассоциации. 1992; 87: 178–183. DOI: 10.1080 / 01621459.1992.10475190. [CrossRef] [Google Scholar] Фруз (2014) Фруз Дж. Бока Ратон: CRC Press; 2014 г.Биота почвы и развитие экосистем на участках после добычи полезных ископаемых. [CrossRef] [Google Scholar] Гагарина (1996) Гагарина Е.И. Почвы и почвенный покров плато ледниковых возвышенностей северо-запада Русской равнины. Вестник Санкт-Петербургского университета, Серия Геология и География. 1996; 1: 62–73. [Google Scholar] Гагарина, Хантулев и Чихикова (1981) Гагарина Е.И., Хантулев А.А., Чихикова Н.П. Генетическая характеристика почв на звонецких глинах. Советское почвоведение. 1981; 13: 1–9. [Google Scholar] Геннадиев (1990) Геннадиев АН.Почвы и время: модели развития. Москва: Издательство МГУ; 1990. стр. 232 с .. [на русском языке] [Google Scholar] Гладков и др. (2019) Гладков Г.В., Кимеклис А.К., Зверев А.О., Першина Е.В., Иванова Е.А., Кичко А.А., Андронов Е.Е., Абакумов Е.В. Почвенный микробиом участков после разработки в полярных экосистемах в окрестностях Надыма, Западная Сибирь, Россия. Открытое сельское хозяйство. 2019; 4: 684–696. DOI: 10.1515 / opag-2019-0070. [CrossRef] [Google Scholar] Glaeser & Kämpfer (2014) Glaeser SP, Kämpfer P. Семейство Sphingomonadaceae.В: Розенберг Э., Делонг Э. Ф., Лори С., Стакебрандт Э, Томпсон Ф., редакторы. Прокариоты. Springer; Берлин: 2014. С. 641–707. [Google Scholar] ГОСТ 26107-84 (1984) ГОСТ 26107-84. Почвы. Методы определения общего азота. Москва: Издательство МГУ; 1984. [Google Scholar] ГОСТ 26205-91 (1991) ГОСТ 26205-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия методом Мачигина в модификации CINAO. Москва: Издательство МГУ; 1991. [Google Scholar] ГОСТ 26213-91 (1991) ГОСТ 26213-91.Почвы. Методы определения органического вещества. Москва: Издательство МГУ; 1991. [на русском языке] [Google Scholar] Ho et al. (2017) Ho A, Ijaz UZ, Janssens TKS, Ruijs R, Kim SY, Boer Wde, Termorshuizen A, Putten WHvander, Bodelier PLE. Влияние остатков на биологической основе на выбросы парниковых газов из сельскохозяйственных земель сильнее, чем влияние типа почвы с другим составом микробного сообщества. GCB Bioenergy. 2017; 9: 1707–1720. DOI: 10.1111 / gcbb.12457. [CrossRef] [Google Scholar] Homolák et al.(2017) Homolák M, Kriaková E, Pichler V, Gömöryová E, Bebej J. Изоляция влияния типа почвы на содержание органического углерода в Rendzic Leptosol и Andosol на известняковом плато с выступами андезита. Геодермия. 2017; 302: 1–5. DOI: 10.1016 / j.geoderma.2017.04.009. [CrossRef] [Google Scholar] Хубер и др. (2017) Huber KJ, Pascual J, Foesel BU, Overmann J. Blastocatellaceae. В: Whitman WB, Rainey F, Kämpfer P, Trujillo M, Chun J, DeVos P, Hedlund B, Dedysh S, редакторы. Руководство Берджи по систематике архей и бактерий.Хобокен: John Wiley & Sons, Inc; 2017. [CrossRef] [Google Scholar] Иванова и др. (2020a) Иванова А.А., Железова А.Д., Чернов Т.И., Дедыш С.Н. Соединение экологии и систематики ацидобактерий: различные предпочтения среды обитания Acidobacteriia и Blastocatellia в тундровых почвах. PLOS ONE. 2020a; 15: e0230157. DOI: 10.1371 / journal.pone.0230157. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Иванова и др. (2020b) Иванова Е.А., Першина Е.В., Шапкин В.М., Кичко А.А., Аксенова Т.С., Кимеклис А.К., Гладков Г.В., Зверев А.О., Васильева Н.А., Андронов Е.Е., Абакумов Е.В.Сдвиг прокариотических сообществ по хронопоследовательности почвообразования и по почвенным горизонтам в экосистеме южной тайги. Педобиология. 2020b; 81–82 DOI: 10.1016 / j.pedobi.2020.150650. Статья 150650. [CrossRef] [Google Scholar] Janssen (2006) Janssen PH. Выявление доминирующих таксонов почвенных бактерий в библиотеках генов 16S рРНК и 16S рРНК. Прикладная и экологическая микробиология. 2006. 72: 1719–1728. DOI: 10.1128 / AEM.72.3.1719-1728.2006. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Janssen et al.(2018) Janssen S, McDonald D, Gonzalez A, Navas-Molina JA, Jiang L, Xu ZZ, Winker K, Kado DM, Orwoll E, Manary M, Mirarab S, Knight R. Филогенетическое размещение точных последовательностей ампликонов улучшает ассоциации с клиническая информация. mSystems. 2018; 3: e00021–18. DOI: 10.1128 / mSystems.00021-18. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Джонс и др. (2009) Jones RT, Robeson MS, Lauber CL, Hamady M, Knight R, Fierer N. Всеобъемлющий обзор ацидобактериального разнообразия почвы с использованием пиросеквенирования и анализа библиотеки клонов.Журнал ISME. 2009; 3: 442–453. DOI: 10.1038 / ismej.2008.127. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Kappler & Nouwens (2013) Kappler U, Nouwens AS. Метаболическая адаптация и трофические стратегии почвенных бактерий-С1-метаболизм и хемолитотрофия серы у Starkeya novella. Границы микробиологии. 2013; 17 DOI: 10.3389 / fmicb.2013.00304. Статья 304. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Кассамбара (2019) Кассамбара А. ggpubr: Готовые к публикации графики на основе «ggplot2».Пакет R версии 0.2.3 https://CRAN.R-project.org/ 2019Kembel et al. (2010) Кембель С.В., Коуэн П.Д., Хельмус М.Р., Корнуэлл В.К., Морлон Х., Акерли Д.Д., Бломберг С.П., Уэбб К.О. Пиканте: инструменты R для интеграции филогении и экологии. Биоинформатика. 2010; 26: 1463–1464. DOI: 10.1093 / биоинформатика / btq166. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Kielak et al. (2016) Келак AM, Баррето CC, Ковальчук Г.А., Вин Джаван, Курамаэ Э. Экология Acidobacteria: выходя за рамки генов и геномов. Границы микробиологии.2016; 7 DOI: 10.3389 / fmicb.2016.00744. Статья 744. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Kimble et al. (2018) Kimble JC, Winter AS, Spilde MN, Sinsabaugh RL, Northup DE. Потенциальная центральная роль Thaumarchaeota в N-Cycling в полузасушливой среде, пещера Форт-Стэнтон, пролив Сноуи-Ривер, Нью-Мексико, США. FEMS Microbiology Ecology. 2018; 94: fiy173. DOI: 10.1093 / femsec / fiy173. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Kimeklis et al. (2020) Кимеклис А.К., Дмитракова Ю.А., Першина Е.В., Иванова Е.А., Зверев А.О., Гладков Г.В., Кичко А.А., Андронов Е.Е., Абакумов Е.В.Анализ микробиома рекультивированных почв Кингисеппского района добычи фосфоритов // Сельскохозяйственная биология. Сельскохозяйственная биология. 2020; 55: 137–152. DOI: 10.15389 / agrobiology.2020.1.137eng. [CrossRef] [Google Scholar] Kruskal (1964) Kruskal JB. Многомерное масштабирование путем оптимизации согласия неметрической гипотезы. Психометрика. 1964; 29: 1–28. DOI: 10.1007 / BF02289565. [CrossRef] [Google Scholar] Лазаревич и др. (2013) Лазаревич В., Гайя Н., Жирар М., Франсуа П., Шренцель Дж.Сравнение методов выделения ДНК при анализе бактериальных сообществ слюны. PLOS ONE. 2013; 8: 67699. DOI: 10.1371 / journal.pone.0067699. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Lewin et al. (2016) Левин Г.Р., Карлос С., Шевретт М.Г., Хорн Х.А., Макдональд Б.Р., Станки Р.Дж., Фокс Б.Г., Карри С.Р. Эволюция и экология актинобактерий и их биоэнергетические приложения. Ежегодный обзор микробиологии. 2016; 8: 235–254. DOI: 10.1146 / annurev-micro-102215-095748. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Лисецкий и Ергина (2010) Лисецкий Ф.Н., Ергина Е.И.Развитие почв Крымского полуострова в позднем голоцене. Евразийское почвоведение. 2010. 43: 601–613. DOI: 10.1134 / S106422

60013. [CrossRef] [Google Scholar] Лав, Хубер и Андерс (2014) Лав М.И., Хубер В., Андерс С. Умеренная оценка кратного изменения и дисперсии данных РНК-seq с помощью DESeq2. Геномная биология. 2014; 15 DOI: 10.1186 / s13059-014-0550-8. Статья 550. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Lozupone & Knight (2005) Lozupone C, Knight R. UniFrac: новый филогенетический метод сравнения микробных сообществ.Прикладная и экологическая микробиология. 2005; 71: 8228–8235. DOI: 10.1128 / AEM.71.12.8228-8235.2005. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Mann & Whitney (1947) Mann HB, Whitney DR. О проверке того, является ли одна из двух случайных величин стохастически большей, чем другая. Летопись математической статистики. 1947; 18: 50–60. DOI: 10,1214 / АОМС / 1177730491. [CrossRef] [Google Scholar] McCune (1997) McCune B. Влияние зашумленных данных окружающей среды на анализ канонических соответствий.Экология. 1997; 78: 2617–2623. DOI: 10.1890 / 0012-9658 (1997) 078 [2617: IONEDO] 2.0.CO; 2. [CrossRef] [Google Scholar] McMurdie & Holmes (2013) McMurdie PJ, Holmes S. phyloseq: пакет R для воспроизводимого интерактивного анализа и графики данных переписи микробиома. PLOS ONE. 2013; 8: e61217. DOI: 10.1371 / journal.pone.006121. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Мокма, Или-Халла и Линдквист (2004) Мокма Д.Л., Или-Халла М., Линдквист К. Формирование подзола в песчаных почвах Финляндии. Геодермия.2004. 120: 259–272. DOI: 10.1016 / j.geoderma.2003.09.008. [CrossRef] [Google Scholar] Моррисси и др. (2016) Моррисси Э.М., Мау Р.Л., Шварц Э., Капорасо Дж. Г., Дейкстра П., Гестель Нван, Кох Б.Дж., Лю С.М., Хайер М., МакХью Т.А., Маркс Дж.С., Прайс Л.Б., Хангейт Б.А. Филогенетическая организация бактериальной активности. Журнал ISME. 2016; 10: 2336–2340. DOI: 10.1038 / ismej.2016.28. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Нарендрула-Котха и Нконголо (2017) Нарендрула-Котха Р., Нконголо К.К. Микробный ответ на известкование почвы в поврежденных экосистемах, выявленный с помощью пиросеквенирования и анализа жирных кислот фосфолипидов.PLOS ONE. 2017; 12: e0168497. DOI: 10.1371 / journal.pone.0168497. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Ниаринг и др. (2018) Nearing JT, Дуглас GM, Комо AM, Лангиль MGI. Denoising the Denoisers: независимая оценка подходов к исправлению ошибок последовательности микробиома. PeerJ. 2018; 6: e5364. DOI: 10.7717 / peerj.5364. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Nelkner et al. (2019) Нелькнер Дж., Хенке С., Лин Т.В., Петцольд В., Хасса Дж., Янике С., Грош Р., Пюлер А., Ширба А., Шлютер А.Влияние долгосрочных методов ведения сельского хозяйства на членов микробиома сельскохозяйственных почв, представленных метагеномно собранными геномами (MAG) и их предполагаемыми генами, полезными для растений. Гены. 2019; 10 DOI: 10.3390 / genes10060424. Статья 424. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Оберхофер и др. (2019) Оберхофер М, Хесс Дж, Лойтгеб М, Гесснитцер Ф, Раттей Т, Ваврош С, Зотчев С.Б. Изучение актинобактерий, связанных с ризосферой и эндосферой местного альпийского лекарственного растения Leontopodium nivale подвид alpinum .Границы микробиологии. 2019; 10 DOI: 10.3389 / fmicb.2019.02531. Статья 2531. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Oksanen et al. (2019) Оксанен Дж., Бланше Ф.Г., Friendly M, Kindt R, Legendre P, McGlinn D, Minchin PR, O’Hara RB, Simpson GL, Solymos P, Stevens MHH, Szoecs E, Wagner H. vegan: Community Ecology Package. Пакет R версии 2.5-6 https://CRAN.R-project.org/package=vegan. [10 мая 2020 г.]; 2019 г. Орен (2014 г.) Орен А. Семейство Xanthobacteraceae. В: Розенберг Э., Делонг Э. Ф., Лори С., Стакебрандт Э, Томпсон Ф., редакторы.Прокариоты. Берлин: Спрингер; 2014. [Google Scholar] Палмер (1993) Палмер М.В. Еще лучший порядок: преимущества анализа канонических соответствий. Экология. 1993; 74: 2215–2230. DOI: 10.2307 / 1939575. [CrossRef] [Google Scholar] Перкинс (1951) Перкинс С.О., Геттис В. Исследование почвы округа Чероки, Северная Каролина. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США; 1951. [Google Scholar] Пестер, Шлепер и Вагнер (2011) Пестер М., Шлепер К., Вагнер М. Таумархеи: новый взгляд на их филогению и экофизиологию.Текущее мнение в микробиологии. 2011; 14: 300–306. DOI: 10.1016 / j.mib.2011.04.007. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Quast et al. (2013) Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, Peplies J, Glöckner FO. Проект базы данных генов рибосомных РНК SILVA: улучшенная обработка данных и веб-инструменты. Исследования нуклеиновых кислот. 2013; 41: D590 – D596. DOI: 10.1093 / nar / gks1219. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] R Core Team (2018) R Core Team. Фонд R для статистических вычислений, Вена; Австрия: 2018.[10 мая 2020 г.]. [Google Scholar] Рамирес и др. (2010) Рамирес К.С., Лаубер К.Л., Найт Р., Брэдфорд М.А., Фирер Н. Согласованные эффекты азотных удобрений на бактериальные сообщества почвы в контрастных системах. Экология. 2010. 91: 3463–3470. DOI: 10.1890 / 10-0426.1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Команда RStudio (2016) Команда RStudio RStudio: интегрированная разработка для Р. Бостон: RStudio, Inc. http://www.rstudio.com/ [10 мая 2020 г.]; 2016 г. Салим, Ху & Jousset (2019) Saleem M, Hu J, Jousset A. Больше, чем просто сумма его частей: биоразнообразие микробиома как движущая сила роста растений и здоровья почвы.Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики. 2019; 50: 145–168. DOI: 10.1146 / annurev-ecolsys-110617-062605. [CrossRef] [Google Scholar] Schabereiter-Gurtner et al. (2001) Schabereiter-Gurtner C, Pinar G, Vybiral D, Lubitz W, Rölleke S. Бактерии, связанные с Rubrobacter, связанные с обесцвечиванием кирпичной кладки и известковыми настенными росписями в розовый цвет. Архив микробиологии. 2001. 176: 347–354. DOI: 10.1007 / s002030100333. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Шеннон и Уивер (1949) Шеннон CE, Уивер У. Математическая теория коммуникации.Урбана: Университет Иллинойс Пресс; 1949. [Google Scholar] Симпсон (1949) Симпсон Э. Измерение разнообразия. Природа. 1949; 163: 688. DOI: 10.1038 / 163688a0. [CrossRef] [Google Scholar] Соколов и др. (2015) Соколов Д.А., Андроханов В.А., Гуркова Е.А. КулижскийСП, Лойко С.В. Морфогенетическая диагностика почвообразования на хвостохранилищах угольных карьеров Сибири. Евразийское почвоведение. 2015; 48: 95–105. DOI: 10,1134 / S106422

10159. [CrossRef] [Google Scholar] Столба, Лисецкий, Маринина (2015) Столба В., Лисецкий Ф.Н., Маринина О.Показатели генезиса сельскохозяйственных почв в различных условиях землепользования, Степной Крым. Геодермия. 2015; 239–240: 304–316. DOI: 10.1016 / j.geoderma.2014.11.006. [CrossRef] [Google Scholar] Taş et al. (2018) Taş N, Prestat E, Wang S, Wu Y, Ulrich C, Kneafsey T., Tringe SG, Torn MS, Hubbard SS, Jansson JK. Ландшафтный рельеф структурирует почвенный микробиом арктической полигональной тундры. Nature Communications. 2018; 9 DOI: 10.1038 / s41467-018-03089-z. Статья 777. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Таргулян, Бронникова (2019) Таргулян В.О., Бронникова М.А.Память почвы: теоретические основы концепции, ее современное состояние и перспективы развития. Евразийское почвоведение. 2019; 52: 229–243. DOI: 10,1134 / S106422931

16. [CrossRef] [Google Scholar] Таргулян, Красильников (2007) Таргулян В.О., Красильников П.В. Почвенная система и почвообразовательные процессы: самоорганизация, временные масштабы и экологическое значение. КАТЕНА. 2007. 71: 373–381. DOI: 10.1016 / j.catena.2007.03.007. [CrossRef] [Google Scholar] Тер Браак (1986) Тер Браак CJF. Канонический анализ соответствия: новый метод собственных векторов для многомерного прямого градиентного анализа.Экология. 1986; 67: 1167–1179. DOI: 10.2307 / 1938672. [CrossRef] [Google Scholar] Toyota (2015) Toyota K. Споровообразователи, связанные с Bacillus: привлекательные агенты для стимулирования роста растений. Микробы и окружающая среда. 2015; 30: 205–207. DOI: 10.1264 / jsme2.me3003rh. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Wang et al. (2007) Ван К., Гаррити Дж., Тидже Дж., Коул-младший. Наивный байесовский классификатор для быстрого отнесения последовательностей рРНК к новой бактериальной таксономии. Прикладная микробиология и микробиология окружающей среды. 2007. 73: 5261–5267.DOI: 10.1128 / AEM.00062-07. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Wei et al. (2019) Wei Z, Gu Y, Friman VP, Kowalchuk GA, Xu Y, Shen Q, Jousset A. Исходный состав и функционирование микробиома почвы предопределяют здоровье растений в будущем. Наука продвигается. 2019; 5: eaaw0759. DOI: 10.1126 / sciadv.aaw0759. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Wickham et al. (2019) Уикхэм Х, Аверик М., Брайан Дж., Чанг В., Макгоуэн Л., Франсуа Р., Гролемунд Дж., Хейс А., Лайонел Х, Хестер Дж., Кун М., Педерсен Т., Миллер Е., Бач С., Мюллер К., Оомс Дж. , Робинсон Д., Зайдель Д., Спину В., Ютани Х.Добро пожаловать во вселенную. Журнал открытого программного обеспечения. 2019; 4: 1686. DOI: 10.21105 / joss.01686. [CrossRef] [Google Scholar] Wüst et al. (2016) Wüst PK, Foesel BU, Geppert A, Huber KJ, Luckner M, Wanner G, Overmann J. Brevitalea aridisoli, B. deliciosa и Arenimicrobium luteum , три новых вида Acidobacteria подразделения 4 (класс Blastocatellia ), выделенный из почвы саванны, и описание нового семейства Pyrinomonadaceae . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии.2016; 66: 3355–3366. DOI: 10.1099 / ijsem.0.001199. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Yu et al. (2018) Yu G, Lam TTsan-Yuk, Zhu H, Guan Y. Два метода отображения и визуализации связанных данных по филогении с использованием ggtree. Молекулярная биология и эволюция. 2018; 35: 3041–3043. DOI: 10.1093 / molbev / msy194. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Zhou et al. (2016) Чжоу X, Форнара Д., Икенага М., Акаги И., Чжан Р., Цзя З. Устойчивость микробного сообщества к циклам высыхания и повторного заболачивания трех лесных почв.Границы микробиологии. 2016; 7: 1101. DOI: 10.3389 / fmicb.2016.01101. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

морфология, разнообразие и химические свойства

Постантропогенные преобразования и трансформации почвенного покрова бывших сельскохозяйственных земель на заброшенных землях на территории Российской Арктики мало изучены из-за активного роста городских комплексов и увеличения площадей под сельскохозяйственными угодьями. Это приводит к увеличению площади пахотных земель, окружающих полярные урбанизированные территории.Сегодня большая часть земель, выделенных для сельскохозяйственных нужд, заброшена или затронута другими видами землепользования. Это исследование было направлено на изучение заброшенных земель, окружающих некоторые населенные пункты в центральной части Ямальского региона. Разнообразие, морфология, химические и агрохимические свойства почв были исследованы с особым акцентом на конкретные преобразования, которые происходят с залежами в условиях криогенной экосистемы, подверженной влиянию вечной мерзлоты. Анализ данных показывает, что эти почвы характеризуются особенностями, связанными как с прошлыми (и существующими) антропогенными воздействиями, так и с естественными процессами, такими как криогенный массоперенос.Деградация пахотного горизонта, обогащенного гумусом, не была столь выраженной, как в последние десятилетия в более влажной бореальной среде. Содержание органического углерода в верхнем слое почвы зависит от землепользования и значительно варьируется в зависимости от типа почвы. Бывший пахотный верхний слой почвы со временем оставался стабильным с точки зрения его морфологических характеристик и агрохимического состояния. Несмотря на высокий уровень кислотности почвы, содержание питательных веществ в почвах, подвергшихся антропогенному воздействию, оставалось высоким, даже несмотря на то, что они были заброшены в течение 20 лет.

1 Введение

Исследования динамики сельскохозяйственных земель важны для повышения эффективности управления сельскохозяйственной инфраструктурой, а также для обеспечения безопасности пищевых продуктов и высоких темпов экономического роста. Это также важно для определения модели перехода к устойчивому развитию и экологизации аграрного сектора в России. Такой анализ стал приоритетным как в региональном контексте, так и на уровне страны в целом (Некрич, Луры, 2016; Николаева, Десяткин, 2015).Согласно программе «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2020 года» в Арктической зоне планируется организовать семь кластеров развития, одна из которых расположена в Ямальском регионе. Одна из основных задач развития российской экономики связана с изучением природных ресурсов Арктического региона. Арктическая зона считается самой урбанизированной в Российской Федерации, более 85% ее населения сосредоточено в городах и урбанизированных поселках.Тем не менее поддержка местного населения сельскохозяйственной продукцией, особенно овощной, в регионе не развита. В советское время были разработаны многочисленные программы по локализации и адаптации овощеводства для Ямала и Якутской области. Поэтому в окрестностях некоторых полярных городов до сих пор существуют бывшие сельскохозяйственные угодья. Эти почвы могут быть оценены с точки зрения их основных свойств, которые затем могут быть использованы для разработки новых программ развития Арктики. Следовательно, возрастающие темпы антропогенного воздействия как на природные, так и на городские экосистемы привели к необходимости понимания причин, механизмов и последствий воздействующих факторов.Поэтому актуальны темы, связанные с исследованием городских почв и их динамики в изменяющейся окружающей среде. Считается, что антропогенное изменение свойств почв российской Арктики недооценивается, особенно с точки зрения воздействия сельского хозяйства на их свойства. Как антропогенное воздействие, так и изменение климата могут влиять на биогеохимические процессы в ландшафтах, затронутых вечной мерзлотой, которые очень чувствительны к климату и антропогенному давлению.Вопросы восстановления окружающей среды и управления окружающей средой уже остро встали на Ямале, Тазе и на юго-востоке Гыданского полуострова (Хитун, Ребристая, 1997; Ребристая, Хитун, 1997). Ямальский регион является ключевым регионом, где растительный покров изменился из-за интенсивного освоения ресурсов и изменения климата (Forbes, 1999; Добринский, 1997; Москаленко, 2005; Walker et al., 2009). Адаптивно-ландшафтную агротехнику следует применять к местным условиям с учетом климатических и литологических особенностей отдаленных регионов Арктической зоны (Иванов, Лаженцев, 2015).Арктический регион имеет перспективы для развития органического производства, а преимущества северного земледелия уже используются в Скандинавских странах и Финляндии. Ранее было показано, что основные риски и угрозы для сельского хозяйства в Арктике связаны с климатическими условиями и низкой устойчивостью почв, подверженных криотурбации. Особенность агротехнических приемов в тундровых ландшафтах состоит в том, что они обычно располагаются на участках с преобладанием песчано-текстурированных (Салехард, Якутск) или крупнозернистых (Мурманск) нефтематеринских пород, а вмещающие почвы преимущественно глинистого типа.

Концепция продовольственного обеспечения населения Арктического региона должна основываться на увеличении темпов выращивания овощей внутри страны и на строго локализованном производстве сельскохозяйственных товаров. Усилия также должны включать развитие мощностей для их переработки, хранения и реализации (Иванов, Лаженцев, 2015; Дымов, Михайлов, 2017; Арчегова, Панюков, 2006). Учитывая эти обстоятельства, необходимо изучить особенности местного ландшафта и существующие возможности для развития сельского хозяйства.Хотя сельскохозяйственные почвы в регионах, затронутых вечной мерзлотой, их свойства и методы ведения сельского хозяйства были исследованы ранее (Hossain et al., 2007; Matsumura, 2014; Michelsen et al., 2014; Stevenson et al., 2014a; Stevenson et al. , 2014b) и существующие методы ведения сельского хозяйства обсуждались (Sjögren, Arntzen 2013; Spiegelaar, Tsuji 2013), данных о разнообразии почв в сельскохозяйственных ландшафтах России мало (Алексеев, Абакумов 2018; Оконешникова и др.2009 г.).

Площадь распространения вечной мерзлоты на Земле достигает 35 миллионов км 2 , что составляет до 25% общей площади суши в мире (Jones et al., 2010). В России вечная мерзлота занимает более 10,7 млн ​​км 2 . Более 60% поверхности суши в России покрыто сплошной и спорадической вечной мерзлотой (Котляков и Хромова, 2002). По климатическим причинам изменение динамики активного слоя (а именно увеличение толщины) влияет на трансформацию органического вещества почвы (Zubrisky et al.2014; Duarte-Guardia et al. 2019), изменение пространственной структуры почвенного покрова (Десяткин, 2011) и эволюции почв (Иванов и др., 2015). Одним из наиболее вероятных и важных результатов устойчивого потепления в экосистемах высоких широт будет таяние вечномерзлых почв и выброс из них органического углерода в атмосферу в виде CO 2 или метана посредством микробного дыхания или выщелачивания в виде растворенного органического углерода. (Датта и др., 2006; Каверин и др., 2014). Почвы, пораженные вечной мерзлотой, типичны для Канады, Гренландии, Скандинавии, России, Китая и Монголии.Разнообразие почв, затронутых вечной мерзлотой, основано на процессе криопедогенеза, при этом интенсивность почвообразования определяется глубиной активного слоя, структурой и структурой материнского материала и коренных пород, а также климатическими характеристиками местоположения почвы (Zubrzycki et al. др.2014).

Пашня в России в целом была сохранена в этот период за счет распашки неплодородных земель на окраинах сельскохозяйственных территорий (например, в Западной Сибири) (Добринский 1997; Москаленко 2005).Из-за деградации больших площадей пахотных земель и вовлечения бедных земель общее плодородие пахотных земель снизилось, несмотря на значительные усилия правительства по его поддержанию и увеличению (например, меление, гипс, ирригация, дренаж, минеральные и органические удобрения ). В ХХ веке России после распада СССР удалось сохранить высокий уровень пахотных земель в стране благодаря относительно удовлетворительному состоянию материально-технической базы, а также значительным прямым и косвенным инвестициям в производство со стороны крупных народнохозяйственных компаний. для освоения целинных земель.Таким образом, в кризисных условиях последних десятилетий нехватка материально-технических ресурсов спровоцировала сокращение пашни, прежде всего за счет изъятия малопродуктивных почв. В то же время, однако, многие земли хорошего качества также были выведены из базы пахотных земель, и их экологический потенциал остался невостребованным по экономическим причинам.

Таким образом, целью данной работы была оценка современного состояния, морфологических особенностей и свойств бывших сельскохозяйственных земель в пределах города Салехарда и его окрестностей, где почвы подстилаются вечной мерзлотой.Цели исследования:

  1. -

    различают основные морфологические и таксономические особенности почвенных профилей, ранее затронутых сельским хозяйством

  2. -

    оценить основные физические, химические и агрохимические свойства сельскохозяйственных почв, покрытых вечной мерзлотой

  3. -

    описывают морфологические особенности сельскохозяйственных почв заброшенных бывших пахотных земель в Салехардском районе и его окрестностях.

2 Материалы и методы

Это исследование проводилось в разных местах города Салехарда и его окрестностей (Ямальский автономный округ, Россия; Рисунок 1). Участок 1 (Sal1) находился на экспериментальном поле бывшей зональной станции. Участок 2 (Sal2) считается картофельным полем на правом берегу реки Шайтанки. Участок 3 (Сал3) находился на территории «Ангальский мыс» рядом с существующим коровником. Участок 4 (Sal4) находился на заброшенном участке, который не возделывался около двух лет.Участок 5 (М1) находился в селе Мужи и представлял собой заброшенные огороды возле Дома детского творчества. Участок 6 (Y1) находился в поселке Ямгорт и представлял собой заброшенные огороды возле заброшенного дома, где земля не обрабатывалась в течение 5 лет. Участок 7 (h2) находился в поселке Харсаим на склоне реки Обь; Это заброшенный сад на территории заброшенного дома. Участок 8 (h3) находился в поселении Харсаим и также представлял собой заброшенный сад на территории заброшенного дома (таблица 1).

Рисунок 1

Учебные участки в Ямальском автономном округе (Запад России)

Таблица 1

Описание исследуемых участков в Салехарде и окрестностях

Площадка Описание Horizon P 2 O 5 (мг / кг) K 2 O (мг / кг) pH TOC (%) C карбюратор (%) N tot (%)
K1 Eski-Kermen. 700 лет O 123515 7.6> 22,95 20,24 1,47
AY 12 212 8,0 7,32 34,503 7,32 34,503 45 8,2 0,23 33,12 0,03
К2 Холмовка. 75 лет AY 8595 7.9 6,84 34,13 0,10
C 2 14 8,2 0,47 45.60
AY 11 820 7,8 8,88 28,57 0,48
C 5 0,67 4,80 0,05
K6 Leptosol. 50 лет. сайты и горизонты (). Число оперонов архей варьировалось по горизонту, но для участков К1 и К2 оно увеличивалось к нижним горизонтам.

Численность бактерий и архей во всех образцах, оцененная методом qPCR.

Значения даны как десятичный логарифм среднего числа рибосомных оперонов на 1 г почвы ( n = 15). Значимость дана как стандартная ошибка средних.

Исходный контроль качества и филовый состав

После первоначальной обработки 40 библиотек ампликонов генов 16S рРНК три образца были исключены из последующего анализа из-за их плохого согласия с кривой разрежения (рис.S1). Все данные доступны в базе данных SRA (SRA Toolkit Development Team, 2020) под идентификатором BioProject PRJNA645404. Окончательный результат секвенирования библиотеки генов 16S рРНК включал 37 образцов с общим числом считываний 1145454. Минимальное количество обнаруженных прочтений составило 13 925, максимальное - 41 384 и среднее число прочтений - 30 958,22. Всего наблюдалось 12 311 ОТЕ: 11 705 (95%) ОТЕ были назначены на уровень королевства, 11 026 (89,56%) - уровень филума, 10814 (87,84%) - уровень класса, 9406 (76,4%) - уровень порядка, 7800 ( 63.36%) - семейный уровень, 3993 (32,43%) - родовой уровень и 277 (2,25%) - видовой уровень.

Самыми многочисленными типами среди всех образцов были Actinobacteria, Proteobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Thaumarchaeota, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Firmicutes и Chloroflexi (). Участок K1 наиболее отчетливо отличался от других участков по составу типов, наиболее резким отличием было почти полное отсутствие представителей Firmicutes. Некоторые типы продемонстрировали сдвиги в численности, коррелирующие с горизонтом почвы: Bacteroidetes и Proteobacteria были более многочисленны в верхних горизонтах почвы, тогда как Thaumarchaeota, Acidobacteria и Verrucomicrobia были более многочисленными в нижних горизонтах.Это наблюдение согласуется с данными КПЦР. Число бактериальных рибосом между горизонтами было примерно одинаковым, вероятно, потому, что разные группы бактерий меняют свою численность в противоположных направлениях через горизонты; и Thaumarchaeota, являясь доминирующим типом архей, была ответственна за общее увеличение архей в нижних горизонтах.

Тепловая карта для 20 наиболее распространенных типов во всех выборках.

Оранжевый означает больше, а синий - меньше.

На уровне семейства наиболее распространенными таксонами были Nitrososphaeraceae (Thaumarchaeota), Chitinophagaceae и Microscillaceae (Bacteroidetes), 67-14 и Micromonosporaceae (Actinobacteria), Xanthobacteriaceae и Pykhorderiaceae (Acrinomonobacteria.S2). В образцах сайта K1 филотипы из Rubrobacteriaceae и Bacillales были менее многочисленными, чем в других образцах, а Solirubrobacteriaceae - более многочисленными. Sphingomonadaceae более многочисленны в верхнем слое почвы. Xiphinematobacteriaceae более многочисленны в более глубоких горизонтах AC и C.

Альфа-разнообразие

Все индексы альфа-разнообразия показали, что более высокие горизонты демонстрируют тенденцию к более высокому разнообразию (). Максимальное наблюдаемое количество OTU было обнаружено в K1-O и K6-AY, а минимальное - в K3-C.На участках К1 и К3 наблюдаемые ОТЕ значительно уменьшились к нижнему горизонту. Горизонты AY на всех участках имели сопоставимые числа OTU. Индекс веры, который демонстрирует филогенетическое расстояние (PD), был равномерно распределен между выборками, без видимого максимума или минимума. Однако он также показал разделение проб по горизонту. Индекс Шеннона оценивает разнообразие, особенно равномерность, по отношению к второстепенным таксонам, тогда как инвертированный индекс Симпсона учитывает более многочисленные таксоны.Используя индекс Шеннона, K1-O был похож по разнообразию на K6-AY, но отличался в соответствии с инвертированным индексом Симпсона. В целом, инвертированный индекс Симпсона показывает, что K1-O был наиболее разнообразным, в то время как выборки из сайтов K2, K3 и K6 показывают значительное, но небольшое разделение друг от друга. Более того, по индексу Шеннона K6-AY был ближе по разнообразию к K1-O и K1-AY, чем к сайтам K2 и K3. Таким образом, все индексы разнообразия в той или иной степени показывают разделение проб по горизонтам почвы, а также уединенное расположение проб из участков К1 и К6.

Показатели альфа-разнообразия для каждого горизонта почвы.

(A) Наблюдается, (B) PD, (C) Шеннон, (D) инвертированный Симпсон. Данные представлены в виде графиков скрипки и ящика, которые показывают плотность вероятности ядра данных при различных значениях выборки. P -значения приведены на графиках выше.

Бета-разнообразие и CCA

Бета-разнообразие продемонстрировали две четкие тенденции, совпадающие с осями (). По оси «Y» образцы выстраивались в соответствии с горизонтами почвы. По оси «X» образцы были разделены на группы «сайтов»: алгоритмы Брея-Кертиса и UniFrac показали, что одна группа включала все образцы с сайта K1, вторая группа включала единственный образец с сайта K6, а третья - все образцы. с сайтов K2 и K3.Согласно взвешенному алгоритму UniFrac, образцы из группы сайтов K6 вместе с выборками из сайтов K2 и K3, что согласуется с результатами инвертированного индекса Симпсона.

Графики Бета-разнообразия NMDS.

(A) Матрица расстояний Брея – Кертиса. (B) UniFrac. (C) взвешенный UniFrac. Повторы образцов обведены эллипсами, оценены с помощью алгоритма Хачияна.

ПЕРМАНОВА показала, что почвенный горизонт имеет максимальный коэффициент детерминации (). Следующим фактором было место отбора проб.Все агрохимические показатели почвы, за исключением карбонатов (C carb ), показали одинаковую значимость, но с низкими значениями коэффициента детерминации. Перманова, вложенная по горизонту, показала, что все агрохимические факторы, в том числе C carb , стали значимыми (Таблица S1).

Таблица 2

Коэффициент детерминации (R2) для каждого фактора почвы, оцененный ПЕРМАНОВОЙ.

Фактор R 2 Pr (> F)
Horizon 0.52179978 0,001
Сайт 0,49421618 0,001
N итого 0,18573955 0,001
0,001
K 2 O 0,14989736 0,001
P 2 O 5 0.11987081 0,002
C carb 0,04737008 0,100

Модель CCA, выполненная для агрохимических факторов, является статистически значимой, хотя она продемонстрировала, что эти факторы не могут объяснить расхождения между участками ( ). Однако они объяснили стратификацию почв по горизонтам. Тест на фактор увеличения дисперсии показал, что все агрохимические факторы, включая pH, продемонстрировали мультиколлинеарность.Комбинация CCA и PERMANOVA подтверждает, что изменчивость между горизонтами почвы была связана с агрохимическими факторами.

CCA.

Направление векторов показывает степень ковариации между факторами.

Сравнение филотипов K1 / K3

Предыдущие анализы пришли к выводу, что микробиомы на всех участках разделены горизонтом почвы, но также и что микробиомы участка K1 более отличаются от других участков. Для более точной оценки различий в составе микробиома между сайтами мы визуализировали значительные сдвиги численности филотипов в горизонтах AY и AC / C между сайтами K1 и K3 ().Несмотря на значительную тенденцию различий микробиома между горизонтами почвы, наш анализ показывает, что реактивный компонент микробиома почвы перемещался вместе в обоих горизонтах почвы между разными участками почвы. Firmicutes, в частности Planococcaceae и B . longiquaestium , увеличено в K3; Актинобактерии ( Solirubrobacter , Gaiella , 67-14, Microlunatus , Ilumatobacteraceae) в основном увеличивались в K1, за исключением Rubrobacter ; Протеобактерии (Deltaproteobacteria, Bradyrhizobium , Xanthobacteriaceae, Rhodoplanes , Pedomicrobium , Reyranella , Geminicoccaceae, Burkhordeliaceae, MND1ac66ter, Sterumobacterum были в изобилии.Представители Verrucomicrobia ( Xiphinematobacter , Udaeobacter ), Thaumarchaeota (Nitrososphaeraceae) и Acidobacteria (NA, RB41) различались по сайтам K1 и K3. Изменчивость Thaumarchaeota как по K1, так и по K3, рост которых зависит от содержания азота, подтверждает ранее сделанные выводы о том, что содержание азота не объясняет различия в местах расположения. Однако сайт K1 был в изобилии у филотипов, родственных актинобактериям и протеобактериям.

Филогенетическое дерево с филотипами, численность которого существенно меняется (padj <0.05) между сайтами K1 и K3.

Сдвиги представлены как значения log2foldchange. В левом столбце показаны сдвиги в горизонте AY, в правом столбце - в горизонте AC / C. Красный цвет указывает на увеличение K3, синий - K1.

Сравнение филотипов K2 / K3

Микробиомы горизонтов AY и C из двух участков в селе Холмовка (K2 и K3) оказались наиболее близкими друг к другу на графиках бета-разнообразия. Эти данные подтверждаются значениями log2FoldChange для 30 наиболее распространенных филотипов обоих горизонтов между участками (Таблица S2).Почти половина этих филотипических изменений не была значимой. Наибольшие различия в верхнем слое почвы (более чем в 10 раз больше для K3-AY, чем для K2-AY) были для Seq13 (оксифотобактерии из Cyanobacteria), Seq101 и Seq136 (Planococcaceae из Firmicutes), Seq322 (Chitinophagaceae из Bacteroidetes) и Seq339 от Firmicutes). Для более глубокого горизонта единственным филотипом, соответствующим этим условиям, был Seq445 ( Adhaeribacter из Bacteroidetes).

Сравнение филотипов K6 / K3 / K1

Для оценки специфичности микробиомного состава Leptosol на участке K6, аналогичном участкам K2 и K3, мы оценили сдвиги в численности путем расчета значений log2FoldChange для 30 филотипов для K6-AY / Пары K3-AY и K6-AY / K1-AY (Таблица S3).Все значения log2FoldChange были значимыми, за исключением единственного филотипа в паре K6-AY / K3-AY. В обеих парах сравнений появилось одиннадцать филотипов, и большинство из них были более многочисленными в K6-AY: Seq20 и Seq161 (Nitrososphaeraceae из Thaumarchaeota), Seq11 и Seq119 (RB41 из Acidobacteria), Seq94 (подгруппа 6 из Acidobacteria), Seq53 (Chitophagacein) из Bacteroidetes) и Seq165 (оксифотобактерии из Cyanobacteria). Однако многие другие филотипы были недостаточно представлены в K6 по сравнению с двумя другими участками.По сравнению с K3-AY сайт K6-AY содержал более чем в 10 раз меньше следующих филотипов: Seq13 (оксифотобактерии из Cyanobacteria), Seq5 (Candidatus_ Xiphinematobacter из Verrucomicrobia), Seq37 (Chitinophagacetes из Bacterogaceae), Seqterogacetes (Planococcaceae из Firmicutes), Seq60 ( Aridibacter famidurans из Acidobacteria) и Seq34 (Thermoleophilia из Actinobacteria). По сравнению с K1-AY сайт K6-AY содержал более чем в 10 раз меньше следующих филотипов: Seq6 и Seq36 (Thermoleophilia из Actinobacteria), Seq33 (Nitrososphaeraceae из Thaumarchaeota), Seq25 ( Microlunatus из Actinobacteria) и Seq1. из Proteobacteria).K6-AY был более обильным, чем K1-AY, по Seq3 ( Bacillus longiquaesitum из Firmicutes) и Seq32 ( Candidatus _ Nitrososphaera из Thaumarchaeota). Эти различия показывают, что микробиомы верхнего слоя почвы на всех участках состояли из сходных основных филотипов, включая как олиго-, так и копиотрофные таксоны, которые перемещались между участками независимо от их трофической группы. Эти данные согласуются с наблюдением, что изменение химических параметров почвы не объясняет бета-разнообразие, наблюдаемое между участками.

Обсуждение

В наших сравнениях мы сосредоточились на различиях между лептосолями разного возраста. Микробиомы всех этих образцов почвы имели некоторые сходные таксоны на уровне филотипа, но большинство из них меняло свою численность в зависимости от участка почвы или горизонта почвы. Одну из основных групп филотипов составили археи из семейства Nitrososphaeraceae типа Thaumarchaeota. Эти археи способны окислять аммиак и, как считается, играют важную роль в круговороте азота в почве, особенно в засушливой среде с низким содержанием питательных веществ (Pester, Schleper & Wagner, 2011; Kimble et al., 2018; Nelkner et al., 2019). В соответствии с этим мы обнаружили, что Nitrososphaeraceae чаще населяли глубокие горизонты почвы, бедные питательными веществами, на всех изученных участках. Причем реже всего он встречался в горизонте О на участке К1, который был наиболее богат по общему азоту. Примечательно, что микробиомы из каждого сайта имели доминирующие Nitrososphaeraceae разных филотипов, например, Seq1 был более распространен в K3, Seq2 в K1 и Seq16 в K6. Однако это разделение филотипов не повлияло на общее преобладание Nitrososphaeraceae по горизонтам на разных участках (рис.S2). Следует отметить, что большое количество филотипов архей соответствует высокому количеству архей в образцах, показанных с помощью qPCR.

Вторым по величине семейством на всех участках было Chitinophagaceae из Bacteroidetes. Bacteroidetes - олиготрофы (Fierer, Bradford & Jackson, 2007). Представители этого типа, в частности Chitinophagaceae, необходимы для разложения углерода, особенно в супесчаных суглинистых почвах (Ho et al., 2017; Fernandes et al., 2018). В соответствии с этими данными, Bacteroidetes были более многочисленны в почвах с низким содержанием питательных веществ на участках K2 и K3.

Представители филума Acidobacteria чувствительны к кислотности почвы, макро- и микроэлементам, способны утилизировать нитрит и играть роль в разложении целлюлозы (Kielak et al., 2016). Их также считают олиготрофами (Fierer et al., 2012). Этот тип является одним из основных в нашем наборе данных, но по сравнению с предыдущими данными о составе почвенного микробиома (Janssen, 2006; Jones et al., 2009) его относительная численность была довольно низкой. На первый взгляд это согласуется с тем, что его представители обычно связаны с кислой средой (Белова и др., 2018; Иванова и др., 2020б), а почвы из нашей выборки - щелочные. Однако ацидобактерии являются грамотрицательными и очень чувствительны к засухе (Barnard, Osborne & Firestone, 2013; Chodak et al., 2015; Zhou et al., 2016), поэтому еще одним объяснением низкой относительной численности ацидобактерий в нашем наборе данных может быть связано с сезоном сбора образцов (лето) или изменениями микробиома во время транспортировки образцов. Например, представители семейства Pyrinomonadaceae, присутствующие во всех образцах, живут в засушливых условиях и могут использовать ограниченный спектр источников углерода и энергии (Wüst et al., 2016). Участки K2 и K3 были многочисленны у Blastocatellaceae, представители которых были изолированы из почв африканской саванны с низким содержанием питательных веществ и, как сообщалось, способны разлагать сложные углеродные соединения (Huber et al., 2017).

В отличие от Bacteroidetes и Acidobacteria, Proteobacteria (особенно Alphaproteobacteria) считаются в основном копиотрофами (Campbell et al., 2010; Ramirez et al., 2010; Fierer et al., 2012). Как и ожидалось, представители Proteobacteria были самыми многочисленными в наиболее богатой питательными веществами почве участка K1.Представители Xanthobacteraceae, доминирующие в этом наборе данных, демонстрируют множество метаболических стратегий, включая аэробную хемогетеротрофию, факультативную хемолитоавтотрофию и азотфиксацию (Kappler & Nouwens, 2013; Oren, 2014). Некоторые также живут вместе с бобовыми растениями. Sphingomonadaceae обычно изолированы от почвы и, в частности, от ризосферы (Glaeser & Kämpfer, 2014). Сообщается, что они являются возможным инструментом биоремедиации из-за их способности разлагать ксенобиотики и устойчивые (поли) ароматические соединения.

Актинобактерии - одна из основных групп бактерий в почве, вносящая значительный вклад в углеродный цикл благодаря своей целлюлолитической активности (Lewin et al., 2016), поэтому они обычно связаны с ризосферой (Oberhofer et al., 2019). Это самый распространенный тип в нашем наборе данных, но наименьшее количество было обнаружено в лептосоле участка K6, что может означать, что его растительный покров еще не восстановлен. Было показано, что тип Actinobacteria включает как копио-, так и олиготрофные бактерии (Morrissey et al., 2016). Сообщается, что представители семейства Rubrobacteriaceae, обнаруженные в сайтах K2 и K3, являются олиготрофными. Некоторые исследования показали, что эти бактерии также связаны с известковыми настенными росписями и раскрашенными статуями пещер Майджишан (Schabereiter-Gurtner et al., 2001; Duan et al., 2017).

Одним из наиболее распространенных типов, определенных с использованием стандартных микробиологических подходов, был Firmicutes. Однако секвенирование библиотек ампликонов 16S показало, что это не всегда так (Janssen, 2006).Иногда они составляют всего 2% от общего микробиома почвы. Между тем, спорообразующий Bacillus , как сообщается, тесно связан с ризосферой (Toyota, 2015). Firmicutes, как грамположительные бактерии, очень устойчивы ко многим неблагоприятным условиям окружающей среды. Они также устойчивы к засухе. В нашем наборе данных Firmicutes является второстепенным типом, появляющимся в основном в нижних горизонтах участков K2 и K3, а также в верхнем слое почвы участка K6.

Другой крупный филотип из нашего набора данных принадлежал Xiphinematobacter , симбионту нематод (Brown et al., 2015). Интересно, что в основном он был обнаружен в горизонтах AC и C. Вероятно, это был артефакт амплификации, поскольку более глубокие горизонты почвы содержали гораздо меньше ДНК.

Несмотря на возрастные различия, микробиомы почвы из участков K2 и K3 были наиболее близки друг к другу на основе бета-разнообразия. Однако анализ альфа-разнообразия показал, что разница между горизонтами в K3 была более выраженной, чем в K2. Возможно, нарушение почвы по K2 не повлияло на состав микробиома, но способствовало его проникновению в нижние горизонты почвы.По результатам взвешенных показателей (инвертированный индекс Симпсона, взвешенный алгоритм unifrac) микробиом из Leptosol сайта K6 сгруппирован с образцами из сайтов K2 и K3. Однако по результатам невзвешенных показателей (индекс Шеннона, Брея-Кертиса и невзвешенный unifrac) сайт K6 отличается от других сайтов, что может указывать на то, что основные микроорганизмы похожи во всех этих сайтах, но сайт K6 имеет значительную часть второстепенного компонента микробиома. Почва стоянки K1 была самой уникальной из всех стоянок, вероятно, потому, что она находилась под антропогенным влиянием с 6 по 14 века (н.э.).

Структура Rendzic Leptosol ведет к горизонтальной организации, где верхний горизонт содержит большое количество гуминовых соединений, а между ним и горной породой лежит переходный горизонт мелкозема. В этих условиях разумно предположить, что состав микробиома будет существенно различаться между этими горизонтами (Taş et al., 2018). Поэтому мы попытались связать разнообразие состава микробиома с несколькими факторами, такими как участок, горизонт и различные агрохимические параметры.Бета-разнообразие показало, что образцы сгруппированы как по участку, так и по горизонту почвы. Комбинация CCA и PERMANOVA показала, что наиболее значимым фактором бета-разнообразия были питательные вещества, связанные с почвенным горизонтом. Хотя мы могли заметить, что разница между микробиомами разных горизонтов почвы была связана с изменением всех агрохимических параметров почвы, все эти параметры, включая pH, сдвигались вместе, и невозможно было определить влияние какого-либо отдельного фактора.

Выводы

Здесь мы сосредоточились на составе микробиома разновозрастных лептосолей Rendzic Leptosols. Поскольку они являются интразональными, эти почвы Rendzic Leptosols сильно зависят от исходного материала и подвергаются очень медленному педогенному процессу. Наше исследование показало, что тип почвы на известняковой породе является движущей силой формирования микробиома без какого-либо видимого влияния его возраста. В целом, микробиомы со всех участков не содержали ацидобактерий из-за щелочности или засушливости окружающей среды.Исходная почва была богата олиготрофными бактериями (Chitinophagaceae, Blastocatellaceae, Rubrobacteriaceae), способными разлагать сложные источники углерода. Самый молодой почвенный микробиом был наиболее похож на эталонный, с небольшими различиями в разнообразии микробиома между горизонтами. Участок К1 был единственным участком с верхним слоем почвы, образованным опадом растений. Он внес дополнительные органические вещества, тем самым способствуя увеличению количества копиотрофных бактерий (Xanthobacteriaceae, представителей актинобактерий).Несмотря на это, основным фактором, определяющим состав почвенного микробиома, были питательные вещества, связанные с почвенным горизонтом, и наш анализ показал, что реактивный компонент почвенного микробиома перемещался одновременно в обоих почвенных горизонтах между разными участками почвы.

Дополнительная информация

Дополнительная информация 1
Уценка R с анализом основных данных:
Дополнительная информация 2
Необработанные данные для qPCR:
Дополнительная информация 3
График с кривыми разрежения:

Показывает соотношение наблюдаемых OTU ( филотипы) и глубина секвенирования.Каждый цвет представляет все реплики из определенного горизонта почвы на определенном участке.

Дополнительная информация 4
Тепловая карта для наиболее обильных семейств по всем выборкам:

Оранжевый более обильный, синий - без синего.

Дополнительная информация 5
Коэффициент детерминации (R2), вложенный Horizon для каждого другого фактора почвы, оцененный ПЕРМАНОВОЙ:
Дополнительная информация 6
Сдвиги численности основных филотипов между различными парами образцов, выраженные значениями Log2FoldChange.Значимые значения выделены жирным шрифтом (padj <0,05).

Отчет о финансировании

Работа поддержана грантом Российского научного фонда, проект 17-16-01030. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Дополнительная информация и заявления

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Авторские взносы

Анастасия К.Кимеклис провел эксперименты, проанализировал данные, подготовил рисунки и / или таблицы и утвердил окончательный проект.

Григорий Васильевич Гладков задумал и спроектировал эксперименты, проанализировал данные, подготовил рисунки и / или таблицы и утвердил окончательный проект.

Евгений В. Абакумов задумал и спланировал эксперименты, провел эксперименты, проанализировал данные, написал или рецензировал черновики статьи и одобрил окончательный вариант.

Разрешения на полевые исследования

Следующая информация была предоставлена ​​относительно разрешений на полевые исследования (т.е., утверждающий орган и любые ссылочные номера):

Все пробы почвы были отобраны с разрешения В.И. Крымский федеральный университет им. Вернадского, Симферополь, Россия.

Отложение ДНК

Следующая информация была предоставлена ​​относительно депонирования последовательностей ДНК:

Данные доступны в базе данных SRA: PRJNA645404.

Доступность данных

Следующая информация была предоставлена ​​относительно доступности данных:

Необработанные данные доступны в дополнительном файле.

Список литературы

Abakumov et al. (2010) Абакумов Э., Трубецкой О., Демин Д., Чели Л., Черли С., Трубецкая О. Характеристики гуминовых кислот в хронопоследовательности подзолистой почвы. Химия и экология. 2010; 26: 59–66. DOI: 10.1080 / 02757540.2010.497758. [CrossRef] [Google Scholar] Андерсен и др. (2018) Андерсен К.С., Киркегаард Р.Х., Карст С.М., Альбертсен М. ampvis2: пакет R для анализа и визуализации данных ампликона 16S рРНК. bioRxiv. 2018 DOI: 10.1101 / 299537. [CrossRef] Андерсон (1977) Андерсон DW. Ранние стадии почвообразования на ледниковых рудниках в условиях полузасушливого климата.Геодермия. 1977; 19: 11–19. DOI: 10.1016 / 0016-7061 (77)

-6. [CrossRef] [Google Scholar] Андерсон (2017) Андерсон MJ. Перестановочный многомерный дисперсионный анализ (ПЕРМАНОВА) В: Балакришнан Н., Колтон Т., Эверитт Б., Пигорш В., Руджери Ф., Тейгелс Дж. Л., редакторы. Wiley StatsRef: Справочник по статистике в Интернете. Хобокен: Джон Уайли и сыновья; 2017. [CrossRef] [Google Scholar] Аттвуд и др. (2019) Attwood GT, Wakelin SA, Leahy SC, Rowe S, Clarke S, Chapman DF, Muirhead R, Jacobs JME. Применение микробиомов почвы, растений и рубца в пастбищном земледелии.Границы питания. 2019; 6 DOI: 10.3389 / fnut.2019.00107. Статья 107. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Бакина и др. (2014) Бакина Л.Г., Чугунова М.В., Зайцева Т.Б., Небольсина З.П. Влияние известкования на комплекс почвенных микроорганизмов и гумусовый статус дерново-подзолистой почвы в многолетнем опыте. Евразийское почвоведение. 2014; 47: 110–118. DOI: 10,1134 / S106422

20021. [CrossRef] [Google Scholar] Барнард, Осборн и Файерстоун (2013) Барнард Р., Осборн К., Файерстоун М.Реакция почвенных бактериальных и грибных сообществ на сильное высыхание и повторное заболачивание. Журнал ISME. 2013; 7: 2229–2241. DOI: 10.1038 / ismej.2013.104. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Bárta & Tahovská (2017) Bárta J, Tahovská K. Микробные сообщества с отчетливым потенциалом денитрификации в еловых и буковых почвах, различающихся по выщелачиванию нитратов. Научные отчеты. 2017; 7: 9738. DOI: 10.1038 / s41598-017-08554-1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Belova et al.(2018) Белова С.Е., Равин Н.В., Панкратов Т.А., Ракитин А.Л., Иванова А.А., Белецкий А.В., Марданов А.В., Sinninghe Damsté JS, Дедыш С.Н. Гидролитические способности как ключ к успеху в окружающей среде: хитинолитические и целлюлолитические ацидобактерии из кислых субарктических почв и бореальных торфяников. Границы микробиологии. 2018; 19 DOI: 10.3389 / fmicb.2018.02775. Статья 2775. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Benjamini & Hochberg (1995) Benjamini Y, Hochberg Y. Контроль уровня ложных открытий: практичный и мощный подход к множественному тестированию.Журнал Королевского статистического общества. Series B (Methodological) 1995; 57: 289–300. DOI: 10.1111 / j.2517-6161.1995.tb02031.x. [CrossRef] [Google Scholar] Bolyen et al. (2019) Bolyen E, Rideout JR, Dillon MR, Bokulich NA, Abnet CC, Al-Ghalith GA, Alexander H, Alm EJ, Arumugam M, Asnicar F, Bai Y, Bisanz JE, Bittinger K, Brejnrod A, Brislawn CJ, Браун К.Т., Каллахан Б.Дж., Карабальо-Родригес А.М., Чейз Дж., Коуп Е.К., Сильва РДа, Динер С., Доррестейн П.К., Дуглас Г.М., Дуралл Д.М., Дювалье С., Эдвардсон К.Ф., Эрнст М., Эстаки М., Фукье Дж., Гоглитц Д.М., Гиббонс С.М., Гибсон Д.Л., Гонсалес А., Горлик К., Гуо Дж., Хиллманн Б., Холмс С., Холсте Х., Хаттенхауэр С., Хаттли Г.А., Янссен С., Джармуш А.К., Цзян Л., Келер Б.Д., Кан К.Б., Киф С.Р., Кейм П. , Kelley ST, Knights D, Koester I, Kosciolek T, Kreps J, Langille MGI, Lee J, Ley R, Liu YX, Loftfield E, Lozupone C, Maher M, Marotz C, Martin BD, McDonald D, McIver LJ, Melnik А.В., Меткалф Дж. Л., Морган С. К., Мортон Дж. Т., Найми А. Т., Навас-Молина Дж. А., Нотиас Л. Ф., Орчаниан С. Б., Пирсон Т., Пиплс С. Л., Петрас Д., Пройсс М. Л., Прюсс Е., Расмуссен Л. Б., Риверс А., Робсон 2-й МС, Розенталь П., Сегата Н., Шаффер М., Шиффер А., Синха Р., Сонг С.Дж., Спир Дж. Р., Сваффорд А.Д., Томпсон Л.Р., Торрес П.Дж., Тринх П., Трипати А., Тернбо П.Дж., Уль-Хасан С., ван дер Хофт Дж.Дж., Варгас Ф., Васкес-Баеза И., Фогтманн Э., фон Хиппель М., Уолтерс В., Ван И, Ван М. , Уоррен Дж., Вебер К.С., Уильямсон К.Д., Уиллис А.Д., Сюй З.З., Заневельд-младший, Чжан Й., Чжу К., Найт Р., Капорасо Дж. Дж.Воспроизводимые, интерактивные, масштабируемые и расширяемые данные микробиома с использованием QIIME 2. Биотехнология природы. 2019; 37: 852–857. DOI: 10.1038 / s41587-019-0209-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Брэй и Кертис (1957) Брей Дж. Р., Кертис Дж. Т.. Ординация горных лесных сообществ южного Висконсина. Экологические монографии. 1957; 27: 325–349. DOI: 10,2307 / 1942268. [CrossRef] [Google Scholar] Бревик и Лазари (2014) Бревик ЕС, Лазари АГ. Темпы почвообразования на мелиорированных землях по сравнению с темпами естественного почвообразования.Почвенные горизонты. 2014; 55: 1–6. DOI: 10.2136 / sh23-06-0017. [CrossRef] [Google Scholar] Браун и др. (2015) Браун А.М., Хоу Д.К., Васала С.К., Питц А.Б., Засада И.А., Денвер ДР. Сравнительная геномика эндосимбионта нематод, паразитирующих на растении, предполагает его роль в симбиозе питания. Геномная биология и эволюция. 2015; 7: 2727–2746. DOI: 10.1093 / GBE / evv176. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Каллахан и др. (2016) Каллахан Б.Дж., Макмерди П.Дж., Розен М.Дж., Хан А.В., Джонсон Эй-Джей, Холмс С.П. DADA2: вывод образца с высоким разрешением из данных ампликона Illumina.Природные методы. 2016; 13: 581–583. DOI: 10,1038 / Nmeth.3869. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Кэмпбелл и др. (2010) Кэмпбелл Б.Дж., Полсон С.В., Хэнсон Т.Э., Мак М.С., Шур ЕАГ. Влияние отложения питательных веществ на бактериальные сообщества в почве арктической тундры. Экологическая микробиология. 2010; 12: 1842–1854. DOI: 10.1111 / j.1462-2920.2010.02189.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Cerli et al. (2008) Cerli C, Celi L, Kaiser K, Guggenberger G, Johansson MB, Cignetti A, Zanini E. Изменения в гуминовых веществах в зависимости от возраста насаждений норвежской ели, посаженных на бывших сельскохозяйственных землях.Органическая геохимия. 2008; 39: 1269–1280. DOI: 10.1016 / j.orggeochem.2008.06.001. [CrossRef] [Google Scholar] Chodak et al. (2015) Chodak M, Gołębiewski M, Morawska-Płoskonka J, Kuduk K, Niklińska M. Химические свойства почвы влияют на реакцию лесных почвенных бактерий на засуху и стресс повторного заболачивания. Анналы микробиологии. 2015; 65: 1627–1637. DOI: 10.1007 / s13213-014-1002-0. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Докучаев (1883) Докучаев В.В. Русский чернозем: доклад в свободное экономическое общество.Деклерон и Евдокимов; Санкт-Петербург: 1883. [Google Scholar] Дула и Саррис (2016) Дула М.К., Саррис А. Глава 4 - Почвенная среда. В: Поулопулос С.Г., Инглезакис В.Дж., редакторы. Окружающая среда и развитие. Амстердам: Эльзевир; 2016. С. 213–286. [CrossRef] [Google Scholar] Драган (2005) Драган Н.А. Эволюция почвенного покрова Крыма в результате экодинамических процессов. Геополитика и геодинамика регионов. 2005; 1: 59–71. (на русском) [Google Scholar] Дуан и др. (2017) Дуань И, Ву Ф, Ван В, Хе Д, Гу Дж.Д., Фэн Х, Чен Т, Лю Г, Ан Л.Характеристики микробного сообщества древних расписных скульптур в пещерах Майджишань, Китай. PLOS ONE. 2017; 12: e0179718. DOI: 10.1371 / journal.pone.0179718. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Dubey et al. (2019) Дубей А., Малла М.А., Хан Ф., Чоудхари К., Ядав С., Кумар А., Шарма С., Кхаре П.К., Хан М. Почвенный микробиом: ключевой фактор сохранения здоровья почвы в условиях изменяющегося климата. Биоразнообразие и сохранение. 2019; 28: 2405–2429. DOI: 10.1007 / s10531-019-01760-5. [CrossRef] [Google Scholar] Эммер (1995) Эммер И.М.Кандидат наук. диссертация. 1995. Форма гумуса и развитие почвы во время первичной сукцессии монокультуры Pinus sylvestris на бедных песчаных субстратах. [Google Scholar] Вера (1992) Faith DP. Оценка сохранения и филогенетического разнообразия. Биологическая консервация. 1992; 61: 1–10. DOI: 10.1016 / 0006-3207 (92)

Участок Географические координаты Тип почвы (WRB / Российская система классификации почв)
Салехард
Sal1 66 ° 31′02.3 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / Al-Fe гуминовый Агрозем
66 ° 39'22,3 '' в.д.
Sal2 66 ° 32′56,8 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / Al-Fe гуминовый Агрозем
66 ° 36'43,4 '' в.д.
Sal3 66 ° 33′31.9 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
66 ° 34'07,2 '' в.д.
Sal4 66 ° 31′41.4 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
66 ° 38'14,6 '' в.д.
п.Мужи
M1 65 ° 24′16,1 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
64 ° 42′20,4 ′ ′ в.д.
поселок Ямгорт
Y1 64 ° 56′31.79 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
в.д. 64 ° 21'39.25 '' в.д.
Поселок Харсайм
h2 66 ° 36'4,84 '' с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
67 ° 17′53,60 ′ ′ в.д.
h3 66 ° 36′21.01 ′ ′ с.ш. Плаггический подзол / гуминовый подзол Al-Fe
67 ° 19'47.17 ′ ′ в.д.

Климат Салехарда отличается суровостью и континентальностью, с высокой (от 70% до 90%) относительной влажностью в течение года, что обусловлено низкой температурой воздуха и близостью к холодным водам Карского моря. В южном регионе годовое количество осадков составляет около 350–400 мм, с годовой скоростью испарения около 250 мм. Снежный покров составляет в среднем 233 дня в году, а зима длится 7–7,5 месяцев. Средняя температура января от −23 ° C до −25 ° C.Весна обычно короткая (35 дней) и холодная, с резкой сменой погоды и частыми возвращениями холода и заморозков. Вегетационный период составляет всего 70 дней, а средняя температура самого теплого месяца составляет + 5 ° C. Среднегодовая температура составляет −5,8 ° C. Осень короткая, с максимальной волатильностью градиента давления, резкой сменой температур и частыми ранними заморозками. Участки находятся в зоне чрезмерного увлажнения (Шиятов, Мазепа, 1995).

Почвенный покров природной среды, окружающей Салехард, характеризуется преобладанием глейзолей глейсолей и криозолей в гидроморфных позициях ландшафта и подзолов в автономных позициях (Алексеев и др.2017). Эти почвы характеризуются низким плодородием (низким содержанием азота, фосфора и калия). Они также обладают низкой катионообменной емкостью, насыщенностью основанием и кислыми интервалами pH, а также высокой обменной и гидролитической кислотностью.

Диагностика почв проводилась с использованием как российской системы классификации почв (RSCs; Шишов и др., 2004), так и Всемирной справочной базы почвенных ресурсов (FAO 2015). Однако вопросы морфологии и классификации почвенного профиля обсуждаются в рамках более детального рассмотрения РКК.Ландшафтное разнообразие показано на Рисунке 2.

Рисунок 1

Учебные участки в Ямальском автономном округе (Запад России)

Российская таксономия почв делит почвы, затронутые сельскохозяйственным влиянием, на два порядка (оба в стволе постлитогенных почв). Первый почвенный порядок - агроземы, объединяющие почвы с верхним слоем почвы, состоящим из агрохоризонта (перегноя, серогумусового, торфянистого или торфяно-минерального).В почвенном профиле верхний слой почвы должен очень резко меняться на естественном диагностическом горизонте (Б) или материнском материале (В). Авторы данной системы классификации также отмечают, что почвы отряда Агроземы могут развиваться в любых условиях и в любой природной зоне. Типы агроземов определяются особенностями агрогоризонта и его сочетаниями с нижележащими естественными горизонтами (табл. 2). Разнообразие почв на исследуемых участках показано на Рисунке 3.

Рисунок 3

Разнообразие почв Салехарда и его окрестностей.1, Sal1; 2, Sal2; 3, Sal3; 4, М1; 5, Y1; 6, h2; 7, h3; 8, Sal4. Сал, Салехард; М, Мужи; Y, Ямгорт; H, Харсайм

Таблица 2

Морфологическая характеристика почв.

ID почвы Глубина, см Описание горизонтов почвы
h2 0-27 Влажные, живые корни, рыхлая, мелкозернистая структура, глинистые включения, 5YR 2,5 / 1
27-41 Песчаный, живые корни, влажный, 7,5 лет 8/4
41-42 Песчаный, влажный, неструктурированный, 7,5 лет 2,5 / 1
42-44 Песчаный, влажный, с пятнами темного перегноя, влажный, 7,5YR 6/6
44-54 Уплотненный, с черными пятнами, супесчаный, влажный, 7,5YR 5/6
54-76 Плотный влажный супесчаный, 7,5YR 6/8
76-120 Менее уплотненный, влажный, песок, 7,5YR 7/6
h3 0-2 Живые корни, мелкозернистая структура, глинистые включения, 5YR 2,5 / 1
2-22 Умеренно разложившийся органический материал, корни, супеси, 7,5YR 4/2
22-30 Застой, супесь, корни, 7,5YR 5/6
30-34 Застой, супеси, грунтовые воды, корни, 7,5YR 7/6
Sal1 0–4 Живые корни, мелкозернистая структура, 5 лет 2,5 / 1
7–15 Накопление органических веществ, корни, 7,5YR 4/2
32–42 Накопление железа, застойные условия, 7,5YR 5/6
65–80 Застой, суглинистый, 7,5YR 7/6
Sal2 0–10 Живые корни, мелкозернистая структура, 5 лет 2,5 / 1
10–20 Накопление органических веществ, корни, супеси, 7,5YR 4/2
30–50 Накопление железа, застой, корни, 7,5YR 5/6
50–80 Застой, суглинистый, 7,5YR 7/6
Sal3 0–8 Живые корни, мелкозернистая структура, 5 лет 2,5 / 1
8–11 Накопление органических веществ, корни, супеси, 7,5YR 4/2
20–25 Слаборазложившийся органический материал, корни, 7,5YR 5/6
30–40 Накопление железа, застой, корни, 7,5YR 5/6
40–50 Застой, суглинистый, 7,5YR 7/6
Sal4 0-2 Влажный, сыпучий, 7,5 лет 5/3
2-12 Влажные, рыхлые, умеренно разложенные растительные остатки, 7,5YR 4/2
12-35 Песок кусковой, влажный, рыхлый, 7,5YR 6/3
35-40 Компактный, влажный, неструктурированный, 7,5YR 3/1
M1 0-1 Сухие, сгнившие остатки растительности, детрит, 7,5YR 5/3
1-6 Влажные, неструктурированные, живые корни, 7,5 лет 5/2
6-12 Суглинок влажный уплотненный, детрит, 7,5YR 3/2
12-23 Пятна железа, влажные, суглинки, включения угля, 7,5YR 6/1
23-30 Пятна железные, призматические, уплотненные, суглинистые, 7,5YR 7/1
30-70 Влажный, суглинистый, GLEY1 6 / 5GY
Y1 0-20 Суглинок влажный уплотненный, смешанный с разных горизонтов, 7,5YR 5/3
20-24 Уплотненный, влажнее вышележащего горизонта, супесчаный суглинок, включения марганца и живых корней, уголь, 7,5YR 2,5 / 1
24-37 Живые корни, влажные, суглинки, 7,5YR 5/6
37-70 Живые корни, уплотненные, бесструктурные, влажные, 7,5YR 7/4

2.1 Физико-химические свойства

Содержание углерода, азота и водорода оценивали с использованием анализатора CHN (Leco CHN-628; Leco Corporation, St. Joseph, MI). Определялась микробиологическая активность почв, базальное дыхание с использованием инкубационных камер и субстрат-индуцированное базальное дыхание (Методы оценки почвенного углерода, 2011).

2.2 Агрохимические свойства

Хлорид калия был использован для экстракции аммонийного азота в соответствии с методом 350 EPA.1 (1993). Содержание подвижного фосфора и калия определяли экстракцией 0,5 моль / л HCl (Kuo, 1996). Оценка основных агрохимических характеристик проводилась по стандартным методикам ГОСТ 54650-2011 (1985), основанным на извлечении подвижных соединений фосфора (P 2 O 5 ) и калия (K 2 O) из почвы. с раствором соляной кислоты и количественным определением содержания фосфора и калия, а также в ГОСТ 26489-85 (2011), который сначала извлекает обменный аммоний (NH 4 + ) из почвы с помощью раствора хлорида калия, а затем измеряет фотометрически цветной раствор.

2.3 Статистический метод

Для статистического анализа агрохимических свойств залежей в окрестностях Салехарда использовалась программа PAST (PAle-ontological STatistics). Для определения тренда использовался тест тренда Манна-Кендалла, который является непараметрическим тестом. Процедура была проведена Гилбертом (1987).

3 Результаты

3.1 Особенности почвообразования Салехарда и его окрестностей

На освоение почв тундровой зоны в первую очередь влияют процессы криогенного массообмена.Именно поэтому первыми колонистами, основавшими поселения на севере России, использовались только песчаные «острова» из грубо текстурированного исходного материала различного происхождения. В случае Салехарда и его пригородных поселений, голоценовые пески аллювиального и эолового происхождения были первоначально колонизированы, в то время как окружающие районы с глинистой почвой были местом, где располагались объекты для выращивания поселений. Пахотные поля расположены на подзолистых почвах, а в Салехарде - на подзолистых энтиковых типах.Эти почвы расположены в четвертичных отложениях аллювиального происхождения Обской губы. Подзолистый тип в исследуемом районе не зональный для лесотундры, а скорее от песчаного текстурированного материнского материала, который проникает на несколько сотен километров к северу на полуостровах Ямал и Гыдан. Эти почвы использовались для местного сельского хозяйства и садоводства. В результате воздействия пахотных земель почвенные профили показывают развитие темно-серого или темно-коричневого пахотного горизонта наряду с угловатой структурой почвы.

3.2 Агрохимические свойства исследуемых почв

Определенные основные химические свойства почв свидетельствуют о том, что почвы характеризуются следующими особенностями. Во-первых, почти все образцы почвы характеризовались сильнокислыми условиями (pH 3,5–5,9), при этом значения pH постепенно увеличивались с глубиной. Преобладающая активная кислотность характерна для почв с особенностями процесса оподзоления. Заброшенные сельскохозяйственные почвы также показывают низкие значения pH, поскольку карбонаты или известковые материалы больше не используются для улучшения химического состояния почвы.Во-вторых, анализ текстурного класса показал преобладание песчаной фракции в почвах всех ключевых участков. Содержание песка также увеличивалось с глубиной. Это может быть связано с относительным накоплением мелких фракций в верхнем слое почвы из-за накопления гумуса в почвах от прошлых органических удобрений, а также с выветриванием мелкозема в верхних горизонтах почвы. Основные химические характеристики почв Салехарда приведены в таблице 3.

Таблица 3

Содержание углерода и азота в почвах Салехарда.Среднее ± SD. п = 3

ID почвы Глубина (см) Базальное дыхание, мг / г / час C (мг · кг -1 ) Н (мг · кг -1 ) C / N
h2 0-27 0,08 ± 0,008 19,19 ± 0,95 1,61 ± 0,08 11.91
27-41 0,07 ± 0,007 14,66 ± 0,73 1,22 ± 0,06 12.01
h3 0-2 0,06 ± 0,006 74,13 ± 3,7 2,83 ± 0,14 26,19
2-22 0,06 ± 0,006 41.24 ± 2,06 1,67 ± 0,08 24,69
Sal1 0–4 0,06 ± 0,006 6,70 ± 0,33 0,61 ± 0,03 10,98
7–15 0,005 ± 0,001 8,03 ± 0,4 0,76 ± 0,04 10,57
32–42 0.005 ± 0,001 0,62 ± 0,03 0,14 ± 0,007 4,43
65–80 0,002 ± 0,001 0,08 ± 0,004 0,08 ± 0,004 1,00
Sal2 0–10 0,05 ± 0,005 4,49 ± 0,22 0,43 ± 0.02 10,44
10–20 0,09 ± 0,009 6,34 ± 0,32 0,59 ± 0,03 10,75
30–50 0,01 ± 0,001 0,24 ± 0,01 0,09 ± 0,004 2,67
50–80 0,09 ± 0,009 0,12 ± 0,006 0.06 ± 0,003 2,00
Sal3 0–8 0,09 ± 0,009 19,46 ± 0,97 1,94 ± 0,07 10,03
8–11 0,09 ± 0,009 7,29 ± 0,36 0,51 ± 0,02 14,29
20–25 0.06 ± 0,006 2,26 ± 0,11 0,27 ± 0,01 8,37
30–40 0,03 ± 0,003 0,60 ± 0,03 0,13 ± 0,006 4,62
40–50 0,03 ± 0,003 0,54 ± 0,03 0,15 ± 0,007 3,60
Sal4 0-2 0.02 ± 0,002 2,56 ± 0,13 0,11 ± 0,005 23,27
2-12 0,03 ± 0,003 3,91 ± 0,19 0,15 ± 0,006 26,06
M1 0-1 0,08 ± 0,008 31,10 ± 1,55 1,15 ± 0,06 27.04
1-6 0,06 ± 0,006 3,62 ± 0,18 0,18 ± 0,009 20,11
Y1 0-20 0,06 ± 0,006 3,84 ± 0,19 0,17 ± 0,008 22,58
20-24 0,05 ± 0,005 0.88 ± 0,04 0,06 ± 0,001 1,46

Содержание углерода в образцах почвы показало относительно высокую изменчивость (0,08–19,46 мг · кг –1 ). Это было связано с разными темпами прежнего антропогенного удобрения почвы и временем, прошедшим с момента последнего использования земли (сегодня практически заброшенные территории). Следует отметить чрезвычайно низкие значения углерода в почве заброшенных полей для выращивания картофеля (Sal2).Данные по скорости базального дыхания (биологической активности) существенно различались в верхних горизонтах почвы. Наибольшее значение получено для площади существующего коровника (Sal3). Эта почва имела более высокие показатели биологической активности из-за постоянного обогащения верхнего слоя почвы продуктами жизнедеятельности коров. Эти результаты согласуются с результатами для содержания углерода, которое также было самым высоким в этой почве. Во всех случаях углерод присутствовал в органических формах, так как карбонизированная форма отсутствует как в мелкоземельной, так и в крупнозернистой фракциях.

Среднее содержание аммонийного азота, а также содержание элементов было низким (<20 мг · кг −1 ) и соответствовало уровню, как ранее сообщалось для техногенных / антропогенных ландшафтов. Одна из причин этого может быть связана с тем, что растительность удаляет азот из почвы.

Согласно данным динамики питательных веществ, динамика доступности азота была четко выраженной во времени (Рисунок 4.1). Минеральные формы соединений азота, за исключением аммония, представлены нитратами и нитритами.Однако большая часть почвенного азота была представлена ​​органическими соединениями.

Рисунок 4

Динамика агрохимических свойств почв Салехарда и прилегающих территорий. 1, в наличии N; 2, К 2 О; 3, П 2 О 5 ; 4 - значение pH; оси x - залежь в окрестностях Салехарда; по оси ординат - значение агрохимических свойств в мг · кг -1 ± SD

Как элемент, фосфор намного более однороден, чем азот, хотя почвенные соединения, которые он образует, многочисленны как в почвах в целом, так и в одной конкретной почве (Рисунок 4.3). Фосфор попадает в почву и другие компоненты биосферы с остатками растений и животных или удобрениями. Значительная часть вносится почвообразующими породами, а часть также вносится с осадками. Фосфор в удобрениях находится в основном в форме различных фосфатов кальция, причем помимо фосфатной руды широко используются суперфосфат, двойной суперфосфат и осадок. Эти соединения фосфора претерпевают различные преобразования в почве. Минерализация органических соединений фосфора, изменение подвижности соединений фосфора, иммобилизация фосфора и фиксация фосфора имеют большое значение для генезиса и плодородия почвы.Исследования изменения фосфатного режима в верхних слоях почвы показали, что ежегодное внесение минеральных удобрений на поверхность почвы увеличивает содержание подвижного фосфора после первого года использования. Однако подвижность фосфора в почве низкая, на пастбищах он мигрирует на глубину всего 1,3–2,5 см.

Калий как питательное вещество для растений во многом зависит от количества присутствующих частиц глины и их минералогического состава (рис. 4.2). Почвы Салехарда и его окрестностей сложены песчаными отложениями с низкой сорбционной способностью.Основываясь на динамике обменного калия в почвах, мы можем отметить из исследований в этом районе в 1960-х годах, включающих ежегодное удобрение почвы, что содержание калия было на том же уровне, что и сегодня, и было низким. Повышение содержания калия в настоящее время может быть связано с озеленением верхнего слоя почвы, поскольку плотные корневые системы способствуют сохранению питательных веществ.

Изменение pH исследуемых почв в прошлом и его снижение в настоящее время связано с активными процессами выщелачивания (рисунок 4.4). Изменения pH напрямую влияют на доступность питательных веществ в почве.

На основании наших данных мы полагаем, что в Салехарде и его окрестностях благоприятная агрохимическая ситуация. При правильных мелиоративных усилиях и соответствующих нормах внесения минеральных и органических удобрений такие почвы можно вернуть в сельскохозяйственный комплекс и обеспечить местное население значительными продуктами питания.

3.3 Статистический анализ

По результатам теста тренда Манна-Кендалла (таблица 4) мы видим, что значения K 2 O и P 2 O 5 имеют статистически значимый тренд увеличения во времени с 1962 по 2018 год.Для азота у нас есть статистически значимая тенденция к снижению, а для pH нет статистически значимой тенденции.

Таблица 4

Тренд-тест Манна-Кендалла агрохимических свойств исследуемых почв

Параметры К 2 О П 2 О 5 N pH
S 145 102 -87-66
Z 3.599 2,582 2,135 1,617
р (тренда нет): 0,001 0,001 0,032 0,105
Имеется статистически значимая тенденция к увеличению Имеется статистически значимая тенденция к увеличению Имеется статистически значимая тенденция к снижению Статистически значимая тенденция отсутствует

4 Обсуждение

Ситуация в России с заросшими заброшенными землями и выводом из оборота огромного массива сельскохозяйственных угодий из-за экономического коллапса (1990 - начало 2000-х годов) не имеет аналогов в мире.Однако и до этого на протяжении последнего столетия в некоторых регионах сельскохозяйственные угодья были заброшены, в основном в лесной и лесостепной зонах. Таким образом, в России образовались огромные площади залежных постагрогенных земель, где произошла сукцессия / восстановление естественных экосистем с их растительностью и почвенным покровом. В результате значительные изменения баланса углерода, запасов углерода в почвах и растительности произошли на обширной территории (Иванов, Лаженцев, 2015; Котляков, Хромова, 2002).

Сравнивая наши данные с другими источниками (Kabata-Pendias and Pendias 1989; Rebristaya and Khitun 1997), мы обнаружили, что питательные элементы (N, P, K) могут постоянно оставаться в почве в течение длительного времени, и когда сельскохозяйственная деятельность возобновляется, заброшенные почвы могут вернуться к прежнему виду. Таким образом, освоение почв аграрного комплекса Ямала должно быть успешным. По своим морфологическим и химическим свойствам они являются наиболее подходящими землями для выращивания сельскохозяйственных продуктов, так как имеют песчаный состав, предотвращающий процессы оглеения и заболачивания, широко распространенные в арктической зоне.К сожалению, высокая доля болот и суровые климатические условия в Арктике препятствуют развитию аграрных комплексов (Алексеев и др., 2017; Дэвис, 2001; Добринский, 1997; Дымов, Михайлов, 2017).

Кислотность почвы определяет доступность фосфатных соединений для растений. Их растворимость и доступность для растений снижается как в сильнокислой (<4,5), так и в нейтральной почве (pH> 6,5). Однако при умеренном подкислении почвы растворимость фосфатов кальция и магния увеличивается, тогда как при подщелачивании почвы их растворимость и доступность уменьшаются.Напротив, pH не является основным фактором для K 2 O, а содержание калия остается почти неизменным при изменении pH. Однако уровень pH может косвенно влиять на содержание калия в почве. В Салехарде процессы зонального оподзоления, повышенная кислотность и удаление частиц глины и ила влияют на содержание калия в почве. Содержание азота в почве напрямую связано с содержанием калия. Азотистые соединения, размеры ионов которых аналогичны размерам ионов калия, напрямую конкурируют с ним в почвенных процессах.Взаимосвязь этих катионов может наблюдаться как когда они закреплены в почве, так и когда они подвижны (Якименко, 2009; Никитишен, 1984; Минеев, 1984; Адхами и др., 2012).

Трансформация соединений азота в почвах происходит в результате ряда процессов, среди которых мобилизация азота, аммификация, нитрификация и денитрификация имеют первостепенное значение. Органические остатки подвержены гумификации и аммонификации. Ионный NH 4 участвует в процессах разной значимости и направленности.Он поглощается растениями, участвует в гумификации, частично вымывается или фиксируется, а также подвергается нитрификации. Нитрат-ион частично вымывается, активно поглощается растениями и частично подвергается денитрификации, тем самым замыкая азотный биогеохимический цикл. В динамике во времени доступный азот быстро вымывается из почвы. Таким образом, регулярное внесение азотных удобрений необходимо для поддержания уровня азота в почве (Кабата-Пендиас и Пендиас, 1989; Якименко, 2009).

Наши данные показали, что почвы характеризуются свойствами, обусловленными как предыдущими антропогенными воздействиями (например,g., повышенное содержание органических веществ и удобрений в поверхностных слоях почвы и формирование специфической структуры), а также естественные процессы (например, криогенный массоперенос и оподзоление). Содержание органического углерода в почве зависит в основном от характера текущего землепользования и значительно варьируется в исследуемых почвах. Однако в постантропогенных сукцессиях не было интенсивных потерь органического вещества, как это было ранее для более влажных и теплых регионов с бореальным климатом (Даугелена, Буткута, 2008).

Вопрос о введении залежей в число существующих должно решаться на политическом и экономическом уровне. Он должен быть частью общей стратегии и стратегий рационального использования земельных и почвенных ресурсов и управления ими. При освоении залежей важной задачей является сохранение и рациональное использование этого потенциала плодородия почв (Орлова, 2015). Вместе с тем, это требует дальнейшего изучения ряда других методических вопросов, таких как сроки и методика отбора проб почвы, рациональные уровни показателей свойств почвы с учетом требований возделываемых культур и видов севооборотов на участке. региональный уровень применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям.В бореальной зоне ведется активная реабилитация залежей (Брянская, Омская области). Арктическая зона является более уязвимой природной средой из-за воздействия криогенных процессов, поэтому при использовании этих земель возникают дополнительные проблемы (высокий уровень воды, криогенный массообмен, низкая микробиологическая активность, глеевые процессы), которые приводят к низким темпам роста пахотные земли в городских районах севера России (Алексеев, Абакумов, 2018; Десяткин и др., 2011; Дымов, Михайлов, 2017).

Сельское хозяйство всегда составляет основу экономики любой страны, и обеспечение продовольственной безопасности их населения является важной частью экономической политики правительств. С учетом общей площади заброшенных земель в России доля площадей сельскохозяйственных угодий снизилась. Состояние лесов, залежей, сенокосов и пастбищ ухудшилось, что еще больше усилило деградацию почв. В настоящий момент почвы Салехарда и его окрестностей также находятся под угрозой деградации, связанной с процессами выщелачивания.Таким образом, эти заброшенные сельскохозяйственные земли являются важным фактором обеспечения продовольственной безопасности страны (Алексеев, Абакумов, 2018; Арчегова, Панюков, 2006).

5 Выводы

На основании анализа агрохимических свойств и особенностей почвообразования г. Салехарда и его окрестностей можно сделать вывод, что:

  1. -

    Преобладание песчано-текстурированных материнских материалов в окрестностях урбанизированных территорий в Центральном Ямальском регионе было основной причиной, почему эти места и субстраты были выбраны для организации сельскохозяйственных ферм и связанных с ними практик.В связи с преобладанием глинистого текстурированного материнского материала на основных территориях Ямальского региона, методы ведения сельского хозяйства были основаны на использовании пахотных земель и сильно локализованы на четвертичных песках. Эти «острова» песчаных почв, окруженные обширными глиняными массивами, представляют собой уникальные участки для землепользования и будущего развития сельского хозяйства. Однако таксономия и морфология почв, затронутых сельскохозяйственной деятельностью, недостаточно изучены, и дальнейшее обсуждение особенностей их классификации остается открытым.Морфологические свойства заброшенных сельскохозяйственных земель со временем кажутся стабильными. Это может быть связано с тем, что криотурбация менее выражена в песчаных почвах, чем в зональных глинистых почвах тундры.

  2. -

    Содержание основных питательных веществ в мелкоземельной фракции (то есть азота и калия в почвах) может служить не только для оценки плодородия почвы, но также отражает текущие изменения в результате антропогенного воздействия на городские экосистемы.Большинство образцов почвы показали высокий уровень питательных веществ. Однако в некоторых случаях относительно высокое содержание питательных веществ было также обнаружено в нижних горизонтах с большим количеством гидроксидов Al и Fe.

  3. -

    Из-за постагрогенной трансформации агроподзолов верхние горизонты профиля подкислены, что привело к увеличению элювиального вымывания (выщелачивания) материалов, но через два десятилетия после последнего использования в сельском хозяйстве почва.В дальнейшем интенсивность элювиальных процессов усилится, что через 60 лет может привести к полной деградации пахотного горизонта. Затем начинается наложенный тип постагрогенной эволюции. с формированием сложного почвенного профиля, сочетающего в себе характеристики естественной исходной почвы, агроподзола, и вторичного подзола, который развивается поверх агроподзола.

Мы искренне благодарим Ирину Федорову, Ивана Алексеева и Андрея Барышникова за их помощь в полевых исследованиях.Работа поддержана Правительством Ямало-Ненецкого автономного округа и грантом Санкт-Петербургского государственного университета «Урбанизированные экосистемы Российской Арктики: динамика, состояние и устойчивое развитие» и грантом Российского фонда фундаментальных исследований №19-416. -8

(Заброшенные почвы агроландшафтов Ямало-Ненецкого автономного округа: разнообразие, особенности, биология и динамика).

Ссылки

[1] Адхами Э., Ранаги А., Каримиан Н., Молави Р.Трансформация фосфора в сильно карбонатных почвах в полевых и заболоченных условиях. Soil Res. 2012; 50 (3): 249-255. Искать в Google Scholar

[2] Алексеев И., Абакумов Э. Бывшие сельскохозяйственные угодья г. Салехарда (Центральная часть Ямальского региона), затронутые вечной мерзлотой. Чешская Полярная Республика 2018; 8 (1): 119-131. Искать в Google Scholar

[3] Алексеев И., Костецкий Ю., Абакумов Э. Вертикальное зондирование удельного электрического сопротивления (ВЭРС) почв тундры и лесотундры Ямала.Int Agrophys. 2017; 31 (1): 1-8. Искать в Google Scholar

[4] Лал Р., Кимбл Дж. М., Фоллет Р. Ф., Стюарт Б. А., редакторы. Методы оценки почвенного углерода. США: Lewis Publishers; 2001. 676 с. Поиск в Google Scholar

[5] Арчегова И.Б., Панюков А.Н. Устойчивость периодических агроценозов - основа растениеводства Севера. Вестник института биологии Коми научного центра УРО РАН. 2006; 10 (108): 14-15. Искать в Google Scholar

[6] Bischoff J, Mangelsdorf K, Gattinger A, Schloter M, Kurchatova AN, Herzschuh U, et al.Реакция метаногенных архей на позднеплейстоценовые и голоценовые климатические изменения в Сибирской Арктике. Глобальные биогеохимические циклы. 2013; 27 (2): 305-317. Искать в Google Scholar

[7] Callaghan TV, Komer C, Heal OW, Lee SE, Cornelissen JH. Сценарии реакции экосистем на глобальные изменения, в: Heal, OW et al (Eds.). Глобальные изменения в холодных регионах Европы. Отчет об исследовании экосистем. 1998; 27: 11-62. Искать в Google Scholar

[8] Chapin FS, Hobbie SE, Shaver GR. Влияние глобальных изменений на состав арктических сообществ: последствия для функционирования экосистем, в Oechel WC et al (eds.), Глобальные изменения и наземные экосистемы Арктики. Спрингер, Нью-Йорк; 1997. стр. 221-228. Искать в Google Scholar

[9] Даугелена Н., Буткута Р. Изменение содержания фосфора и калия в дерново-подзолистой почве пастбищ при длительном поверхностном внесении минеральных удобрений. Eurasian Soil Sci. 2008; 6: 726-736. Искать в Google Scholar

[10] Davis TN. Вечная мерзлота: Путеводитель по замерзшей земле в переходный период. Фэрбенкс, AK, США: Университет Аляски Пресс; 2001. 368 с.Искать в Google Scholar

[11] Десяткин Р.В., Оконешникова М.В., Лесовая С.Н., Зайцева Т.С. Палевые (светлые) почвы Центральной Якутии: генетическая специфика, свойства и классификация. Eurasian Soil Sci. 2011; 44 (12): 1304-1314. Искать в Google Scholar

[12] Добринский Л.Н.; Мониторинг биоты полуострова Ямал с учетом развития разведки и транспортировки газа. Издательство «Аэрокосмоэкология», Екатеринбург; 1997. 191 стр. Поиск в Google Scholar

[13] Duarte-Guardia S, Peri PL, Amelung W, Sheil D, Laffan SW, Borchard N, et al.Более точные оценки углерода в почве на основе географических данных: пересмотренный глобальный подход. Глобальное изменение стратегий адаптации. 2019; 24 (3): 355-372. Искать в Google Scholar

[14] Датта К.Э., Шур А.Г., Нефф Дж.С., Зимов С.А. Возможное выделение углерода из вечномерзлых почв Северо-Восточной Сибири. Glob Change Biol. 2006; 12 (12): 2336-2351. Искать в Google Scholar

[15] Дымов А., Каверин Д., Габов Д. Свойства почв и почвоподобных тел Воркутинского района. Eurasian Soil Sci. 2013; 46 (2): 217-224.Искать в Google Scholar

[16] Дымов А.А., Михайлов Е.Н. Свойства лесных и постагрогенных почв, развивающихся на песчаных и конфликтных отложениях Республики Коми. Журнал Коми научного центра УРО РАН. 2017; 3 (31): 24-33. Искать в Google Scholar

[17] EPA method 350.1, Определение аммиачного азота с помощью автоматической колориметрии. Редакция 2.0; 1993. 14 стр. Искать в Google Scholar

[18] Forbes BC. Оленеводство и нефтедобыча на полуострове Ямал: устойчивое или несовместимое использование? Polar Res.1999; 35 (195): 317-322. Искать в Google Scholar

[19] Гилберт РО. Статистические методы мониторинга загрязнения окружающей среды. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд; 1987. 320 с. Искать в Google Scholar

[20] ГОСТ 26489-85. Почвы. Определение обменного аммония методом CINAO. 1985. 5 стр. Искать в Google Scholar

[21] ГОСТ 54650-2011. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия методом Кирсанова в модификации CINAO; 2011. 8 стр. Поиск в Google Scholar

[22] Хоссейн MF, Zhang Y, Chen W, Wang J, Pavlic G.Содержание органического углерода в почве на севере Канады: база данных полевых измерений и ее анализ. Может J Soil Sci. 2007; 87 (3): 259-268. Искать в Google Scholar

[23] Иванов И., Александровский А.Л., Макеев О.А., Булгаков Д.С., Абакумов Е.В. и др. Эволюция почв и почвенного покрова. Теория и разнообразие естественной эволюции и антропогенной трансформации почв. Москва: Геос; 2015. С. 1-915. Искать в Google Scholar

[24] Иванов В.А., Лаженцев В.Н. Аграрный сектор экономики арктических территорий России (на примере Республики Коми).Известия Коми РАН. 2015; 3 (23): 132-140. Искать в Google Scholar

[25] Рабочая группа IUSS WRB. Всемирная справочная база почвенных ресурсов 2014. Международная система классификации почв для наименования и создания легенд для почвенных карт. World Soil Resources Reports 106. Рим: ФАО; 2015. 203 стр. Поиск в Google Scholar

[26] Джонс А., Столбовой В., Тарноцай С., Бролл Г., Спаргарен О., Монтанарелла Л. Атлас почв Северного приполярного региона, Европейская комиссия, Бюро публикаций Европейского союза, Люксембург, 2010, 144 с.Искать в Google Scholar

[27] Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. Мир, М., 1989, 16 с. Поиск в Google Scholar

[28] Каверин Д.А., Пастухов А.В., Майтова Г.Г. Температурный режим почв тундры и подстилающей вечной мерзлоты (Северо-Восток европейской части России). Криосфера Земли. 2014; XVIII (3): 23-31. Искать в Google Scholar

[29] Хитун О., Ребристая О. Особенности видового состава заселения нарушенных местообитаний Центрального Ямала // Освоение Севера и проблемы мелиорации.Экология таежных почв Севера, Сыктывкар; 1997. 132–141 с. Искать в Google Scholar

[30] Конищев В.Н. Криосфера в истории Земли. Криосфера Земли. 1997; 1: 14-20. Искать в Google Scholar

[31] Котляков В., Хромова Т. В: Земельные ресурсы России, Столбовой В., Маккаллум И., Лаксенбург, Австрия, Международный институт прикладного системного анализа и Российская академия наук, CD -ROM, Распространяется Национальным центром данных по снегу и льду, Боулд, 2002.Искать в Google Scholar

[32] Kuo S. Phosphorus, in: Bartels JM, Bigham JM. Методы анализа почв, 3. Химические методы. Мэдисон, Американское почвенное общество; 1996. 869-919 стр. Поиск в Google Scholar

[33] Мацумура К. Прогнозирование урожайности в северных высокоширотных районах. Последние новости Pat Food Nutr Agric. 2014; 6 (2): 127-142. Поиск в Google Scholar

[34] Михельсен К.Ф., Педас П., Гларинг М.А., Шерринг Дж.К., Стугаард П. Бактериальное разнообразие в почвах Гренландии под влиянием выращивания картофеля и неорганических удобрений в сравнении с органическими.Polar Biol. 2014; 37 (1): 61-71. Искать в Google Scholar

[35] Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера. Издательство МГУ; 1984. 245 с. Искать в Google Scholar

[36] Москаленко Н.Г. Антропогенные изменения экосистем Западно-Сибирской газовой провинции. Институт криосферы Земли, Тюмень; 2005. 357 с. Искать в Google Scholar

[37] Некрич А.С., Луры Д.И. Факторы динамики посевных площадей в кризисный период в промышленном масштабе (на примере Курской области).Журнал Российской академии наук. Географическая серия. 2016; 1: 123-130. Искать в Google Scholar

[38] Никитишен В.Н. Агрохимические основы эффективного использования удобрений в интенсивном земледелии. Москва; 1984. 214 с. Поиск в Google Scholar

[39] Николаева М.К., Десяткин Р.В. Динамика видового разнообразия и продуктивности современных лугов Улы Средней Якутии. Растительные ресурсы. 2015; 51 (5): 328-335. Искать в Google Scholar

[40] Оконешникова М.В., Николаев М.Х., Десяткин А.Р.Пространственная изменчивость гумуса почв и продуктивность аласных лугов Центральной Якутии (на примере стационарного аласа ИБПК при РАН). Новости Самарского научного центра РАН. 2009; 1 (2): 266-269. Искать в Google Scholar

[41] Орлова О.И. Борьба за землю: восстановление равнин. Карельский научный журнал. 2015; 2 (11): 130-133. Искать в Google Scholar

[42] Ребристая О., Хитун О. Восстановительный потенциал флоры Ямала // Освоение Севера и проблемы мелиорации.Экология таежных почв Севера, Сыктывкар; 1997. 100-107 с. Искать в Google Scholar

[43] Schimel DS. Наземные экосистемы и углеродный цикл. Glob Change Biol. 1995; 1 ​​(1): 77-91. Искать в Google Scholar

[44] Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена; 2004. 342 с. Искать в Google Scholar

[45] Шиятов С., Мазепа В. Климат. Природа Ямала // Добринский Л.Н. (ред.), Природа Ямала.Наука, Екатеринбург; 1995. 32–68 стр. Поиск в Google Scholar

[46] Sjögren P, Arntzen JE. Сельскохозяйственные практики в арктической Норвегии в первом тысячелетии до нашей эры. Veg Hist Archaeobot. 2013; 22 (1): 1-15. Искать в Google Scholar

[47] Spiegelaar NF, Tsuji LJ. Воздействие евро-канадской аграрной практики: в поисках устойчивых стратегий импортозамещения для повышения продовольственной безопасности в субарктическом Онтарио, Канада. Сельское удаленное здравоохранение. 2013 апрель-июнь; 13 (2): 2211. Искать в Google Scholar

[48] Стивенсон К.Т., Рейдер Х.Б., Алесса Л., Клиски А.Д., Пантоха А., Кларк М. и др.Устойчивое сельское хозяйство на Аляске и циркумполярном Севере: часть II. Экологические, геофизические, биологические и социально-экономические проблемы. Арктический. 2014a; 67 (3): 296-319. Поиск в Google Scholar

[49] Стивенсон К.Т., Рейдер Х.Б., Алесса Л., Клиски А.Д., Пантоха А., Кларк М. и др. Устойчивое сельское хозяйство на Аляске и циркумполярном Севере: часть III. Решение задач высокоширотного земледелия. Арктический. 2014b; 67 (3): 320-339. Искать в Google Scholar

[50] Водяницкий Ю. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах.Издательство Почвенного института им. Том V. Москва: Докучаев; 2008. 85 стр. Поиск в Google Scholar

[51] Walker DA, et al. Кумулятивные эффекты быстрых изменений земного покрова и землепользования на полуострове Ямал, Россия, в: Gutman, G., Reissell, A. (Eds.), Eurasian Arctic Land Cover and Land Use in the Changing Climate. Глава 9. Спрингер, Нью-Йорк; 2009. 207–236 с. Искать в Google Scholar

[52] Якименко В.Н. Изменение содержания минерального азота и калия в почвенном профиле агроценозов.Вестник Томского государственного университета. 2009; 328: 202-207. Искать в Google Scholar

[53] Zubrzycki S, Kutzbach L, Pfeiffer EM. Почвы, подверженные воздействию вечной мерзлоты, и их углеродные резервуары с особым вниманием к Российской Арктике. Твердая Земля. 2014; 5 (2): 595-609. Искать в Google Scholar

Поступила: 16.05.2019

Принято: 09.02.2020

Опубликовано в сети: 26.03.2020

© 2020 Евгений Абакумов и др., опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

границ | Полициклические ароматические углеводороды и потенциально токсичные элементы в почвах в окрестностях Болгарской антарктической станции «Св. Климент Охридский »(Антарктический полуостров)

Введение

В настоящее время Антарктида является одной из самых интересных и информативных моделей окружающей среды для оценки возможного накопления загрязняющих веществ в нетронутых экосистемах.Эта территория не подвергалась интенсивному воздействию человека, поэтому ее можно использовать в качестве эталонной для адаптации и согласования пороговых концентраций и оценки текущих уровней загрязнения (Tin et al., 2009).

Проблемы охраны природы в Антарктике, указанные в Протоколе по охране окружающей среды (Мадридский протокол, 1998 г.), столкнулись с необходимостью регулирования и внедрения экологического менеджмента в окрестностях антарктических станций с целью уменьшения эффектов горения углеводородов и в дальнейшем. накопление полициклических ароматических соединений в компонентах криогенных экосистем Антарктиды.Чтобы понять количество сгоревшего топлива на станциях, можно использовать данные экспедиции Болгарского антарктического института в 2012–2013 гг. И учесть их для дальнейшей оценки. Для поддержки экспедиции на «Св. Климента Охридского »(14 декабря 2012 г. - 25 февраля 2013 г.) (BAI, 2013). Другие авторы отмечали, что станции круглогодичного пребывания (станция Беллинсгаузен) могут расходовать до 150 000 л дизельного топлива в год (Абакумов и др., 2015).

Использование ископаемого топлива с современными технологиями приводит к регулярному разливу нефтепродуктов, которые загрязняют поверхность и почвы наземных сред, внутренних и океанических вод (Kennicutt et al., 1991; Waterhouse, 2001; Aislabie et al., 2004; Frenot et al., 2005). Многочисленные логистические аспекты в антарктическом регионе приводят к удалению отходов, что часто приводит к спорадической транспортировке неочищенных сточных вод в океан и на территорию вокруг станций (Connor, 2008; Tin et al., 2009; Мартинс и др., 2010).

Данные предыдущих исследований показали, что крупные разливы топлива с транспортных и туристических судов происходят с 80-х годов ХХ века. Например, в 1987 г. произошел эффект разлива 600 000 л дизельного топлива возле станции Палмер, США, на Антарктическом полуострове (Aronson et al., 2011). Разливы углеводородных соединений и выхлопных газов являются причиной химического загрязнения наземных экосистем Антарктики, что является наиболее характерным экологическим воздействием деятельности человека в Антарктике. Chen and Blume (1997), Aislabie et al.(2004), Bargagli (2006) Несколько недавно проведенных химических и биологических исследований показали присутствие атипичных химических загрязнителей, таких как потенциально токсичные элементы (ПТЭ), полихлорированные бифенил (ПХБ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) в почвы, прибрежные воды, микро- и макроорганизмы (Snape et al., 2001; Negri et al., 2006; Hale et al., 2008; Martins et al., 2010; Абакумов и др., 2014; Абакумов и др., 2015) ; Pourret and Hursthouse, 2019).

Деятельность человека и животных сыграла важную роль в распределении ПАУ в почве (Na et al., 2020). Среди химических загрязнителей особое место занимают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и следы металлов, поскольку они могут попадать в Антарктику не только через локальные сбросы и выбросы, но также через трансграничный перенос из тропических и умеренных регионов южного полушария (Aislabie et al. ., 1999; Баргаглы, 2006; Баргаглы, 2008; Абакумов и др., 2014). Полициклические ароматические углеводороды представляют собой органические соединения бензольного ряда, различающиеся количеством и положением бензольных колец, проявляющих мутагенное и канцерогенное действие.ПАУ с более высокой молекулярной массой (MW> 202) с 4-6 бензольными кольцами часто связаны с процессами горения и высокотоксичны для организмов из-за их канцерогенного и мутагенного потенциала (Yunker et al., 2002; Yang et al., 2008; Мартинс и др., 2010). ПАУ известны как мобильные соединения, которые имеют тенденцию рассеиваться в биосфере. Есть ПАУ природного и антропогенного происхождения, которые включены в список постоянного мониторинга Агентства по охране окружающей среды ЕС и США (Baek et al., 1991; Нисбет и Лагой, 1992; Howsam and Jones, 1998). В полярных регионах с низкими температурами ПАУ менее подвержены микробной деградации; поэтому они откладываются и сохраняются в почвах и криоконите (Лодыгин и др., 2008; Hodson, 2014; Абакумов и др., 2015; Cook et al., 2016).

Пропорция (соотношение пар изомеров) между концентрациями природных и антропогенных ПАУ может служить показателем антропогенного влияния почвы и может использоваться в качестве индикаторов для определения возможных источников ПАУ (Pandey et al., 1999; Юнкер и др., 2002; Ли и др., 2017).

Потенциально токсичные элементы могут переноситься на большие расстояния через атмосферную циркуляцию и, в конечном итоге, осаждаться в результате сухого и влажного осаждения в районы Антарктики (Bargagli, 2006, 2008; Trevizani et al., 2018; Liu et al., 2021). Они были определены в почвах, загрязненных ископаемым топливом, в различных регионах Антарктиды (Padeiro et al., 2016; Smykla et al., 2018; Алексеев, Абакумов, 2020; Gran-Scheuch et al., 2020).Также эти элементы обладают канцерогенным и мутагенным действием и могут повреждать клеточные мембраны, белки, ферменты и ДНК (Beyersmann and Hartwig, 2008; Ali et al., 2013; Padeiro et al., 2016).

Основная цель данной работы - оценка уровня загрязнения почв и криоконитов потенциально токсичными элементами и полициклическими ароматическими углеводородами на территории Болгарской антарктической станции «Св. Климента Охридского »и его окрестностей (остров Ливингстон, Южные Шетландские острова, Антарктический полуостров).В вышеупомянутом контексте данное исследование было направлено: 1) на оценку концентраций 15 ПАУ и 6 потенциально токсичных элементов, 2) на оценку загрязнения почв ПАУ, рассчитаны их бензапиреновые эквиваленты, а также на расчет различных изомерных соотношений ПАУ. , чтобы определить их возможный источник происхождения и 3) оценить характер загрязнения почвы потенциально токсичными элементами, мы рассчитали индекс геоаккумуляции ( Igeo ).

Материалы и методы

Исследование проводилось на 11 образцах почвы и криоконита, отобранных на Болгарской антарктической станции «Св.Климента Охридского »на острове Ливингстон (район Антарктического полуострова, Западная Антарктида) во время Болгарской антарктической экспедиции, проводившейся с 21 декабря 2019 года по 6 января 2020 года. Точные координаты точек отбора проб и географическое описание района представлены в таблице 1

ТАБЛИЦА 1 . Координаты точек отбора проб, географическое описание и тип почвы исследуемой территории (WRB, 2015).

Почвы были собраны с глубины 0–10 см, крикониты - из криоконитовых лунок, все образцы сохранены в полиэтиленовых мешках, затем доставлены в станционную лабораторию воздушно-высушенной, после чего искусственные остатки и корни удалены, почвы очищены. просеивали через 2 мм и транспортировали в лаборатории СПбГУ в полиэтиленовых мешках.

Остров Ливингстон расположен на 62 ° 38′29 ″ ю.ш. и 60 ° 21′53 ″ з.д. (рис. 1). Ресторан «Св. Климент Охридски », расположенная в 88 км к юго-западу от станции Беллинсгаузен (остров Кинг-Джордж), в 796 км к юго-востоку от островов Диего Рамирес (самая южная земля Южной Америки), 2,96 км испанской летней станции« Хуан Карлос I », 28, 55 км от чилийско-американской станции «База Ширефф» (Иванов, 2015).

Первой постоянной (не зимовочной) станцией на острове Ливингстон стала испанская «Хуан Карлос I» (62 ° 39'46 "ю.ш., 60 ° 23'20" з.д.), построенная с 7 по 11 января 1988 г. (г. Иванов , 2015).Другая научная база на острове Ливингстон - чилийско-американская база Ширефф (62 ° 28'12 "ю.ш., 60 ° 46'17" з.д.) с двумя секциями, названными База Гильермо Манн и Полевая станция Ширефф, открытая в 1990 году. / 91 и 1996/97 соответственно (CEP, 2011). Болгарская станция появилась на несколько лет позже испанской. Ресторан «Св. База Климента Охридского была открыта в течение летнего сезона 1993/94 на острове Ливингстон. Инфраструктура станции включает кухню, кают-компанию, жилые комнаты, склады для продуктов, туалеты и ванные комнаты.

Все три базы являются постоянными поселениями, хотя заселены они только в летний сезон, с общей вместимостью 54 человека. В частности, большая часть твердых отходов отправляется на захоронение за пределами Антарктиды, а сжигание постепенно прекращается. Как и везде в Антарктиде, на базах острова используется электроэнергия, вырабатываемая в основном дизельными генераторами (Иванов, 2015).

Индекс геоаккумуляции ( I geo ) позволяет классифицировать семь уровней (таблица 2) загрязнения почвы от практически незагрязненных ( I geo 0 ) до чрезвычайно загрязненных ( I geo > 5 ) (Muller, 1979; Jiang et al., 2019). Общая формула расчета выглядит следующим образом:

, где C n - измеренная концентрация элемента в почве, B n - значение геохимического фона.

ТАБЛИЦА 2 . Классификация I geo значение

Содержание потенциально токсичных элементов было определено в соответствии со стандартом ISO 11047–1998 «Определение качества почвы для кадмия (Cd), кобальта (Co), меди (Cu), свинца. (Pb), марганец (Mg), никель (Ni) и цинк (Zn) в экстрактах почвы царской водки - метод пламенной и электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии на атомно-абсорбционном спектрофотометре Квант 2М (Москва, Россия) (ISO, 1998) .

Концентрации 15 ПАУ - нафталин (NAP), аценафтен (ANA), флуорен (FLU), фенантрен (PHE), антрацен (ANT), флуорантен (FLT), пирен (PYR), бензо (a) антрацен (BaA). ), хризен (CHR), бензо (b) флуорантен (BbF), бензо (k) флуорантен (BkF), 3,4-бензо (a) пирен (BaP), дибензо (a, h) антрацен (DBA), дибензо (g, h, i) перилен (BPE) и индено (1,2,3-c, d) пирен (IPY) в почвах и криоконитах на территории Болгарской антарктической базы и ее окрестностей определены на основании Государственного Стандарт (ГОСТ Р 8.563–96), который основан на методе Флюорат-02-Панорама, Россия (ГОСТ, 1996).

Экстракцию ПАУ проводили при комнатной температуре смесью гексан-ацетон (1: 1) с ультразвуковой обработкой экстракционной системы в ультразвуковой ванне Branson 5510 (США) (EPA, 2007). Фракцию ПАУ очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (SW, EPA, 1996). Качественное и количественное определение ПАУ в почвах проводили методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиентном режиме и спектрофлуориметрическим детектированием на хроматографе «Люмахром» («Люмэкс», Россия).Хроматографию проводили при температуре 30 ° C на колонке Supelco Supelcosil ™ LC-PAH 5 мкм (25 см × 2,1 мм). В качестве подвижной фазы использовали градиент ацетонитрил – вода. Объем пробы 10 мкл вводили с помощью дозирующего крана. Индивидуальные ПАУ идентифицировали с помощью хромато-масс-спектрометрии (модель спектрографа: Shimadzu QP 5050A, Япония) (Gilichinsky et al., 2010). Пределы обнаружения изученных ПАУ составляют: НАП – 16 мкг × кг –1 ; АНА – 1,5 мкг × кг –1 ; FLU – 1.4 мкг × кг −1 ; ПГЭ – 2,0 мкг × кг –1 ; ANT – 0,3 мкг × кг –1 ; FLT – 6,7 мкг × кг –1 ; PYR – 6,7 мкг × кг –1 ; BaA – 1,5 мкг × кг –1 ; CHR – 0,8 мкг × кг –1 ; BbF – 1,4 мкг × кг –1 ; БкФ – 0,3 мкг × кг –1 ; БаП – 0,3 мкг × кг –1 ; DBA – 1,8 мкг × кг –1 ; БПЭ – 1,6 мкг × кг –1 ; МПГ – 6,7 мкг × кг –1 . Идентификацию ПАУ проводили по временам удерживания и сравнению спектров флуоресценции компонентов высвободившейся колонки со стандартными спектрами ПАУ.Количественный анализ ПАУ проводили методом внешнего стандарта. Для оценки точности метода описанная выше аналитическая процедура была подвергнута воздействию стандарта донных отложений, содержащих поверхностно-активные вещества (Standard Reference Material ® 1944 New York / New Jersey Waterway Sediment - NIST, США) (Agency, 1986; ПНД, 2003; Габов и др., 2007; Габов и др., 2008).

Статистическая обработка и визуализация данных выполнялись с помощью Statsoft Statistica 12, GraphPad Prizm 9.0.0 и QGIS 3.16.

Результаты и обсуждение

Концентрация и происхождение ПАУ

Некоторые данные об обнаруженных концентрациях ПАУ в почвах острова Ливингстон (болгарская антарктическая станция «Св. Климент Охридский» и ее окрестности) приведены на рисунке 2. Следует отметить что во всех точках отбора проб (кроме L26) различия в концентрациях незначительны. Например, содержание нафталина в нетоксичных типах почв колеблется от 48 до 70 мкг × кг –1 , фенантрена (ПГЭ) от 20 до 28 мкг × кг –1 (рис. 2).Концентрации других ПАУ во всех естественных почвах практически одинаковы. Расчетный индекс ∑ 15 ПАУ для всех отобранных образцов естественной почвы составлял от 170 до 200 мкг × кг −1 . ∑7 канцерогенных ПАУ (CHR, BbF, BkF, BaP, DBA, BPE, IPY) составляет 37 мкг × кг −1 .

РИСУНОК 2 . Концентрации ПАУ в почвах, мкг × кг −1 .

Следующие концентрации ПАУ в почвах, не подверженных антропогенному влиянию, были отмечены в более ранних исследованиях в различных регионах Антарктиды.McMurdo Dry Valley (контрольный участок): NAP <30 мкг × кг −1 , ANA <30 мкг × кг −1 , PHE <30 мкг × кг −1 , FLU <30 мкг × кг −1 , ANT <30 мкг × кг −1 , FLT <30 мкг × кг −1 , PYR <30 мкг × кг −1 , BaA <30 мкг × кг −1 (Aislabie et al. , 1999). Адмиралтейство, остров Кинг-Джордж: PAHs Ульманн-Пойнт <10 мкг × кг −1 , Botany Point ∑PAHs <30 мкг × кг −1 , Monsimet Cove ∑PAHs <15 мкг × кг −1 для некоторых высокомолекулярные ПАУ (FLU, PYR, BaA, CHR, BkF, BbF, BaP, IPY, DBA, BPE) (Martins et al., 2010).

Содержание ПАУ в районе российских антарктических станций исследовали Абакумов и др. (2015); в этих работах список выявленных ПАУ аналогичен нашей работе. Архипелаг Хасуэлл: ∑ 15 ПАУ = 22,8 мкг × кг −1 . Гудзонские горы: ∑ 15 ПАУ = 33,9 мкг × кг −1 . Рядом со станцией Ленинградская ∑ 15 ПАУ = 21,7 мкг × кг −1 . Окрестности станции Мирный ∑ 15 ПАУ = 90.9 мкг × кг −1 (Абакумов и др., 2015).

Концентрации ПАУ в Антарктиде часто происходят из почв и отложений, расположенных на сильно загрязненных территориях, где произошли аварийные разливы, или вблизи исследовательских станций (Cabrerizo et al., 2012). В заливе Адмиралтейства, остров Кинг-Джордж, Антарктика максимальная концентрация ПАУ (высокомолекулярные ПАУ (FLU, PYR, BaA, CHR, BkF, BbF, BaP, IPY, DBA, BPE)) на станции Ферраз наблюдалась в слое почвы 3,5 см ( 454,9 мкг × кг −1 ). Анализ соотношения пар изомеров ПАУ показал, что основными источниками ПАУ являются ископаемое топливо / нефть (бензин и дизельное топливо).Авторы предположили, что это может быть связано с деятельностью британской станции "G" в 1960-х годах (созданной на месте станции Ферраз). В районах залива Адмиралтейства с меньшим антропогенным воздействием содержание ПАУ значительно ниже (от 11,8 до 270,5 мкг × –1 кг) (Martins et al., 2004; Martins et al., 2010).

В районе Сухой долины Мак-Мердо вокруг базы Скотт, Марбл-Пойнт и долины Райт возле озера Ванда, ∑ 15 ПАУ (как и в нашем списке ПАУ) содержание в почвах, загрязненных мазутом, варьировалось от 41 до 8105 мкг × кг −1 сухой почвы.На базе Скотт в поверхностном слое почвы 0–2 см были обнаружены уровни ПАУ 362 мкг × кг −1 в барабанном хранилище по сравнению с 8105 мкг × кг −1 на глубине 2–10 см и 2543 мкг. × кг −1 в более глубоком слое 20–30 см. В контрольных точках Мак-Мердо в Сухой долине концентрации ПАУ варьировались от 15 до 45 мкг × кг -1 сухого веса (Aislabie et al., 2004).

Предыдущие исследования в антропогенных районах Антарктики показали уровни ПАУ в почвах в районе станций Беллинсгаузен и Хенрик Артстовски (остров Кинг-Джордж, Южные Шетландские острова) и станции Академик Вернадский (остров Галиндез, Аргентинские острова).В некоторых точках вокруг станции Академик Вернадский содержание ∑ 15 ПАУ (как и в нашем списке ПАУ) достигает 94771,2 мкг × кг −1 . Максимальный уровень загрязнения наблюдается в районе аэрологического корпуса и дизельной станции, доля ВМУ превышает 20%. На станции Беллинсгаузен максимальное содержание ∑ 15 ПАУ в почве на дизельной станции составляет до 911 мкг × -1 кг, с более высоким вкладом ВМУ ПАУ. В районе станции Генрик Артстовский ∑ 15 содержание ПАУ колеблется от 114 до 188.3 мкг × кг −1 (Абакумов и др., 2014; Абакумов и др., 2015).

Ранее уже проводились исследования содержания ПАУ в различных регионах и климатических условиях. Значения ∑ 15 ПАУ (как и в нашем списке) варьировались от 36,9 до 323 мкг × кг −1 (сухой вес) в почве (преобладали ВМУ ПАУ), от 154 до 231 мкг × кг −1 в мха и от 48 до 333 мкг × кг −1 в навозе северного оленя в Ню-Олесунне, Шпицберген в Арктике (Wang et al., 2009).

Для сравнительной оценки важно привести результаты некоторых исследований содержания ПАУ в почвах антропогенно-нагруженных урбанизированных территорий. Исследования содержания 15 ПАУ (как и в нашем списке ПАУ) в почвах урбанизированных территорий показывают следующие результаты: Любляна 218–4 490 мкг × кг –1 , Турин 148–3410 мкг × кг –1 , а образцы почвы из Глазго показывают очень высокие значения 1490–5,1800 мкг × кг –1 . Проанализированные соотношения ПАУ указали на пирогенное происхождение химических веществ в результате антропогенного воздействия (Morillo et al., 2007). Диапазон концентраций Σ 16 ПАУ [16 приоритетных ПАУ USEPA (идентичных нашему списку, но также включает аценафтилен)] в городских почвах в графстве Клэй, Окала, Пенсакола и Вест-Палм-Бич, соответственно, составлял 797–7909, 950 –1,1451, 922–1,7698 и 1,133–3,0691 мкг × кг –1 . В источниках ПАУ в городских почвах Пенсаколы преобладали выбросы транспортных средств, в Окала и Уэст-Палм-Бич - сжигание биомассы, а в округе Клэй - петрогенные источники (Gao et al., 2019). В почвах Васильевского острова в Санкт-Петербурге обнаружены чрезвычайно высокие концентрации ПАУ. Концентрация Σ 15 ПАУ (как и в нашем списке ПАУ) приближается к уровню 8 200 мкг × кг -1 . Максимальные концентрации ПАУ были обнаружены в почве вдоль трассы с интенсивным движением и значительными выбросами дымовых газов (Лодыгин и др., 2008). Хорошо видно, что содержание ПАУ в почвах, подверженных постоянной антропогенной нагрузке, значительно выше по сравнению практически со всеми результатами, полученными для антарктических территорий.

В нашем исследовании точка с наибольшей антропогенной нагрузкой (L26, главный дом) ∑ 15 ПАУ равняется 445,1 мкг × кг −1 (наибольший вклад: NAP 170 мкг × кг −1 , PYR 60 мкг × кг −1 , ANA 41 мкг × кг −1 ). В остальных точках ∑ 15 ПАУ от 170 до 200 мкг × кг −1 (Наивысший вклад: NAP 48–70 мкг × кг −1 , PHE 20–28 мкг × кг −1 ). По сравнению с исследованиями, упомянутыми выше, следует признать, что антропогенная нагрузка на окрестности Болгарской антарктической станции не является критической.Следует отметить, что станция Св. Климента Охридского заселена только летом, в отличие от других антарктических станций (станция Беллинсгаузен, станция Академик Вернадский, станция Генрик Артстовский, станция Скотт Бейс, станция Ферраз). Это, безусловно, положительно сказывается на антропогенном воздействии на окрестности станции.

На основании полученных данных можно сделать вывод об обнаружении фоновых источников ПАУ в криозолях острова Ливингстон.

Особое внимание следует уделять концентрации ПАУ в точке отбора проб L26 (Ханна-Пойнт, Главное здание.) Эта точка находится прямо на станции «Св. Климент Охридский ». Тип почвы здесь относится к категории «Транспортировка токсичных криозолей» (WRB, 2015). ∑ 15 ПАУ на данный момент составляет 455,1 мкг × кг −1 (основной вклад составляет: NAP 170 мкг × кг −1 , PYR 60 мкг × кг −1 , ANA 41 мкг × кг −1 , FLT 38 мкг × кг −1 , IPY 25,8 мкг × кг −1 , BaP 19 мкг × кг −1 (Рисунок 2). 7 канцерогенные ПАУ 92,8 мкг × кг -1 .Значения концентраций ПАУ в Токсичной почве намного выше по сравнению с другими исследованными естественными почвами.

Обычно ПАУ могут быть связаны не только с процессами горения, но они также обнаруживаются в сточных водах, небольших разливах нефти и естественных источниках, включая просачивание нефти (Martins et al., 2010). Для определения источника происхождения ПАУ были рассчитаны различные соотношения пар изомеров ПАУ. Этот метод идентификации зарекомендовал себя как надежный и широко используемый в исследованиях по определению природы происхождения ПАУ (Yunker et al., 2002). Соотношения использованных пар изомеров ПАУ показаны в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 . Возможные соотношения изомеров ПАУ.

Анализ результатов расчета соотношений пар изомеров ПАУ (таблица 4) делает выводы о природе происхождения ПАУ в почвах и криоконитах Болгарской антарктической станции «Св. Климента Охридского »и его окрестностей.

ТАБЛИЦА 4 . Соотношение изомеров ПАУ в исследованных почвах и криоконитах.

Значение отношения ∑ Pyr ПАУ / ∑ 15 ПАУ показало, что все изученные ПАУ являются результатом разливов нефти, процессов горения или продуктов базового источника.Однако этот показатель носит слишком общий характер и для лучшего понимания процессов происхождения ПАУ следует опираться на результаты предыдущих расчетов соотношений. Также соотношение ∑ LMW PAHs / HMW PAHs показало, что ПАУ во всех точках отбора проб (кроме L21) имеют петрогенное происхождение.

Значение ANT / (ANT + PHE) показывает, что все точки, кроме L26, имеют естественное происхождение (т. Е. Исходный источник). В точке L26 эти ПАУ являются результатом процессов горения. Значение отношения FLU / (FLU + PYR) характеризует исходный источник этих ПАУ.

Представляют интерес результаты, полученные путем расчета отношения BaA / (BaA + CHR) и IPY / (IPY + BPE). Чаще всего авторы относят ПАУ к продуктам горения, что дает результаты, аналогичные нашим (Yunker et al., 2002; Martins et al., 2010). Однако Хаустов, Редина (2016) отмечают, что значение этих соотношений от 0,19 до 1,0 типично для данных фоновых концентраций ПАУ в почвах северной и средней тайги (Хаустов, Редина, 2016). Поскольку климатические условия острова Ливингстон аналогичны климатическим условиям северной тайги, следует признать, что появление этих ПАУ больше связано с естественными, чем с антропогенными источниками.Большинство источников используют эти два соотношения для определения ПАУ в местах с высокой антропогенной нагрузкой (Yan et al., 2006; Jiang et al., 2019; Gardes et al., 2020). Поскольку в условиях Антарктики не существует практики сжигания древесного топлива, угля и травы, эти два соотношения дали противоречивые результаты. Кроме того, некоторые исследователи отмечают, что на концентрацию ПАУ в фазе частиц значительное влияние оказывала температура в атмосфере западной части Антарктики (Na et al., 2020). Значения всех остальных полученных изомерных соотношений хорошо согласуются с условиями антропогенной нагрузки и возможным влиянием внешних факторов на характер происхождения ПАУ.Значение BaP / BPE для всех точек, кроме L26, не связано с источником трафика. Из значения отношения PHE / ANT и FLU / PYR видно, что эти ПАУ в точке L26 образуются в результате пирогенных процессов, по другим образцам значения характерны для петрогенных процессов образования ПАУ.

Для перекрестной проверки природы происхождения ПАУ были построены двояковыпуклые графики между некоторыми значениями полученных соотношений (Рисунок 3).

РИСУНОК 3 . Двукратные графики соотношений изомеров ПАУ.

Как видно на рисунке выше, значения корреляции показывают высокую статистическую корреляцию между собой ( r 2 > 0,66). На всех нанесенных рисунках особняком стоит образец почвы L26, отобранный непосредственно на территории антарктической станции. Все ПАУ для этой почвы, которые показаны на визуализированных соотношениях, имеют пирогенное (горючее) происхождение. Наличие ПАУ пирогенного происхождения вызвано установкой для сжигания дизельного топлива, используемого для удаления отходов, а также дизель-электрогенератором, который снабжает станцию ​​электроэнергией.

БаП-эквивалент концентраций ПАУ

Учитывая, что не все химические загрязнители имеют ПДК в почвах, особенно региональные ПДК для Антарктического континента, был рассчитан БаП-эквивалент концентраций ПАУ. Поскольку в ЕС и США контроль ПАУ в различных средах осуществляется на основе расчета рисков для здоровья человека, для удобства было решено использовать стандарты, принятые в российском природоохранном законодательстве.

В России контроль концентраций различных ПАУ в окружающей среде основан на мониторинге 3-4 бенз (а) пирена. Согласно законам об охране окружающей среды, его предельно допустимая концентрация (ПДК) в почве составляет 20 мкг × кг -1 (Гигиенические нормы, 2006). Методы расчета BaP-эквивалентов хорошо изучены и давно применяются при изучении антропогенного воздействия на природные территории (USEPA, 1993; Verbruggen et al., 2001; Jung et al., 2010). Метод позволяет оценить действие как комплекса ПАУ, так и каждого из них в отдельности (Bari et al., 2010; Дженнингс, 2012).

Значения эквивалентов

BaP были рассчитаны путем простого умножения концентраций ПАУ на значения токсичного эквивалентного фактора (TEF) (Nisbet and Lagoy, 1992). Бензо (а) пирен был одним из первых химических канцерогенов, идентифицированных более 70 ° лет назад. Во многих юрисдикциях используются TEF, применяемые к их эквивалентам BaP для регулирования других PAH (Loeb and Harris, 2008; Jennings, 2012; Shamilishvili et al., 2016).

Значения токсичности исследуемых ПАУ по 3-4 бенз (а) пирену представлены на рисунке 4.Как видно из полученных результатов, для токсичной почвы (точка L26) БаП-эквивалентов 15 ПАУ составляет 56,2 мкг × кг −1 , что более чем в 2 раза превышает нормы природоохранного законодательства России. Основной вклад в БаП-эквиваленты ∑ 15 ПАУ составляют: ДБА 30,0 мкг × кг −1 , БаП 19,0 мкг × кг −1 , МПГ 2,58 мкг × кг −1 . №7 канцерогенный ПАУ составляет 54,6 мкг × кг −1 , что также более чем в 2 раза превышает российский стандарт.Следует отметить, что доля канцерогенных ПАУ в БаП-эквивалентах составляет более 90 процентов.

РИСУНОК 4 . Концентрации ПАУ в БаП – эквиваленте, мкг × кг −1 .

Для естественных антарктических почв соотношение различных ПАУ в БаП - эквивалентах существенно отличается от токсичного образца почвы. Практически для всех образцов естественной почвы 15 ПАУ в БаП-эквивалентах близко к 34 мкг × кг −1 . Основной вклад во всех случаях составляет DBA 30 мкг × кг -1 , МПГ 2 мкг × кг -1 , остальные ПАУ значительно меньше.№7 канцерогенных ПАУ в эквиваленте БаП для всех естественных почв близко к 33 мкг × кг -1 с долей ДБА более 90%.

Учитывая, что концентрации ДБА в токсичных и естественных почвах одинаковы (6 мкг × кг −1 ), можно сказать, что исходный источник ДБА в БаП-эквивалентах в почвах и криоконитах больше, чем российский ПДК 3- 4 бензо (а) пирен.

Содержание потенциально токсичных элементов

На рисунке 5 показано содержание потенциально токсичных элементов в почвах и криоконитах.Zn имеет самое высокое содержание среди всех металлов. В образце почвы из антропогенной зоны (L26) концентрация Zn составляет 75,7 мг × кг −1 . Самая низкая концентрация обнаружена в образце L1A –16,5 мг × кг –1 . Высокие концентрации Zn зафиксированы на L6 и L10, хотя почвы на этих территориях не подвергаются антропогенной нагрузке. Как видно на диаграмме, представленной на рисунке 4, вариабельность концентраций других металлов значительно ниже по сравнению с цинком.Содержание существенно не меняется. Минимальное содержание среди всех потенциально токсичных элементов наблюдается для Cd, максимальная концентрация зафиксирована в точке L10–0,509 мг × кг –1 .

РИСУНОК 5 . Содержание потенциально токсичных элементов в почве острова Ливингстон, мг × кг −1 .

Потенциально токсичные элементы в почвах с антропогенной нагрузкой (токсичный транспорт криозолей) в следующем соотношении: Zn> Cu> Pb> Ni> Cr> Cd. Криозоль Орнитный: Zn> Ni> Cu> Pb> Cr> Cd.Типичные криозоли и криокониты в большинстве случаев: Zn> Cu> Ni> Pb> Cr> Cd.

Ранее уже публиковались некоторые результаты исследований содержания потенциально токсичных элементов в почвах, криоконитах и ​​орнитогенных отложениях Антарктического континента. В криоконитах о. Кинг-Джордж зафиксировано содержание потенциально токсичных элементов в следующем порядке: Zn> Cu> Ni> Cr> Pb> Cd (Поляков и др., 2020). В антропогенно загруженных почвах острова Роберт возле чилийского убежища Луис Ризопатрон концентрации были в следующем порядке Cr> Cu> Zn> Ni> Pb> Cd (Нето и др., 2017). Техносоли из залива Хоуп, станция Эсперанса показали связь Pb> Zn> Cu> Ni> Cr> Cd. С чрезвычайно высоким содержанием Pb 19381 мг × кг −1 и содержанием Cd 44 мг × кг −1 (Bueno Guerra et al., 2011). Остров Кинг-Джордж, Стрейнджер-Пойнт, орнитогенные почвы возле колоний пингвинов Gentoo, показал соотношение потенциально токсичных элементов: Cu> Zn> Pb> Cr> Ni> Cd при концентрации Cu 389,98 мг × кг −1 и концентрации Cd равной 3.93 мг × кг −1 (Celis et al., 2015). К сожалению, почвы острова Ливингстон плохо изучены с точки зрения содержания тяжелых металлов, поэтому ниже приводится сравнение с результатами нескольких исследований почв острова Ливингстон и острова Кинг-Джордж, так как они схожи по климатическим условиям и находятся на небольшом расстоянии. на остров Ливингстон. Vlček et al. (2017) представляют данные для девственных почв на острове Ливингстон (район мыса Ханна), которые аналогичны нашим результатам для ненарушенных почв.Авторы отмечают наибольшую концентрацию цинка (55 мг × кг −1 ) в ненарушенных почвах, что совпадает с нашими данными (Vlček et al., 2017). Результаты для других тяжелых металлов также аналогичны. Исследования Santos et al. (2005); Vlček et al. (2017); Bueno et al. (2018) приводят данные о содержании микроэлементов металлов как в нетронутых почвах острова Кинг-Джордж, так и в антропогенно загруженных территориях вблизи антарктических станций. Данные этих исследователей для нетронутых почв в целом аналогичны нашим.Для антропогенно нагруженных территорий есть сходство по содержанию Cu, Zn и Pb. В почвах Антарктической научной базы Артигас были обнаружены в среднем Zn 63.1, Cu 52.2 и Pb 6.3 мг × кг −1 (Bueno et al., 2018). Для почв бразильской антарктической станции Команданте Ферраз (Ферраз) приведены данные о средней концентрации цинка 52 мг / кг (Santos et al., 2005). Также нами зафиксированы максимальные концентрации Zn, Cu и Pb среди всех исследованных металлов в пробе почвы, отобранной на территории станции «Св.Климент Охридский »(точка L26).

Статистический анализ полученной матрицы данных концентраций микроэлементов показал, что большинство элементов находятся в тесной корреляционной взаимосвязи (таблица 5).

ТАБЛИЦА 5 . Корреляция рангов Спирмена (r) между концентрациями потенциально токсичных элементов (жирные корреляции значимы при p <0,05).

Значимые коэффициенты корреляции Спирмена ( r > 0,61) были получены практически для элементов.Особенно важны высокие значения корреляции между Ni и Zn ( r - 0,91), Cr и Zn ( r - 0,85) и между Cd и Cu ( r - 0,82).

Классификация загрязнения почвы

Остров Ливингстон недостаточно изучен с точки зрения фоновых концентраций следов металлов в почве, поэтому мы использовали концентрации следов металлов в почвах острова Кинг-Джордж для расчета индекса геоаккумуляции ( I geo ).Остров Кинг-Джордж - ближайший к острову Ливингстон крупный остров, они очень похожи по климатическим условиям и входят в состав Южных Шетландских островов. Существует множество публикаций о содержании тяжелых металлов в нетронутых почвах острова Кинг-Джордж (Amaro et al., 2015; Dalfior et al., 2016; Алексеев, Абакумов, 2020; Поляков и др., 2020). На основании этих исследований мы рассчитали средние значения концентраций тяжелых металлов в нетронутых почвах Южных Шетландских островов. Получены следующие значения геохимического фона ( B n ): Cu – 63, Pb – 5.65, Zn – 42,6, Cd – 0,25, Ni – 11,83 и Cr – 22,95 мг × кг –1 .

В большинстве изученных почв значения I geo для всех изученных потенциально токсичных элементов меньше нуля ( I geo 0 ), что позволяет классифицировать их как Практически незагрязненные (Рисунок 6).

РИСУНОК 6 . I geo значений для исследованных почв в районе пгт.Климента Охридского ».

Значения выше нуля регистрируются в точках отбора проб L28, L10 и L26. В точке L28 значение I geo для Cd равно 3,46. Эта почва характеризуется как сильно загрязненная ( 3 geo 4 ). Также высокий уровень содержания Cd по сравнению с фоновыми значениями зафиксирован в точке L10, значения I geo , индекс равен 2.26. Загрязнение Cd характеризуется как От умеренно до сильного загрязнения ( 2 geo 3 ). Наибольшие значения индекса I geo находятся в точке L26. Загрязнение свинцом и цинком здесь характеризуется как Сильно загрязненный ( 3 geo 4 ). I geo значения для Pb и Zn в точке L26 составляют 3,85 и 3,82 соответственно.Следует отметить, что исследуемый район вблизи точки L26 антропогенно загружен, пробы почвы отбирались непосредственно на территории Болгарской антарктической станции. Bueno et al. (2018) приводит данные о загрязнении почвы станции Ферраз (остров Кинг-Джордж) на основе расчетов индекса Igeo. Определен уровень загрязнения Zn (от среднего до сильного) и Cr (умеренно загрязненный) (Bueno et al., 2018). Можно отметить сходство с характером загрязнения почв на территории станции «Св.Климент Охридский ».

Усредняя значения I geo для всех точек, соотношение уровней загрязнения выглядит следующим образом: Cr> Cu> Pb> Cd> Ni> Zn. Со значениями Cr и Zn, равными -0,32 и -1,94 соответственно. Средние значения для всех потенциально токсичных элементов характеризуются как практически незагрязненные ( I geo ≤ 0).

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Вклад авторов

EA - полевые работы, концептуализация, TN - лабораторные анализы, обработка данных, MG - написание рукописи, RY - полевые работы, обработка данных. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, проекты № 18–04–00900, 19–54–18003 и 19–05–50107.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают огромную благодарность участникам и организаторам Российской и Болгарской антарктических национальных экспедиций. И Научный парк Санкт-Петербургского государственного университета, Центр химического анализа и материаловедения за помощь в проведении текущих анализов почвы.

Ссылки

AAD (2009). Антарктида: 1000-метровые изолинии. 1: 45 000 000 . Австралия: Австралийский антарктический отдел.

Абакумов Э., Лодыгин Э., Габов Д., Крыленков В. (2014). [Содержание полициклических ароматических углеводородов в почвах Антарктиды на примере российских полярных станций]. Gig Sanit 1, 31–35.

Google Scholar

Абакумов Э. В., Парникоза И. Ю., Лупачев А. В., Лодыгин Э. Д., Габов Д. Н., Кунах В. А. (2015). [СОДЕРЖАНИЕ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОЧВАХ РЕГИОНОВ АНТАРКТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ]. Gig Sanit 94, 20–25.

Google Scholar

Agency, U.С.Э.П. (1986). SW-846 Метод испытаний 8310: Многоядерные ароматические углеводороды . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Эйслаби, Дж., Балкс, М., Астори, Н., Стивенсон, Г., и Саймонс, Р. (1999). Полициклические ароматические углеводороды в почвах, загрязненных мазутом, Антарктида. Chemosphere 39 (13), 2201–2207. doi: 10.1016 / s0045-6535 (99) 00144-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эйслаби, Дж. М., Балкс, М. Р., Фогт, Дж. М., и Уотерхаус, Э.Дж. (2004). Разливы углеводородов на антарктических почвах: последствия и управление. Environ. Sci. Technol. 38 (5), 1265–1274. doi: 10.1021 / es0305149

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Алексеев И., Абакумов Е. (2020). Содержание и распределение микроэлементов и полициклических ароматических углеводородов в почвах приморской Антарктиды. Environ. Монит. Оценивать. 192 (11), 1–22. doi: 10.1007 / s10661-020-08618-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Amaro, E., Падейро, А., де Ферро, А. М., Мота, А. М., Леппе, М., Веркулич, С. и др. (2015). Оценка загрязнения микроэлементами на полуострове Файлдс (остров Кинг-Джордж) и острове Ардли, Антарктика. Март Загрязнение. Бык. 97 (1-2), 523–527. doi: 10.1016 / j.marpolbul.2015.05.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Aronson, R. B., Thatje, S., McClintock, J. B., and Hughes, K. A. (2011). Антропогенное воздействие на морские экосистемы Антарктиды. Ann.New York Acad. Sci. 1223 (1), 82–107. doi: 10.1111 / j.1749-6632.2010.05926.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бэк, С., Филд, Р., Голдстоун, М., Кирк, П., Лестер, Дж. И Перри, Р. (1991). Обзор атмосферных полициклических ароматических углеводородов: источники, судьба и поведение. Water Air Soil Pollut. 60 (3-4), 279–300. doi: 10.1007 / bf00282628

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Balmer, J. E., Hung, H., Yu, Y., Letcher, R. J., and Muir, D.К. Г. (2019). Источники и экологическая судьба пирогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в Арктике. Новые загрязнители 5, 128–142. doi: 10.1016 / j.emcon.2019.04.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bargagli, R. (2006). Экосистемы Антарктики: загрязнение окружающей среды, изменение климата и антропогенное воздействие . Берлин, Германия: Springer Science & Business Media.

Бари М.А., Баумбах Г., Куч Б. и Шеффкнехт Г.(2010). Частично-фазовые концентрации полициклических ароматических углеводородов в атмосферном воздухе сельских жилых районов на юге Германии. Air Qual. Атмос. Здоровье 3 (2), 103–116. doi: 10.1007 / s11869-009-0057-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бейерсманн, Д. и Хартвиг, А. (2008). Канцерогенные соединения металлов: последние сведения о молекулярных и клеточных механизмах. Arch. Toxicol. 82 (8), 493–512. doi: 10.1007 / s00204-008-0313-y

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Будзинский, Х., Джонс, И., Беллок, Дж., Пиерард, К., и Гарригес, П. (1997). Оценка загрязнения отложений полициклическими ароматическими углеводородами в устье Жиронды. Mar. Chem. 58 (1-2), 85–97. doi: 10.1016 / s0304-4203 (97) 00028-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bueno, C., Kandratavicius, N., Venturini, N., Figueira, R., Pérez, L., Iglesias, K., et al. (2018). Оценка концентрации следов металлов в наземной и водной среде вблизи антарктической научной базы Артигас (остров Кинг-Джордж, Приморская Антарктика). Water Air Soil Pollut. 229 (12), 1–11. doi: 10.1007 / s11270-018-4045-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bueno Guerra, M. B., Schaefer, C. E. G. R., Rosa, P. d. Ф., Симас, Ф. Н. Б., Перейра, Т. Т. К., и Перейра-Филхо, Э. Р. (2011). Загрязнение тяжелыми металлами вековых техногенных техносолей в заливе Хоуп, Антарктический полуостров. Water Air Soil Pollut. 222 (1-4), 91–102. doi: 10.1007 / s11270-011-0811-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кабреризо, А., Дакс Дж., Барсело Д. и Джонс К. К. (2012). Влияние содержания органических веществ и деятельности человека на присутствие органических загрязнителей в антарктических почвах, лишайниках, траве и мхах. Environ. Sci. Technol. 46 (3), 1396–1405. doi: 10.1021 / es203425b

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Селис, Дж. Э., Барра, Р., Эспехо, В., Гонсалес-Акуна, Д., и Хара, С. (2015). Концентрации микроэлементов в биотических матрицах пингвинов папуа (Pygoscelis Papua) и прибрежных почвах из разных мест Антарктического полуострова. Вода, загрязнение воздуха и почвы 226 (1). doi: 10.1007 / s11270-014-2266-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

CEP (2011). План управления Особо охраняемым районом Антарктики (ООРА) № 149 КЕЙП-ШИРРЕФФ И ОСТРОВ САН-ТЕЛМО . ОСТРОВ ЛАЙВИНГСТОН, ЮЖНЫЕ ШЕТЛЕНДОВЫЕ ОСТРОВА. Буэнос-Айрес, Аргентина.

Чен Дж. И Блюм Х. (1997). Воздействие человеческой деятельности на наземную экосистему Антарктики: обзор. Polarforschung 65 (2), 83–92.

Google Scholar

Chunhui, W., Shaohua, W., Shenglu, Z., Yaxing, S., and Jing, S. (2017). Характеристики и идентификация источников полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в городских почвах: обзор. Педосфера 27 (1), 17–26. DOI: 10.1016 / S1002-0160 (17) 60293-5

Google Scholar

Кук, Дж., Эдвардс, А., Такеучи, Н. и Ирвин-Финн, Т. (2016). Криоконит. Прог. Phys. Геогр. Earth Environ. 40 (1), 66–111. doi: 10.1177 / 03015616574

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dalfior, B.М., Рориз, Л. Д., Джуниор, Р. Ф., де Фрейтас, А. К., да Силва, Х. Э., Карнейро, М. Т. W. и др. (2016). Оценка содержания Pb, Cd, Sn, Co, Hg, Mo и as в почве полуострова Файлдс в Антарктиде. Quimica Nova 39 (8), 893–900. DOI: 10.21577 / 0100-4042.20160134

Google Scholar

EPA, U. (2007). Метод 3550C – Ультразвуковая экстракция. Тест. Методы оценки твердых отходов, физико-химические методы 3, 1–17.

Google Scholar

Fang, G., Wu, Y.-S., Chen, M.-H., Ho, T.-T., Huang, S.-H., and Rau, J.-Y. (2004). Исследование полициклических ароматических углеводородов в Тайчжуне, Тайвань, в 2002–2003 годах. Атмос. Environ. 38 (21), 3385–3391. doi: 10.1016 / j.atmosenv.2004.03.036

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Frenot, Y., Chown, S.L., Whinam, J., Selkirk, P.M., Convey, P., Skotnicki, M., et al. (2005). Биологические вторжения в Антарктику: масштабы, воздействия и последствия. Biol. Ред. 80 (1), 45–72. DOI: 10.1017 / s14647

006542

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Габов Д. Н., Безносиков В. А., Кондратенок Б. М. (2007). Полициклические ароматические углеводороды в фоновых подзолистых и глеевых торфяно-подзолистых почвах. Eurasian Soil Sc. 40 (3), 256–264. doi: 10.1134 / s10642230039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Габов Д. Н., Безносиков В. А., Кондратенок Б. М., Яковлева Е. В. (2008). Образование полициклических ароматических углеводородов в почвах северной и средней тайги. Eurasian Soil Sc. 41, 1180–1188. doi: 10.1134 / s106422

10069

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gao, P., Xu, M., Liu, Y., da Silva, E. B., Xiang, P., and Ma, L.Q. (2019). Новые и унаследованные ПАУ в городских почвах четырех малых городов: концентрации, распространение и источники. Sci. Total Environ. 685, 463–470. doi: 10.1016 / j.scitotenv.2019.05.403

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gardes, T., Portet-Koltalo, F., Debret, M., Humbert, K., Levaillant, R., Simon, M., et al. (2020). Временные тенденции, источники и взаимосвязь между характеристиками отложений и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и полихлорированными бифенилами (ПХБ) в кернах отложений из притока большого устья Сены, Франция. Заявл. Геохим. 122, 104749. doi: 10.1016 / j.apgeochem.2020.104749

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гиличинский Д., Абакумов Е., Абрамов А., Федоров-Давыдов Д., Горячкин С., Лупачев А. и др. (2010). Почвы средней и нижней Антарктики: разнообразие, география, температурный режим. Всемирный конгресс почвоведения, Почвенные решения Q20 для меняющегося мира . Брисбен, Австралия, 1–6.

ГОСТ Р. (1996). R 8.563–96. Государственная система измерений: методика проведения измерений .

Google Scholar

Гран-Шойч, А., Рамос-Зунига, Дж., Фуэнтес, Э., Браво, Д., и Перес-Доносо, Дж. М. (2020). Влияние совместного загрязнения ПАУ и тяжелыми металлами на бактериальные сообщества загрязненных дизельным топливом почв Южных Шетландских островов, Антарктида. Микроорганизмы 8 (11), 1749. doi: 10.3390 / microorganisms8111749

PubMed Реферат | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hale, R. C., Kim, S. L., Harvey, E., La Guardia, M. J., Mainor, T. M., Bush, E. O., et al. (2008). Базы антарктических исследований: местные источники огнезащитных составов полибромдифенилового эфира (PBDE). Environ. Sci. Technol. 42 (5), 1452–1457. doi: 10.1021 / es702547a

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hodson, A.J. (2014). Понимание динамики черного углерода и связанных с ним загрязняющих веществ в ледниковых системах. ПРОВОДА Вода 1 (2), 141–149. doi: 10.1002 / wat2.1016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Howsam, M., and Jones, K. C. (1998). Источники ПАУ в окружающей среде. в ПАУ и родственных соединениях (Берлин, Гейдельберг: Springer), 137–174. doi: 10.1007 / 978-3-540-49697-7_4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hwang, H.-M., Wade, T.Л. и Серикано Дж. Л. (2004). Дестабилизированные лизосомы и удаление полициклических ароматических углеводородов и полихлорированных бифенилов у восточных устриц ( Crassostrea virginica ). Environ. Toxicol. Chem. 23 (8), 1991–1995. doi: 10.1897 / 03-467

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гигиенические нормы, G. (2006). 2.1. 7.2041 06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Утверждено Главным санитарным врачом Российской Федерации 23 января.

Google Scholar

ISO, S. Q. (1998). Определение кадмия, хрома, кобальта, меди, свинца, марганца, никеля и цинка в экстрактах почвы царской водки. Пламенные и электротермические атомно-абсорбционные спектрометрические методы . Международная организация по стандартизации. Женева.

Иванов, Л. (2015). Общая география и история острова Ливингстон . София: Болгарские антарктические исследования: синтез. Университетское издательство Св. Климента Охридского, 17–28.

Дженнингс А. А. (2012). Международные нормативные требования к воздействию канцерогенных или мутагенных полициклических ароматических углеводородов на поверхность почвы. J. Environ. Manag. 110, 82–102. doi: 10.1016 / j.jenvman.2012.05.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, F., Ren, B., Hursthouse, A., Deng, R., and Wang, Z. (2019). Распространение, идентификация источников и экологические риски для здоровья потенциально токсичных элементов (ПТЭ) в почве района таллиевых рудников (юго-западный Гуйчжоу, Китай). Environ. Sci. Загрязнение. Res. 26 (16), 16556–16567. doi: 10.1007 / s11356-019-04997-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jung, K. H., Yan, B., Chillrud, S. N., Perera, F. P., Whyatt, R., Camann, D., et al. (2010). Оценка канцерогенности и мутагенности бензо (а) пирена в жилых помещениях и на открытом воздухе полициклическими ароматическими углеводородами, подвергающимися воздействию маленьких детей в Нью-Йорке. Ijerph 7 (5), 1889–1900. doi: 10.3390 / ijerph7051889

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кенникатт, М.К., Свит, С. Т., Фрейзер, В. Р., Стоктон, В. Л., и Калвер, М. (1991). Посадка на мель Bahia Paraiso в гавани Артур, Антарктида. 1. Распределение и судьба углеводородов, связанных с разливами нефти. Environ. Sci. Technol. 25 (3), 509–518. doi: 10.1021 / es00015a020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хайри, М. А., Колб, М., Мостафа, А. Р., Эль-Фики, А., и Бахадир, М. (2009). Оценка риска полициклических ароматических углеводородов в полузамкнутом бассейне Средиземного моря, подверженном влиянию деятельности человека (залив Абу-Кир, Египет). J. Hazard. Матер. 170 (1), 389–397. doi: 10.1016 / j.jhazmat.2009.04.084

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаустов А., Редина М. (2016). Индикаторные соотношения концентраций полициклических ароматических углеводородов для геоэкологических исследований эколого-технических объектов. Геоэкология Инженерная Геол. Гидрогеол. Геокриол. 3, 220–233.

Google Scholar

Li, Q., Kang, S., Wang, N., Li, Y., Li, X., Dong, Z., et al. (2017). Состав и источники полициклических ароматических углеводородов в криоконитах ледников Тибетского плато. Sci. Total Environ. 574, 991–999. doi: 10.1016 / j.scitotenv.2016.09.159

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Liu, K., Hou, S., Wu, S., Zhang, W., Zou, X., Yu, J., et al. (2021 г.). Оценка загрязнения тяжелыми металлами в атмосферных выпадениях в 1950-2016 гг. Н.э. из снежной ямы на Куполе А, Восточная Антарктида. Environ. Загрязнение. 268 (Pt B), 115848. doi: 10.1016 / j.envpol.2020.115848

PubMed Abstract | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лодыгин, Э. Д., Чуков, С. Н., Безносиков, В. А., Габов, Д. Н. (2008). Полициклические ароматические углеводороды в почвах Васильевского острова (Санкт-Петербург). Eurasian Soil Sc. 41 (12), 1321–1326. doi: 10.1134 / s106422

20107

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мандалакис, М., Цапакис, М., Цога, А.и Стефану Э. Г. (2002). Концентрации газовых частиц и распределение алифатических углеводородов, ПАУ, ПХД и ПХДД / Ф в атмосфере Афин (Греция). Атмос. Environ. 36 (25), 4023–4035. doi: 10.1016 / s1352-2310 (02) 00362-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мадридский протокол. (1998). Протокол по охране окружающей среды к Договору об Антарктике, Мадрид, 4 октября 1991 г., 30 ILM 1461 (по состоянию на 14 января 1998 г.).

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинс, К.К., Бисего, М. К., Роуз, Н. Л., Танигучи, С., Лоуренсо, Р. А., Фигейра, Р. К. Л. и др. (2010). Исторические данные о полициклических ароматических углеводородах (ПАУ) и сфероидальных углеродистых частицах (SCP) в кернах морских отложений в заливе Адмиралтейства, остров Кинг-Джордж, Антарктида. Environ. Загрязнение. 158 (1), 192–200. doi: 10.1016 / j.envpol.2009.07.025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинс, К. К., Бисего, М. К., Танигучи, С., и Монтоне, Р.С. (2004). Алифатические и полициклические ароматические углеводороды в поверхностных отложениях в заливе Адмиралтейства, остров Кинг-Джордж, Антарктида. Antartic Sci. 16 (2), 117–122. doi: 10.1017 / s0954102004001932

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Morillo, E., Romero, A. S., Maqueda, C., Madrid, L., Ajmone-Marsan, F., Grcman, H., et al. (2007). Загрязнение почвы ПАУ в городских почвах: сравнение трех европейских городов. J. Environ. Монит. 9 (9), 1001–1008. DOI: 10.1039 / b705955h

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Muller, G. (1979). Schwermetalle in den Sedimenten des Rheins: Veranderungen seit 1971 Umschau, 79, 778–783. (на немецком).

CrossRef Full Text

Na, G., Gao, Y., Li, R., Gao, H., Hou, C., Ye, J., et al. (2020). Распространение и источники полициклических ароматических углеводородов в атмосфере и почве с 2013 по 2019 год на полуострове Файлдс, Антарктида. Март Загрязнение. Бык. 156, 111173. doi: 10.1016 / j.marpolbul.2020.111173

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Negri, A., Burns, K., Boyle, S., Brinkman, D., and Webster, N. (2006). Загрязнение отложений, двустворчатых моллюсков и губок пролива Мак-Мердо, Антарктида. Environ. Загрязнение. 143 (3), 456–467. doi: 10.1016 / j.envpol.2005.12.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нето, Э. Д., Герра, М. Б. Б., Томазини, А., Дахер, М., де Андраде, А. М., и Шефер, К. (2017). Загрязнение почвы токсичными металлами возле антарктического убежища на острове Роберт, Приморская Антарктика: стратегия мониторинга. Water Air Soil Pollut. 228 (2). doi: 10.1007 / s11270-017-3245-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нисбет, И. К. Т., и Лагой, П. К. (1992). Факторы токсической эквивалентности (TEF) для полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Регул. Toxicol. Pharmacol. 16 (3), 290–300. doi: 10.1016 / 0273-2300 (92)

-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Падейро, А., Amaro, E., dos Santos, M. M. C., Araújo, M. F., Gomes, S. S., Leppe, M., et al. (2016). Загрязнение и доступность следовых элементов на полуострове Файлдс, остров Кинг-Джордж, Антарктида. Environ. Sci. Процесс. Удары 18 (6), 648–657. doi: 10.1039 / c6em00052e

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pandey, P. K., Patel, K. S., and Lenicek, J. (1999). Полициклические ароматические углеводороды: необходимость оценки рисков для здоровья в Индии? Изучение городского и промышленного расположения в Индии. Environ. Монит. Оценивать. 59 (3), 287–319. doi: 10.1023 / a: 1006169605672

CrossRef Полный текст | Google Scholar

PND, F. (2003). 16.1: 2: 2.2: 3.39-03. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения массовой доли бензо (А) пирена в почвах, донных отложениях и твердых отходах с помощью жидкостного хроматографа Люмахром.

Google Scholar

Поляков В., Абакумов Е., Мавлюдов Б. (2020). Черный углерод как источник микроэлементов и питательных веществ в ледяном щите острова Кинг-Джордж в Антарктиде. Науки о Земле 10 (11). doi: 10.3390 / geosciences10110465

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pourret, O., and Hursthouse, A. (2019). Пора заменить термин «тяжелые металлы» на «потенциально токсичные элементы» при описании экологических исследований. Ijerph 16 (22), 4446. doi: 10.3390 / ijerph26224446

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ravindra, K., Wauters, E., and Van Grieken, R. (2008). Вариация уровней твердых частиц ПАУ и их связь с трансграничным перемещением воздушных масс. Sci. Total Environ. 396 (2-3), 100–110. doi: 10.1016 / j.scitotenv.2008.02.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сантос, И. Р., Сильва-Филхо, Э. В., Шефер, К. Э. Г. Р., Альбукерке-Филью, М. Р., и Кампос, Л. С. (2005). Загрязнение тяжелыми металлами прибрежных отложений и почв вблизи бразильской антарктической станции, остров Кинг-Джордж. Март Загрязнение. Бык. 50 (2), 185–194. doi: 10.1016 / j.marpolbul.2004.10.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шамилишвили, Г., Абакумов Э., Габов Д., Алексеев И. (2016). Особенности фракционного состава полициклических ароматических углеводородов и многоэлементного загрязнения почв городских территорий и их гигиенические характеристики (на примере почв функциональных зон Санкт-Петербурга). Gig Sanit 95 (9), 827–837.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Smykla, J., Szarek-Gwiazda, E., Drewnik, M., Knap, W., and Emslie, S.D. (2018). Естественная изменчивость основных и микроэлементов в неорнитогенных гелизоилах мыса Эдмонсон, Северная Земля Виктории, Антарктида. Polish Polar Res. 39 (1), 19–50. doi: 10.24425 / 118737

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Снейп, И., Риддл, М. Дж., Старк, Дж. С., Коул, К. М., Кинг, К. К., Дюкесн, С. и др. (2001). Управление и восстановление загрязненных участков на станции Кейси, Антарктика. Polar Rec. 37 (202), 199–214. doi: 10.1017 / s0032247400027236

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Soclo, H.H., Garrigues, P., and Ewald, M. (2000). Происхождение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в прибрежных морских отложениях: тематические исследования в районах Котону (Бенин) и Аквитании (Франция). Март Загрязнение. Бык. 40 (5), 387–396. doi: 10.1016 / s0025-326x (99) 00200-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

SW, EPA (1996). «Метод испытаний 846 3660C: Очистка силикагеля». Агентство по охране окружающей среды США .

Тин Т., Флеминг З. Л., Хьюз К. А., Эйнли Д. Г., Конвей П., Морено К. А. и др. (2009). Воздействие местной деятельности человека на окружающую среду Антарктики. Antartic Sci. 21 (1), 3–33. doi: 10.1017 / s09541020022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Tobiszewski, M., and Namieśnik, J. (2012). Диагностические коэффициенты ПАУ для определения источников выбросов загрязняющих веществ. Environ. Загрязнение. 162, 110–119. doi: 10.1016 / j.envpol.2011.10.025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тревизани, Т. Х., Петти, М. А. В., Рибейро, А. П., Корбизье, Т. Н. и Фигейра, Р. К. Л. (2018). Концентрации тяжелых металлов в бентосной трофической сети залива Мартель, залив Адмиралтейства (остров Кинг-Джордж, Антарктида). Март Загрязнение. Бык. 130, 198–205. doi: 10.1016 / j.marpolbul.2018.03.031

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Агентство по охране окружающей среды США. Предварительное руководство по количественной оценке риска полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США, Управление исследований и разработок, Управление здравоохранения и оценки окружающей среды.

Verbruggen, E. M. J., Posthumus, R., and Van Wezel, A. (2001). Экотоксикологические концентрации серьезного риска для почвы, донных отложений и (грунтовых) вод: обновленные предложения для первой серии соединений.doi: 10.2118 / 68741-ms

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Vlček, V., Juřička, D., and Míková, J. (2017). Концентрация тяжелых металлов в отдельных почвах и отложениях острова Ливингстон, острова Десепшн, острова Кинг-Джордж, острова Джеймса Росса (Антарктида). Чешская Полярная Республика 7 (1), 18–33.

Google Scholar

Ван, З., Ма, X., На, Г., Линь, З., Дин, К., и Яо, З. (2009). Корреляция между физико-химическими свойствами ПАУ и их распределением в почве, мхе и навозе северных оленей в Ню-Олесунне в Арктике. Environ. Загрязнение. 157 (11), 3132–3136. doi: 10.1016 / j.envpol.2009.05.014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уотерхаус, Э. Дж. (2001). Регион моря Росса 2001: доклад о состоянии окружающей среды в районе моря Росса в Антарктиде. Редактор Э. Дж. Уотерхаус (Крайстчерч, Новая Зеландия: Антарктический институт Новой Зеландии (Антарктика, Новая Зеландия)).

Рабочая группа IUSS WRB (2015). Всемирная справочная база почвенных ресурсов 2014 г., обновление 2015 г. Международная система классификации почв для обозначения почв и создания легенд для почвенных карт.Доклад о мировых почвенных ресурсах № 106. Рим: ФАО.

Ян Б., Абраджано Т. А., Бопп Р. Ф., Бенедикт Л. А., Чаки Д. А., Перри Э. и др. (2006). Совместное применение δ13C и молекулярных соотношений в кернах отложений для распределения источников ПАУ в комплексе гавани Нью-Йорка / Нью-Джерси. Org. Геохим. 37 (6), 674–687. doi: 10.1016 / j.orggeochem.2006.01.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, З., Фэн, Дж., Ню, Дж., И Шен, З. (2008). Высвобождение полициклических ароматических углеводородов из кернов отложений реки Янцзы в периоды моделирования ресуспендирования. Environ. Загрязнение. 155 (2), 366–374. doi: 10.1016 / j.envpol.2007.11.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юнкер М. Б., Макдональд Р. У., Вингарзан Р., Митчелл Р. Х., Гойетт Д. и Сильвестр С. (2002). ПАУ в бассейне реки Фрейзер: критическая оценка соотношений ПАУ как индикаторов источника и состава ПАУ. Org. Геохим. 33 (4), 489–515. doi: 10.1016 / s0146-6380 (02) 00002-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, W., Чжан, С., Ван, К., Юэ, Д., Йе, Й. и Ван, X. (2008). Диагностика источников полициклических ароматических углеводородов в стоках городских дорог, пыли, дождях и канавах. Environ. Загрязнение. 153 (3), 594–601. doi: 10.1016 / j.envpol.2007.09.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bodenbehandlungen und Baugrundverbesserungen im Straßenbau

Обработка почвы - это улучшение почвы, квалифицированное улучшение почвы (улучшение почвы с более строгими требованиями) и стабилизация почвы с помощью вяжущих.Их используют при земляных работах и ​​строительстве дорог. Для улучшения почвы используются стандартные связующие, а также смешанные связующие в соответствии с информационным листом для производства и применения смешанных связующих. Обработка почвы - это экономический процесс, позволяющий сберечь природные ресурсы (например, гравий, щебень) и позволить переработку неподходящих почв.

Хотя улучшение почвы полезно для кондиционирования почвы, увеличение прочности может быть ограниченным. Для повышения прочности необходимо перейти ко второму этапу, называемому стабилизацией грунта.

Требования к улучшению почвы и места применения определены в немецких стандартах ZTV E-StB и ZTV Beton-StB и RStO. Испытания на пригодность необходимы для улучшения почвы с помощью вяжущих. Пригодность улучшений почвы, квалифицированных улучшений почвы и стабилизаторов почвы должна быть проверена в соответствии с TP BF-StB, часть B 11.3 «Eignungspruefung fuer Bodenverbesserungen». Испытания на пригодность в соответствии с TP BF-StB, часть B 11.1 «Eignungspruefung fuer Bodenverbesserungen» должны проводиться для стабилизации грунта при земляных работах.Гидравлически связанные слои основания должны быть испытаны в соответствии с ТП Бетон-СтБ. Новые правила испытаний TP BF-StB, часть 11.1 и TP BF-StB, часть 11.3, включают инструкции и рабочие инструкции по испытаниям грунтов, испытаниям смесей грунт-вяжущее и испытаниям вяжущих, связанных с требуемой прочностью и морозостойкостью. сопротивление. Они также предоставляют рекомендации по использованию гидравлических вяжущих, извести и смешанных вяжущих. Они заменяют часть B 11.1 "Eignungspruefungen fuer Bodenverfestigung mit hydraulischen Bindemitteln" и часть 11.5 "Eignungspruefung bei Bodenverbesserung und Bodenverfestigung mit Feinkalk und Kalkhydrat". Новая часть B 11.3 включает испытания на уплотнение и испытания на прочность для подтверждения необходимой несущей способности грунтов или засыпного материала, состоящего из мелкозернистых и смешанных грунтов.

Образец: модернизированный материал: стабилизация почвы - уплотнение почвы - улучшение почвы с помощью добавок

Стабилизация почвы, улучшение почвы и уплотнение почвы сегодня имеют широкий спектр преимуществ и преимуществ, не ограничиваясь только дорожно-строительными работами.

Основным преимуществом «модернизированного материала» является снижение уровня контуров земляных работ до основной цели, минимизация затрат на строительство и ускорение хода работ.

Наша добавка не является вяжущим материалом, таким как цемент или известь. Вместо этого он должен присутствовать в почве только для того, чтобы обеспечить более плотную подстилку и почти полностью предотвратить последующее набухание. Влага и мороз не действуют вместе с цементом или известью. Добавка снижает поверхностное натяжение воды вокруг частиц почвы, так что барьерная пленка, окружающая частицы, рассеивается, чтобы поверхности частиц сцеплялись друг с другом.Это вызывает агломерацию мелких частиц и улучшает определенные характеристики почвы за счет эффекта морозостойкости вместе с оптимизированными фазами клинкера для цемента.

Кроме того, вместе с нашей добавкой ваша дорога будет дешевле на 1 $ / м 2 за счет сохранения высокого содержания цемента в одобренной системе. Обычно экономия цемента составляет от 50% до 70%.

Процесс модификации извести и стабилизации грунта цементом заключается в строительстве дороги из следующего неподходящего материала земляного полотна (CBR <2):

Улучшение извести с использованием небольшого количества неоткалиброванной извести для снижения содержания влаги, превращая влажный / неподходящий материал в пригодный для использования и уплотняемый строительный материал с проектной целью всего 5% CBR .

Чтобы обеспечить образование покрывающего замещающего слоя, связующие вещества и наша добавка вводятся в основной материал вместе с добавлением воды. Затем материал уплотняется слоем 15% CBR или, например, при замене закрывающего слоя.

Замена подосновного слоя в качестве примера для дополнительных связующих добавок в материал, что дает более прочный и долговечный конечный продукт с морозостойкими кретериями с минимальным целевым значением 25 % CBR пропитка (40% CBR), дополнительная толщина базовый слой можно уменьшить.

Вы не можете напрямую сравнивать немецкие стандарты, такие как RStO, ZTV или TP (technische Prüfvorschrift), с другими стандартами, но принципы проектирования всегда одинаковы.

Американский стандарт под названием "AASHTO" отвечает Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта.

Грунты, улучшенные мелкой известью и цементом, уже зарекомендовали себя в строительных работах. Это не только в конечном счете основано на значениях почвы, которые фактически могут быть измерены.

Практически любой доступный грунт можно производить морозостойким или с более высокой несущей способностью в сочетании с преимуществами более низкого содержания цемента и нашего почвоулучшителя, чтобы снизить затраты на строительство.

Замена почвы, не способной выдержать нагрузку при влажности и морозе, больше не требуется, можно сократить расходы и избежать ненужной транспортировки.

Это активный вклад в снижение затрат и защиту окружающей среды в рамках утвержденного метода и спецификаций в стране исполнения.

Преимущества по сравнению с адаптированной традиционной стабилизацией грунта:

- Наиболее подходящий метод стандартизированного уплотнения почвы при смешивании на месте и смешивании в растениях

- Дополнительные затраты на добавку с лихвой компенсируются экономией на связующих до 60%

- Экономия 25% от общих затрат на обычное уплотнение грунта с использованием «только цемента» вполне реальна

- Сильное снижение водопоглощения за счет снижения активности капилляров

- Проктор Оптимум обработанной почвы ниже, а плотность выше

- Сильное снижение чувствительности к воде

- Снижение набухания и усадки

- Система TS представляет собой высокотехнологичную систему стабилизации и гидроизоляции грунта, которая отличается от традиционных методов, поскольку делает уплотнение почвы гидравлическими вяжущими полностью необратимым.

- Уменьшение углеродного следа за счет замены измельченных материалов

- Идеально подходит для иммобилизации существующих загрязнений в почвах

- Соответствует тропическим регионам, а также критериям морозостойкости связных грунтов северных стран

Экономичный:

Улучшение свойств, а также несущей способности почвы является постоянным, и улучшение можно наблюдать за короткое время под влиянием движения.Повышение твердости и устойчивости обработанного грунта обеспечит более длительный срок службы и, следовательно, большую экономию за счет меньшего ухода.

Поскольку почва играет ведущую роль, применение системы TS очень простое. Такое же количество добавки требуется практически для любого грунта, чтобы получить желаемый результат. Другими сильными сторонами TS System являются:

- Простое приложение с использованием всего имеющегося оборудования

- Подосновные слои могут быть построены с существующей почвой в соответствии с критериями морозостойкости

.

- Базовые слои с высокой степенью сцепления могут использоваться для дорожного строительства

Экологичность:

Постоянство и повышенная стабильность обработанного грунта обеспечивают более высокую долговечность и, следовательно, дополнительную экономию благодаря более низким затратам на техническое обслуживание.

Система TS работает с любым типом почвы, так как активирует силы сцепления почвы и существенно и надолго снижает влияние воды. Система TS постоянно модифицирует почву сама по себе и, таким образом, может использоваться на месте или в процессе предварительного смешивания на заводе. После добавления в почву он поддерживает действие системы.

Система TS - это высокотехнологичная система стабилизации и гидроизоляции грунта, которая отличается от традиционных методов тем, что делает уплотнение полностью необратимым.

Простое приложение, выполненное с использованием всего имеющегося оборудования.

TS основан на природных химических веществах, которые разрушают приставшую водную пленку и приводят к необратимой агломерации мелких частиц, существенно снижая капиллярный подъем воды. Высокая эффективность TS защищает почву, особенно от впитывания воды. Это позволяет лучше уплотнять обработанный грунт и увеличивает желаемую плотность во время и при движении.

Характеристики:

- Лучшая уплотняемость за счет изменения характеристик воды в почве

- Сильное снижение водопоглощения за счет снижения активности капилляров

- Проктор Оптимум обработанной почвы ниже, а плотность выше

- Сильное снижение чувствительности к воде

- Снижение набухания и усадки

Высокая эффективность TS защищает почву, особенно от замачивания в воде.Это позволяет лучше уплотнять обработанный грунт и увеличивает желаемую плотность во время и при движении.

Гуминовые кислоты и фульвокислоты, содержащиеся в почве, которые отрицательно влияют на характеристики схватывания, сводятся к минимуму за счет реакций ионного обмена.

Агломерация самых тонких компонентов увеличивает способность укладки, энергия уплотнения сводится к минимуму, и положение укладки может быть увеличено аналогичным образом.

Мы не можем заменить известь и цемент, но мы можем значительно улучшить их вяжущие свойства земельными материалами вместе с нашими добавками.


Дозировка:

В дополнение к меньшему количеству гидравлических вяжущих, от 0,4 до 1,6 л добавки вносится на 1 м 3 почвы.

Точное количество смеси зависит от оптимальной влажности почвы. Фиксированная дозировка добавки составляет 1: 175 в воде оптимальной плотности стабилизированного грунта по Проктору.

Форма Excel доступна в нашей области загрузки, чтобы определить количество добавки в зависимости от состояния почвы на месте.

Цена:

Наша продажная цена является самой низкой, франко-завод Recke в Германии плюс транспортировка до клиента.

Международные заказы только в IBC.

Для получения дополнительной информации, а также о скидках для клиентов и способах оплаты, пожалуйста, свяжитесь с г-ном Нильсом Польманном по адресу Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein !.

Преимущества для стабилизации почвы с нашим добавлением:

- Возможна стабилизация для пустынного песка (круглые частицы).

- Экономия до 60% содержания цемента.

- Минимальные затраты за счет добавки.

- Минимизация транспортных маршрутов и затрат.

- Менее дорогая, чем сопоставимые традиционные системы стабилизации грунта.

- Устойчив к проникновению влаги. -Даже без верхнего покрытия / дорожного покрытия.

ПРОЕКТНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ МОДИФИКАЦИИ ИЛИ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЧВЫ

Наша политика заключается в том, чтобы свести к минимуму нарушение схемы движения и задержки, которые вызывают сегодняшние автомобилисты, когда это возможно, во время строительства или реконструкции государственных дорог и мостов.Инженеры INDOT часто сталкиваются с проблемой строительства дорожного полотна на или с грунтом, который не обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать колесные нагрузки, возникающие при строительстве или в течение срока службы дорожного покрытия. Иногда бывает необходимо обработать эти почвы, чтобы обеспечить устойчивое земляное полотно или рабочую площадку для строительства дорожного покрытия. Результатом этих обработок является то, что меньше времени и энергии требуется на производство, обработку и укладку дорожных и мостовых насыпей и земляного полотна и, следовательно, меньше времени на завершение процесса строительства, что сокращает сбои и задержки в движении.

Эти обработки обычно подразделяются на два процесса: модификация почвы и стабилизация почвы. Целью модификации земляного полотна является создание рабочей площадки для строительной техники. Эта модификация в процессе проектирования дорожного покрытия не учитывается.

Целью стабилизации земляного полотна является повышение прочности земляного полотна. Эта повышенная прочность затем учитывается в процессе проектирования дорожного покрытия. Стабилизация требует более тщательной методологии проектирования во время строительства, чем модификация.Методы модификации или стабилизации земляного полотна включают физические процессы, такие как уплотнение грунта, смешение с гранулированным материалом, подрезание и замена, и химические процессы, такие как смешивание с цементом, добавками.

Свойства грунта, такие как прочность, сжимаемость, гидравлическая проводимость, удобоукладываемость, способность к набуханию и тенденции изменения объема, могут быть изменены различными методами модификации или стабилизации грунта. Модификация земляного полотна должна учитываться для всех проектов реконструкции и новых трасс.При использовании требуется модификация или стабилизация по всей ширине дорожного полотна, включая обочины или бордюры.

Лабораторные испытания

Химическая модификация или стабилизация

Изменение свойств почвенного индекса путем добавления таких химикатов, как цемент, летучая зола, известь или их комбинация, часто изменяет физические и химические свойства почвы, включая цементацию частиц почвы. Есть два основных механизма, с помощью которых химические вещества превращают почву в устойчивое земляное полотно:

1.Увеличение размера частиц за счет цементации, внутреннего трения между агломератами, большей прочности на сдвиг, снижения индекса пластичности и снижения потенциала усадки / набухания.

2. Поглощение и химическое связывание влаги, облегчающее уплотнение.

Стандарты тестирования должны проводиться заранее, чтобы соответствовать установленным стандартам. Определение может быть выполнено с помощью AASHTO T 153 / T136 на основе испытаний на долговечность по ASTM D 559 и D 560 или других местных стандартов в соответствии с указанными стандартами страны.Для ЕС и Германии основными техническими характеристиками являются ZTV E StB, ZTV Beton-StB и BF-StB.

Специальная стабилизация алевритисто-глинистых материалов (более 35% руды, проходящей через сито № 200) Группы A-2 и A-4 до группы A-7 рекомендуется для архивирования критериев для земляного полотна, основания и до критериев основания. . Экономия может быть достигнута на толщине минеральных слоев.

Морозостойкость является дополнительной к требуемой CBR, определяемой мин. пропитанный CBR от 40% после стабилизации грунта при использовании цемента.

Корреляция CBR / EV2

EV 2 = 7,5 * CBR 0,75 для связных и несвязных грунтов, взаимосвязь между значением CBR и модулем деформации Ev2 (WEINGART, 1998)

полезен в пропитанном состоянии для стабилизации грунта. Это означает, что EV 2 около 70 МН / м 2 эквивалентно CBR 20% в условиях замачивания в условиях отсутствия заморозков, а EV 2 около 120 МН / м 2 эквивалентно CBR 40 % Для промерзших участков связанного уплотненного грунта необходимо обеспечить на месте.Это просто проверить на месте с помощью легкого дефлектометра в соответствии с ASTM E2835-11.

Пример проектирования дорожной одежды 1

Пример стабилизации грунта для слабого земляного полотна:

Существующий CBR на нестабилизированном земляном полотне составляет 5%, после стабилизации грунта 3% цемента с добавкой (после 28 дней выдержки) CBR увеличивается до 20%, для испытаний в условиях замачивания в течение 24 часов под водой. Расчет содержания цемента должен быть доведен до CBR до 40%, «морозостойкого» путем стандартизованной стабилизации грунта (требуется 50% достигнутого CBR в пропитанном состоянии с 20% CBR).

Цель состоит в том, чтобы достичь «сухой» CBR 40% в зонах без заморозков, в дальнейшем «сухой» CBR 80% в зонах морозных зон должен быть достигнут на состоянии образца. Содержание цемента или гидравлических вяжущих должно быть заранее определено лабораторными испытаниями. С нашей добавкой содержание цемента 3% будет соответствовать критериям.

Расчетная толщина 10 дюймов стабилизации грунта (уплотняется в 1 слой методом смешивания по месту). Уплотнение нижнего насыпи / нижнего земляного полотна (фиктивный уровень образования) не требуется, если стабилизация грунта проводится на толщине мин.10 дюймов.

Вопрос:

Сколько мы можем сэкономить на дорожном покрытии (уменьшении толщины минеральных слоев) или слоях основного слоя, используя стабилизацию грунта для земляного полотна?

Метод:

Из приведенной ниже таблицы для данного значения CBR грунтового основания и значения нагрузки на колесо выберите соответствующее значение толстой кривой «комбинированной толщины поверхности, основания и вспомогательной линии», которая даст общую толщину дорожного покрытия.

С помощью наших добавок мы увеличиваем показатель CBR земляного полотна простым способом, называемым «стабилизацией грунта».

Определение толщины дорожного покрытия в соотв. к коэффициенту несущей способности (CBR) земляного полотна в Калифорнии при условии, что образец пропитан

Ответ:

до 10-дюймового минерального слоя можно сохранить, используя дополнительную стабилизацию грунта на 10 дюймов, когда CBR замачивания достигает 20% методом стабилизации.

Экономия:

- 10-дюймовый базовый слой = 10 USD минус 2 USD за стабилизацию грунта земляного полотна с добавками

- 8 долларов США за м 2 плюс затраты на утилизацию, можно сэкономить на транспортировке 10-дюймовых земляных материалов

- на 20% выгоднее при экономии вяжущих веществ, чем стабилизация грунта (уплотнение грунта) «только цементом»

- до 70% экономии цемента

Дополнительную информацию, включая предварительную презентацию нашего продукта, можно найти в разделе «Загрузки»

Пример проектирования дорожной одежды 2

Исходный проект дорожного покрытия без стабилизации грунтового основания

Предварительное определение SN / Layer Coefficient

Коэффициент надежности R = 0.95%

Общее стандартное отклонение S o = 0,45 для гибкого покрытия

Модуль упругости грунтового основания для CBR 10% M R = 11,150 (фунт / кв. Дюйм)

На основе «Руководства по проектированию AASHTO 2002» с M R = 2555 x CBR 0,64 с M R = 2555 x 10 0,64 = 11,152 фунт / кв.дюйм, что равно минимальному значению E v2 из 45 МН / м 2 на земляном полотне по европейским стандартам.

Приложение нагрузки на одну ось Вт 18 = 14 млн. Msa = 7 млн ​​мс / переулок

Расчетная эксплуатационная пригодность Дельта потерь PSI = P o -P t = 2,5-0,0 = 2,5 (требуется мин.)

Предложение по улучшению существующей конструкции дорожного покрытия с стабилизацией грунта земляного полотна

Стабилизация почвы, улучшение почвы и консолидация почвы методами смешанного или смешанного типа имеют широкий спектр преимуществ и преимуществ в сегодняшних дорожно-строительных работах.

Из-за мягкого грунта на этапе II и неподходящего грунта, который необходимо заменить подходящим заполнителем, стабилизация грунта возможна путем добавления небольшого количества цемента. Цель состоит в том, чтобы увеличить показатель CBR намачивания до 25% земляного полотна. Консолидированный слой должен быть ок. 25 см.

Без изменения критериев проектирования исходной конструкции дорожного покрытия путем добавления стабилизации грунта к земляному полотну, это приводит к снижению значения SN и, таким образом, к уменьшению слоев дорожной конструкции.

Дополнительные преимущества:

  • Покрывающие слои не требуются.
  • Геотекстиль в качестве фильтрующего слоя не требуется.
  • Уменьшение толщины основания.
  • Уменьшение толщины основания.
  • Минимизация перевозки.
  • Связные перенасыщенные грунты можно стабилизировать негашеной известью / цементом
  • Нет неподходящего материала из-за «переработанного материала»
  • Более экономичный метод строительства.
  • Более низкие выбросы углекислого газа по сравнению с традиционным методом строительства.

Основным преимуществом является снижение уровня контуров земляных работ, снижение затрат на строительство и ускорение хода работ.

Проектным заданием должно быть выполнение этапа II по стабилизации существующего земляного полотна (связных грунтов, илистого материала) до 25% пропитки CBR. Точное количество цемента определяется при лабораторных испытаниях.

Эскизный расчет со стабилизацией грунта и исходными заявленными проектными параметрами:

Расчет модуля упругости стабилизированного грунтового основания для целевого CBR 25%

На основе «Руководства по дизайну AASHTO 2002» с:

MR = 2555 x CBR 0.64 с MR = 2555 x 25 0,64 = 20,048 psi

Проект структурного номера (СН) по стабилизации грунта земляного полотна по номограмме:

Итого:

При стабилизации грунта на расстоянии 25 см от насыпи слой основания можно уменьшить на 4 см, а дополнительный слой основания - на 10 см. Не требуется покровного слоя и геотекстиля.

корреляция EV2, CBR и пропитанный CBR

Призрачная труба

Monotropa uniflora карта ареала.База данных USDA PLANTS.

Monotropa uniflora . Фотография сделана Шантель ДеЛэй, ботаником, Национальный заповедник Чекуамегон-Николе.

Monotropa uniflora . Фотография сделана Шантель ДеЛэй, ботаником, Национальный заповедник Чекуамегон-Николе.

Трубка Ghost (

Monotropa uniflora L.)

Автор Chantelle DeLay

Трубка-призрак (также известная как Indianpipe) - член семейства Monotropaceae.Члены этого семейства ранее считались частью семейства вересковых, но недавние данные свидетельствуют о том, что их следует рассматривать отдельно. Название рода Monotropa по-гречески означает «один поворот», относящийся к резкому изгибу верхушки стебля, а специфический эпитет на латыни означает «один цветок». Этот местный вид растений встречается на большей части территории Соединенных Штатов в гумусе, в глубоких тенистых лесах на низких и средних высотах. Он заметно отсутствует на всей территории Скалистых гор.Этот вид также встречается в Азии.

Эти многолетние растения обычно имеют высоту 4-8 дюймов, с небольшими чешуевидными листьями и белыми пятираздельными цветками. У растений только один цветок на стебле, а цветение происходит примерно с июня по сентябрь. Стебли можно найти по отдельности, но обычно их можно найти небольшими группами.

Он поражает внешним видом, потому что он полностью белый, хотя отдельные особи могут иметь розовую окраску и черные точки.Как это растение выживает без зеленого пигмента хлорофилла? Хлорофилл отвечает за использование солнечной энергии для производства углеводов, процесс, известный как фотосинтез. Труба-призрак поглощает питательные вещества и углеводы из корней деревьев через промежуточный источник - миккоризные грибы родов Russula и Lactarius . Доктор Том Волк дает прекрасное подробное объяснение этого трехэтапного процесса с анимированными диаграммами на своей веб-странице «Грибок месяца Тома Волка» за октябрь 2002 года.Кроме того, ознакомьтесь с разделом «Празднование полевых цветов , воры из пустоши - микотрофные полевые цветы» для получения дополнительной информации об этих типах растений и связанных с ними видах.

Для получения дополнительной информации

Обзор

Введение

Компания Dakota разработала специальный инструмент для зеленого оптического скрининга TarGOST®. TarGOST был разработан исключительно для обнаружения каменноугольных смол, креозотов, тяжелых нефтей и днищ резервуаров. После всестороннего спектроскопического исследования поведения каменноугольной смолы Дакота создала этот метод, который дает монотонный отклик для каменноугольных смол на различных почвах.Лабораторные испытания TarGOST показывают, что система идеально подходит для определения зон загрязнения NAPL или источника на бывших заводах по производству газа (MGP) и на предприятиях по обработке древесины.

С использованием Тар ГОСТ

Система TarGOST разработана специально для преодоления низких уровней сигнала и часто серьезной немонотонной реакции, наблюдаемой на угольных смолах и креозотах с существующими системами флуоресценции на основе УФ-излучения. TarGOST не имеет пределов обнаружения, обычно наблюдаемых с UVOST на основе УФ-излучения для NAPL с более низкой молекулярной массой, скорее TarGOST фокусируется исключительно на картировании загрязнения NAPL с более высокой молекулярной массой (LOD = ~ 100-500 ppm NAPL на почве).

ТарГОСТ подтвердил свою пригодность для лесозаготовок:

  • Каменноугольная смола (коксование, бывшие газовые заводы и т. Д.)
  • Креозот
  • Сырая нефть
  • Бункер
  • Тяжелый дистиллят
  • Дриполен (олефиновый завод) побочный продукт)
  • DEHP / BEHP (некоторые - не все)
  • Биодизель

В настоящее время Дакота предлагает услугу ТарГОСТ по определению характеристик участков бывших газовых заводов (МГЗ) и деревообрабатывающих предприятий.Начиная с первого полномасштабного проекта определения характеристик площадки в июне 2003 года, система успешно применялась и проверялась в широком диапазоне условий площадки и платформ развертывания, включая , технологию прямого выталкивания и установки для испытаний на проникновение конуса (CPT). Развертывание баржи в настоящее время становится довольно обычным делом и продолжает оставаться растущей платформой развертывания для TarGOST.

Успешные системы восстановления / обработки требуют подробных знаний о распределении NAPL. TarGOST предоставляет эти знания с беспрецедентной скоростью, детализацией и эффективностью.

TarGOST + HP

Новый инструмент TarGOST + HP позволяет практикующему специалисту эффективно разграничивать каменноугольную смолу и креозот DNAPL, одновременно классифицируя масштабы литологической изменчивости, которые контролируют массовое хранение и перенос в исходных и дистальных сегментах плюма DNAPL. Эта уникальная комбинация технологий в одном инструменте сокращает время и затраты, устраняя при этом необходимость интеграции данных TarGOST и HPT из соседних скважин.

Гост грунты: ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *