CC BY
98
УДК 630*581:504.5 (571.13)
Е. В. ДОНЕЦ А. И. ГРИГОРЬЕВ
Омский государственный педагогический университет
ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ХРЕНА ОБЫКНОВЕННОГО (ARMORACIA RUSTICANA G.GAERTN) В ЗОЛЬНОМ СУБСТРАТЕ И НЕФТЕЗАГРЯЗНЁННОМ ГРУНТЕ В УСЛОВИЯХ
ВЕГЕТАЦИОННОГО ОПЫТА_
В работе приводятся результаты экспериментальных исследований, впервые проведенных в условиях вегетационного опыта с использованием золы и не-фтезагрязненной почвы, отобранных в Северо-Западном промышленном узле города Омска.
Ключевые слова: зольное загрязнение почвы, золоотвалы, нефтезагрязнен-ный грунт, листьеобразование, хрен обыкновенный.
Загрязнение природной среды нефтью и сопутствующими загрязнителями — острейшая экологическая проблема во многих регионах России, в том числе и в Омской области. Негативное воздействие нефтедобычи обусловлено как непосредственной деградацией почвенного покрова на участках разлива нефти, так и воздействием её компонентов на сопредельные среды, вследствие чего продукты трансформации нефти обнаруживаются в различных объектах биосферы [1].
Многие накопители отходов, в том числе золоот-валы, находятся в предаварийном состоянии из-за переполнения, деформации дамб, неудовлетворительной работы противофильтрационных сооружений [2]. Золоотвал оказывает вредное воздействие на окружающую среду, загрязняя атмосферу вследствие пыления его поверхности и гидросферу — вследствие миграции токсичных лементов в грунтовые воды [3].
Золошлакохранилища, или золоотвалы, в технологической цепи энергетических комплексов и систем являются важным звеном, обеспечивающим складирование огромного количества токсичных отходов в виде золы и шлака. Традиционным способом изоляции золоотвалов и других накопителей промышленных отходов является отсыпка природного растительного грунта на их поверхность с последующим высевом многолетних трав [3]. Восстановление подобных объектов должно завершаться проведением биологической рекультивации, которая основывается на ландшафтном (геосистемном) подходе, поскольку представляет собой чрезвычайно сложный процесс регенерации биогеоценозов [4, 5]. Целью биологической рекультивации является создание и ускорение формирования в условиях техногенного экотопа новых почвогрунтов и устойчивых фитоценозов с заданным уровнем биопродуктивности. Этот уровень может быть
запроектирован исходя из экологического потенциала восстанавливаемого объекта (физическая и агрохимическая характеристика грунта, гидрологический режим, микроклимат) и среднезональ-ной продуктивности естественных фитоценозов, что достигается с помощью фитомелиораций способствующих улучшению компонентов и объектов природной среды путем использования в качестве мелиорантов различных видов растений [5]. Ассортимент культур-фитомелиорантов, пригодных для биологической рекультивации отработанных золо-отвалов, устанавливают на основе изучения условий их естественного самозарастания либо проводят лабораторные исследования в вегетационных сосудах [6].
В настоящее время актуальным является подбор видов растений и разработка технологии их использования при проведении работ по биорекультивации нефтезагрязненных территорий и золоотвалов. В наших исследованиях в этих целях был изучен хрен обыкновенный, так как он в этом плане является мало изученным видом.
Хрен обыкновенный естественно произрастает в Европе (за исключением арктических районов), Сибири и на Кавказе. В настоящее время хрен культивируется во многих странах мира, в основном как овощная культура. В природе произрастает в пойме рек в сырых местообитаниях. Опыт использования данного вида на нарушенных почвах и в условиях нефтяного загрязнения почвенного покрова, а также на золоотвалах нам не известен. Исходя из этого целью нашего исследования являлось выявление особенностей роста и развития хрена обыкновенного в условиях зольного и нефтяного загрязнения.
В задачи исследования входило:
1. Выявление воздействия зольного и нефтяного загрязнения на образование листьев хрена обыкновенного в условиях вегетационного опыта.
Таблица 1
Результаты лабораторного анализа проб почв *
Наименование определяемого показателя Единицы измерений Контроль Нефтезагрязненная почва Фоновый уровень
Нефтепродукты мг/кг 19,4 + 3,1 26340,0+1843,8 40,0
рН(кислотность) ед. 6,8 4,8 6,8
Титана оксид мг/кг 3500+400 3300 + 500 5452
Ванадий мг/кг 54,21 + 14,0 52,36 + 15,96 67,7
Хром мг/кг 85,16 + 20,40 109,00 + 24,10 87,7
Марганца оксид мг/кг 410,51 + 31,82 264,66 + 26,28 859,4
Железа оксид мг/кг 19300 + 2000 18400 + 2000 28187
Кобальт мг/кг 10,72 + 4,53 не обнаружено <10
Никель мг/кг 38,67 + 13,69 38,70 + 16,46 37,3
Медь мг/кг 25,04+11,17 32,23 + 16,98 25,3
Цинк мг/кг 52,91 + 9,60 101,80+17,71 56,0
Мышьяк мг/кг 4,85 + 2,03 8,18+3,65 9,1
Стронций мг/кг 138,08 + 33,16 104,87 + 47,06 162,3
Свинец мг/кг 25,18 + 3,90 <25 25,4
№
* По данным Омского центра по гидрометеорологии и мониторингу загрязнения окружающей среды с региональными функциями
2. Установление биологических возможностей к максимальному уровню загрязнения техногенных ландшафтов (буферные пруды нефтеперерабатывающих предприятий) в фазе листьеобразования и их роста.
Полученные результаты позволят оценить устойчивость эколого-биологических свойств хрена обыкновенного к зольному и нефтяному загрязнению почв и могут послужить основой для биоиндикационного контроля.
Методика и объекты исследования. Объектом исследования являлись корни хрена обыкновенного. Для закладки опытов использовались корни длиной 4 см и диаметром 0,4 см.
Опыты проводились с использованием золы с секции действующего участка золоотвала СП «ТЭЦ-4» ОАО «ТГК-11», нефтезагрязненного грунта с буферного пруда ОАО «Газпромнефть — ОНПЗ». В качестве контроля был использован почвенный образец чернозема обыкновенного среднесугли-нистого, развитого на карбонатных делювиальных суглинках, отобранный на агробиостанции Омского государственного педагогического университета.
Почвенные образцы помещались в пластмассовые кюветы и перед посадкой корней увлажнялись. Каждый вариант опыта закладывался в трехкратной повторности и в каждой повторности равномерно высаживалось по 3 корня на глубину 4 см опытных растений. Для увлажнения почвы в опытах использовалась отстоянная водопроводная вода. После закладки опыта наблюдение за ходом прорастания проводились ежедневно. Опыты проводились до полной гибели опытных растений. Отмечалось количество образующихся листьев и измерялась их длина, а также фиксировались некрозы, побурение листьев и гибель растений хрена обыкновенного. Результаты количественного учета числа листьев и их длины подвергались статистической обработке.
Результаты и их обсуждение. По результатам анализа почв, использованных в вегетационных опытах, можно отметить у опытного образца исключительно высокое загрязнение нефтью (в 1357, 7 раза больше, чем в контрольном образце и в 658,5 раза выше, чем фоновый уровень), сильную кислотность, высокое содержание хрома и цинка, и низкое содержание оксида марганца (табл. 1).
Особенностью в динамике развития хрена обыкновенного в условиях вегетационного опыта можно отметить, что начало образования листьев одновременно в зольном и нефтезагрязненном грунте, а также в контроле наблюдалось на 4-е сутки (рис. 1, 2).
В последующем, в течение двух недель количество листьев в зольном субстрате оставалось неизменным, тогда как в нефтезагрязнённой почве ход нарастания числа листьев увеличивался, как и в контроле.
После двухнедельного периода в зольном субстрате наблюдалось резкое стимулирование листье-образования по сравнению с контролем и нефте-загрязнённой почвой и общее количество листьев до завершения опыта было стабильно выше, чем в контроле. Аналогичная закономерность наблюдалась и по более высокой средней длине листьев хрена обыкновенного в условиях зольного загрязнения.
В опытах с нефтезагрязнённой почвой после 45-го дня наблюдалось резкое увеличение гибели листьев и после 60-го дня произошло уменьшение средней длины листьев по сравнению с контролем.
В итоге проведённых опытов была установлена максимально возможная продолжительность жизни хрена обыкновенного в условиях вегетационного опыта. Продолжительность жизни растений хрена в условиях зольного субстрата составил 90 дней и нефтезагрязнённого грунта 115 суток.
Рис. 1. Динамика изменения средней длины листа и образования количества листьев хрена обыкновенного при нефтяном загрязнении
20
Т-Н V. ЛI п 45 п О Т гч Щ VI О 1/1 С. Т О* Л
-Н >Н <4 П « <0 Т1Г|Щ Щ Г- Г- 00 00 & О! ■Г1. О О —I
Продолжительность спьггя. дн
Колшчество лиЩ|ев в почвен-яо^-'еубстрате
„.------------Средняя длина в почвенном субстрате
— - - Колич^ет^лиотьев при зольном затрйзненин ----------------------Средняя длина при зольном-загрязненни
Рис. 2. Динамика изменения средней длины листа и образования количества листьев хрена обыкновенного при зольном загрязнении
Заключение. Таким образом, наиболее токсичными условиями для роста и развития хрена являются нефтезагрязненные почвы, тогда как в зольном субстрате, наоборот, хрен обыкновенный имеет достоверно более высокие показатели по числу листьев и их средней длине по сравнению с контролем при меньшей продолжительности жизни и может быть использовано в целях пылеподав-ления на действующих золоотвалах.
Также возможно использование корневых черенков хрена обыкновенного в условиях нефте-загрязненных почв и отметить, что в перспективе возможно локальное использование хрена обыкновенного в целях биорекультивации нефтезагряз-ненных участков и территорий буферных прудов нефтеперерабатывающих заводов, нефтебаз и автозаправочных станций.
Но для этих целей, несомненно, требуется дополнительная разработка технологии культивирования данного вида растения в этих почвенно-грунто-вых условиях произрастания.
Библиографический список
1. Белозерова, Т. И. Рекультивация золоотвалов тепловых электростанций в условиях Севера : дис. ... канд. с.-х. наук / Т. И. Белозерова. — Архангельск, 2006. — 157 с.
2. Алимбаева, Ю. Д. Дренированные золоотвалы тепловых электростанций с противофильтрационными плёночными экранами : дис. ... канд. с.-х. наук / Ю. Д. Алимбаева. — Красноярск, 2007. - 157 с.
3. Бурмистрова, Т. И. Биодеградация нефти и нефтепродуктов в почве с использованием мелиорантов на основе активированного торфа / Т. И. Бурмистрова, Т. П. Алексеева, В. Д. Перфильева, Н. Н. Терещенко, Л. Д. Стахина // Химия растительного сырья. — 2003. — № 3. — С. 69-72.
4. Голованов, А. И. Ландшафтоведение / А. И. Голованов, Е. С. Кожанов, Ю. И. Сухарев. — М. : Колос, 2005. — 216 с.
5. Гурина, И. В. Особенности интеграции отработанных золоотвалов в природные ландшафты / И. В. Гурина // Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации : сб. науч. докл. 3-й Всерос. конф. молодых ученых. — Коломна, 2006. — С. 54 — 57.
6. Колесников, Б. П. О научных основах биологической рекультивации техногенных ландшафтов / Б. П. Колесников // Проблемы рекультивации земель в СССР. — Новосибирск : Наука, 1974. - С. 12-25.
ДОНЕЦ Евгения Владимировна, кандидат биологических наук, доцент (Россия), доцент кафедры экологии и природопользования.
ГРИГОРЬЕВ Аркадий Иванович, доктор биологических наук, профессор (Россия), профессор кафедры экологии и природопользования. Адрес для переписки: aigrigoryew@mail.ru
Статья поступила в редакцию 02.02.2015 г. © Е. В. Донец, А. И. Григорьев
№
УДК 639.312.03
Б. Ю. КАССАЛ
Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского
РЕИНТРОДУКЦИЯ КАБАНА SUS SCROFA В СРЕДНЕЕ ПРИИРТЫШЬЕ
За семь лет, в период 1981 — 1987 гг., был реализован вселительный этап в развитии популяции кабана на территории Среднего Прииртышья, с постепенным увеличением численности за счет выпусков и естественного размножения особей, при среднемноголетней численности 289 особей, темпом изменения численности в 77 особей/год, со среднегодовым приростом численности 14,3 %.
Ключевые слова: Среднее Прииртышье, кабан, реинтродукция, среднеиртыш-ская популяция, этапы развития.
На территории СНГ обитает единственный вид кабана — Sus scrofa Linnaeus, 1758, включающий несколько подвидов, обладающих аллотипическим полиморфизмом [1]. Большой интерес к изучению кабана обусловлен его высокой плодовитостью и неприхотливостью к условиям внешней среды. В зависимости от места обитания кабаны испытывают различные внешние воздействия, определяющие поддержание специфичных генетических систем [2], что неизбежно сказывается на выживаемости в определенных условиях [3]. Такие свойства кабанов, как высокая устойчивость к заболеваниям, крепость конституции и неприхотливость, а также качество мяса привлекают ученых и специалистов-практиков. Знание диких форм кабана дает возможность на основе иммуногенетических данных определять наиболее перспективное значение отдельных подвидов [1]. Вместе с тем состояние популяции кабана в Среднем Прииртышье (СП) до настоящего времени в полном объеме не исследовалось.
Целью исследования стало выявление особенностей реинтродукции кабана в СП. На разрешение были поставлены задачи: выявить качество и динамику процесса реинтродукции кабана на территорию Омской области.
Методами работы стали полевые и библиографическое исследования, статистико-математический и картографический анализ полученных в процессе наблюдений и имеющихся архивных данных.
Полевые исследования проводились в ходе комплексных экологических экспедиций, организованных и финансированных Омским областным клубом натуралистов «Птичья Гавань» (1987 — 2002, 2011—2014 гг.), Омским отделением Русского географического общества, Омским отделением Рос-
Гео и ФГУ ТФИ ПРиООС МПР России по Омской области (2003-2006 гг.), в т.ч. совместно с правительством Омской области (2007-2014 гг.). Были использованы кадастровые данные учетов численности кабана сотрудниками Управления охотничьего хозяйства Омской области [4]. Поскольку кабан относится к виду животных, учет которых довольно специфичен и не укладывается в рамки требований ЗМУ, в качестве дополнительной информации привлекались материалы локальных учетов на площадках и на концентрациях в известных местообитаниях (урочища, кустарниково-тростниковые согры и т. п.).
Место проведения работы. Территория Средне-иртышского района Западно-Сибирского региона большей частью входит в состав Омской области, располагаясь в зонах южной тайги, лесостепи и степи. Климат отличается жарким летом с ветрами и частыми засухами. Средняя температура июля 19о, вегетативный период длится 150-160 дней, летом выпадает до половины годового количества осадков, составляющих 300-400 мм. Зима холодная, средняя температура января — 20о [5].
В результате проведенных исследований установлено следующее.
По результатам изучения истории и перспектив развития териофауны были выявлены основные тенденции развития фауны крупных млекопитающих в неоплейстоцене СП [6-7], когда, в соответствии с изменениями климата в Западной Сибири, неоднократно возникали условия для расселения кабана. Однако в ходе собственных полевых исследований и палеонтологической ревизии экспонатов из районных музеев Омской области было установлено отсутствие плейстоценовых находок кабана на территории СП. Это позволяет сделать
