Рост и развитие Agave sisalana Perrine на старых нефтепромысловых землях Апшеронского полуострова

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 582.573.11                                    

Для проведения эксперимента была выбрана старая нефтепромысловая зона на территории поселка Кала Апшеронского полуострова Азербайджана. Для Апшеронского полуострова характерен сухой климат, умеренно теплых полупустынь и сухих степей. Суммарная солнечная радиация составляет 130–150 ккал/см2 за год. Основная часть суммарной радиации (86–90 ккал/см2) поступает в течение теплого полугодия. Среднегодовая температура воздуха составляет 13,5–13,7 °С.

При старой технологии нефтедобычи поверхность почвы одновременно с нефтяными отходами была загрязнена и с помощью пластовых вод, содержащей в своем составе достаточное количества тяжелых металлов (при современной технологии нефтедобычи пластовые воды обратно вкачивается в скважину и верхние слои почвы не загрязняется пластовыми водами). Под воздействием солнечного излучения, ветряной деградации и высокого градиента перепада температур в многолетнем периоде нефтяные загрязнители находящиеся в верхнем слое почвы постепенно высыхали и приобретали формы зернообразных конфигураций или же характер нефтяного загрязнения постепенно переходил от гомогенной формы к гетерогенной. Образовалось некое свободное пространства между зернистыми нефтяными загрязнителями на верхнем слое почвы и корни растения не имели возможности развиваться в рамках указанных свободных пространств.

Из вышеизложенного можно делать следующие выводы. На старых нефтепромысловых зонах Апшеронского полуострова в верхнем слое почвы в основном участвует два типа загрязнителей: нефтяные загрязнители в гетерогенной форме и тяжелые металлы в гомогенной форме, которая практически равномерно распределена в почвенном континууме верхнего слоя. Очевидно, тот факт, что, внутри зернистых нефтяных загрязнителей тоже присутствуют тяжелые металлы, но контакт корневой системы с ними крайне затруднителен. Если такой контакт будет — это будет носить второстепенный характер. Проблема рекультивации почв старых нефтепромысловых зон Апшеронского полуострова на данный момент считается крайне важной задачей по восстановлению экологического равновесия Апшеронского полуострова, поскольку площадь таких зон составляет несколько тысячи гектаров.

Материал и методика

Одним из возможных, экологически чистых, в экономическом плане очень дешево реализуемых способов для восстановления и реабилитации таких почв, является метод фиторемедиации с применением ряда декоративных растений, имеющих определенную стойкость к засухе и к специфическим загрязнителям. Объект исследования — процесс роста и развития агавы сизалевой ( Agave sisalana Perrine) на старых нефтепромысловых зонах Апшеронского полуострова.

Сизаль или агава сизалевая — растение семейства Агавовые, вид рода Агава. Широко культивируется во многих тропических и субтропических регионах мира для приобретения грубого волокна, получаемого из листьев. Растение происходит, предположительно, из Южной Мексики (полуостров Юкатан). В настоящее время культивируется в Мексике, на Антильских и Багамских островах, в Южной Америке (в основном в Бразилии), в Индии, Индокитае, Малайзии, Индонезии, на Филиппинах, Тропической Африке (Кения, Танзания), Новой Гвинее, Австралии, на Гавайских островах, на юге Средней Азии, на Мадагаскаре и на островах Фиджи [1].

В Азербайджане агаву используют как декоративное растение. Агава хорошо интродуцируется [2].

Использовались 10 растений агавы, боковые побеги которых были взяты из экологической чистой зоны (Дендрологический парк Института дендрологии Национальной академии наук Азербайджана). Расстояние между Дендрологическим парком и территорией опытного участка (поселок Кала), где проводились эксперименты — 15 км, т. е. идентичность климатических условий была обеспечена. 10 контрольных боковых побегов агавы были посажены в территории дендрологического парка в поселке Мардакан и 10 боковых побегов посажены на экспериментальном поле. Посадка боковых побег в обоих вариантах была одинаково [3]. Все 10 побегов размещались — в центре квадрата размером 50×50 см. Для каждого выбранного побега площадь посадки составляет 0,5×0,5 м = 0,25 м2, а общая площадь составила 0,5×5 м = 2,5 м2.

Результаты и их обсуждение

Через 5 месяцев после посадки был проведен анализ роста и развития растений, посаженных на контрольном и экспериментальном участках. Результат сравнительного анализа показал, что усредненная максимальная высота в экспериментальном варианте (старая нефтепромысловая зона в поселке Кала) составила 72% от усредненной максимальной высоты в контрольном варианте (территория парка при институте дендрологии национальной академии наук Азербайджана).

Анализ по весу биомассы случайно выбранных двух растений из контрольной и из экспериментальной площадки показал, что вес в экспериментальном варианте составила 64% от веса контрольного варианта.

Известно, что при влиянии тяжелых металлов уменьшается водный потенциал растений, в том числе осмотический потенциал, что рассматривается как элемент адаптивной стратегии растений [4].

Тяжелые металлы замедляют скорость транспирации, происходит уменьшение числа устьиц и их размеров [5].

При присутствии тяжелых металлов обводненность клеток и тканей уменьшается в гораздо меньшей степени. Это связанно с увеличением устричного сопротивления или снижением транспирации, таким образом металлы вызывают у растений изменения,

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №8. 2022 происходящие на разных уровнях: организменном, тканевом, клеточном, субклеточном и молекулярном [6].

Степень ингибирования тяжелыми металлами физиологических процессов в большой степени определяется концентрацией металла в окружающей среде, а также зависит от его токсичности, продолжительности действия и чувствительности вида (сорта, генотипа). Надо отметить, что, при невысоких концентрациях тяжелых металлов, наблюдаемые в растениях изменения не нарушают основные физиологические процессы и их согласованности.

Вывод

Несмотря на относительно высокий уровень замедления роста и развития, агава пригодна для использования в процессе фиторемедиации загрязненных почв на старых нефтепромысловых зонах Апшеронского полуострова характерными высокого уровня заселенности и засушливости.

Работа выполнена в рамках проекта финансируемым Фонда науки Азербайджанской государственной нефтяной компании (SOCAR), договор №009 НАН Азербайджана