CC BY
59
Некоторые аспекты влияния нефтепродуктов на растения*
Е.К. Емельянова, к.б.н., Новосибирский ГМУ;
А.В. Мокеева, к.б.н., Т.Н. Ильичёва, к.б.н., Новосибирский НИГУ
Загрязнение окружающей среды нефтепродуктами продолжает оставаться актуальным для нефтедобывающих территорий Сибири. Токсичность нефтепродуктов по отношению к растениям и влияние нефти на фитоценозы исследовали многие специалисты [1,2] с использованием таких параметров, как всхожесть, выживаемость, урожайность растений и др., с формированием геоботанических площадок или в естественных условиях.
Цель и методика исследований. Цель исследования — оценка влияния нефтепродуктов на фитоценоз.
Объектами исследований являлись растительный покров в естественных условиях и на опытных, загрязнённых нефтепродуктами, делянках полигона в Кемеровской области; микроорганизмы-нефтедеструкторы; культурные виды растений, использованные для рекультивации почв. В качестве микроорганизмов-деструкторов применяли биологический препарат марки «Биоойл — ЮГРА», выпущенный в ЗАО «Биоойл», производимый для очистки нефтезагрязнённых земель на севере России. Содержание жизнеспособных клеток в составе препарата не менее 1010 КОЕ в 1 г. Количество препарата для обработки 1 га нефтезагрязнённых земель составляло 5—10 г.
Исследования проводили полевым и лабораторным способом. Полевые исследования
включали геоботаническое изучение территории научного полигона, опыты по загрязнению почв дизельным топливом и отработанным минеральным маслом в разных концентрациях (1%, 5%, 10%), биологическую рекультивацию почв с помощью микробиологического препарата. Всего на опытном участке было заложено 14 делянок (включая две контрольные) размером 1,5 х 2 м, между участками оставлена буферная зона 2 х 2 м. Внесение нефтепродуктов осуществляли до конечной концентрации в верхнем почвенном слое 10%. Микробиологический препарат вносили через двое суток. Провели три обработки биопрепаратом с интервалом в 10 дней. Наблюдение осуществляли в течение 70 дней.
Лабораторные исследования включали опыты по влиянию нефтепродуктов на всхожесть и линейные параметры овса на первых этапах роста и развития. Всхожесть семян и линейные параметры определяли рулонным методом в соответствии с ГОСТом 12.0.38.-84 «Семена сельскохозяйственных культур». Учёт результатов опыта проводили на седьмые сутки. Показатель всхожести рассчитывали в процентах числа нормально проросших семян к общему их количеству, взятому для проращивания.
Результаты исследований. До закладки опыта на территории научного полигона видовой состав растительного покрова включал в себя 54 вида. Видовой учёт растительности на опытных и контрольных вариантах в конце вегетативного сезона показал существенную деградацию. Из общего числа ранее выявленных видов обнаружено только 42,5%. Наиболее распространёнными,
* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ФЦП, ГК 16.740.11.0681
независимо от концентрации загрязнения нефтепродуктами, являлись: бодяг щетинистый (на всех опытных вариантах), пикульник двунадрез-ный (на шести из двенадцати), ярутка полевая (на пяти из двенадцати), звездчатка средняя (на четырёх из двенадцати). Эти растения относятся к группе сорняков и, вероятно, поэтому имеют более высокую жизнеспособность, чем другие виды. Всхожесть растений в загрязнённой почве без внесения биопрепарата составляла менее 5% (рис.).
Биологическая продуктивность растений на загрязнённых участках, обработанных биопрепаратом, во всех вариантах опытов с различными нефтепродуктами и их концентрациями была выше, чем на загрязнённых участках, не обработанных биопрепаратом (табл. 1, 2).
В ходе проведения модельного лабораторного эксперимента выявлено, что на 7-е сутки овёс дал
всходы в контрольном варианте, в первых двух (1%, 5%) вариантах загрязнения почвы отработкой минерального масла и в варианте загрязнения почвы дизельным топливом в концентрации 1%. В условиях контроля всхожесть составляла 80% от числа высеянных семян. В опытном варианте с загрязнением 1-процентной отработкой минерального масла всхожесть семян составляла 54% от числа посеянных семян; с загрязнением 5-процентной отработкой минерального масла — 34%. При загрязнении дизельным топливом всходы появились только на варианте с 1-процентной концентрацией загрязнения (24%), что на 56% ниже контроля. Лабораторная всхожесть овса в вариантах, обработанных биопрепаратом, выше, чем в вариантах без обработки, на 15%.
Длина корней в контрольном варианте в среднем составила 46 см. В двух первых опытных вариантах отмечено превышение показателей на
Рис. - Восстановление растительного покрова после загрязнения нефтепродуктами:
1 - контрольный чистый участок; 2 - участок, загрязнённый дизельным топливом, обработанный биопрепаратом; 3 - участок, загрязнённый дизельным топливом без обработки биопрепаратом; 4 - участок, загрязнённый минеральным маслом без обработки биопрепаратом; 5 - участок, загрязнённый минеральным маслом, обработанный биопрепаратом
1. Биомасса растений в пересчёте на сухое вещество на участках, загрязнённых отработанным минеральным маслом, г/м2
Вариант Время взятия проб
июль август сентябрь
В К О В К О В К О
Общий контроль 130,3 41,7 172,0 202,7 97,6 300,3 347,7 260,8 608,5
1% без биопрепарата 33,2 15,2 48,4 62,0 61,0 123,0 522,4 264,0 786,4
1% + биопрепарат 45,9 21,9 67,3 105,6 97,5 202,8 528,0 374,4 902,4
5% без биопрепарата 31,2 13,8 45,0 63,6 47,2 110,8 379,2 39,2 418,4
5% + биопрепарат 56,5 26,3 70,8 146,0 48,0 194,0 424,0 347,2 701,2
10% без биопрепарата 10,4 2,8 13,2 54,6 41,3 95,9 162,0 100,8 262,8
10% + биопрепарат 47,6 19,4 66,7 66,7 48,0 114,7 544,8 30,0 574,8
Примечание (здесь и далее): В — биомасса вегетативных надземных органов; К — биомасса корней; О — общая биомасса растений
2. Биомасса растений в пересчёте на сухое вещество на участках, загрязнённых дизельным топливом, г/м2
Вариант Время взятия проб
июль август сентябрь
В К О В К О В К О
Общий контроль 130,3 41,7 172,0 202,7 97,6 300,3 347,7 260,8 608,5
1% без биопрепарата 22,5 7,7 30,2 86,6 18,6 115,2 108,8 22,4 123,2
1% + биопрепарат 27,4 9,5 36,9 98,3 27,1 126,4 440,0 63,2 503,2
5% без биопрепарата 12,0 4,0 16,0 87,4 13,5 100,9 172,8 34,0 206,8
5% + биопрепарат 34,2 7,6 41,8 100,0 16,0 116,0 168,0 66,0 234,0
10% без биопрепарата 8,7 2,4 11,1 48,0 6,0 54,0 70,4 14,4 84,8
10% + биопрепарат 15,6 5,0 20,6 57,6 6,6 124,2 90,4 34,8 125,2
11—17% по сравнению с контролем, а в случае загрязнения дизельным топливом выявлено снижение признака (на 12% по отношению к контролю). Коэффициент вариации признака составляет 6,14%, что подтверждает его слабую изменчивость.
По длине ростков выявлено достоверное различие лишь в варианте с 1-процентным загрязнением отработанным минеральным маслом. Депрессия признака составляла 12% по отношению к контролю. В двух других случаях отмечены показатели на уровне контроля. Выяснено, что загрязнение дизельным топливом в большей степени снижает всхожесть овса.
В ходе проведения второго модельного лабораторного опыта по загрязнению почв отработкой минерального масла и дизельным топливом в концентрациях: 1%, 5%, 10% и внесению неф-тедеструкторов «Биоойл-ЮГРА» всхожесть овса наблюдалась во всех опытных вариантах. В условиях контроля она составляла 86% от числа высеянных семян. В опытном варианте с загрязнением 1-процентной отработкой минерального масла всхожесть составляла 70% от числа посеянных семян, с загрязнением отработкой минерального масла в концентрации 5—42%, с загрязнением 10-процентной концентрацией отработанного минерального масла — 22%. При загрязнении 1-процентной концентрацией дизельного топлива всхожесть составляла 52% от
числа посеянных семян; 5-процентной концентрацией — 40%; 10-процентной концентрацией дизельного топлива — 10% от числа посеянных семян.
При сравнении первого и второго опытов следует отметить то, что длина корней и длина ростков выше в первом опыте, но также следует подчеркнуть то, что масса растений овса выше во втором случае.
Выводы. Рекомендации. Выявлен высокий уровень деградации растительного покрова под влиянием загрязнения почвы нефтепродуктами — 57,5%. В лабораторных условиях загрязнения почв отработанным минеральным маслом всхожесть семян овса с повышением концентрации загрязнителя падает на 20%, а по сравнению с общим контролем (без загрязнения) — на 46%. При загрязнении дизельным топливом всходы появились только в опытном варианте с 1-процентной концентрацией загрязнения (всхожесть 24%), что на 56% ниже контроля. Лабораторная всхожесть овса в вариантах, обработанных биопрепаратом, выше на 15%, чем в вариантах без обработки.
Литература
1. Назаров А.В., Иларионов С.А. Изучение причин фитотоксичности нефтезагрязнённых почв // Письма в международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2005. № 1. С. 60-65.
2. Суслонов А.В. Влияние нефтяного загрязнения почв на формирование растительного покрова // Молодой учёный. 2012. № 3. С. 116-118.
