ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной задачи экологии микроорганизмов -изучение особенностей изменения параметров функционального разнообразия микробных сообществ почв под влиянием комплекса негативных и позитивных воздействий. Исследования проводились с помощью авторского метода мультисубстратного тестирования МСТ, используя разработанную нами систему функционального микробиологического мониторинга "Эко-Лог", предполагающую автоматизированное получение большого набора (более 40) параметров функционального биоразнообразия с использованием оригинальных патентованных алгоритмов матобработки метаболических профилей сообщества - спектров потребляемых субстратов (СПС). За отчетный период было исследовано более 60 экспериментальных вариантов во временной динамике. Кроме метода МСТ измерялась активность дыхания и азотфиксации хроматографическими методами. В ходе проекта проделана следующая работа. 1)Проведены модельные опыты по оценке влияния ряда факторов внешней среды на параметры функционального биоразнообразия почвенного микробного сообщества дерново-подзолистой почвы (г Москва), а также модельного почвогрунта (МПГ), приготовленного промышленным способом (ИСО 11268-1). В качестве модельных негативных факторов воздействия использовали нефтепродукты, пестициды и тяжелые металлы Сu,Zn, Pb, а положительных - подстилочный навоз, гуминовые препараты и бактериальный комплекс чернозема – все в градиенте трех концентраций. Выявлены наиболее значимые параметры функционального биоразнообразия, выявляющие состояние изученных систем. Описан феномен сверхвлияния низких концентраций, и феномен адаптации к негативным воздействиям для ряда изученных объектов. С использованием оригинальных алгоритмов оценен реальный токсический эффект тяжелых металлов на микробное сообщество почв. Описаны отклики доза- эффект для изученных положительных и негативных факторов воздействия. 2) Проведен модельный опыт по выявлению протекторной роли гуматов и бакомплекса чернозема (БКЧ) на функциональное биоразнообразие модельного почвогрунта, загрязненного медью. Показано, что применение метода МСТ позволяет разделить позитивные и негативные воздействия, оказываемые на почвенную микробную систему и объективно оценить направление и интенсивность этих воздействий. Подтверждено токсическое влияние меди на параметры функционального биоразнообразия дыхание и азотфиксацию. Показано позитивное влияние гуминовых и бакпрепаратов, а особенно, комбинированных гуминово-бактериальных препаратов и подтвержден их детоксицирующий эффект на состояние микробной системы МПГ при загрязнении медью. 3)Проведена оценке качества почв различных функциональных зон г.Москва методом МСТ. Показано соответствие предложенной нами категорийной оценки качества почв методом МСТ нормативам СанПиН (параметр Zc и ОДК) и аналитическим данным. Впервые в истории была составлена комплексная карта схема состояния почв г. Москвы на основании комбинирования микробиологического и химического обследования. На основании матрицы непараметрических корреляций между исследованными химическими и биологическими факторами, показано, что основными агентами воздействия выступают Сu, Pb, Hg, бенз(а)пирен, подвижные формы калия и натрия и аммонийный азот. 4) Проведены эксперименты по сравнению спектров потребления субстратов, полученных с помошью метода МСТ и технологии субстрат-индуцированного дыхания. Отмечен зеркальный характер СПС, полученных разными методами, что привело к вводу понятия моментального и потенциального спектра субстратных предпочтений системы. Разработана и апробирована оксиметрическая технология измерения субстрат-индуцированного дыхания для оценки потребления субстратов микробными системами. Составлена сводная база знаний на основании всех данных, полученных в ходе проекта, объединяющая все исследованные воздействия. На основании непараметрического корреляционного анализа выявлена специфика и сила изученных воздействий и факторов. Применение нейросетевых алгоритмов позволило сгенерировать программные коды для точного их распознавания. Впервые описана иерархия субстратных предпочтений усредненного почвенного сообщества. Описаны особенности вкладов используемых субстратов в информативность СПС. Произведена модификация программного и аппаратного обеспечения системы «Эко-Лог» В результате выполнения проекта опубликована и введена в реестр МВИ «Методика выполнения измерений интенсивности потребления тест-субстратов микробными сообществами почв и почвоподобных объектов фотометрическим методом: ФР.1.37.2010.08619; ПНД Ф Т 16.1.17-10». М., 2010.