Pregledni radReview article

Mikroorganizmi kao bioindikatori zaga|uju}ihmaterija u zemlji{tu

Nada Milo{evi}1*, Petar Sekuli}1, Gorica Cvijanovi}2

1Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Maksima Gorkog 30, 21000 Novi Sad2Fakultet za biofarming Megatrend Univerziteta, Mar{ala Tita 39, 24000 Ba~ka Topola

Izvod: Mikroorganizmi kao najzastupljeniji deo biolo{ke komponente daju informativnu ocenuzdravlja i kvaliteta zemlji{ta. Mikroorganizmi zemlji{ta a) u~estvuju u degradaciji organskih ineorganskih jedinjenja, b) njihova enzimatska aktivnost, brojnost i raznovrsnost su bioindikatoritoksi~nih efekata zaga|uju}ih materija na biolo{ku aktivnost zemlji{ta, c) pojedine vrste mikrobamogu se primeniti u bioremedijaciji ali i d) pojedine bakterije i alge su na osnovu inhibicijeluminiscencije ili rasta }elija biosenzori toksi~nosti zemlji{ta. Tolerantnost mikroorganizama napesticide i te{ke metale, pored smanjenja biodiverziteta, omogu}ava da se pojedine vrste i rodovikoriste u procesima bioremedijacije zemlji{ta.Klju~ne re~i: ekotoksi~nost, mikroorganizmi, zaga|uju}e materije, zemlji{te

Uvod

U `ivotnu sredinu dospevaju razli~itezaga|uju}e materije (polutanti) koji se moguklasifikovati u pet katergorija: organske ineorganske zaga|uju}e materije, organo-me-talik komponente, radioaktivni izotopi igasovi (Kohan & Morgan 2007).

Prisustvo zaga|uju}ih materija u zem-lji{tu u zavisnosti od hemijskog svojstva ikoli~ine izazivaju stres po organizme. Mikro-organizmi kao najbrojnija grupa organizamau zemlji{tu (Lee I994) daju informativnuocenu zdravlja i kvaliteta zemlji{ta (Milo{evi}2008), kao i ekotoksi~nosti zemlji{ta (Milo-{evi} i sar. 2007, Milosevic et al. 2008).

Mikroorganizmi zemlji{ta a) u~estvuju udegradaciji organskih i neorganiskih jedinje-nja, b) njihova enzimatska aktivnost, brojnosti raznovrsnost su bioindikatori toksi~nihefekata zaga|uju}ih materija na biolo{kuaktivnost zemlji{ta, c) pojedine vrste mikrobamogu se primeniti u bioremedijaciji ali i d)

pojedine bakterije i alge su na osnovu inhi-bicije luminiscencije ili rasta }elija biosenzoritoksi~nosti zemlji{ta (Vaajasaari 2005, Gove-darica i sar. 1997, Milo{evi} i sar. 2007,Milosevic et al. 2008).

Imaju}i u vidu rastu}i problem sve ve}egprisustva zaga|uju}ih materija u ekosistemu,cilj rada je bio prikazivanje mogu}nostindikacije ekotoksi~nosti zemlji{ta na osnovubrojnosti i aktivnosti mikroorganizama.

Ekotoksi~nost zemlji{ta

Prva istra`ivanja o ekotoksi~nosti sredinezapo~eta su u vodenim sistemima, da bi seova problematika kasnije tako|e po~elaizu~avati u zemlji{tu. Zaga|uju}e materije uzemlji{tu mogu biti neorganskog porekla(hraniva-|ubriva, kiseline, baze, te{ki metali,metaloidi i radionukledi) i organskog pore-kla (ugljovodonici tipa nafte i njenih derivata,zatim halogene organske komponente,pesticidi i sli~no). Tako|e, zemlji{te mogu dazaga|uju i materije neprirodnog porekla -ksenobiotici, koji se skoro ne uklju~uju u

49

*autor za kontakt / corresponding author(nadam@ifvcns.ns.ac.rs)

kru`enje ugljenika, azota, sumpora i fosforajer su mikrobiolo{ki nerazgradive, te pred-stavljaju veliku opasnost za zdravlje, odno-sno kvalitet zemlji{ta.

Odr`ivost `ivotne sredine zna~ajno zavisiod prognoze ali i preventivnih mera koje sepreduzimaju prilikom unosa hemikalija uekosistem. U zavisnosti od izvora i sastava,zaga|uju}e materije poseduju individualnitoksi~ni nivo, ali primena vi{e hemikalijauti~e na stvaranje razli~itih interakcija imogu}nost za stvaranje toksi~nih efekata kojipokazuju pove}anje rizika za ekosistem sarefleksijom na zdravlje ljudi (Michaelidou etal. 2000). Pojedine zaga|uju}e materije (npr.pesticidi) mogu izazvati akutnu i genetskutoksi~nost za `ivi svet u ekosistemu. Ekoto-ksikolo{ki efekti organskih i neorganskih

zaga|uju}ih materija poja~avaju se me|u-sobnom interakcijom kada se na|u zajedno,te izazivaju genetske promene organizama uzemlji{tu.

Primena mikroorganizama uekotoksikolo{kim metodama i testovima

Za pra}enje ekotoksi~nosti zemlji{ta kori-ste se pojedine bakterije i alge, ali i aktivnostenzima (Michaelidou et al. 2000, Vaajasaari2005). Naj~e{}e se kao test ekotoksi~nostikoristi bakterija kao biosenzorjer ona poseduje sposobnost bioluminiscen-cije, tj. odavanja svetlosti. Prisustvo toksina uzemlji{tu smanjuje bioluminiscenciju bakte-rije, a svetlost je direktno proporcionalnametaboli~koj aktivnosti biosenzora.

ö öö

ö

Test MetPLATETM daje korelativnu infor-maciju o ekotoksi~nosti na osnovu inhibicijeenzima -galaktozidaze mutanta bakterije

(Vaajasaari, 2005). Dehidro-genazna aktivnost merena preko resazurinakao oksido-redukcione boje koristi se zadeterminaciju toksi~nosti te{kih metala iPAH-ova (Liss & Ahlf 1997).

Komercijalizovani su testovi za ekotoksi-~nost na osnovu luminiscentne inhibicijebakterije : za akutnu toksi~nostse koristi MicrotoxTM a za genotoksi~nostMutatoxTM (Vaajasaari 2005). Za primenumetoda ne treba predznanje o prirodi toksi-

~nosti zaga|iva~a kao {to je potrebno kodupotrebe standardnih hemijskih analiza.

Mikrobi kao indikatoriekotoksi~nosti zemlji{ta

Mikroorganizmi kao najzastupljeniji deobiolo{ke komponente daju informativnuocenu zdravlja i kvaliteta zemlji{ta. Zdravljezemlji{ta je prvenstveno ekolo{ka svojstvo ukome su sadr`ane bioti~ke komponentezemlji{ta (Doran & Safley 1997).

Ekotoksi~ni efekti organskih i neorgan-skih zaga|iva~a poja~avaju se me|usobnominterakcijom kada se na|u zajedno, te iza-zivaju genetske promene organizama u

50

Standard / Godina / Metode /

ISO 10381-6 1993 Rukovanje i ~uvanje zemlji{ta za pra}enje aerobnih mikrobnihprocesa u laboratoriji

ISO SFS-EN 28692 1993 Inhibicija rasta alge

ISO 10712 1995 Umno`avanje }elija

ISO 15685 2002 Odre|ivanje potencijalne nitrifikacije-brzi test

ISO 16072 2002 Laboratorijski metod za odre|ivanje mikrobne respiracije u zemlji{tu

ISO 17155 2002 Odre|ivanje rasta i aktivnosti mikroflore zemlji{ta

ISO 23753-1 2003 Odre|ivanje dehidrogenazne aktivnosti u zemlji{tu.1. Metoda sa trifeniltetrazolium hloridom (TTC)

ISO 23753-2 2003 Odre|ivanje dehidrogenazne aktivnosti u zemlji{tu.2. Metoda sa iodotetrazolium hloridom (ITT)

zemlji{tu. Mikrobi imaju najzna~ajniju uloguu biolo{koj degradaciji hemijskih zaga|iva~a.Smanjena brojnost, enzimatska aktivnost ibioraznovrsnost mikroorganizama jesu indi-kacija degradacije i niske korisnosti zemlji{ta,kao stani{ta za mikrobe, biljke i faunu (Lee1994, Higa & Parr 1994, Milo{evi} et al.2007). Niske vrednosti brojnosti pojedinihgrupa mikroorganizama (npr. azotofiksatori)i dehidrogenazne aktivnosti upu}uju na sma-njenu biogenost, odnosno plodnost zemlji-{ta (Milo{evi} et al. 1999, Milo{evi} & Jarak2005).

Pesticidi

U zavisnosti od hemijskog jedinjenja,doze, ekolo{kih faktora ali i grupe mikroor-ganizama, pesticidi uti~u inhibitorno ili sti-mulativno na mikrobiolo{ku aktivnost zem-lji{ta (Milo{evi} i sar. 2001, Milo{evi} &Govedarica 2002). Primarna populacija mik-roorganizama razgra|uje herbicide ve} poslenekoliko dana od dospevanja u zemlji{te,dok sekundarna populacija produkuje indu-kovane enzime i razgra|uje ova hemijskajedinjenja posle perioda adaptacije. Pojedinegrupe mikroba su indiferentne na prime-njene herbicide.

Pesticidi poseduju individualni toksi~ninivo, ali primena ve}eg broja hemikalija uti~ena stvaranje razli~itih interakcija i mogu}noststvaranja toksi~nih efekata za ljude i ekosis-tem (Michaelidou et al. 2000). Primenapesticida mo`e izazvati akutnu i genetskutoksi~nost na `ivi svet u ekosistemu. Poluvre-me razgradnje pojedinih pesticida se kre}eod 9 do 116 godina, te bi u zemlji{tu bezmikroorganizama primena ovih jedinjenjaimala nesagledive posledice po celokupni`ivi svet (Vrochinskiy & Makovskiy 1979).

Razgradnja herbicida u zemlji{tu zavisi odhemijskog sastava i koli~ine (doze) prime-njenog preparata, zatim od fizi~ko-hemijskihsvojstava i obrade zemlji{ta, vla`nosti, tem-perature, biljnog pokriva~a, kao i brojnosti,aktivnosti i diverziteta mikroorganizama (Mi-lo{evi} i sar. 2001, Milo{evi} i sar. 2004,Milo{evi} & Govedarica 2000, Milo{evi} &Govedarica 2002).

Na{a dugogodi{nja istra`ivanja (Milose-vic et al. 2006) pokazuju da su ,

sp. i aktivnost dehidrogenaze

pouzdani indikatori uticaja herbicida na bio-genost zemlji{ta. Ve}ina mikroorganizamazemlji{ta ima sposobnost da razla`u herbi-cide koriste}i ih naj~e{}e kao izvor ugljenika(Radosevich et al. 1995) ili azota (Cook &Hutter 1981). Primena ve}ih i manjih dozaatrazina i alahlora (Milo{evi} et al. 2004 a) usuzbijanju korova u proizvodnji kukuruzauti~e na smanjenje ukupnog broja bakterija,amonifikatora i asimbioznih azotofiksatorauz zna~ajno pove}anje aktinomiceta i gljiva.

Dugogodi{nja istra`ivanja pokazuju daherbicidi zna~ajno redukuju dehidrogena-znu aktivnost naro~ito izme|u 14. i 30. danaposle primene (Milo{evi} et al. 2002, Milo-{evi} et al. 2006, Milo{evi} & Govedarica2002). Me|utim, posle perioda oko 3 mesecaoksido-redukcioni procesi se vra}aju na nivokontrolne varijante. Aktivnost dehidrogenazeje senzitivan indikator dugoro~ne primeneherbicida (Schuster & Schröder 1990). Istra-`ivanja Schuster & Schröder (1990) u polj-skim uslovima pokazuju smanjenje dehidro-genazne aktivnosti u zemlji{tu posle primenedihlorpropana (13 %) i glifosata (5 %).

Prema autorima Greaves i Malkomes(1980) zastupljenost ve}ine grupa mikroor-ganizama ponovo se vra}a na prethodni nivo30 dana posle primene herbicida. Poreme}ajekolo{ke ravnote`e nastaje ako se ustanoviinhibicija mikrobiolo{ke aktivnosti u zemlji-{tu posle 60 dana od primene herbicida.

Te{ki metali

Uticaj te{kih metala na aktivnost mikroor-ganizama zavisi od elementa, koncentracije,vrste mikroba i fizi~ko-hemijskih svojstavazemlji{ta (Ehrlich 1997, Govedarica et al.1997). Mikrobna aktivnost je dobar indikatorprisustva ovih zaga|iva~a (Banger 2003).Te{ki metali su toksi~ni za mikroorganizme,ali su pojedini elementi u malim koncen-tracijama biogeni Fe, Mn, Cu, Co, Ni i Zn(Govedarica et al. 1997). Gvo`|e, bakar ikobalt su uklju~eni u metabolizam mikro-organizama, dok su cink, mangan i nikalkatalizatori enzimatskih reakcija. Visoke kon-centracije te{kih metala uti~u negativno namikrobiolo{ku aktivnost zemlji{ta, a stepeninhibicije zavisi od grupe ili vrste mikroor-ganizama (Milosevic et al. 2002a, Milo{evi} &Jarak 2005, Banger 2003). Po autoru Froster-

51

gård (1997) bakterije su osetljivije na prisus-tvo te{kih metala u zemlji{tu u odnosu na glji-ve. Me|utim, istra`ivanja autora Pennanen(2001) pokazuju da je bakar relativno vi{etoksi~an na gljive u odnosu na bakterije.

Nikal je u koncentraciji 2,0 mg Ni kg-1

zemlji{ta uglavnom inhibitorno uticao nave}inu mikrobiolo{kih parametara, sem nazastupljenost sp. (Milo{evi} etal. 2002a, Milo{evi} et al. 2005a). Nivo enzim-

atske aktivnosti je dobar indikator biolo{keaktivnosti zemlji{ta. Aktivnost dehidrogenazeje neujedna~ena u zavisnosti od biljne vrste(Graf. 1).

Nivo enzimatske aktivnosti je dobar indi-kator biolo{ke aktivnosti zemlji{ta. U svojimistra`ivanjima, mnogi autori isti~u nepovo-ljan uticaj te{kih metala na aktivnost dehidro-genaze (Reddy & Faza 1989, Govedarica i sar.1997). Po autorima Milo{evi} i sar. (1997)olovo i kadmijum su smanjili dehidrogenaz-nu aktivnost, ali Mo i Ni nisu uticali na aktiv-nost ovog enzima (Govedarica i sar. 1997).

Industrijske zone i deponije

Istra`ivanja autora Milo{evi} i sar. (2008a)pokazuju da je u poljoprivrednim zemlji-{tima u blizini industrijskih zona Novog Sadaustanovljen visok ukupan broj mikroorga-nizama (prosek 4 do 5 x 108 po gramu zemlji-{ta), ali je brojnost azotobaktera zavisila odbiljne vrste. Vrednosti dehidrogenazne aktiv-nosti su niske na lokaciji industrijskih zonaSever i Jug (Novi Sad) u odnosu na zemlji{taindustrijske zone [angaj (TETO i NIS Rafine-rija).

Aktivnost nitrifikacionih bakterija je sen-zitivan indikator uticaja policikli~nih aroma-ti~nih ugljovodonika (PAH) na mikroorga-nizme zemlji{ta. Istra`ivanja pokazuju da

pojedine vrste mikroorganizama koriste ni-zak nivo PAH-ova u zemlji{tu kao izvorugljenika. Me|utim, mnogi autori nisu dobilistimulaciju mikrobiolo{ke aktivnosti u uslo-

52

1. P{enica/ ; 2. Kukuruz/ ; 3. Suncokret/; 4. [e}erna repa/ ; 5. Soja/

Lokalitet / Uzorci / sp.(x 10-1 g zemlji{ta / )

Dehidrogenazna aktivnost /

( gTPF g zemlji{ta / )

Te{ki metali /(mg-1 kg zemlji{ta / )

Sombor"Black horse"

1 0,00 169

Pb

18.734

2 3,50 429 2.248

3 1,50 245 3.675

4 9,00 442 529

5 17,56 481 109

Beo~in"BFC Lafar`"

1 6,50 860

Ni

123

2 14,50 227 75

3 43,00 990 55

4 16,00 431 23

5 15,00 602 37

6 27,00 283 74

vima kontaminacije ovim zaga|iva~em (Mali-szewska-Kordybach et al. 2007).

Prema autorima Milo{evi} et al. (2008)visok sadr`aj olova u zemlji{tu u blizinifabrike "Black horse" na lokalitetu Somborihnibirao je rast azotobaktera (0,00 do 17,56x 101 na g zemlji{ta). Utvr|ene su niskevrednosti zastupljenosti azotobaktera i aktiv-nost dehidrogenaze na lokalitetu Beo~inu(BFC Lafar`) gde je utvr|en sadr`aj nikla od23 mg kg-1 do 75 mg kg-1 zemlji{ta (Tab. 2).

Istra`ivanja mikrobiolo{ke aktivnosti uokviru projekta rekultivacije deponija isplakena vi{e lokaliteta u Vojvodini pokazuju da subrojnost mikroorganizama i dehidrogenaznaaktivnost pouzdani indikatori sa aspektadavanja ocene o kvalitetu i zdravlju zemlji{ta(Kastori i sar. 2006, Milo{evi} 2008). Nalokalitetu Mokrin (Milo{evi} i sar. 2006)hemijska svojstva zemlji{ta deponija (na du-bini do 50 cm) uti~u na smanjenje ukupnogbroja mikroorganizama, ali i na zna~ajnopove}anje aktinomiceta, gljiva i dehidroge-nazne aktivnosti.

Tolerantnost mikroba napesticide i te{ke metale

Poreme}aji fizi~ko-hemijskih svojstavazemlji{ta, visoke koncentracije te{kih metala,pesticida i ostalih zaga|uju}ih materija pred-stavljaju stresne ~inioce koji mogu da uzro-kuju inhibiciju aktivnosti mikroorganizama.Me|utim, u nepovoljnim uslovima mikro-organizmi imaju sposobnost da pre`ive uzemlji{tu u neaktivnom stanju, ali se njihovaaktivnost obnavlja u povoljnim uslovima.Siroma{na i/ili degradirana zemlji{ta imajuveoma su`en opseg rodova i vrsta mikro-organizama.

Po autorima Shafiani i Malik (2003) tole-rantnost bakterija spp.,

sp. i sp. na pesticideendosulfan, karbofuran i maltion zavisi odkoncentracije. spp. je toleran-tan na koncentraciju endosulfana od 800 �gml-1. Na koncentraciju od 1600 �g ml-1 mala-tiona 12,5 % izolata spp. jetolerantno, ali je najmanje izolata (7,5 %)tolerantno na karbofuran. sp. i

sp. imaju vi{i prag tolerancije naprimenjene pesticide (1.600 gml-1).

Istra`ivanja pokazuju da prisustvo te{kihmetala mo`e u zavisnosti od elementa i kon-centracije uticati na pove}anu tolerantnostpojedinih mikrobnih zajednica u zemlji{tu(Bååth 1989, Blanck 2002). Mikroorganizmikoji su dugo vremena bili izlo`eni te{kimmetalima tolerantniji su na prisustvo ovihzaga|iva~a od onih iz nezaga|enih zemlji{ta.Naime, tolerantne grupe zamenjuju u veli-kom stepenu druge grupe mikroorganizama,te dolazi do smanjenja biodiverziteta u da-tom ekosistemu.

Mogu}nost primene mikroorganizama usmanjenju ekotoksi~nosti zemlji{ta

Pojedini mikroorganizmi su veoma efi-kasni kao biopesticidi i njihova primena nezaga|uje `ivotnu sredinu. Protiv korova seuspe{no mogu koristiti preparati sa gljivama( , ,

) i virusima.Ustanovljeno je da gljiva

potencijalni mikoherbicid u biokon-troli (Milanova &Karadjova 1997, cit. prema Milo{evi} i sar.2001).

Poznato je oko 1500 vrsta mikroorgani-zama i njihovih metabolita koji se koriste zauni{tavanje 100 vrsta insekata. Za za{titu bi-ljaka od insekata koriste se

(Concannon & Wade-witz 1983, Chiang et al. 1986, Krisances &Lewis 1986, cit. prema Milo{evi} i sar. 2001).

Prema autorima Mishustim i Emsev (1978)je sposoban da razlo`i mice-

lijum nekih fitopatogenih gljiva. Antibioticikoje produkuju aktinomicete, mogu dasma nje negativan uticaj

. Gljiva kadaparazitira na hifama ovih i drugih patogena{titi seme od infekcije(Grey & Williams 1971), a bakterije iz roda

, soj 40 RNF mogu se uspe{nokoristiti u biokontroli na{e}ernoj repi (Burns 1995).

Po autorima Diels et al. (2007) bakterijaCH34 uti~e na rastvor-

ljivost Zn, Cd, Cu i Pb ili pove}a njihovubiodostupnost preko produkcije sideropora i

53

adsorbovanjem metala u biomasu.CH34 smanjuje koncentraciju

kadmijuma sa 21 mg Cd kg-1 na 3,3 mg Cdkg-1 zemlji{ta i cinka sa 1.070 mg Zn kg-1 na172 mg Zn kg-1 zemlji{ta. Primenom bakterijekoncentracija olova u zemlji{tu je smanjenasa 459 mg Pb kg-1 na 74 mg Pb kg-1 zemlji{ta.

U bioremedijaciji zemlji{ta koriste sebakterije

, zatim akti-nomicete , gljive i

. Oni u~estvuju u degradacijipojedinih jedinjenja ugljenovodonika (naftei naftinih derivata (Zlotnikov et al. 2007).Poslednjih dvadeset godina u bioremedijacijizaga|enih stani{ta koriste se i geneti~kimodifikovani sojevi i

(Menn et al. 2002).

Zaklju~ak

Mikroorganizmi su osetljivi bioindikatoriekotoksi~nosti i daju informativnu ocenu ozdravlju i kvalitetu zemlji{ta. Oni reaguju naprisustvo zaga|iva~a promenom enzimatskeaktivnosti, zastupljeno{}u ali i bioluminesce-ncijom. Pored smanjenja biodiverziteta, tole-rantnost mikroorganizama na pesticide ite{ke metale omogu}ava da se pojedine vrstei rodovi koriste u procesima bioremedijacijezemlji{ta.

Literatura

Bååth E (1989): Effects of heavy metals in soil on microbialprocesses and populations (a review). Water, Air andSoil Pollution 47: 335-379

Blanck H (2002): A critical review of procedures and ap-proaches used for assessing pollution-induced commu-nity tolerance (PICT) in biotic communities. Hum.Ecol: Risk Assess 8: 1003-1034

Banger K C (2003): Soil microbial biomass and microbial ac-tivities as indicators of heavy metal pollution. J of theIndian Soc of Soil Sci. 51: 473-483

Burns R G (1995): Enumeration, Survival, and Beneficial Ac-tivities of Microorganisms Introduced into Soil. In:Uang P M et al. (eds.) Environmental impact of soilcomponent interactions, Metals, Other Inorganics, andMicrobial Activities Press. Inc.

Cook A M, Hutter R (1981): S-Triazines as nitrogen sourcesfor bacteria. J of Agricul and Food Chemis. 29:1135-1143

Diels L, de Smet M, Hooyberghs L, Corbisier P (1999): Heavymetals bioremediation of soil. Mol Biotech. 2:1073-6085

Doran J W, Safley M (1997): Defening and assessing soilhealth and sustainable productivity. In: Pankhurst C E(ed.) Biological Indicators of Soil Health, CAB Interna-tional, New York, 1-28

Frostergård Å, Tunlid A, Bååth E (1996): Changes in micro-bial community structure during long-term incubationin two soils experimentally contaminated with metals.Soil Biol Biochem. 28: 55-63

Govedarica M, Milo{evi} N, Jarak M (1997): Te{ki metali imikroorganizmi zemlji{ta. U: Kastori R (ured.) Te{kimetali u `ivotnoj sredini, Nau~ni institut za ratarstvo ipovrtarstvo, Novi Sad, 153 - 194

Greaves M P, Malkomes H P (1980): Effects on soilmicroflores. U: Hance R J (ed.) Interactions betweenherbicides and the soil, Academic Press, London,223-253

Grey T R G, Williams S T (1978): Soil Micro-organisms. Oli-ver and Boyd, Edinburgh

Kastori R, Kadar I, Sekuli} P, Bogdanovi} D, Milo{evi} N,Pucarevi} M (2006): Uzorkovanje zemlji{ta i biljakanezaga|enih i zaga|enih stani{ta. Nau~ni institut zaratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad

Kohan G K, Morgan W A (2007): Stress protein as a suitablebiomarker of environmental pollution. International Jof Environ research 4: 290-295

Lee K E (1994): The functional significance of biodiversity insoils. Proc 15th World Congress of Soil Science, Aca-pulco, Mexico, 4a: 168-182

Liss W, Ahlf W (1997): Evidence from whole-sediment,porewater and elutriate testing in toxicity assessmentof contaminated sediments. Ecotoxicol Environ Saf. 36:70-140

Higa T, Parr J F (1994): Beneficial and effective microorgan-isms for a sustainable agriculture and environment. In-ternational Nature Farming Research Center, Atami, Ja-pan, 1-20

Maliszewska-Kordybach B, Klimkowicz-Pawlas A, SmreczakB, Janusauskaite D (2007): Ecotoxic Effect ofPhenanthrene on Nitrifying Bacteria in Soils of Differ-ent Properties. J Environ Qual 36: 1635-1645

Menn F-M, Easter J P, Sayler G S (2002): Geniticaly Engi-neered microorganisms and Bioremediation. Knox-ville, USA

Michaelidou St C, Piera P, Nicolaou S A (2000): Evaluation ofcombination toxic effects and genotoxicity of pesti-cides for environmental protect and sustainability. In:Albanis T (ed.) Proc of the 1st Europ Confer on Pesti-cides and Related Organic Micropollutants in theEnvironm, Ioannina, Greece, 49-52

Milo{evi} N, Petrovi} N, \uri} S, Stamenkovi}-Jovanovi} S(1997): Uticaj kadmijuma i olova na mikrobiolo{kuaktivnost zemlji{ta. IX kongres za prou~avanjezemlji{ta, Ure|enje, kori{}enje i o~uvanje zemlji{ta,JDPZ, 464-469

Milo{evi} N, Govedarica M, Jarak M (1999): Soil microorgan-isms - an important factor of agroecological systems.Zemlji{te i biljka 48: 103-110

Milo{evi} N, Govedarica M (2000): Effect of some herbicideson microbial properties of soil. Proc of the 1st Euro-pean Conferences on Pesticides and Related OrganicMicropollutants in the Environment, Ioannina, Greece,61-62

Milo{evi} N, Govedarica M, Jarak M, \or|evi} S (2001):Pesticidi i mikroorganizmi. U: Konstatinovi} B i sar.(ured.) Za{tita {e}erne repe od {teto~ina, bolesti ikorova, Stylos, Novi Sad, 109-149

Milo{evi} N, Govedarica M (2002): Effect of herbicids on mi-crobiological properties of soil, Zbornik Matice srpskeza prirodne nauke, Novi Sad 102: 5-21

Milo{evi} N, Govedarica M, Kastori R, Petrovi} N: (2002a):Effect of nickel on wheat plants, soil microorganismsand enzymes. Biologia 47: 177-181

Milo{evi} N, Govedarica M, Jeli~i} Z, Kuzevski J, Krstanovi} S(2004): Uticaj herbicida na mikrobiolo{ku aktivnost

54

zemlji{ta pod {e}ernom repom, sojom i kukuruzom.Zbornik nau~nih radova, PKB INI Agroekonomik 10:55-64

Milo{evi} N, Govedarica M, Cvijanovi} G (2004a): Effect ofatrazine on microbial activity and maize rhizosphere.Proc of the 3rd Europ Conferences on Pesticides andRelated Organic Micropollutants in the Environ,Halkidiki, Greece, 332-334

Milo{evi} N, Jarak M (2005): Zna~aj azotofiksacije usnabdevanju biljaka azotom. U: Kastori R (ured.) Azot:agrohemijski, agrotehni~ki, fiziolo{ki i ekolo{kiaspekti, Nau~ni institut za ratarstvo i povrtarstvo, NoviSad, 305-352

Milo{evi} N, Cvijanovi} G, Tintor B (2006): Herbicides ef-fects on microbial activity in agricultural soil.Herbologia, Intern J on Weed Research and Control 7:57-70

Milo{evi} N, Tintor B, Ralev J, Cvijanovi} G (2006):Mikrobiolo{ka svojstva ritske crnice i deposola nalokalitetu Mokrin. Zbornik radova EcoIst'06, Ekolo{kaistina, Sokobanja, 285-289

Milo{evi} N, Cvijanovi} G, Tintor B (2007): Mikroorganizmikao indikatori ekotoksi~nosti zemlji{ta. Zbornik radovaEcoIst'07, Ekolo{ka istina, Sokobanja, 247-251

Milo{evi} N, Tintor B, Cvijanovi} G (2008): Microorganismsand soil ecotoxicity. Proc XII International Eko Confer-ence, Safe Food, Novi Sad, 59-65

Milo{evi} N, Sekuli} P, Tintor B, Cvijanovi} G (2008a): Moni-toring zdravlja / kvaliteta zemlji{ta u blizini industrij-skih zona Vojvodine. Zbornik radova EcoIst'08,Ekolo{ka istina, Sokobanja, 276-280

Milo{evi} N (2008): Mikroorganizmi - bioindikatori zdravlja /kvaliteta zemlji{ta. Zbornik radova Instituta za ratarstvoi povrtarstvo, Novi Sad 45: 505-515

Mishustin E N, Emsev V T (1987): Mikrobiologija Izd. Kolos,Moskva

Pennanen T (2001): Microbial communities in boreal conif-erous forest humus exposed to heavy metals andchanges in soil pH-a summary of use phospholipid fattyacids, Biolog and 3H-thymidine incorporation meth-ods in field studies. Geoderma 100: 91-126

Radosevich M, Traina S J, Hao Y I, Touvinen O H (1995):Degradation and mineralisation atrasine by a soil bacte-rial isolate. Applied and Environ Microbiol. 61: 297-302

Reddy G B, Faza A (1989): Dehydrogenase activity in sludgeamended soil. Soil Biol and Biochem, 21: 320-327

Schuster E, Schröder D (1990): Side-effects of sequen-tially-applied pesticides on non - targent soil microor-ganisms: Field experiment. Soil Biol. Biochem. 22:367-373

Shafiani S, Malik A (2003): Tolerance of pesicides and antibi-otic resistance in bacteria isolated from wastewater-irri-gated soil. World J of Microb and Biotech.19: 897-901

Vaajasaari K (2005): Leaching and Ecotoxicity, Test as Meth-ods for Classification and Assessment of EnvironmentalHazard of Solid Wastes. Publiction 540, University ofTechnology, Tempere

Vrochinskiy K K, Makovskiy V N (1979): Primeninijepesticidov i ohrana okru`uja{}aja sredi. Vi{aja {kola,Kiev

Zlotnikov A K, Sadovnikova L K, Balandina A V, Zlotnikov KM, Kazakov L M (2007): Bioremediation of oil-pollutedsoils. Vestnik RASHN 1: 65-67

Microorganisms as bioindicators of pollutants in soil

Nada Milo{evi}1, Petar Sekuli}1, Gorica Cvijanovi}2

1Institute of Field and Vegetable Crops, Maksima Gorkog 30, 21000 Novi Sad2Faculty of biofarming of Megatrend University, Mar{ala Tita 39, 24000 Ba~ka Topola

Summary: Microorganisms are the predominant portion of the soil's biological phase andthey are indicators of soil health and quality. Soil microorganisms a) take part in degradation oforganic and inorganic compounds, b) their activity, number and diversity may serve asbioindicators of toxic effects on soil biological activity, c) some microbial species may be usedfor soil bioremediation and d) some sensitive microbes are used in eco-toxicity tests.The primary microbial population starts to decompose herbicides several days after their ar-rival into the soil. The secondary population produces induced enzymes and decomposes her-bicides after a period of adaptation. Certain microbial groups are indifferent to the appliedherbicides. Effect of heavy metals on soil microbial activity depends on the element, their con-centration, microbial species, as well as physical and chemical soil properties.Toxic level of individual pollutants depends on their origin and composition. However, com-bined application of chemicals makes room for the occurrence of synergistic toxic effects detri-mental for the ecosystem and human healthKey words: ecotoxicity, microorganisms, pollutants, soil

Primljeno / Received: 25.11.2009.Prihva}eno / Accepted: 07.12.2009.

55