The second influence of soil oil pollution various levels on the processes of wheat and lettuce germination

6. Мартьянов Н.В. Флора южного Енисея. - Минусинск, 1923. - С. 7-11.

7. Черепнин Л.М. История исследования растительного покрова южной части Красноярского края // Уч.

зап. Краснояр. пед. ин-та. - Красноярск, 1954. - Т. 3. - Вып. 1. - С. 3-53.

8. Черепнин Л.М. Флора и растительность южной части Красноярского края: в 3 т. - Л., 1953. - С. 72-80.

9. Шумилова Л.В. Ботаническая география. - Томск: Изд-во ТГУ, 1962. - С. 5-29.

УДК 574.24: 581.19 Т.С. Бородулина, В.И. Полонский

ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЕЙ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА ПРОЦЕССЫ ПРОРАСТАНИЯ ПШЕНИЦЫ И САЛАТА

В лабораторных опытах было установлено, что при начальной максимальной концентрации нефти в почве (9 г/кг), которая до опыта использовалась для выращивания 40-суточных растений пшеницы и 30-суточных растений салата, происходит снижение ингибирующего последействия нефти на показатели роста проростков пшеницы и на долю прорастания семян салата, в отличие от условий, в которых нефть вносилась непосредственно перед опытом. Выявлено, что выращивание салата в большей степени снижало негативное влияние нефти по сравнению с пшеницей.

Ключевые слова: нефть, почва, пшеница, салат, длина и масса корней и надземной части проростков.

T.S. Borodulina, V.I. Polonskiy THE SECOND INFLUENCE OF SOIL OIL POLLUTION VARIOUS LEVELS ON THE PROCESSES OF WHEAT AND LETTUCE GERMINATION

It is determined in the laboratory experiments, that at the initial maximal concentration of oil in soil (9 g/kg) which earlier was used for cultivation of 40 days plants of wheat and 30 days plants of lettuce, there is a decrease in the inhibitive second influence of oil on the parameters of wheat seedling growth and on lettuce seed germination rate, in comparison with the conditions when oil was brought directly before the experiment. It is revealed that lettuce growing decreased oil negative influence in a greater degree than wheat.

Kew words: oil, soil, wheat, lettuce, length and mass of roots and aboveground part of seedlings.

Введение

Основными крупномасштабными и опасными загрязнителями окружающей среды являются нефть и нефтепродукты [4], которые нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов [1,5]. Для устранения негативного действия нефти на почвенный покров используют различные биологические методы [6], позволяющие быстрее восстановить экологические функции почв. Одним из распространенных методов восстановления почвы является фиторемедиация, которая позволяет эффективно рекультивировать большие территории с относительно низкой, по сравнению с другими технологиями, стоимостью работ при слабом негативном воздействии на окружающую среду [8-10]. В этой связи представляет определенный интерес изучить последействие нефтезагрязнения почвы на начальные этапы роста тест-культур.

Целью настоящей работы являлось сравнение влияния на процессы прорастания семян пшеницы и салата непосредственного нефтезагрязнения почвы с последействием остаточных количеств поллютанта в такой почве после выращивания в ней модельных растений.

Объекты и методы исследования

В качестве объектов исследования были выбраны яровая пшеница и салат листовой. При проведении лабораторного эксперимента использовали известную методику [3]. Для изучения реакции тест-культур на действие поллютанта использовали навески почвы, в которые вносили нефтяную эмульсию, создавая концентрации нефти от 0 до 9 г/кг почвы. Для исследования ответа тест-культур на последействие нефти при-

меняли нефтезагрязненную почву, в которой предварительно выращивали в течение 40 суток растения пшеницы либо в течение 30 суток растения салата. Навески почвы (10 г) помещали в чашки Петри, равномерно распределяли по дну, накрывали ее бумажным фильтром и заливали на 1 сутки 20 мл воды. На следующий день на поверхность фильтровальной бумаги раскладывали семена по 25 штук в каждую чашку. Семена предварительно калибровали по размеру, заранее выдерживали 20 мин в 1% растворе перманганата калия и отмывали водой. Далее семена пшеницы и салата проращивали в течение 4 суток при температуре 23°С, после чего проводили учет количества проросших семян, длины и биомассы корней и надземной части проростков.

Эксперименты выполнены в 4-кратной повторности. Результаты обработаны статистически с помощью пакета программ Microsoft Excel 2003.

Результаты и их обсуждение

В таблицах 1-4 приведены абсолютные и относительные значения ростовых показателей проростков пшеницы и салата в зависимости от концентрации нефти в почве и от условий внесения этого поллютанта в почву перед опытом. Можно видеть, что в варианте А доля проросших семян салата при максимальной концентрации нефти (9 г/кг) снижалась в большей степени, чем пшеницы. При этом масса корней пшеницы и салата повышалась при увеличении концентрации нефти в почве соответственно свыше 1 и 3 г/кг. Установлено, что повышение концентрации нефти в почве от уровня контроля до 6 г/кг практически не оказывало влияния на величину надземной части проростков пшеницы. Масса и длина надземной части салата существенно повышалась при уровне нефтезагрязнения почвы от 3 до 6 г/кг. Аналогичные результаты были зарегистрированы при измерении длины корней проростков: при концентрации нефти в почве 36 г/кг отмечалось слабое возрастание длины корней у пшеницы, а у салата наблюдалась заметная стимуляция роста корней.

Таблица 1

Действие и последействие различных уровней нефтезагрязнения почвы на ростовые показатели проростков пшеницы

Вариант опыта* Концентрация нефти, г/кг Доля проросших семян,% Масса корней 25 проростков, г Масса побегов 25 проростков, г Длина побега проростка, мм Длина максимального корня проростка, мм

А 0 90±0,6а 0,99±0,07а 1,10±0,01а 52,5±1,3а 78,0±0,8а

0,3 92±0,8а 1,16±0,02а 1,21±0,04б 57,8±1,0б 74,5±0,6б

1,0 94±0,2б 1,19±0,04б 1,20±0,04а 54,8±2,2а 75,8±2,2а

3,0 91±0,5а 1,30±0,02в 1,20±0,02б 57,8±1,2б 85,5±1,5в

6,0 88±0,4б 1,30±0,06в 1,17±0,04а 60,2±1,8б 86,2±2,2в

9,0 80±0,9в 0,97±0,003а 0,82±0,005в 25,4±1,4г 54,7±0,15д

Б 0 90±1,4а 1,24±0,06б 1,21±0,01б 55,1±1,3а 7 7, 1+ ,6 а

0,3 91±1,6а 1,28±0,07в 1,27±0,01в 78,3±1,6в 110,0±2,0д

1,0 90±1,3а 1,26±0,05в 1,22±0,02б 6 7, 1+ ,4 б 90,1±2,1г

3,0 88±1,2б 1,23±0,06б 1,23±0,01б 70,0±1,2б 76,3±1,5а

6,0 88±1,4б 1,20±0,04б 1,22±0,03б 62,3±1,3б 73,1±2,2б

9,0 89±1,7аб 1,18±0,06б 1,19±0,01а 4 5, 1+ ,6 б 67,1±2,1г

В 0 91±2,0а 1,21±0,05б 1,21±0,01б 56,2±1,8а 57,3±2,1д

0,3 91±2,6а 1,22±0,07б 1,27±0,01в 56,4±1,9а 57,6±2,4д

1,0 90±2,5а 1,23±0,06б 1,22±0,02б 57,8±1,4б 60,4±2,7г

3,0 89±2,2аб 1,22±0,06б 1,23±0,01б 56,4±1,6а 58,4±2,5д

6,0 88±2,3б 1,21±0,07б 1,22±0,03б 56,3±1,3а 57,3±2,8д

9,0 85±2,7бв 1,21±0,05б 1,19±0,01а 52,6±1,2а 57,6±2,1д

*Вариант А: нефть соответствующих концентраций внесена в почву непосредственно перед опытом с тест-культурами; вариант Б: почва перед опытом использовалась для 40-суточного выращивания пшеницы с предварительным внесением нефти аналогичных концентраций; вариант В: почва перед опытом использовалась для 30-суточного выращивания салата с предварительным внесением нефти аналогичных концентраций.

В опыте с пшеницей в варианте Б и, особенно, варианте В в отличие от варианта А при максимальных значениях концентрации нефти в почве (9 г/кг) наблюдалось закономерно меньшее ингибирование ростовых процессов. Это касается всех измеренных показателей, кроме массы корней проростка. Можно предположить, что наблюдаемый результат произошел вследствие снижения степени негативного воздействия пол-лютанта из-за разрушения нефти почвенными (возможно, ризосферными) микроорганизмами.

Таблица2

Действие и последействие различных уровней нефтезагрязнения почвы на ростовые показатели проростков салата (значения в колонках с разными буквами существенно различаются между собой

в пределах одного варианта опыта при Р<0,05)

Вариант опыта* Концентрация нефти, г/кг Доля проросших семян,% Масса корней 25 проростков, г Масса побегов 25 проростков, г Длина побега проростка, мм Длина максимального корня проростка, мм

А 0 86±0,2в 0,06±0,005г 0,15±0,01в 13,0±0,5в 30,5±1,8г

0,3 82±0,6г 0,06±0,001г 0,16±0,01в 12,5±0,8в 24,8±1,8г

1,0 86±0,4в 0,06±0,005г 0,15±0,01в 11,8±0,6в 23,8±0,9д

3,0 86±0,9в 0,12±0,001д 0,27±0,02г 19,2±1,2г 57,0±4,2е

6,0 64±1,0д 0,09±0,015г 0,21±0,02г 17,5±1,2г 53,0±7,4е

9,0 70±1,8гд 0,07±0,003г 0,12±0,04вд 8,7±1,7д 25,3±1,9г

Б 0 90±1,1а 0,06±0,00г 0,18±0,01в 24,0±1,0г 26,6±1,6г

0,3 90±0,9а 0,07±0,00г 0,19±0,01в 26,2±1,1г 28,1±1,8г

1,0 92±1,0а 0,07±0,00г 0,16±0,02в 20,1±1,3г 28,8±1,9г

3,0 92±1,2а 0,08±0,01г 0,16±0,02в 19,2±1,0г 29,3±2,3г

6,0 91±1,0а 0,05±0,00г 0,15±0,01в 14,3±1,2в 24,6±2,4г

9,0 88±1,4б 0,04±0,00д 0,12±0,01вд 10,4±1,1в 19,1±2,2г

В 0 90±1,9а 0,06±0,00г 0,18±0,01в 23,0±1,1г 22,6±1,9г

0,3 91±1,9а 0,08±0,01г 0,19±0,01в 2 5, 1+ 2 —і 25,3±1,8г

1,0 92±2,0а 0,07±0,00г 0,16±0,02в 22,8±1,1г 22,8±1,8г

3,0 92±2,3а 0,06±0,01г 0,16±0,02в 22,7±1,0г 22,7±2,0г

6,0 91±1,8а 0,04±0,00д 0,15±0,01в 12,3±1,3в 20,6±2,3г

9,0 87±2,4б 0,03±0,00д 0,12±0,01вд 10,0±1,1в 17,6±2,2г

* Буквенные обозначения вариантов опытов см. табл. 1.

В опыте с пшеницей в вариантах Б и В по сравнению с вариантом А не было отмечено стимуляции ряда ростовых процессов при малых концентрациях нефти. Это четко относится к показателям массы корней и надземной части проростка. Что касается длины максимального корня или побега, то в этом случае стимуляция отсутствовала лишь в варианте В. По-видимому, длительное выращивание растений привело к снижению в почве стимулирующих рост минеральных элементов (в первую очередь, азота), появление которых было следствием биологического разрушения нефти почвенными микроорганизмами.

Следует отметить, что в опыте с пшеницей в варианте В не было зарегистрировано ни существенной стимуляции, ни ингибирования изучаемых ростовых процессов при различных (начальных) концентрациях нефти в почве. Последнее, вероятно, можно объяснить исчезновением влияния внесенной нефти, возможно, по причине ее значительного биологического разрушения при выращивании салата.

Из данных, представленных в таблице 4, можно видеть, что для показателя доли проросших семян при максимальной концентрации нефти было характерно отсутствие ингибирования в вариантах Б и В в отличие от варианта А. При этом практически для всех других ростовых показателей при максимальной концентрации поллютанта (и даже средних концентрациях в случае надземной части проростков) отмечалось

существенное снижение ростовых процессов в вариантах Б и В. Более того, в варианте В на салате показано как стимулирующее (низкие концентрации поллютанта), так и ингибирующее (высокие концентрации) последействие нефти. Эти результаты могут означать, что салат на стадии прорастающих семян по сравнению с пшеницей является более чувствительным к нефтезагрязнению почвы видом.

Таблица 3

Относительные ростовые показатели проростков пшеницы при различных уровнях нефтезагрязнения почвы, % к контролю

Ростовой параметр проростков Концентрация нефти в почве перед опытом в варианте А, г/кг Вариант А* Вариант Б Вариант В

Доля проросших семян 0,3 102,2 101,1 100,0

1 104,4 100,0 98,9

3 101,1 97,8 97,8

6 97,8 97,8 96,7

9 88,9 98,9 93,4

Масса корней проростка 0,3 117,2 103,2 100,8

1 120,2 101,6 101,6

3 131,3 99,2 100,8

6 131,3 96,8 100,0

9 98,0 95,2 100,0

Длина максимального корня проростка 0,3 95,5 142,7 100,5

1 97,2 116,9 105,4

3 109,6 99,0 101,9

6 110,5 94,8 100,0

9 70,1 87,0 100,5

Масса надземной части проростка 0,3 110,0 105,0 105,0

1 109,1 100,8 100,8

3 109,1 101,6 101,6

6 106,4 100,8 100,8

9 74,5 98,3 98,3

Длина надземной части проростка 0,3 110,1 142,1 100,4

1 104,4 121,8 102,8

3 110,1 127,0 100,4

6 114,7 113,1 100,3

9 48,4 81,8 93,6

* Буквенные обозначения вариантов опытов см. табл. 1.

Полученные результаты подтверждают данные М.К. Бэнкса и К.Е. Шульца [7], которые, используя уровень нефтезагрязнения почвы 24 г/кг, установили, что салат является более чувствительным видом по показателям прорастания семян в сравнении с просом, редисом, красным клевером и пшеницей. Рядом авторов [2] в литературе отмечается, что растения оказывают положительную роль в очищении нефтезагрязненных почв, которая объясняется тем, что растения способны поглощать и трансформировать химические токсиканты, активировать деятельность микробного сообщества почв и, как следствие, интенсифицировать биохимические и химические процессы удаления чужеродных соединений.

Таблица 4

Относительные ростовые показатели проростков салата при различных уровнях нефтезагрязнения

почвы, % к контролю

Ростовой параметр проростков Начальная концентрация нефти в почве перед опытом во всех вариантах, г/кг Вариант А* Вариант Б Вариант В

Доля проросших семян 0,3 95,3 100,0 101,1

1 100,0 102,2 102,2

3 100,0 102,2 102,2

6 74,4 101,1 101,1

9 81,4 97,8 96,7

Масса корней проростка 0,3 100,0 116,7 133,3

1 100,0 116,7 116,7

3 200,0 133,3 100,0

6 150,0 83,3 66,7

9 116,7 66,7 50,0

Длина максимального корня проростка 0,3 81,3 105,6 111,9

1 78,0 108,3 100,9

3 186,9 110,2 100,6

6 173,8 92,5 91,2

9 83,0 71,8 77,9

Масса надземной части проростка 0,3 106,7 105,6 105,6

1 100,0 88,9 88,9

3 168,8 88,9 88,9

6 140,0 83,3 83,3

9 80,0 66,7 66,7

Длина надземной части проростка 0,3 96,2 109,2 109,1

1 90,8 83,8 99,1

3 147,7 80,0 99,0

6 134,6 59,6 53,5

9 66,9 43,3 43,5

* Буквенные обозначения вариантов опытов см. табл. 1.

Итак, в работе экспериментально показано, что при максимальной концентрации нефти в почве, которая ранее использовалась для выращивания 40-суточных растений пшеницы и 30-суточных растений салата, происходит снижение ингибирующего последействия нефти на показатели роста проростков пшеницы и на долю прорастания семян салата, в отличие от эксперимента, в котором нефть вносилась непосредственно перед опытом с тест-культурами. Установлено, что снижение негативного действия на ростовые показатели проростков пшеницы и салата существенно выражены в эксперименте, в котором почва перед опытом использовалась для выращивания салата, чем в эксперименте, где почва перед опытом использовалась для выращивания пшеницы с внесением нефти соответствующих концентраций. В связи с этим можно предположить, что растения салата лучше инактивируют загрязнения почвы нефтью, чем растения пшеницы.

Литература

1. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв / В.С. Гузев, С.В. Левин, Г.И. Се-лецкий [и др.] // Микроорганизмы и охрана почв. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - С. 121-150.

2. Ермаков Е.И., Панова Г.Г. Стратегия биореставрации химически загрязненных почв в зонах экологического риска // Освоение Севера и проблемы природовосстановления: тез. докл. междунар. конф. -Сыктыкар, 2001. - 84 с.

3. Практикум по физиологии растений / В.Б. Иванов, И.В. Плотникова, Е.А. Живухина и [др.]. - М., 2001.

- 144 с.

4. Трансформация нефти в почве микробиологическим препаратом и дождевыми червями / Д.И. Стом, Д.С. Потапов, А.Э. Балаян [и др.] // Почвоведение. - 2003. - № 3. - С. 359-361.

5. Халимов Э.Н., Левин С.В., Гузев В.С. Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы // Вестн. МГУ. Сер.17. Почвоведение. - 1996. - №.2. - С. 59-64.

6. Шилова И.И. Биологическая рекультивация нефтезагрязненных земель в условиях таежной зоны II Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. - М.: Наука, 1988. - С. 159-168.

7. Banks M.K., Schultz K.E. Comparison of Plants for Germination Toxicity Tests in Petroleum - Contaminated Soils // Environmental Geochemistry and Health. - 2005. - № 27. - P. 529-538.

8. A multi-process phytoremediation system for decontamination of persistent total petroleum hydrocarbons (TPHs) from soils / X.-D. Huang [end al.] // Microchemical Journal. - 2005. - Vol. 81. - August. - P. 139-147.

9. The ability of different plant species to remove polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls from incubation media / P. Kucerova [end al.] // Plant and Soil. - 2008. - № 304. - P. 249-255.

10. Phytoremediation of petroleum polluted soil / J. Wang [end al.] // Petroleum Science. - 2008. - Vol. 5. - № 2.

- P. 167-171.

УДК 633.62(571.51) А.Т. Аветисян

ВОЗДЕЛЫВАНИЕ СОРГО САХАРНОГО В ЧИСТЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ В ЗОНЕ ЛЕСОСТЕПИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Представлены результаты научно-исследовательских опытов по возделыванию сорго (Sorghum sp.) на зеленый корм. Обоснована адаптивность его возделывания как в чистых, так и в смешанных посевах. Приведены данные по продуктивности и сравнительной кормовой оценке зеленой и сухой массы сорта Кинельское 3 за 2008-2010 годы.

Ключевые слова: сорго сахарное, чистые и смешанные посевы, бобовые компоненты, зеленая и сухая масса, питательная и энергетическая оценка, адаптивная интенсификация.

A.T. Avetisyan

SUGAR SORGO CULTIVATION IN THE PURE AND MIXED CROPS IN THE ZONE OF FOREST-STEPPE IN KRASNOYARSK REGION

Scientific and research test results on sorgo (Sorghum sp.) cultivation for green forage are given. Adaptability of its cultivation both in pure, and in the mixed crops is proved. The data on efficiency and comparative fodder estimation of green and dry mass of Kinelsky 3 sort for 2008-2010 are given.

Key words: sugar sorgo, pure and mixed crops, bean components, green and dry mass, nutritious and energetic estimation, adaptive intensification.

Постановка проблемы. Интенсификация региональных систем полевого кормопроизводства, включая увеличение посевных площадей, совершенствование видового и сортового состава культур, освоение ресурсосберегающих технологий их возделывания и рациональное использование растительного сырья, позволяет увеличить валовое производство кормов на полевых землях в два раза (Шпаков, 2007).

Разнообразие почвенно-климатических условий Сибири вызывает необходимость исследования каждого вида и сорта в конкретной зоне, так как реакция на изменение условий среды всегда различна. Условия региона обуславливают необходимость совершенствования элементов технологии возделывания как традиционных, так и нетрадиционных, малоизученных кормовых культур, в том числе и в смешанных посевах. В связи с этим, большое значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агроценозов путем подбора культур и интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы зоны. Одним из важнейших резервов увеличения кормовой базы животноводства можно считать сорговые растения. Распространение сорго связано прежде всего с такими его ценными качествами, как исключительная засухо- и жароустойчивость, а также нетребовательность к почвам. Эта культура способна выдерживать высокие температуры и длительные засухи, губительные для других мятликовых культур, включая кукурузу (Исаков, 1982; Романенко, Тютюнников, Гончаров, 1999; Производство..., 2007).

Сорговые культуры отличаются высокой пластичностью и при соответствующем наборе сортов и правильной агротехнике обеспечивают высокие и устойчивые урожаи зерна от 20 до 40 ц/га, силосной массы от 200 до 400 ц/га и зеленой массы от 250 до 600 ц/га и более. Однако удельный вес их в общих посевах сельскохозяйственных культур в России (в т.ч. и в Красноярском крае) пока невелик.