ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА РАСТЕНИЯ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2007 Биология Вып. 5 (10)
УДК 581.5:632.122.2+631.466.1
ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ
НА РАСТЕНИЯ
А.В. Назаров
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, 614081, Пермь, ул. Голева, 13
Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15
Систематизированы литературные данные о воздействии нефтяного загрязнения почвы на
растения. Рассмотрены основные механизмы влияния загрязненной почвы. Обсуждена роль
микроорганизмов в проявлении фитотоксических свойств нефтезагрязненной почвы.
В настоящее время нефть является одним минерального питания (ЭМП): азота, фосфора, ка-
из основных загрязнителей окружающей среды. лия, из-за их иммобилизации микроорганизмами
Опасность данного загрязнителя, прежде всего, под воздействие высокого соотношения углеро-
связана с высокой чувствительностью к нему выс- да/азота, обволакивания нефтью почвенных час-
ших растений, притом, что они занимают ключевое тиц, которое препятствует миграции подвижных
положение практически во всех наземных экоси- форм ЭМП в раствор, а также вследствие отрица-
стемах, определяя существование и состав осталь- тельного влияния нефти на бактерии, участвую-
ных биологических компонентов биогеоценозов щих в круговороте азота в почве (Хазиев и др.,
(Красильников, 1958; Работнов, 1978; Работнов, 1988; Исмаилов, 1988; Xu, Johnson, 1997).
1978; Бигон и др., 1989; Звягинцев и др., 1992; Меньшее внимание уделялось исследова-
1993). Кроме того, негативное влияние нефтяного нию трансбиотического влияния нефтяного за-
загрязнения на растения снижает эффективность их грязнения почв на растения. В условиях пустынь и
использования при фиторекультивации нефтезаг- полупустынь отмечена массовое поражение расте-
рязненных почв. ний, произрастающих на почвах с битумами неф-
Основными факторами отрицательного ти, вредителями, вызывающими галлобразование
воздействия нефтяного загрязнения почвы на био- (Несветайлова,1953; Викторов, 1957; Грищен-
логические объекты, которые обычно отмечаются в ко,1982). По данным Е.В. Лебедевой с соавторами
литературе, являются токсическое действие угле- (1988) в почве под влиянием выбросов нефтехи-
водородов нефти и изменение физико-химических мического завода зарегистрировано повышение
свойств почвы (Гузев и др., 1989; Халимов и др., численности фитопатогенных микромицетов. При
1996). Влияние нефтяного загрязнения на физико- нефтяном загрязнении отмечается увеличение ко-
химические свойства почвы связано, главным обра- личества почвенных грибов, продуцирующих ток-
зом, с обволакиванием нефтью почвенных частиц в сины, которые угнетают и вызывают гибель расте-
связи, с чем происходит сильное увеличение гид- ний (Киреева и др., 2000; Назаров, 2000; Иларио-
рофобности почвы, она утрачивает способность нов и др., 2003).
впитывать и удерживать воду, происходит вытес- Как правило, к угнетению и гибели расте-
нение воздуха из почвенных пор, и, в конечном ний приводят даже невысокие концентрации неф-
итоге, нарушается водный и воздушный режимы ти и нефтепродуктов в почве. По некоторым дан-
почвы (Трофимов и др., 2000). В ряде работ (Обо- ным полная гибель травянистых растений проис-
рин и др., 1988; Гузев и др., 1989; Халимов и др., ходит при объеме утечки 1,1 л/м2, то есть содер-
1996) показано, что рост гидрофобности и другие жании 0,5% нефти в 15 см слое почвы (McGrath,
изменения физических свойств почвы обусловлены 1988), а прекращение роста растений наблюдается
тяжелыми фракциями, а прямой токсической эф- в обычно при содержании в почве 3500 мг нефти
фект нефтезагрязненной почвы определяется лег- на кг почвы, что составляет 0,35% (Mcgill, 1977).
кими фракциями углеводородов нефти. Легкие Другой особенностью действия нефтяного загряз-
фракции сравнительно легко и быстро разрушаются нения почвы на растения является его очень боль-
или мигрируют из почвы, и при сильном загрязне- шая длительность, из-за медленного самоочище-
нии основную роль в негативном влиянии играют ния загрязненных почв. По литературным данным,
трудноразложимые тяжелые фракции (Гузев и др., полученным в разных климатических условиях,
1989; Халимов и др., 1996). период восстановление растительности на почвах
Кроме того, в нефтезагрязненных почвах при их сильной степени может составлять до 10-20
уменьшается доступность для растений элементов лет и более (Hunt et al., 1973; Freedman,
© А.В. Назаров, 2007
134Влияние нефтяного загрязнения почвы на растения 135
Hutschinson, 1976; Mcgill, 1977; Шилова, 1977; Нужно заметить, что нефть не редко ока-
1978; Демиденко, Демурджан, 1988; Максименко и зывает также стимулирующее действие на расте-
др., 1997). ния и не только в пустынных, водных и болотных
Т. Савкина с соавторами выделили сле- биоценозах. В экспериментах И.И. Шиловой
дующие степени влияния нефти на урожайность (1988) при внесении в почву нефти в дозе 2,4 л/м2
растений в зависимости от ее концентрации в поч- всходили и росли только единичные растения ов-
ве: I. Не большое повреждение почвы при дозе сяницы луговой и костра безостого, но при этом
нефти в 0,1-0,25 кг/м2 земли, снижение урожая в те- наблюдалось увеличение их массы в десятки раз,
чение двух лет, при этом оно не превышает 25%. II. по сравнению с массой отдельного растения, вы-
Среднее повреждение 0,25-0,5 кг/м2 – вызывает ис- ращенного на не загрязненной почве. К стимули-
ключение почвы из производственного цикла до рующему действию нефти на растения также мож-
одного года, снижение урожая примерно на 50% но отнести повторное цветение у видов, нормаль-
продолжается в течение следующих пяти-шести но цветущих один раз в сезон (Несветайлова, 1953;
лет. Полного восстановления почва достигает, по Грищенко, 1982). Предполагается, что здесь могут
всей вероятности, через десять-двенадцать лет. III. иметь место следующие факторы (Шилова, 1988):
Сильное повреждение 0,5-1,0 кг/м2 исключение действие стимуляторов роста растений, содержа-
почвы из производственного цикла до трех лет. щихся в нефтях; улучшение питания растений за
Полного восстановления почва достигает по всей счет разложения нефтяных органических веществ;
вероятности через пятнадцать лет. IV. Очень силь- уменьшение конкуренции между растениями из-за
ное повреждение – более чем 1,0 кг/м2 земли, пол- изреживания травостоя под воздействием нефти.
ное исключение почвы из производственного цикла В целом на нефтезагрязненых почвах у
до пяти-десяти лет, в зависимости от количества растений отмечаются следующие физиономиче-
нефти содержащейся в почве. ские и фенологические отклонения от нормы
Однако существуют экосистемы, где неф- (Грищенко, 1982): 1) появление гигантских и кар-
тяное загрязнение оказывает слабое негативное ликовых форм; 2) нарушение нормальных пропор-
воздействие или влияет даже положительным обра- ций во внешнем облике растений; 3) возникнове-
зом на растения. В условиях пустынь и полупус- ние наростов, наплывов, утолщений, придающих
тынь на богатых битумами почвах, находящихся отдельным экземплярам уродливый облик; 4) на-
над зонами глубинных разломов нефтеносных тер- рушение нормального ритма развития (повторное
риторий, часто отмечается стимулирование расте- цветение видов, нормально цветущих один раз в
ний. Они имеют ярко-зеленый цвет в течение всего сезон); 5) сильная поврежденность растений вре-
вегетативного сезона, в то время как вне этих зон дителями. На клеточном и физиологическом уров-
растительный покров выгорает к началу июня, вы- не воздействие углеводородов нефти на растения
сота растений в 2-3 раза выше, чем на незагрязнен- проявляется в нарушении структуры хлоропластов
ных участках, соответственно выше и продуктив- и фотосинтеза (Веселовский, Вишевцев, 1988;
ность растительных сообществ (Грищенко, 1982). В Pikovski et al., 1998). Углеводороды повреждают
условиях пустыни Кувейта ряд видов растений бы- мембраны хлоропластов, митохондрий (Буадзе,
ли устойчивы к почвенному загрязнению сырой 1988), мембраны клеток корня (Gilfillan et al.,
нефтью в дозе до 10% (Radwan et al., 1995). Пред- 1989). Растения, растущие при нефтяном загрязне-
лагается даже использовать нефть, нефтепродукты нии почвы, содержат значительно большее коли-
(мазут, битумные смеси и др.), шламовые отходы в чество веществ со стресспротективными свойст-
качестве противоэрозионных средств для закрепле- вами – антоцианов, аскорбиновой кислоты, ри-
ния песков и для улучшения их зарастания расте- бофлавина, чем без загрязнения (Чупахина, Мас-
ниями в зоне пустынь и полупустынь (Леонтьев, ленников, 2004).
Ким, 1973; Подгорнов, 1984; Свинцов, 1984; Кок- Устойчивость растений к нефтяному за-
шарова, 1986; Эшмуратов, Мирзажанов, 1989; Ба- грязнению сильно зависит от их стадии развития и
баев и др., 1988; Данилин, Сабиров, 1986). Слабо их биомассы. Так, негативное влияние нефти на
реагирует на загрязнение нефтью гидрофитная и подрост сосны высотой до 75 см проявляется при
водная растительность. Многие водные и гидро- дозе 5 л/м2, а высотой 110-130 см – при дозе 10
фитные видов растений устойчивы к влиянию неф- л/м2 (Невзоров, 1976). Наиболее чувствительны к
ти до концентрации 10 г/л воды, при этом нефть в токсическому воздействию нефтепродуктов расте-
концентрации 1 г/л обладает стимулирующим эф- ния, находящиеся на ранних стадиях развития
фектом (Морозов, Петров, 1972). Нефть оказывает (Mcgill, 1977; Казанцева, 1994), а устойчивы мно-
относительно слабое и кратковременное действие в голетние взрослые растения, так как у них проис-
естественных и лабораторных условиях на обыч- ходит отрастание новых органов из спящих почек,
ные для заболачиваемой зоны морских прибрежий после гибели части растений после загрязнения
(маршей) виды растений Spartina alterniflora и S. (Baker, 1971; Hunt et al.,1971; Wein, Bliss, 1973;
patens даже в высоких дозах, до 8-32 л/м2 (DeLaune Burk, 1977). Поэтому нефтезагрязненные участки
et al. 1979; Smith et al., 1984; Lin, Mendelssohn, заселяют, прежде всего, виды растений способные
1996). к вегетативному размножению, при котором обра-136 А.В. Назаров
зуются уже вполне развитые растения мало чувст- Киреева и др., 2001a; 2001b; Аниськина, 2006).
вительные к нефти в почве (Назаров и др., 2000). Данное отрицательное влияние объясняется не
Это доказывает и то, что большинство видов расте- только токсичностью нефти, но и приобретением
ний, которые указываются как наиболее толерант- почвы гидрофобных свойств (Невзоров, 1976;
ные к нефтяному загрязнению, а также как пионер- Шилова, 1988), кроме того, углеводороды нефти,
ные растения нефтезагрязненных почв (Шуйцев, сорбируясь на поверхности семян, препятствуют
1982; Шилова, 1977; 1978; 1988; Максименко и др., поступлению в них воды. Это подтверждается тем,
1997) способны к быстрому вегетативному раз- что семена, пролежавшие в почве три месяца и
множению. Растения, высаженные рассадой и кор- даже перезимовавшие в ней, не теряли своей жиз-
невищами, обнаруживают большую устойчивость к неспособности (Невзоров, 1976).
нефтяному загрязнению почвы, снижение их общей По нашим данным всхожесть семян рас-
биомассы при загрязнении у данных растений по тений в нефтезагрязненной почве определяется, в
сравнению с растениями, посаженными в чистую основном, доступностью для них воды и кислоро-
почву на порядок меньше, чем у растений, посеян- да, а не токсичностью нефти (Назаров, 2004). Се-
ными семенами (Назаров и др., 2005). Таким обра- мена клевера лугового (Trifolium pratense) замо-
зом, данным способом посадки удается получить ченные в воде течение суток и высаженные на по-
большую биомассу растений на нефтезагрязненной верхность почвы нормально прорастали до кон-
почве, чем при высеве растений семенами. Часто центрации нефти в почве 30%. Выше этой дозы
пионерными растениями нефтезагрязненных почв в нефть не сорбировалась почвенными частицами,
связи с их повышенной толерантностью являются при этом растения всходили через пленку нефти
деревья и кустарники, мхи, напротив, показывают на поверхности почвы, отдельные растения в экс-
повышенную чувствительность к нефтяному за- перименте появлялись даже при загрязнении 40 %,
грязнению (Шилова, 1977; 1978; Максименко и др., когда толщина нефтяной пленки достигала 3 мм.
1997; Гашева и др., 1990). В работе Д.Б. Робсон с Отрицательное влияние нефтяного загрязнения на
соавторами (2004) было показано, что растения, сухие и замоченные семена, помещенные в толщу
при прорастании в нефтезагрязненной почве загрязненной почвы, проявлялось при дозах нефти
имеющие крупные семена были менее чувстви- выше 5%. Полное отсутствие прорастания в этих
тельны к нефтяному загрязнению почвы, чем обла- случаях отмечалось при 30-35%. Снижение всхо-
дающие мелкими семенами. Так если у видов рас- жести у сухих семян, посаженных на поверхность
тений с массой семян 1,0-9,9 мг нефтяное загрязне- почвы, наблюдалось при концентрациях выше
ние приводило к снижению биомассы растений на 10%, полное ингибирование прорастания – при
25%, то у растений с массой менее 0,1 мг – на 95%. 35%. Угнетение и гибель растений на нефтезаг-
В литературе отмечены противоречивые рязненной почве во всех вариантах отмечались че-
сведения по влиянию нефтяного загрязнения на рез 10-15 дней после их прорастания, до этих сро-
лишайниковый покров. По одним источникам ли- ков никаких видимых признаков угнетения расте-
шайники являются одной из наиболее чувствитель- ний отмечено не было.
ных к нефти групп организмов (Hunt et al.,1971; Таким образом, не смотря на относитель-
Fridman, Hatschinson, 1976; Шилова, 1977; 1978), по но широкое распространение метода оценки ток-
другим – лишайники могут даже доминировать в сичности нефтезагрязненной почвы по всхожести
растительных сообществах при нефтезагрязнении в ней семян растений (Панозишвили, Чубинидзе,
почвы (Atlas et al., 1976; Максименко и др., 1997). 1987; Петухов и др., 2000; Banks et al., 2003), этот
Подобного рода противоречия не редко встречают- метод не дает корректного представления о ток-
ся в литературе и по другим вопросам влияния на сичности почвы, так как прорастание семян в дан-
растения нефтяного загрязнения. Например, по ном случае сильно зависит от доступности для них
данным Н.А. Киреевой с соавторами (2001a) у воды и кислорода.
звездчатки средней (Stellaria media) была отмечена Массовая гибель молодых растений через
повышенная толерантность к нефтяному загрязне- некоторое время после их прорастания в нефте-
нию почвы, в наших исследованиях (Назаров и др., загрязненной почве, отмеченная в нашем экспе-
2000) данный вид был одним из наиболее чувстви- рименте, также наблюдалась многими авторами
тельных к содержанию нефти в почве. (Демиденко и др., 1983; Веселовский, Вишевцев,
Противоречивые результаты были получе- 1988; Шилова, 1988; Максименко и др., 1997;
ны и по влиянию нефти на прорастание семян рас- Аниськина, 2006). Этот эффект не связан с ухуд-
тений. В ряде работ нефть оказывала сильное отри- шением физических свойств нефтезагрязненной
цательное воздействие (таб. 1). В отдельных рабо- почвы, так как он отмечается и при внесении в
тах отмечено отсутствие воздействия нефтяного за- почву с нефтью композитных смесей, восстанав-
грязнения на прорастание семян (Blankenchip, ливающих промывной и воздушный режим почвы
Larson, 1978). Как правило, в полевых условиях (Демиденко и др., 1983). Другим объяснением
нефтяное загрязнение почвы действует негативно может быть медленное проникновение в растения
на прорастание сильнее (Невзоров, 1976; Шилова, углеводородов нефти, которые в конечном итоге
1988), чем в лабораторных (Халимов и др., 1996; вызывают его угнетение и гибель. Однако массо-Влияние нефтяного загрязнения почвы на растения 137
вая гибель проростков происходит как в только что уже было сказано, в некоторых случаях нефтяное
загрязненной почве, так и в почве через несколько загрязнение оказывает слабое негативное воздей-
лет после загрязнения (Шилова, 1988; Максименко ствие или влияет на растения даже положитель-
и др., 1997). Период острого токсического действия ным образом, что слабо согласуется с представле-
при нефтяном загрязнении не так длителен, так как нием о высокой фитотоксичности углеводородов
он обусловлен легкими фракциями углеводородов, нефти.
которые относительно быстро выветриваются и
разрушаются (Гузев и др., 1989). Кроме того, как
Таблица 1
Влияние нефтяного загрязнения почвы на прорастание в ней семян
1 2 Примечание Литературный источник
Вид растения
Pinus sylvestris 4 л/м2 Отсутствие прорастания семян Невзоров, 1976
(2%)* в течение 5 лет
Avena sativa 5% 10% Демиденко и др., 1983
Bromus inermis; Festuca praten- 2,4 22 л/м2 Шилова, 1988
sis л/м2 (10%)*
(1%)*
Lepidium sativum 80 400 Халимов и др., 1996
мл/кг мл/кг
(6,4%) (32%)*
A. sativa; Hordeum vulgare; Se- 1% 5%-7% Петухов и др., 2000
cale cereale
A. sativa;Echinochloa crusgalli; 1-2% 10-15% нефти в почве снижа- Киреева и др., 2001; 2001
Hordeum distichon; L. sativum; ло всхожесть по сравнению с
Melilotus officinalis; Panicum mi- незагрязненной почвой от 1,5
liaceum; S. cereale; Stellaria me- до 5 раз
dia; Triticum aestivum; Zea mays
Arabidopsis thaliana 15% Семена высаживались в поч- Аниськина, 2006
ву, концентрация менее 7,5% в
большинстве случаев имела
стимулирующее действие, при
15% всхожесть снижалась в
1,2 раза
A. thaliana 1,1% 4,5% Семена высаживались в песок, Аниськина, 2006
концентрация 0,6% и менее
имела стимулирующее дейст-
вие
Примечание. 1 - минимальная использованная концентрация нефти, вызвавшая отрицательный
эффект; 2 – концентрация нефти, вызывавшая полное ингибирование прорастания семян; * -
ориентировочный пересчет в процентное содержание нефти выполненный автором статьи
Существующие противоречия сглаживает нефтью почв, показали повышение при загрязне-
гипотеза о микробном происхождении в нефтезаг- нии численности грибов способных к продукции
рязненной почве фитотоксинов. Т.Г. Мирчинк фитотоксинов (Киреева и др., 2000). При этом, на-
(1988) на основании данных о росте численности пример, культуральная жидкость Penicillium varia-
микромицетов в загрязненных тяжелыми металла- bile – типичного микромицета при нефтяном за-
ми, нефтью и пестицидами почвах предположила, грязнении и не выделенного из незагрязненной
что повышение токсичности загрязненных почв почвы угнетала рост корней пшеницы (T. aestivum)
для растений в данных случаях может быть обу- на 100%, кресс-салата (L. sativum) – на 88%, куку-
словлено действием микотоксинов. Эксперименты рузы (Z. mays) – на 82%. В экспериментах данных
с обработкой семян и проростков растений среда- авторов также наблюдалась неоднозначность дей-
ми, на которых культивировались микромицеты, ствия микотоксинов на растения, зависящее от ви-
выделенные из загрязненной и не загрязненной да растения. Культуральная жидкость Aspergillus138 А.В. Назаров
terreus, доминировавшего в загрязненной почве, Коэффициент корреляции между всхожестью се-
ингибировала рост корней проростков пшеницы мян и численностью грибов в почве, из которой
(T. aestivum) на 100%, кресс-салата кресс-салата (L. была сделана вытяжка, составлял -0,8. Также было
sativum) – на 21%, но стимулировала рост корней установлено (Назаров и др., 2004), что обработка
кукурузы (Z. mays) и ржи (S. cereale) на 108% и растений на нефтезагрязненной почве противо-
38% соответственно. Таким образом, возможно, грибковыми микробными и химическими препара-
что нефть положительно влияет на растения также тами до 10 раз повышает их выживаемость и био-
и через изменение микробного сообщества при за- массу.
грязнении почвы. Увеличение численности сапротрофных
Опыты, проведенные по выращиванию микромицетов в прикорневой зоне растений при
растений нефтезагрязненной почве в стерильных нефтяном загрязнении почв может быть вызвано
условиях, показали сильную зависимость выжи- усилением отмирания корней и корневых клеток у
ваемости растений при загрязнении от почвенной растений из-за негативного воздействия нефти,
микрофлоры (Назаров, 2000; Иларионов и др., нарушением защиты растений от гидролитическо-
2003). В нестерильных условиях при концентра- го действия сапротрофов или сочетание этих фак-
ции нефти в почве 30% через месяц после посадки торов. Нужно отметить, что на корнях растений,
происходила гибель всех растений клевера лугово- произрастающих на незагрязненной почве в нор-
го, в стерильных условиях их выживаемость сни- мальных условиях, сапротрофные микромицеты не
жалась по сравнению с незагрязненной почвой в являются доминирующей группой микроорганиз-
1,2 раза, при инокуляции почвы накопительной мов; их доля в ризосферной зоне резко повышает-
культурой бактерий она также уменьшалась в 1,4 ся, когда растение находится на последней стадии
раза, при внесении в почву накопительной культу- своего развития, при отмирании корней (Красиль-
ры грибов, состоявших из представителей родов ников, 1958; Кожевин, 1989). В некоторых случаях
Mucor и Aspergillus наблюдалась отмирание всех в почве без нефти также отмечается рост числен-
растений. Накопительные культуры микроорга- ности токсинообразующих микромицетов в при-
низмов были выделены из прикорневой зоны (ри- корневой зоне (при бесконтрольном использова-
зосферы) 10 суточных проростков растений, вы- нии минеральных удобрений, внесении органиче-
ращенных на почве с внесенной нефтью в дозе ского вещества в почву, длительном выращивании
30%. монокультуры растений на протяжении несколь-
С ростом концентрации нефти также как и ких лет), что также приводит к угнетению расте-
в почве без растений в ризосфере и на поверхности ний, снижению их биомассы и урожайности (Воз-
корней растений (ризоплане) происходит увеличе- няковская, 1976; Берестецкий, Надкеречный, 1978;
ние численности сапротрофных микромицетов, Мирчинк, 1988). Полученные данные показывают
однако в зоне ризосферы и ризопланы это повы- важную роль токсинообразующих микромицетов в
шение более значительно (Назаров, 2000; Иларио- проявлении нефтезагрязненной почвой фитоток-
нов и др., 2003). При высоких уровнях загрязне- сических свойств, наибольшее значение при этом
ния, доза нефти 10-30%, численность микромице- имеют микромицеты ассоциированные с расте-
тов в ризосфере и ризоплане 14 суточных пророст- ниями.
ков костра безостого (Bromus inermis) была на Таким образом, влияние на растения неф-
один порядок выше, чем в почве без растений, а у ти при загрязнении почвы можно разделить на
клевера лугового (T. pratense) в большинстве слу- прямое – это непосредственное токсическое или
чаев на 2 порядка. При этом если в ризосфере и стимулирующее действие углеводородов и других
ризоплане растений, выросших на чистой почве, веществ, содержащихся в нефти и косвенное, и
сапротрофные микромицеты составляли десятые опосредованное, через изменение физико-
доли процента от общей численности микроорга- химических свойств почвы, трансформацию поч-
низмов, то с повышением концентрации загрязне- венного микробного сообщества. При этом проти-
ния в почве их доля повышалась, при дозе нефти воречия в данных о воздействии нефти на расте-
20% и 30% их доля составляла до нескольких де- ния полученных разными авторами говорят наи-
сятков процентов. Соответственно фитотоксиче- большей значимости опосредованного влияния,
ские свойства ризосферной почвы при нефтезаг- так как оно в отличие от прямого действия сильно
рязнении были выражены сильнее, чем у почвы зависит от других экологических факторов и мо-
без растений. Всхожесть семян клевера лугового в жет сильно варьировать в зависимости от окру-
вытяжках из нефтезагрязненной почвы без расте- жающих условий.
ний была ниже, чем в незагрязненной в 1,2-1,5 Работа поддержана грантами РФФИ Урал
раза. Слабо от нее отличалась всхожесть клевера в № 07-04-96016 и РФФИ офи №07-04-976225.
вытяжках из ризосферной почвы 14 суточных про-
ростков костра безостого, выращенных при за- Список литературы
грязнении нефтью, однако в вытяжках из ризосфе-
ры 14 суточных проростков клевера лугового она Аниськина М.В. Мутагенный и токсический эф-
была ниже до 4,2 раза, при 30% внесенной нефти. фекты у растений Tradescantia (clon 02) и Ara-Влияние нефтяного загрязнения почвы на растения 139 bidopsis thaliana (L.) Heynh., индуцированные ских функциях почв // Почвоведение. 1992. № нефтью и нефтепродуктами: Автореф. дис. ... 6. С. 63-77. канд. биол. наук. Сыктывкар., 2006. 20 с. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Лысак Л.В. Бабаев М.Г., Довмат Т.А., Нурыев Б.Н. Вяжущее Растения как центры формирования бактери- для закрепления песков // Тез. докл. 5 Всесо- альных сообществ // Журнал общей биологии. юзной научной конференции. М.: 1988. С. 43- 1993. Т. 54. № 2. С. 183-199. 45. Иларионов С.А., Назаров А.В., Калачникова И.Г. Берестецкий О.А., Надкеречный С.П. Содержание Роль микромицетов в фитотоксичности нефте- грибов-продуцентов фитотоксических веществ загрязненных почв // Экология. № 5. 2003. С. в почве при бессменном выращивании и в се- 341-346. вообороте // Фитотоксические свойства поч- Исмаилов Н.М. Микробиология и ферментативная венных микроорганизмов. Л.: ВНИИСХМ, активность нефтезагрязненных почв // Восста- 1978. С. 94-104. новление нефтезагрязненных почвенных эко- Бигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Осо- систем. М.: Наука, 1988. С. 42-56. би популяции и сообщества. 2 Т. М.: Мир, Казанцева М.Н. Влияние нефтяного загрязнения 1989. на таежные фитоценозы Среднего Приобья: Буадзе О.А. Ультраструктурные и цитологические Автореф. дис…. канд. биол. наук. Екатерин- основы действия ксенобиотиков на раститель- бург, 1994. 26 с. ные клетки // Биотрансформация ксенобиоти- Киреева Н.А., Галимзянова А.М., Мифтахова А.М. ков в растениях. Тбилиси: Менциерба, 1988. Микромицеты почв, загрязненных нефтью, и С.248-284. их фитотоксичность // Микология и фитопато- Викторов С.В. Ботанические признаки битуми- логия. 2000. Т. 34. Вып. 1. С. 36-41. нозности пород и почв на Южном Устьюрте и в Киреева Н.А., Мифтахова А.М., Кузяхметов Г.Г. северо-восточной Турмении // Бюл. МОИП. Рост и развитие сорных растений в условиях Отд. геол. 1957. Вып. 3. С.181-182. техногенного загрязнения почвы // Вестник Веселовский В.А., Вшивцев В.С. Биотестирование Башкирского университета. 2001a. № 1. С. 32- загрязнения среды нефтью по реакции фото- 34. синтетического аппарата растений // Восста- Киреева Н.А., Мифтахова А.М., Кузяхметов Г.Г. новление нефтезагрязненных почвенных эко- Влияние загрязнения нефтью на фитотоксич- систем. М.: Наука, 1988, с.99-112. ность серой лесной почвы // Агрохимия. 2001b. Возняковская Ю.М. Взаимоотношения растений с № 5. С. 64-69. микроорганизмами ризосферы и филлосферы // Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. Агрономическая микробиология. Л.: Колос, М.: Изд.-во МГУ, 1989. 175 с. 1976. С. 144-179. Кокшарова Н.Е. Методы создания защитных на- Гашева М.Н., Гашев Н.С., Соромотин А.В. Со- саждений на донных отложениях побережья стояние растительности как критерий нару- Арала // Тр. Среднеазиатского НИИ лесного шенности лесных биоценозов при нефтяном за- хозяйства. 1986. Т. 24. С. 65-74. грязнении // Экология. 1990. № 2. С. 77-78. Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и Грищенко О.М. Ботанические аномалии как поис- высшие растения. М., 1958. 462 с. ково-разведочный критерий нефтегазоносности Лебедева Е.В., Каневская И.Г., Трилесник Г.И. // Экология. 1982. № 1. С. 18-22. Влияние нефтехимических загрязнений на Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И. и др. Роль микромицеты почвы // Вестник ЛГУ. Сер. 3. почвенной микробиоты в рекультивации неф- 1988. № 4. С. 31-35. тезагрязненных почв // Микроорганизмы и ох- Леонтьев А.А., Ким В.И. Новые методы закрепле- рана почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. С.121-150. ния и облесения песков // Защитное лесоразве- Данилин А.Л.; Сабиров М.К. Методы создания кус- дение на песчанных территориях Средней тарниковых пастбищ на подвижных песках Уз- Азии. Вып. XV. Ташкент: СредазНИИЛ, 1973. бекской ССР // Тр. Среднеазиатского НИИ лес- С. 43-48. ного хозяйства. 1986. Т. 24. С. 42-45. Максименко О.Е., Червяков Н. А., Каркишко Т.И., Демиденко А.Я., Демурджан В.М., Шеянова А.Д. и др. Динамика восстановления растительности Изучение питательного режима почв, загряз- антропогенно нарушенного сфагнового болота ненных нефтью // Агрохимия. 1983. № 9. С. на территории нефтепромысла в Среднем При- 100-103. обье // Экология. 1997. № 4. С. 243-247. Демиденко А.Я., Демурджан В.М. Пути восстанов- Мирчинк Т.Г. Почвенная микрология. М.: Изд-во ления нефтезагрязненных почв черноземной МГУ, 1988. 220 с. зоны Украины // Восстановление нефтезагряз- Морозов Н.В., Петров Г.Н. Опыты по самоочище- ненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. нию воды от нефти в присутствии водной рас- С.197-206. тительности. // Теория и практика биологиче- Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Бабьева И.П. и ского самоочищения загрязненных вод. М.: др. Роль микроорганизмов в биогеоценотиче- Наука, 1972. С. 53-59.
140 А.В. Назаров Назаров А.В. Микробно-растительное взаимодей- компоненты экосистемы // Агрохимия. 1988. № ствие при нефтяном загрязнении дерново- 2. С. 56-61. подзолистых почв Пермского Предуралья: Ав- Халимов Э.Н., Левин С.В., Гузев В.С. Экологиче- тореф. дис…. канд. биол. наук. Пермь, 2000. 24 ские и микробиологические аспекты повреж- с. дающего действия нефти на свойства почвы // Назаров А.В., Иларионов С.А., Азизова Э.А. Фор- Вестник МГУ. Сер. 17. 1996. №. 2. С. 59-64. мирование растительности на эксперименталь- Чупахина Г.Н., Масленников П.В. Адаптация рас- ных загрязненных площадках // Вестник Перм- тений к нефтяному стрессу // Экология. 2004. ского университета. 2000. Вып. 2. С. 80-84. № 5. С. 330-335. Назаров А.В., Иларионов С.А., Сергеев В.А. и др. Шилова И.И. Первичные сукцессии растительно- Способ фиторекультивации нефтезагрязненных сти на техногенных песчаных обнажениях в почв. Патент РФ № 2225086 C1. 2004. нефтегазодобывающих районах Среднего При- Назаров А.В., Иларионов С.А., Калачникова И.Г. обья // Экология. 1977. № 6. С. 5-15. Способ повышения биомассы и выживаемости Шилова И.И. Влияние загрязнения нефтью на растений на нефтезагрязненной почве. Патент формирование растительности в условиях тех- РФ № 2249933 C2. 2005. ногенных песков нефтегазодобывающих рай- Невзоров В.М. О вредном воздействии нефти на онов Среднего Приобья // Растения и промыш- почву // Известия вузов. Лесной журнал. 1976. ленная среда. Свердловск. 1978. Вып. 5. С.44- № 2. С. 164-165. 52. Несветайлова Н.Г. О растительности битуминоз- Шилова И.И. Биологическая рекультивация нефте- ных грунтов // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1953. загрязненных земель в условиях таежной зоны Вып. 6. С. 55-62. // Восстановление нефтезагрязненных почвен- Оборин А.А., Калачникова И.Г., Масливец Т.А. и ных экосистем. М.: Наука, 1988. С. 159-168. др. Биологическая рекультивация нефтезагряз- Шуйцев Ю.К. Деградация и восстановление расти- ненных земель в условиях таежной зоны // Вос- тельных сообществ тайги в сфере влияния неф- становление нефтезагрязненных почвенных тедобычи // Добыча полезных ископаемых и экосистем. М.: Наука, 1988. С.140-159. геохимия природных экосистем. М.: Наука, Панозишвили К.П., Чубинидзе Н.Д. Использование 1982. С. 70-81. углеводородокисляющих бактерий для рекуль- Эшмуратов Б.Х.; Мирзажанов К.М. Определение тивации почвы, загрязненной нефтью // Бюл. оптимальных доз противодефляционных хими- ВНИИ с.-х. микробиологии. 1987. Т. 46. С. 28- ческих препаратов // Тр. СоюзНИХИ. 1989. Т. 30. 62. С. 62-66. Петухов В.Н., Фомченков В.М., Чугунов В.А. и др. Atlas R.M., Schofield E.A., Morelli F.A. et al. Effects Биотестирование почвы и воды, загрязненных of petroleum pollutants on Arctic microbial popu- нефтью и нефтепродуктами, с помощью расте- lations // Environ. Pollut. 1976. Vol. 10. № 1. P. ний // Прикладная биохимия и микробиология. 35-43. 2000. Т. 36, № 6. С.652-655. Baker J.M. Seasonal effects of oil pollution on salt Подгорнов А.С. Закрепление подвижных песков marsh vegetation // Oikos. 1971. Vol. 22. № 1. P. химическими способами // Природные условия 106-110. и ресурсы пустынь СССР, их рациональное ис- Banks M.K., Schwab P., Liu B. et al. The Effect of пользование. М.: 1984. С. 402-406. Plants on the Degradation and Toxicity of Petro- Работнов Т.А. Фитоценология. М.: Изд.-во МГУ, leum Contaminants in Soil: A Field Assessment // 1978. 383 с. Advances in Biochemical Engineering // Biotech- Свинцов И.П. Особенности фитомелиорации под- nology. 2003. Vol. 78. P. 75-96. вижных песков с применением вяжущих ве- Blankenship D.W., Larson R.A. Plant growth inhibi- ществ // Природные условия и ресурсы пус- tion by the water extract of a crude oil // Water, тынь СССР, их рациональное использование. Air and Soil Pollut. 1978. Vol. 10. № 4. P. 471- М.: 1984. С. 422-428. 472. Савкина Т., Боярский З., Стжыщ З. Повреждения Burk C.J. A four year analysis of vegetation, follow- почвы, вызванные загрязнением нефти // Ма- ing an oil spill in a freshwater marsh // J. Appl. тер. симп. по вопросам рекультивации нару- Ecol. 1977. Vol. 14. № 2. P. 515-522. шенных промышленностью территорий. Лейп- DeLaune R.D., Patrick J.W.H., Buresh R.J. Effect of циг. 1970. Ч. 1. С. 199-205. crude oil on a Louisiana Spartina alterniflora salt Трофимов С.Я., Аммосова Я.М., Орлов Д.С. и др. marsh // Environ. Pollut. 1979. Vol. 20. № 1. P. Влияние нефти на почвенный покров и про- 21-31. блема создания нормативной базы по влиянию Freedman W., Hutchinson T.C. Physical and biologi- нефтезагрязнения на почвы // Вестник МГУ. cal effects of experimental crude oil spills on Low Сер.17. 2000. № 2. С. 30-34. Arctic tundra in the vicinity of Tuktoyaktuk, Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева Н.А. и др. N.W.T. Canada // Canad. J. Bot. 1976. Vol. 54, № Влияние нефтяного загрязнения на некоторые 19. P. 2219-2230.
Влияние нефтяного загрязнения почвы на растения 141
Gilfillan E.S., Page D.S., Bass A.E. et al. Use of Na/K lution (field experience) // Proc. of the 42-nd
ratios in leaf tissues to determine effects of petro- OHOLO Conf. Novel Approarches for Bioremedi-
leum on salt exclusion in marine halophytes // Ma- ation of Organic Pollution. Eliat, 1998. P. 22.
rine Pollut. Bull. 1989. № 6. Vol. 20. P. 272-276. Radwan S., Sorkhoh N., El-Nemr I. Oil biodegradation
Hunt P.G., Ricard W.E., Denece F.J. Terrestrial oil around roots // Nature. 1995. Vol. 376. № 27. P.
spills in Alaska: Environmental effects and recov- 302.
ery // Proc. of joint conf. on precention and control Robson D.B., Germida J.J., Farrell R.E. et al. Hydro-
of oil spills. Washington: 1973. P. 733-740. carbon tolerance correlates withseed mass and rel-
Lin Q., Mendelssohn I.A. A comparative investigation ative growth rate // Bioremediation J. 2004. Vol. 8.
of the effects of South Louisiana Crude oil on the № 3-4. P. 185-199.
vegetation of fresh, brackish, and salt marshes // Smith C.J., DeLaune R.D., Patrick J.W.H. et al. Im-
Marine Pollut. Bull. 1996. № 2. Vol. 32. P. 202- pact of dispersed and undispersed oil entering a
209. Gulf Coast salt marsh // Environ. Toxicol. Chem.
McGill W.B. Soil restoration following oil spills--A 1984. Vol. 3. P. 609-616.
review // J. Can. Petrol. Technol. 1977. Vol. 16. № Wein R., Bliss L.C. Experimental crude oil spills on
2. P. 56-64. Arctic plant communities // J. Appl. Ecol. 1973.
McGrath D. Oil spillage on grassland effects on grass Vol. 10. № 3. P. 671-682.
and soil // Farm Food Res. 1988. Vol. 19. № 5. Р. Xu J.G. Johnson R.L. Nitrogen dynamics in soils with
28-29. different hydrocarbon contents planted to barley
Pikovskii Y., Oborin A., Veselovskii V. et al. Polycyc- and field pea // Can. J. Soil. Sci. 1997. Vol. 77. P.
lic aromatic hydrocarbons (PAHs) and photosyn- 453–458.
thetic activity of perennial cereals as markers of Поступила в редакцию 30.03.2006
soil remediation after petroleum hydrocarbons pol-
The effect of oil pollution of soil on plants
A.V. Nazarov
Effects of oil polluted soil on the plants has been reviewed. Basic mechanisms of influence polluted soil
are considered. Action of microorganisms on the increase phytotoxic properties polluted soil is discussed.Вы также можете почитать
