Дипломная работа: Використання олійних рослин для оцінки токсичності нафтозабрудненого ґрунту

− довжина пагона в контролі;

2.4 Статистично-математичне опрацювання результатів

нафтовий забруднення ґрунт льон

Досліди проводили у п’ятикратній повторності. Отримані результати опрацьовували статистично з використанням програмного пакета Microsoft Excel для персональних комп’ютерів. Визначали середнє арифметичне, стандартну похибку. Достовірність різниці між контрольним і дослідними варіантами оцінювали за критерієм Стьюдента; вірогідними вважали різниці, де Р<0,05 (Кучеренко, 2001).

3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

3.1 Залежність процесу проростання насіння льону звичайного (Linum usitatissimum L.) від концентрації нафти у ґрунті

Для проростання насіння необхідні певні умови, передусім – вода. Процес проростання насіння розпочинається після адсорбції води крізь мікропіле та насіннєві оболонки завдяки біоколоїдам, якими є білки, крохмаль, геміцелюлоза, пектинові речовини. Набрякання цих речовин створює силу для розриву оболонки. Зародок збільшується у розмірах завдяки росту клітин розтягуванням і поглинанню води. Зародковий корінець виходить унаслідок розриву насінної шкірки і насінину вважають пророслою (Терек, 2007).

Нами встановлено, що залежно від концентрації у ґрунті нафта по-різному впливає на проростання насіння льону звичайного (Linum usitatissimum L.). Криві динаміки проростання насіння в часі ілюструють, що при низьких концентраціях нафти насіння проростає швидше, ніж у контролі (рис. 3.1). На 3-тю добу при забрудненні 1% нафти у ґрунті кількість пророслого насіння на 9% більша, ніж у контролі, при 2,5% нафти – на 15%. При даних концентраціях криві динаміки проростання насіння швидше виходять на плато (кількість пророслого насіння досягає максимального значення на 4-ту добу). У контролі досягнення максимуму схожості спостерігається на 5-ту. Отже, нафта при низьких концентраціях (1%, 2,5%) сприяє виходу насіння із стану спокою та стимулює проростання насіння.

Це можна пояснити стимулюючою дією нафти при низьких концентраціях (Грищенко, 1982). Встановлено, що стимулюючий ефект мають поліароматичні вуглеводні (ПАВ) як компоненти нафти, зокрема флуорен, антрацен, пірен, хризен. При низьких концентраціях (10 мг/кг). спостерігалося стимулювання росту рослин на ранніх етапах розвитку для таких досліджуваних видів, як пшениця - Triticum vulgare Vill, овес - Avena sativa L., кукурудза - Zea mays L., помідори - Lycopersicon esculentum Miller, квасоля - Phaseolus vulgaris L, соняшник - Helianthus annus L. (Maliszewska-Kordybach, 2000).

У концентраціях 5%, 6% та 8% нафта значно пригнічує процес проростання насіння. Кількість пророслого насіння на 3-тю добу при 5% нафтового забруднення зменшується на 32%, а при 6% – на 34% щодо контролю. Криві динаміки проростання досягають свого плато, як і в контролі, на 5-ту добу. При забрудненні 8% насіння починає проростати лише на 4-ту добу, а плато настає на 6-ту добу. При нафтовому забрудненні 10% насіння проростає на 6-ту добу. Отже, при високих ступенях нафтового забруднення швидкість проростання насіння гальмується, що зумовлено високою токсичністю нафти. Таким чином, швидкість проростання насіння залежить від концентрації токсиканта, що буде враховано при розробці методу фітооцінки токсичності нафтозабруднених ґрунтів.

Рис. 3.1. Часова динаміка проростання насіння льону звичайного (Linum usitatissimum L.) при різних концентраціях нафти у ґрунті

Нафта як токсикант негативно впливає на проростання насіння, зменшуючи схожість. Нами встановлено, що індекс схожості на 6-ту добу при низьких та середніх концентраціях нафти (1 – 8%) залишається близьким до контролю. На проміжку 0—8% крива індексу схожості іде майже горизонтально і наближається до плато, що відображає слабку залежність між концентрацією нафти у ґрунті та ІС в цих межах (див. рис. 3.2). При концентрації 10% ІС становить 28%, що свідчить про високу токсичність нафтозабрудненого ґрунту. При вищих концентраціях індекс схожості наближається до нуля. Зменшення схожості можна пояснити здатністю насіння адсорбувати нафту, яка в свою чергу змінює розвиток метаболічних реакцій, в результаті чого насінина не проростає (Baker, 1970).

Отже, для ІС при вмісті нафти 1%, 2,5%, 5%, 6% та 8% спостерігається незначне відхилення від контролю, тоді як при вищих концентраціях відбувається різке зменшення кількості пророслого насіння. Показовими є фото дослідних рослин (рис. 3.3).

Рис. 3.2. Індекс схожості насіння льону звичайного (Linum usitatissimum L.) за дії різних концентрацій нафти у ґрунті

Отримані нами результати свідчать, що динаміка проростання та схожість насіння льону звичайного (Linum usitatissimum L.) є чутливими та інформативними тест-реакціями для оцінки токсичності нафтового забруднення ґрунту. Такі тест-реакції є перспективними для проведення фітооцінки нафтозабрудненого грунту, на їх основі можна розробляти методичні рекомендації для фітоіндикації нафтозабруднених територій.

3.2 Морфометричні параметри проростків Linum usitatissimum L. як тест-реакції на дію нафтового забруднення ґрунту

Зручними об’єктами для біоіндикації забруднювачів є проростки рослин (Гродзинський, 2006; Горова, 2005). Нафта впливає на всі етапи онтогенезу рослин, серед яких найбільш чутливими є проростки. При дослідженні фітотоксичності нафти було показано, що нафтове забруднення значно інгібує ріст і розвиток рослин (Киреева, 2007).

Як морфометричний показник ми вимірювали довжину коренів та пагонів проростків та визначали індекс кореня (ІК) льону звичайного. Було встановлено, що за дії нафти відбувається інгібування росту кореня. Індекс кореня при вмісті нафти 1%, 2,5%, 5%, 6% зменшується відповідно на 70, 66, 63, 61% щодо контролю (рис. 3.3.). ІК при цьому слабо змінюється, утворюючи пологе плато. А при вищих концентраціях відбувається подальше зменшення ІК: при 8% – на 80%, при 10% - на 94%. Пригнічення росту кореня зумовлене токсичністю нафти, яка через водний розчин взаємодіє із проростками (Linder at al, 1990). Схожість насіння ілюструє прямий вплив нафти, тоді як довжина проростків є реакцією на опосередкований вплив водорозчинних нафтопродуктів. Це свідчить про високу чутливість досліджуваної тест-реакції та лінійну залежність кривої „доза-ефект”.

Отже, ІК чутливо реагує на токсичність нафти. Прямолінійна залежність між індексом кореня та концентрацією нафти у ґрунті спостерігається на проміжку 6–10% забруднювача. Це дозволяє використовувати ІК при проводити діагностиці вмісту нафти у ґрунті в цьому інтервалі.

Рис 3.3. Індекс кореня льону звичайного (Linum usitatissimum L.) за дії нафти у ґрунті

Ми також аналізували таку тест-реакцію, як індекс пагона (ІП). Даний параметр вважається менш чутливим, оскільки пагін безпосередньо не контактує із забруднювачем. А токсичний вплив буде зумовлений міграцією токсикантів від кореня до пагона та створеною концентрацією летких нафтопродуктів у чашці Петрі (Wong, 1999).

Індекс пагона поступово зменшується із зростанням вмісту нафти у ґрунті (рис. 3.4.). При слабкому забрудненні нафтою, концентрація 1 та 2,5%, ІП становить відповідно 55 та 52 % щодо контролю. Нафта у кількості 5% виявляє більш токсичну дію, про що свідчить зменшення ІП до 21%. При концентрації токсиканта 6% індекс пагона становить 16,3%, при 8% – 12,8%, при 10% пагін не розвивається. Показовими є фото дослідних рослин (рис. 3.6).

Отже, ІП чутливо реагує на вміст нафти у ґрунті. Із зростанням концентрації нафти від 1% індекс пагона поступово зменшується і при 10% забруднення наближається до нуля. Це свідчить про доцільність використання даної тест-реакції при проведенні фітооцінки токсичності нафтозабруднених ґрунтів.

Рис. 3.4. Індекс пагона льону звичайного (Linum usitatissimum L.) за дії нафти у ґрунті