Эта работа опубликована в сборнике статей с материалами трудов 1-ой международной телеконференции "Проблемы и перспективы современной медицины, биологии и экологии". Название сборника "Фундаментальные науки и практика Том 1, №1"

Посмотреть обложку сборника

Скачать информацию о сборнике (в архиве: обложка, тит. лист, оглавление, список авторов)

ГОУ ВПО «Пермский государственный университет» (г. Пермь)

Значительную роль в загрязнении биосферы играют нефть и нефтепродукты, поэтому изучению различных аспектов проблемы нефтяного загрязнения уделяется очень большое внимание. В последнее время все чаще применяют биологические системы для индикации загрязняющих веществ в окружающей среде. Реакция организма позволяет оценить воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл. Физические факторы или химические соединения, воздействуя на среду, иногда очень сильно модифицируются факторами живой и неживой природы, поэтому сложно предвидеть  их окончательное влияние. Именно биоиндикаторы дают точную интегральную картину, учитывающую и те загрязнения, которые могли не уловить приборы, производящие замеры параметров окружающей среды.

В настоящее время нефть является одним из основных загрязнителей окружающей среды. Загрязнение почвы нефтью ведет к исчезновению нитратного азота, подвижного фосфора. Обусловлено это как подавлением жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий, развитие которых угнетается избытком углеродсодержащих соединений и продуктов их распада, так и сдвигом соотношения C:N, что приводит к иммобилизации неорганического фосфора в почве и уменьшению количества экстрагируемого фосфора. Вероятно, обволакивание почвенных частиц нефтяной пленкой препятствует миграции подвижных соединений азота и фосфора в раствор [1].

Опасность нефтяных загрязнений связана с высокой чувствительностью к нему высших растений,  так как они занимают ключевое положение практически во всех наземных экосистемах, определяя существование и состав остальных биологических компонентов биогеоценозов. Кроме того, негативное влияние нефтяного загрязнения на растения снижает эффективность их использования при фиторекультивации нефтезагрязненных почв [2].

Другой особенностью действия нефтяного загрязнения почвы на растения является его очень большая продолжительность, что связано с медленным самоочищением загрязненных почв. По литературным данным, полученным в разных климатических условиях, период восстановления растительности на почвах при их сильной загрязненности может со­ставлять до 10-20 лет и более [3, 4].

В целом, на нефтезагрязненных почвах у растений отмечаются следующие физиономические и фенологические отклонения от нормы [5]: 1) появление гигантских и карликовых форм; 2) нарушение нормальных пропорций во внешнем облике растений; 3) возникновение наростов, наплывов, утолщений, придающих отдельным экземплярам уродливый облик; 4) нарушение нормального ритма развития (повторное цветение видов, нормально цветущих один раз в сезон); 5) сильная повреждаемость растений вредителями.

Целью данной работы являлся анализ морфологической изменчивости растений, произрастающих на участках с нефтяным загрязнением и без него на примере Trifolium pratensе L.

Сбор материала для изучения влияния нефтяного загрязнения на растения производился на опытном стационаре института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (г. Пермь) в д. Ключи Добрянского района Пермского края. Экспериментальные площадки были заложены в дерново-подзолистой почве злаково-разнотравного лугового биоценоза. В 1996 и 1999г. площадки площадью 1 м² были перекопаны с уборкой растительности и залиты нефтью концентрацией 24 л/м² [6]. Также для исследования был взят материал с контрольных площадок. Для исследования был выбран распространенный в луговых сообществах вид Trifolium pratensе L. из семейства Fabaceae. Вид был представлен на всех площадках разного года загрязнения, а также на контрольных площадках.

Морфометрические исследования особей T. рratense  были проведены на экспериментальных  площадках 1985, 1996 и 1999 годов загрязнения, а также на контрольных “чистых” площадках. Результаты измерений морфометрических показателей представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Средние значения морфометрических показателей T. рratense

Закономерностей, отражающих зависимость длины прилистника, длины черешка и длины центрального листочка тройчатосложного листа от наличия или степени нефтяного загрязнения, не обнаружено.

При оценке вариабельности морфометрических показателей установлено некоторое повышение коэффициента вариации у растений, произрастающих на экспериментальных площадках (табл. 2).  Значения коэффициентов вариации некоторых морфометрических показателей T. рratense  представлены в виде гистограммы на рисунке 3.

Таблица 2.

Коэффициенты вариации некоторых морфометрических
показателей T. рratense

Значения коэффициентов вариации некоторых морфометрических показателей T. рratense  представлены в виде гистограммы на рисунке 1.

В результате исследования были получены данные о том, что длина черешка листьев T. рratense  как морфометрический показатель характеризуется очень высокими показателями вариации, что затрудняет использование его при оценке влияния факторов на морфологическую изменчивость. Длина прилистников оказалась довольно стабильной величиной, не зависящей ни от расположения листа на растении, ни от наличия нефтяного загрязнения в почве. Вариабельность длины центрального листочка сложного листа T. рratense по результатам исследования оказалась ниже у особей с контрольных площадок.

Рис 1. Значения коэффициентов вариации (%) некоторых
морфометрических показателей T. рratense

Для оценки метамерного строения представителей T. рratense были изучены длина и число метамеров (табл. 3).

 Таблица 3.

Показатели метамерности T. рratense

При оценке значимости различий в размерах метамеров особей T. рratense (табл. 4) было установлено: растения, произрастающие на экспериментальных площадках 1985 года загрязнения имеют достоверно меньшую длину третьего, четвертого, пятого и шестого междоузлий; растения, произрастающие на экспериментальных площадках 1996 года загрязнения – четвертого, пятого и шестого; растения, произрастающие на экспериментальных площадках 1999 года загрязнения – третьего, четвертого, пятого и шестого междоузлий.

Таблица 4.

Значения коэффициентов достоверности разности между показателями метамерности T. prаtense по критерию Стьюдента

t_st=2,10

Примечание: сравнение особей экспериментальных площадок проведено с особями на контрольных площадках

Таким образом, в результате анализа морфологической изменчивости особей

T. prаtense, произрастающих на контрольных и экспериментальных нефтезагрязненных площадках, установлено отрицательное влияние нефти на рост и развитие растений. Отмечено снижение коэффициентов вариации по некоторым морфологическим признакам у особей T. рrаtense, произрастающих на нефтезагрязненных площадках.

Список литературы

1.      Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева Н.А., Кузяхметов Г.Г Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы // Агрохимия. 1988. №2. С. 56–61.

2.      Назаров А.В. Влияние нефтяного загрязнения почв на растения // Вестн. Перм. ун-та. 2007. Вып. 5(10). С. 134–139.

3.      Шилова И.И. Первичные сукцессии растительности на техногенных песчаных обнажениях в нефтегазодобывающих районах Среднего Приобья // Экология. 1977. №6. С. 5–15.

4.      Максименко О.Е., Червяков Н.А., Каркишко Т.И., Глотов Н.В. Динамика восстановления растительности антропогенно нарушенного сфагнового болота на территории нефтепромысла в Среднем Приобье // Экология. 1997. №4. С. 243–247.

5.      Грищенко, О.М. Ботанические аномалии как поисково-разведочный критерий нефтегазоносности // Экология. 1982. №1. С. 18–22.

6.      Оборин А.А., Хмурчик В.Т., Иларионов С.А., Маркарова М.Ю., Назаров А.В.  Нефтезагрязненные биогеоценозы (Процессы образования, научные основы восстановления, медико-экологические проблемы). Пермь. Изд-во Пермского гос. ун-та. 2008. 511 с.