Рост и развитие сорных растений в условиях техногенного загрязнения почвы
Основными техногенными загрязнителями окружающей среды в Республике Башкортостан являются нефть и продукты ее переработки. В предыдущих работах [1, 2] нами показано, что для ряда сельскохозяйственных растений нефтезагрязненная почва является токсичной. В то же время известно, что сорные растения более устойчивы к антропогенным воздействиям. Так, Л.В.Етеревской, Л.Д.Яранцевой [3] показано, что в травостое почв, загрязненных при бурении и разведке на нефть и газ, преобладали пырей ползучий, мятлик узколистный и др. Устойчивыми к загрязнению нефтью, по данным М.Н.Гашевой с соавторами [4], в подзоле средней тайги являются осоки, ситниковые.
В комплексе мелиоративных приемов существенное значение имеет посев фитомелиоративных культур. Фитомелиорирующие действие трав определяется их способностью создавать надземную и подземную биомассу, а также свойством растений избирательно накапливать те или иные элементы в зависимости от физиологических особенностей трав и экологических условий [5-9].
При проведении маршрутных исследований нефтезагрязненных участков Башкирии были обнаружены такие растения, как звездчатка средняя, пырей ползучий, куриное просо. Подобная устойчивость делает возможным использование этих растений для сидерации при фиторекультивации.
С целью проверки данного предположения проводились исследования по влиянию различных доз нефти на рост и развитие растений звездчатки, пырея и куриного проса в лабораторных и полевых условиях.
Звездчатка средняя или мокрица (Stellaria media L.) - злостный сорняк пропашных и огородных культур - растет по сырым местам, в лесах, садах и парках, образуя заросли, засоряя посевы.
Пырей ползучий (Elytrigia repens L.) - многолетний длиннокорневищный трудноискоренимый сорняк, ценное сенокосное и пастбищное растение. Известно, что пырей характеризуется высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды: засухе, морозам, засолению и др.
Куриное просо или ежовник обыкновенный (Echinochloa crusgalli L.) - распространенный злостный сорняк, растущий у дорог, в канавах, во влажных местах, на полях, хорошее кормовое растение.
При посеве семян этих растений в нефтезагрязненных почвах всходы пырея появились на 3-й, звездчатки на 4-й и куриного проса - на 5-й день (табл. 1). Лабораторные и полевые опыты показали, что фитотоксичность почвы находится в прямой зависимости от интенсивности и длительности загрязнения. Выявлено, что степень ингибирования роста и развития растений пропорциональна дозе нефти. Так, нефтяное загрязнение оказало отрицательное влияние на прорастание пырея сразу после высева семян в грунт. Это объясняется как токсичностью самой нефти, так и приобретением почвой гидрофобных свойств.
Аналогичная картина наблюдается и у семян звездчатки и куриного проса. Через 4 дня всходы звездчатки и через 5 – всходы куриного проса, так же, как и пырея, появились недружно, причем чем выше концентрация нефти, тем меньше число проростков.
Ингибирующее действие нефти наблюдалось при уровне загрязнения выше 2 %. Энергия прорастания, учитываемая в течение 3-10 дней со дня посева, в контроле равнялась 100 %. По мере прорастания семян с увеличением дозы загрязнителя эта величина снижалась, и при 20 %-м загрязнении почвы семена пырея, звездчатки и куриного проса вообще не прорастали.
Таблица 1. Влияние нефти на прорастание семян звездчатки и куриного проса (% от контроля)
Дозы нефти, % |
Звездчатка, % |
Куриное просо, % | ||||||
Дни | ||||||||
4 |
6 |
8 |
15 |
5 |
8 |
15 | ||
0 |
44 |
60 |
72 |
73 |
51 |
62 |
70 | |
1 |
38 |
47 |
56 |
59 |
42 |
48 |
61 | |
2 |
22 |
33 |
47 |
53 |
30 |
32 |
58 | |
4 |
32 |
43 |
56 |
56 |
36 |
42 |
54 | |
6 |
26 |
37 |
49 |
59 |
26 |
36 |
56 | |
8 |
19 |
40 |
46 |
50 |
24 |
38 |
50 | |
10 |
10 |
25 |
39 |
55 |
14 |
22 |
45 | |
Таблица 2. Рост и развитие вегетативных органов звездчатки средней в зависимости от уровня нефтяного загрязнения (приведены среднестатистические величины)
Морфологические признаки |
Дозы нефти, % | ||||||
0 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 | |
Длина стебля, мм |
92,65 |
36,57 |
26,7 |
22,75 |
15,00 |
16,33 |
15,87 |
Количество пар листьев |
7,9 |
4,9 |
4,29 |
3,75 |
3,46 |
3,67 |
3,8 |
Длина среднего листа, мм |
7,8 |
3,88 |
2,36 |
2,03 |
1,64 |
1,99 |
1,84 |
Ширина среднего листа, мм |
6,1 |
2,95 |
1,44 |
1,20 |
0,94 |
1,08 |
1,06 |
Длина главного корня, мм |
47,10 |
14,05 |
11,43 |
9,38 |
9,53 |
5,67 |
5,93 |
Общая длина корня, мм |
138,5 |
49,95 |
44,70 |
26,25 |
28,87 |
27,2 |
19,4 |
Длина боковых корней, мм |
9,68 |
5,8 |
5,69 |
7,88 |
5,81 |
4,24 |
4,18 |