RU2460071C2 - Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances - Google Patents

Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances Download PDF

Info

Publication number
RU2460071C2
RU2460071C2 RU2010128433/10A RU2010128433A RU2460071C2 RU 2460071 C2 RU2460071 C2 RU 2460071C2 RU 2010128433/10 A RU2010128433/10 A RU 2010128433/10A RU 2010128433 A RU2010128433 A RU 2010128433A RU 2460071 C2 RU2460071 C2 RU 2460071C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
soil
substrate
test
root length
Prior art date
Application number
RU2010128433/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010128433A (en
Inventor
Ольга Вячеславовна Лисовицкая (RU)
Ольга Вячеславовна Лисовицкая
Вера Александровна Терехова (RU)
Вера Александровна Терехова
Original Assignee
Ольга Вячеславовна Лисовицкая
Вера Александровна Терехова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ольга Вячеславовна Лисовицкая, Вера Александровна Терехова filed Critical Ольга Вячеславовна Лисовицкая
Priority to RU2010128433/10A priority Critical patent/RU2460071C2/en
Publication of RU2010128433A publication Critical patent/RU2010128433A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460071C2 publication Critical patent/RU2460071C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: disclosed is a method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances. To this end, seeds are pre-soaked for a day in a solution of the analysed substance. The seeds are then let to germinate at 25°C for 3 days on a substrate mounted on a vertical transparent plastic container. The container is a base and a rectangular cover of equal size, which are placed in parallel and joined to each other on the entire perimeter by "button" type fasteners. The container allows for installation of a removable central horizontal partition wall for holding the substrate. Before germination, the substrate is moistened, a filter is placed on the substrate and seeds are placed on said filter in a single row along the line of the central horizontal partition wall at a distance of 1 cm from it. After germination, the root length of the sprouts is determined relative control. If the root length in the test samples is shorter than that of control samples by 20% or more, the analysed substance has a toxic effect, if the root length exceeds the control length, the analysed substance has a stimulating effect, in the rest of the cases, the analysed substance has no bioactivity or is weakly toxic.
EFFECT: method enables to conduct serial investigations, is characterised by simplicity and rapidness, seeds are exposed in a short period of time and there is no mechanical damage when determining root length.
3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способам биотестирования и оценки токсичности или биоактивности различных объектов и материалов с помощью биообъектов.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to methods of bioassay and assessment of toxicity or bioactivity of various objects and materials using bioobjects.

В условиях роста техногенной нагрузки на окружающую среду все более актуальными становятся вопросы оценки ее экологического благополучия. Появление новых поллютантов, а также синтез в гетерогенных условиях среды специфичных соединений, способных обладать существенно большим токсичным потенциалом, приводит к тому, что количественные показатели загрязнения, такие как ПДК, ПДУ, не могут охватить всего многообразия поллютантов, дать корректную оценку экологического благополучия исследуемых объектов. Кроме того, даже нетоксичные соединения при комбинированном действии могут вызывать значительный токсический эффект. В связи с этим в настоящее время растет интерес к биотест-системам, которые способны интегрально и оперативно дать токсикологическую характеристику природных и техногенных сред.In the context of an increase in the technogenic load on the environment, questions of assessing its environmental well-being are becoming increasingly relevant. The emergence of new pollutants, as well as the synthesis under heterogeneous environmental conditions of specific compounds capable of possessing significantly greater toxic potential, leads to the fact that quantitative pollution indicators, such as MPC, PDU, cannot cover the entire variety of pollutants, to give a correct assessment of the ecological well-being of the studied objects . In addition, even non-toxic compounds, when combined, can cause significant toxic effects. In this regard, there is currently growing interest in biotest systems that are able to integrally and quickly give a toxicological characterization of natural and technogenic environments.

Биотестирование считается эффективным методом оценки потенциальной опасности химического, физического или биологического воздействия на природные среды, в том числе почву. Принцип метода биотестирования в широком смысле основан на чувствительности живых организмов к экзогенному воздействию. Суть метода заключается в определении действия испытуемых веществ на специально выбранные организмы в стандартных условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или биохимических тест-реакций. Тест-реакцию (или тест-функцию) определяют как одну из закономерно возникающих ответных реакций тест-системы на воздействие комплекса внешних факторов. Количественным выражением тест-реакции является тест-параметр. Критерием токсичности служит значение тест-параметра или правило, на основании которого делают вывод о токсичности исследуемой пробы. В понятие «тест-система» включают пространственно ограниченную совокупность чувствительных биологических элементов (сенсоров) и исследуемой среды, в которой они находятся. Для обозначения основных элементов, составляющих тест-систему, широко применяются термины «тест-объект» и «тест-культура» (или «тест-организм»). При этом тест-объект правильно трактовать как пробу или образец, который подвергается исследованию и оказывает воздействие, вызывая тест-реакцию.Biotesting is considered an effective method of assessing the potential dangers of chemical, physical or biological effects on natural environments, including soil. The principle of the bioassay method in a broad sense is based on the sensitivity of living organisms to exogenous effects. The essence of the method is to determine the effect of the tested substances on specially selected organisms under standard conditions with the registration of various behavioral, physiological or biochemical test reactions. A test reaction (or test function) is defined as one of the naturally occurring responses of a test system to the effects of a complex of external factors. A quantitative expression of a test reaction is a test parameter. The toxicity criterion is the value of the test parameter or the rule on the basis of which a conclusion is drawn about the toxicity of the test sample. The concept of a “test system” includes a spatially limited set of sensitive biological elements (sensors) and the studied environment in which they are located. The terms “test object” and “test culture” (or “test organism”) are widely used to denote the main elements that make up a test system. In this case, the test object is correctly interpreted as a sample or a sample that is being studied and exerts an effect, causing a test reaction.

Известны различные подходы к оценке биологического воздействия токсикантов и других объектов окружающей среды на живые организмы. В качестве тест-объектов (тест-организмов) используются различные животные, растения, микроорганизмы (например дафнии, гидробионты, водоросли, микроорганизмы).Various approaches are known to assess the biological effects of toxicants and other environmental objects on living organisms. Various animals, plants, microorganisms (e.g. daphnia, aquatic organisms, algae, microorganisms) are used as test objects (test organisms).

Для этой же цели применяются способы фитотестирования как наиболее экспрессные и экономичные.For the same purpose, phytotesting methods are used as the most express and economical.

Фитотестирование широко используется не только как способ токсикологической оценки сред, например почв и вод, но и как весьма распространенный прием оценки токсичности или биоактивности различных материалов, химикатов, промышленных отходов. Особую востребованность фитотесты, наряду с другими биотестами, получили в новой сфере - интенсивно развивающейся технологии для оценки биобезопасности наноматериалов (Lin D. Phytotoxicity of nanoparticles: inhibition of seed germination and root growth // Environmental Pollutants, 2007, Vol.150, Iss.2, p.243-250).Phytotesting is widely used not only as a method of toxicological assessment of media, such as soil and water, but also as a very common method for assessing the toxicity or bioactivity of various materials, chemicals, industrial wastes. The phytotests, along with other biotests, have become especially popular in a new field - the rapidly developing technology for assessing the biosafety of nanomaterials (Lin D. Phytotoxicity of nanoparticles: inhibition of seed germination and root growth // Environmental Pollutants, 2007, Vol. 150, Iss.2 , p. 243-250).

Известен способ комплексного биотестирования воды, почвы, биологически активных веществ в фитотестах, который предусматривает выявление цитогенетических, генетических структурно-метаболических и морфофизиологических нарушений в фитотестах у Allium сера и Phaseolus vulgaris (RU 2322669, 2007).There is a method of complex biotesting of water, soil, biologically active substances in phytotests, which involves the identification of cytogenetic, genetic structural, metabolic and morphophysiological disorders in phytotests in Allium sulfur and Phaseolus vulgaris (RU 2322669, 2007).

Данный способ является сложным и трудоемким и как экспресс-методика не воспроизводится.This method is complex and time-consuming and cannot be reproduced as an express technique.

Известен также способ определения чувствительности растений к неблагоприятным факторам среды, в частности почвам, содержащим ионы алюминия, основанный на том, что семена растений проращивают в растворах с разной концентрацией хлорида алюминия (до 10-4 М). Определяют способность генотипов сортов растений активировать рост колеоптиля в ответ на присутствие низких концентраций ионов алюминия. Оценивают чувствительность сортов растений для определения наиболее адаптированных из них к росту на почвах, содержащих ионы алюминия. Фактически способ осуществляют следующим образом: семена помещают на полоску фильтровальной бумаги (10 см × 30 см), располагая их по верхней части широкой стороны бумаги, скручивают бумагу в виде рулона и помещают в стаканчики с тестовыми растворами. Растворы готовят на основе сульфата кальция (10-4 М). Проростки выращивают 7-10 дней, после чего измеряют длину вегетативной части (колеоптиля). Определение чувствительности к ионам алюминия проводят на основании степени интенсификации ростовых процессов, выраженных в увеличении линейных размеров колеоптиля.There is also a method for determining the sensitivity of plants to adverse environmental factors, in particular soils containing aluminum ions, based on the fact that plant seeds are germinated in solutions with different concentrations of aluminum chloride (up to 10 -4 M). The ability of genotypes of plant varieties to activate coleoptile growth in response to the presence of low concentrations of aluminum ions is determined. The sensitivity of plant varieties is evaluated to determine the most adapted of them to growth on soils containing aluminum ions. In fact, the method is as follows: the seeds are placed on a strip of filter paper (10 cm × 30 cm), placing them on the top of the wide side of the paper, curl the paper in the form of a roll and place them in cups with test solutions. Solutions are prepared on the basis of calcium sulfate (10 -4 M). The seedlings are grown for 7-10 days, after which the length of the vegetative part (coleoptile) is measured. The determination of sensitivity to aluminum ions is carried out on the basis of the degree of intensification of growth processes, expressed in an increase in the linear dimensions of coleoptile.

Данный способ позволяет оценить чувствительность растений к загрязнению почвы ионами алюминия, но он недостаточно удобен и не обеспечивает стабильной воспроизводимости результатов. Способ не может использоваться в полевых условиях как экспресс-методика.This method allows you to assess the sensitivity of plants to soil contamination by aluminum ions, but it is not convenient enough and does not provide stable reproducibility of the results. The method cannot be used in the field as an express technique.

Существующая в настоящее время методика (MP 2.1.7.2297-07 «Обоснование класса опасности отходов…») подразумевают проращивание семян в чашках Петри. При этом корешки в процессе роста сворачиваются, так как лежат на горизонтальной плоскости, в которую упираются. Вследствие этого рост корня вертикально вниз невозможен (Рис.1). В итоге корешки переплетаются между собой и скручиваются. По окончании опыта каждый корешок требуется аккуратно развернуть вручную и измерить с помощью линейки. Такая процедура очень трудоемка и существенно сказывается на качестве результатов.The current methodology (MP 2.1.7.2297-07 “Justification of the hazard class of waste ...”) involves the germination of seeds in Petri dishes. In this case, the roots curl during the growth process, since they lie on the horizontal plane into which they abut. As a result, root growth vertically down is impossible (Fig. 1). As a result, the roots are intertwined and twisted. At the end of the experiment, each root must be carefully deployed manually and measured using a ruler. Such a procedure is very time-consuming and significantly affects the quality of the results.

Существует также способ выращивания семян в сосудах с грунтом - в этом случае корни растут вертикально, но их требуется отмывать от земли, способ требует длительного проращивания (от 1 месяца) и трудоемкой постановки опыта (Рис.2).There is also a method of growing seeds in vessels with soil - in this case, the roots grow vertically, but they need to be washed from the ground, the method requires long-term germination (from 1 month) and labor-intensive setting up of the experiment (Fig. 2).

Задачей изобретения является создание способа определения биоактивности почв, грунтов, вод, отходов, препаратов гуминовых веществ, который позволял бы качественно, быстро и относительно просто осуществить фитотестирование, а также оценить его результаты.The objective of the invention is to provide a method for determining the bioactivity of soils, soils, water, waste, preparations of humic substances, which would allow qualitatively, quickly and relatively simply to carry out phytotesting, as well as evaluate its results.

Техническим результатом заявленного способа является обеспечение его упрощения, экспрессность, снижение времени тестирования и обеспечение высокой точности результатов. Ценным преимуществом заявляемого способа является расширение сферы его применения в отношении тестируемых сред материалов и препаратов, а также возможность проведения серийных исследований. Упрощение способа определения биоактивности достигается за счет использования прозрачных пластиковых контейнеров, в которых семена развиваются в двухмерном пространстве. В данном случае не требуется разворачивания скрученных корешков, не происходит их механических повреждений, разрывов, что сказывается на качестве результатов. Экспрессность обеспечивается 3-х дневным сроком экспозиции семян, что значительно быстрее существующих на данный момент методик. По окончании эксперимента возможно использование автоматического способа сбора данных с помощью компьютерной обработки цифровых изображений (фотоснимков) проростков, что дает высокую точность результатов. Возможно, также измерение корешков и линейкой прямо в контейнерах через прозрачную крышку, причем в этом случае корни не деформируются и не повреждаются, что имеет место при их извлечении из чашек Петри или других сосудов.The technical result of the claimed method is to ensure its simplification, expressness, reducing testing time and ensuring high accuracy of the results. A valuable advantage of the proposed method is the expansion of its scope in relation to the test environments of materials and preparations, as well as the possibility of conducting serial studies. A simplification of the method for determining bioactivity is achieved through the use of transparent plastic containers in which seeds develop in a two-dimensional space. In this case, the unfolding of twisted roots is not required, their mechanical damage and tearing does not occur, which affects the quality of the results. Expression is provided by a 3-day period of seed exposure, which is much faster than the currently existing methods. At the end of the experiment, it is possible to use an automatic method of collecting data using computer processing of digital images (photographs) of seedlings, which gives high accuracy of the results. It is also possible to measure the roots and the ruler directly in containers through a transparent cover, and in this case, the roots are not deformed and not damaged, which occurs when they are removed from Petri dishes or other vessels.

Предлагается способ определения биоактивности почв, грунтов, вод, отходов, препаратов на основе гуминовых веществ, который предусматривает проращивание семян растений как при непосредственном контакте с исследуемыми субстратами (на образцах почвы, грунта и т.п.), так и в присутствии исследуемого вещества путем приготовления водной вытяжки/суспензии из тестируемого объекта и пропитывания ею бумажной основы из фильтровальной бумаги, выступающей субстратом для роста растений. Далее для обозначения всех типов тестируемых веществ (как твердых, так и водных вытяжек или суспензий) будем использовать термин «субстрат». В случае проращивания семян непосредственно на твердом субстрате последний предварительно увлажняется дистиллированной водой в количестве, необходимом для достижения наименьшей полевой влагоемкости. Экспонирование (проращивание) семян осуществляется в течение 3-х дней при температуре 25°С.A method is proposed for determining the bioactivity of soils, soils, water, waste, preparations based on humic substances, which provides for the germination of plant seeds both in direct contact with the investigated substrates (on soil, soil, etc.) and in the presence of the test substance by preparing an aqueous extract / suspension from the test object and soaking it with a paper base of filter paper, which acts as a substrate for plant growth. Further, to denote all types of tested substances (both solid and aqueous extracts or suspensions) we will use the term “substrate”. In the case of seed germination directly on a solid substrate, the latter is pre-moistened with distilled water in the amount necessary to achieve the lowest field moisture capacity. Exposure (germination) of seeds is carried out for 3 days at a temperature of 25 ° C.

Проращивание семян проводят в вертикально установленном прозрачном пластиковом контейнере, который представляет собой основу и крышку прямоугольной формы одинаковые по размеру, установленные параллельно и соединенные между собой по всему периметру с помощью креплений типа «кнопка», при этом в контейнере предусмотрена возможность установления съемной центральной горизонтальной перегородки для фиксации размещенного в одной части контейнера сыпучего субстрата (почвы, грунта и т.п.). Чертеж используемого контейнера представлен на рисунке 3. Основу контейнера представляет емкость (определенного рода бокс) для размещения субстрата и поддержания роста растений. Она плотно закрывается плоской крышкой, препятствующей испарению влаги из контейнера. Соотношение длины к ширине у стенок контейнера - не более 1,5. После проращивания у проростков определяют длину корней и при снижении их длины в опытных образцах по сравнению с контрольными на 20% или более делают заключение о токсичном эффекте исследуемого вещества, при увеличении длины корней по сравнению с контролем - о стимулирующем эффекте, а в остальных случаях делают вывод об отсутствии биоактивности или слабой токсичности исследуемого вещества. В общем виде последовательность основных этапов постановки эксперимента по оценке биоактивности проб изложена ниже (Схема 1).Germination of seeds is carried out in a vertically installed transparent plastic container, which is a rectangular base and a lid of the same size, installed in parallel and interconnected around the entire perimeter using button-type fasteners, while the container provides for the possibility of installing a removable central horizontal partition for fixing loose substrate placed in one part of the container (soil, soil, etc.). The drawing of the container used is shown in Figure 3. The basis of the container is a container (a certain kind of box) for placing the substrate and supporting plant growth. It is tightly closed with a flat lid that prevents evaporation of moisture from the container. The ratio of length to width at the walls of the container is not more than 1.5. After germination, the length of the roots is determined in the seedlings and, with a decrease in their length in the test samples compared to the control by 20% or more, they make a conclusion about the toxic effect of the test substance, with an increase in the length of the roots compared to the control, they give a stimulating effect, and in other cases they do conclusion about the absence of bioactivity or low toxicity of the test substance. In general terms, the sequence of the main stages of the design of an experiment to evaluate the bioactivity of samples is described below (Scheme 1).

1. Пустой контейнер («основа») размещается на горизонтальной поверхности (например, на рабочем столе).1. An empty container (“base”) is placed on a horizontal surface (for example, on a desktop).

Figure 00000001
Figure 00000001

2. В один из отсеков основной части контейнера с помощью пинцета укладывается фильтровальная бумага (подложка), пропитанная водным раствором препарата (или водной вытяжкой из твердых образцов, которая плотно прилипает к основе контейнера и фиксируется между стенками контейнера.2. Filter paper (substrate) is placed in one of the compartments of the main part of the container with tweezers, impregnated with an aqueous solution of the preparation (or with an aqueous extract from solid samples, which adheres tightly to the container base and is fixed between the container walls.

Figure 00000002
Figure 00000002

3. Семена растений, предварительно замоченные в течение суток в водных растворах или водных вытяжках из тестируемых образцов, раскладываются на расстоянии 0.5-1 см от перегородки. Более чем на 1 см отступать от перегородки не рекомендуется, поскольку при дальнейшей вэкспозиции контейнера в вертикальном положении растущие вниз корни могут достигать нижней границы контейнера. При размещении семян на расстоянии более 1 см от перегородки нижняя часть корешка может начать загибаться, что приведет к необходимости его ручного выпрямления и усложнит эксперимент. В качестве тест-культуры обычно используются семена горчицы белой (Sinapis alba L.).3. Seeds of plants pre-soaked for 24 hours in aqueous solutions or aqueous extracts from the tested samples are laid out at a distance of 0.5-1 cm from the septum. Departing from the partition by more than 1 cm is not recommended, since with further exposure of the container in an upright position, the roots growing down can reach the lower boundary of the container. When placing seeds at a distance of more than 1 cm from the septum, the lower part of the root can begin to bend, which will lead to the need for manual straightening and complicate the experiment. As a test culture, white mustard seeds (Sinapis alba L.) are usually used.

Figure 00000003
Figure 00000003

4. Контейнер с семенами на подложке закрывается «крышкой», которая фиксируется при помощи замков-кнопок, и устанавливается вертикально. Семена проращиваются при 25°С в течение 3-х суток.4. The container with seeds on the substrate is closed with a “lid”, which is fixed with locks and buttons, and is installed vertically. Seeds germinate at 25 ° C for 3 days.

Figure 00000004
Figure 00000004

5. По истечении трех суток у проростков семян измеряют длину корешков (с помощью линейки либо автоматически путем переноса на компьютер цифровых изображений контейнеров с проростками). Измерения проводятся от точки начала роста корня до его нижней границы.5. After three days at the seedlings, the length of the roots is measured (using a ruler or automatically by transferring digital images of containers with seedlings to a computer). Measurements are taken from the point where the root begins to grow to its lower boundary.

Figure 00000005
Figure 00000005

Точка начала роста корня обычно хорошо заметна - она чуть толще самого корешка и стебля и отличается от них по цвету.The root growth start point is usually clearly visible - it is slightly thicker than the root and stem itself and differs in color from them.

Схема 1. Основные этапы определения биоактивностиScheme 1. The main stages of determining bioactivity

ПримерExample

В примере рассматриваются особенности определения биоактивности различных форм тестируемых веществ - как в твердом виде, так и в виде водных вытяжек/суспензий.The example discusses the features of determining the bioactivity of various forms of the tested substances - both in solid form and in the form of aqueous extracts / suspensions.

А) Твердые субстраты (на примере почвы)A) Solid substrates (for example, soil)

В качестве контроля используется эталонный субстрат (эталонная незагрязненная почва), выбор которого определяется целями исследований, либо подложка, пропитанная дистиллированной водой. Опыт проводят в 3-х повторностях (готовят 3 контейнера с контролем и 3 контейнера с тестируемым объектом).As a control, a reference substrate (reference unpolluted soil) is used, the choice of which is determined by the research objectives, or a substrate saturated with distilled water. The experiment is carried out in 3 replicates (3 containers with control and 3 containers with the test object are prepared).

1. Подготовка субстрата1. Preparation of the substrate

Тестирование проводится на объектах, насыщенных влагой до уровня наименьшей полевой влагоемкости. Берут около 1 дм3 тестируемой почвы и просеивают ее через сито диметром 2 мм, чтобы избежать попадания грубого материала. В градуированный лабораторный стакан кладут 90 см3 почвы и добавляют 50 мл дистиллированной воды. Почву размешивают с водой до тех пор, пока она не пропитается жидкостью, и затем отстаивают, после чего лишняя жидкость выступает на поверхности почвы. В зависимости от гранулометрического состава процесс влагонасыщения может занять от нескольких минут (для песчаных почв) до нескольких часов (для глинистых почв). Рассчитывают объем воды, необходимый для водонасыщения. Данный объем равен объему воды, добавленной в почву, за вычетом объема воды, образовавшейся на ее поверхности после отстаивания.Testing is carried out on objects saturated with moisture to the level of the lowest field moisture capacity. Take about 1 dm 3 of the test soil and sift it through a sieve with a diameter of 2 mm to avoid the ingress of coarse material. 90 cm 3 of soil are placed in a graduated laboratory beaker and 50 ml of distilled water is added. The soil is stirred with water until it is saturated with liquid, and then it is defended, after which excess liquid emerges on the surface of the soil. Depending on the particle size distribution, the moisture saturation process can take from several minutes (for sandy soils) to several hours (for clay soils). The volume of water required for water saturation is calculated. This volume is equal to the volume of water added to the soil, minus the volume of water formed on its surface after settling.

Лабораторным стаканом отмеряют 90 мл просеянной почвы и переносят ее в нижнее отделение контейнера. Почву увлажняют путем добавления дистиллированной воды в объеме, необходимом для достижения уровня наименьшей полевой влагоемкости. Используют шпатель, чтобы разровнять увлажненную почву в нижнем отделении контейнера.With a beaker, measure 90 ml of sifted soil and transfer it to the lower compartment of the container. The soil is moistened by adding distilled water in the amount necessary to achieve the lowest field moisture capacity. Use a spatula to level the moistened soil in the lower compartment of the container.

2. Размещение семян2. Seed placement

10 семян одного вида растения, предварительно замоченных в течение суток в растворе, содержащем исследуемое вещество (вытяжка), размещают по поверхности почвы в один ряд, на равном расстоянии друг от друга. Семена раскладывают примерно на расстоянии 1 см от центральной перегородки в контейнере. Далее разделительную перегородку вынимают, контейнер накрывают крышкой и защелкивают кнопки.10 seeds of one plant species, previously soaked for 24 hours in a solution containing the test substance (extract), are placed on the soil surface in one row at an equal distance from each other. Seeds are laid out approximately 1 cm from the central septum in the container. Next, the dividing wall is removed, the container is covered with a lid and the buttons snap.

На левый верхний угол основы контейнера приклеивают наклейку с указанием варианта опыта (тип почвы, тип семян, номер повторности),A sticker is stuck on the upper left corner of the base of the container indicating the type of experiment (soil type, seed type, repetition number),

3. Инкубация семян3. Seed incubation

6 заполненных контейнеров с семенами (3 с тестируемой почвой и 3 - с контрольной) размещают вертикально. Контейнеры ставят в инкубатор и экспонируют при 25°С в течение 3-х суток.6 filled containers with seeds (3 with test soil and 3 with control) are placed vertically. The containers are placed in an incubator and exposed at 25 ° C for 3 days.

4. Анализ результатов4. Analysis of the results

Подсчет количества проросших семянCounting the number of sprouted seeds

Подсчитывают количество проросших семян в контрольных экспериментах. Процент всхожести семян должен составлять не менее 80%, иначе семена характеризуются плохим качеством и их использование не достоверно.Count the number of sprouted seeds in the control experiments. The percentage of seed germination should be at least 80%, otherwise the seeds are characterized by poor quality and their use is not reliable.

Измерение длин корней проросших семян.Measuring the root lengths of germinated seeds.

Длина корешка отсчитывается от точки начала роста корня до его окончания, измеряется с помощью линейки. Также возможна цифровая обработка изображений. По полученным данным рассчитывают среднюю длину корней для контрольной и тестируемой почвы.The root length is counted from the point where the root begins to grow until it ends, and is measured using a ruler. Digital image processing is also possible. According to the obtained data, the average root length for the control and test soil is calculated.

Процент торможения или стимуляции роста корней рассчитывают по формуле:The percentage of inhibition or stimulation of root growth is calculated by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

гдеWhere

А - средняя длина корней в контрольной почвеA - the average length of the roots in the control soil

В - средняя длина корней в тестируемой почвеB is the average root length in the tested soil

Пример расчета приведен в Таблице 1.An example calculation is shown in Table 1.

Б) Водные вытяжки/суспензииB) Water extracts / suspensions

В качестве контроля используют подложку, пропитанную дистиллированной водой. Опыт проводят в 3-х повторностях (готовят 3 контейнера с контролем и 3 контейнера с тестируемым объектом).As a control, a substrate soaked in distilled water is used. The experiment is carried out in 3 replicates (3 containers with control and 3 containers with the test object are prepared).

1. Подготовка субстрата1. Preparation of the substrate

Из исследуемых тест-объектов готовят водные вытяжки/суспензии (в соответствии с ГОСТ). Далее фильтровальную бумагу размером 15×9 см (половина площади контейнера) опускают с помощью пинцета в подготовленный раствор/суспензию, вынимают, дожидаются стекания гравитационной воды в течение нескольких секунд и размещают в один из отсеков контейнера.Water extracts / suspensions are prepared from the test objects under study (in accordance with GOST). Next, filter paper measuring 15 × 9 cm (half the area of the container) is lowered with tweezers into the prepared solution / suspension, removed, wait for the gravity water to drain off for several seconds and placed in one of the container compartments.

2. Размещение семян2. Seed placement

Семена размещают на расстоянии 1 см от верхнего края бумажной основы (верхний край соответствует середине контейнера)Seeds are placed at a distance of 1 cm from the top edge of the paper base (the top edge corresponds to the middle of the container)

Последующие операции (2-4) проводятся аналогично описанному примеру для твердых субстратов (А).Subsequent operations (2-4) are carried out similarly to the described example for solid substrates (A).

ТАБЛИЦА 1TABLE 1 Пример обработки результатов при определении биоактивностиAn example of processing results in determining bioactivity ОбразецSample Контроль, незагрязненная почва
Длина корня, мм
Control, unpolluted soil
Root length mm
Номер корняRoot number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Среднее внутри повторности, ммThe average inside the repetition, mm Итоговое среднее, ммThe final average, mm Стандартное отклонение между повторностями, ммStandard deviation between replicates, mm Биоактивность, %Bioactivity,% ТоксичностьToxicity Повтор-ность 1Repeatability 1 7070 7272 4343 4848 5252 3535 6464 6060 6666 5757 5656 33 Повтор-ность 2Repeat 2 7878 7575 5252 6363 4545 6060 4444 4545 5858 5656 5858 Повторность 3Repeat 3 3232 6565 7171 5858 4747 6565 50fifty 3636 6262 3737 5252 ОбразецSample Почва, загрязненная фосфогипсом в концентрации 1,1%1.1% phosphogypsum contaminated soil Длина корня, ммRoot length mm Номер корняRoot number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Среднее внутри повторно-сти, ммThe average inside re-sti, mm Итоговое среднее, ммThe final average, mm Стандартное отклонение между повторностями, ммStandard deviation between replicates, mm Биоактив-ность, %Bioactivity,% Токсич-ностьToxicity Повтор-ность 1Repeatability 1 7070 5252 4545 3535 5454 4848 4949 6565 5252 5454 4four -3,2-3.2 нетоксичноnon toxic Повтор-ность 2Repeat 2 4747 5555 6969 6060 7070 6060 6565 3737 5858 Повторность 3Repeat 3 4040 3838 4242 3939 3939 8080 7373 2929th 7474 5757 5151 ОбразецSample Почва, загрязненная фосфогипсом в концентрации 3,3%Soil contaminated with phosphogypsum at a concentration of 3.3% Длина корня, ммRoot length mm Номер корняRoot number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Среднее внутри повторно-сти, ммThe average inside re-sti, mm Итоговое среднее, ммThe final average, mm Стандартное отклонение между повторностями, ммStandard deviation between replicates, mm Биоактив-ность, %Bioactivity,% Токсич-ностьToxicity Повторность 1Repeat 1 7575 5757 4242 3535 4343 4040 3737 3535 4848 4747 4646 4545 1one -18,7-18.7 нетоксичноnon toxic Повторность 2Repeat 2 30thirty 5454 5555 3333 4444 3535 4545 4444 6161 4545 Повторность 3Repeat 3 6060 5151 4141 3737 3636 4242 5252 1717 6868 4545 ОбразецSample Почва, загрязненная фосфогипсом в концентрации 7,5%Soil contaminated with phosphogypsum at a concentration of 7.5% Длина корня, ммRoot length mm Номер корняRoot number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Среднее внутри повтор-ности, ммThe average inside the repetition, mm Итоговое среднее, ммThe final average, mm Стандартное отклонение между повторностями, ммStandard deviation between replicates, mm Биоактив-ность, %Bioactivity,% Токсич-ностьToxicity Повтор-ность 1Repeatability 1 3535 3232 22 30thirty 2727 2727 3535 2727 2727 22 -50,7-50.7 токсичноtoxic Повтор-ность 2Repeat 2 4343 2727 3131 2828 30thirty 1919 2323 2424 3838 3232 30thirty Повтор-ность 3Repeatability 3 4545 18eighteen 3131 30thirty 14fourteen 2828 20twenty 20twenty 2626

Claims (1)

Способ определения биоактивности почвы, грунта, воды, отходов, препаратов на основе гуминовых веществ, предусматривающий проращивание семян растений на исследуемых субстратах или в присутствии исследуемого вещества, определение тест-реакции проращиваемых семян и оценку результатов проращивания, предусматривающий то, что семена предварительно замачивают в течение суток в растворе исследуемого вещества, после чего семена проращивают при 25°С в течение 3 дней на субстрате, размещенном в вертикально установленном прозрачном пластиковом контейнере, представляющем собой основу и крышку прямоугольной формы, одинаковых по размеру, установленных параллельно и соединенных между собой по всему периметру с помощью креплений типа «кнопка», при этом в контейнере предусмотрена возможность установления съемной центральной горизонтальной перегородки для размещения субстрата, перед проращиванием субстрат увлажняют, на него укладывают фильтр, на котором размещают семена в один ряд вдоль линии центральной горизонтальной перегородки на расстоянии 1 см от нее, затем после проращивания у проростков определяют длину корней по отношению к контролю, при снижении длины корней в опытных образцах по сравнению с контрольными на 20% или более делают заключение о токсичном эффекте исследуемого вещества, при увеличении длины корней по сравнению с контролем - о стимулирующем эффекте, а в остальных случаях делают вывод об отсутствии биоактивности или слабой токсичности исследуемого вещества. A method for determining the bioactivity of soil, soil, water, waste, preparations based on humic substances, providing for the germination of plant seeds on test substrates or in the presence of the test substance, determining a test reaction of germinated seeds and evaluating the results of germination, providing that the seeds are pre-soaked for days in a solution of the test substance, after which the seeds are germinated at 25 ° C for 3 days on a substrate placed in a vertically installed transparent plastic an onteiner, which is a base and a lid of rectangular shape, the same size, installed in parallel and connected together around the entire perimeter using button-type fasteners, while the container provides for the possibility of installing a removable central horizontal partition to accommodate the substrate, moisten the substrate before germinating , a filter is laid on it, on which the seeds are placed in one row along the line of the central horizontal partition at a distance of 1 cm from it, then after germination In seedlings, the root length is determined in relation to the control; if the root length in the test samples is reduced by 20% or more compared to the control, a conclusion is made about the toxic effect of the test substance, and if the root length is increased compared to the control, the stimulating effect is In other cases, they conclude that there is no bioactivity or low toxicity of the test substance.
RU2010128433/10A 2010-07-09 2010-07-09 Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances RU2460071C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128433/10A RU2460071C2 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128433/10A RU2460071C2 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010128433A RU2010128433A (en) 2012-01-20
RU2460071C2 true RU2460071C2 (en) 2012-08-27

Family

ID=45785175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010128433/10A RU2460071C2 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2460071C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556823C2 (en) * 2013-10-24 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУН НИИ ФХМ ФМБА России) Method of evaluating bioactivity of chemical compounds
RU2711561C1 (en) * 2018-12-25 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method of assessing the effectiveness of the ameliorant for reducing soil toxicity by the level of sprouting stimulation and developing seeds of cereal crops
RU2762628C1 (en) * 2021-05-17 2021-12-22 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ им. А.Н. СЕВЕРЦОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПЭЭ РАН) Method for determining the remediation capacity of humic products

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2322669C2 (en) * 2006-03-15 2008-04-20 ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" Mode of complex biotesting of water, soil, biologically active substances in phytotests
RU2364854C1 (en) * 2007-12-29 2009-08-20 Гну Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Агрохимии Им. Д.Н. Прянишникова Method of determining variety sensetivity to aluminium toxicity according to ability of growth activation of underground seedlings on solutions of aluminium chloride
RU2375335C1 (en) * 2008-04-21 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method for definition of biological activity and testing of humate-containing preparations and/or fertilisers on their basis and method for improvement of biochemical activity and plants (versions)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2322669C2 (en) * 2006-03-15 2008-04-20 ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" Mode of complex biotesting of water, soil, biologically active substances in phytotests
RU2364854C1 (en) * 2007-12-29 2009-08-20 Гну Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Агрохимии Им. Д.Н. Прянишникова Method of determining variety sensetivity to aluminium toxicity according to ability of growth activation of underground seedlings on solutions of aluminium chloride
RU2375335C1 (en) * 2008-04-21 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method for definition of biological activity and testing of humate-containing preparations and/or fertilisers on their basis and method for improvement of biochemical activity and plants (versions)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556823C2 (en) * 2013-10-24 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУН НИИ ФХМ ФМБА России) Method of evaluating bioactivity of chemical compounds
RU2711561C1 (en) * 2018-12-25 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method of assessing the effectiveness of the ameliorant for reducing soil toxicity by the level of sprouting stimulation and developing seeds of cereal crops
RU2762628C1 (en) * 2021-05-17 2021-12-22 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ им. А.Н. СЕВЕРЦОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПЭЭ РАН) Method for determining the remediation capacity of humic products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010128433A (en) 2012-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mathieu et al. “Rhizoponics”: a novel hydroponic rhizotron for root system analyses on mature Arabidopsis thaliana plants
Dusi Methods for the determination of food habits by plant microtechniques and histology and their application to cottontail rabbit food habits
Coleman et al. Soil invertebrates
Dooley et al. Long-term seed storage and viability of Zostera marina
RU2460071C2 (en) Method of determining bioactivity of soil, water, wastes and preparations based on humic substances
RU2620555C1 (en) Method for assessment of biological activity and toxicity of soil and technogenic soils
Ravichandra Methods and techniques in plant nematology
Blok et al. A practical and low cost microbiotest to assess the phytotoxic potential of growing media and soil
Alexander et al. An improved cellophane method for in vitro germination of recalcitrant pollen
Rey-Asensio et al. Lolium perenne as a biomonitor of atmospheric levels of fluoride
Stolbova et al. A short-term method for assessing the genotoxicity of soil as a solid-phase body based on the Allium test
Joko et al. Identification of soil properties and organophosphate residues from agricultural land in Wanasari sub-District, Brebes, Indonesia
Ma et al. Pollen mitosis and pollen tube growth inhibition by SO2 in cultured pollen tubes of Tradescantia
Ritchey et al. Inexpensive biological tests for soil calcium deficiency and aluminum toxicity
CN103468795B (en) A kind ofly detect the residual method of auxins agricultural chemicals or its analog
KR101136040B1 (en) Method for evaluating aquatic ecotoxicity using the root growth length or the root growth rate of lettuce seed
SHIBATA et al. Development of image mapping techniques for site-specific paddy rice management
Weyers et al. Variation of effect endpoint parameters in a terrestrial model ecosystem
WO2014057233A2 (en) Screening method and apparatus
RU2813895C1 (en) Method for field biotesting of surface water for contamination with oil and oil products
RU2746764C1 (en) Method for determining air toxicity by the reaction of germination of seeds of higher plants
Doussan et al. Measuring and imaging the soil-root-water system with a light transmission 2D technique
CN110915765B (en) Drosophila feed intake detection method
Schmidt Seed testing
CN104634941A (en) Method for evaluating ecologic toxicity of chemical substances in soil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120710