Лаврова Светлана Павловна
МБОУ ДОД ДЭБС г. Салавата
Научный руководитель: Аралбаева Ляйсан Сайфулловна, педагог ДО
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ В ЧЕРТЕ ГОРОДА САЛАВАТ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ
Актуальность исследований обусловлена необходимостью оценки экологического состояния таких сложных систем, как городские агломерации, в пределах которых имеет место интегральное воздействие большого числа негативных факторов, приводящее к значительному ухудшению условий жизни населения. Современная урбоэкосистема, как правило, характеризуется высоким уровнем загрязнения, связанным с интенсивным развитием промышленности и транспорта [3].
Почва в городских условиях выступает в роли мощного
своеобразного фильтра, поглощающего и до некоторой степени
обезвреживающего токсичные выбросы. Зеленые насаждения обладают
уникальной фильтрующей способностью. Они поглощают из воздуха и
нейтрализуют в тканях значительное количество вредных компонентов
промышленных эмиссий, способствуя сохранению газового баланса в
атмосфере. Однако буферная способность почв и устойчивость древесных
насаждений по отношению к промышленным загрязнениям не
беспредельны. В результате антропогенных изменений почва сама может
стать средой, токсичной для роста и развития растений, источником
дополнительного загрязнения городской экосистемы [4].
Техногенное загрязнение почвы вызывает тревогу не только потому,
что оно может снизить продуктивность растений, качество продуктов
сельского хозяйства, нарушить естественно сложившиеся фитоценозы, но
и потому, что оно неизбежно ухудшает гигиеническое качество среды
обитания человека. Поэтому изучение результатов антропогенного
загрязнения окружающей среды в настоящее время приобрело
исключительно важное значение.
Основой для работы стала следующая гипотеза: в связи с
увеличением комплексной антропогенной нагрузки в разных частях
г. Салават почва будет иметь различную степень загрязнения.
Цель: Исследовать степень влияния антропогенных факторов на
почвенный покров на территории города Салават.
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Изучить физические и физико-химические свойства почв г. Салават.
2. Провести оценку загрязнения почвы.
3. Изучить воздействие техногенного загрязнения на морфологическое
строение проростков кресс-салата, пшеницы и ячменя.
На первом этапе исследований было проведено рекогносцировочное обследование города Салават с целью выявления участков наиболее соответствующих задачам исследований. Основными критериями при подборе участков были почвы одного типа.
По результатам обследования в различных зонах загрязнения было заложено 4 пробных площадей по общепринятым методикам. На пробных площадях было проведено детальное геоботаническое описание с выявлением флористического состава всех ярусов растительного сообщества [6, 7].
Исследования качества почвы проводились в июне. Отбор проб проводился на 4 участках. На каждом из этих участков брали по пять проб. Отбор почв проводился пластмассовой лопаточкой с глубины 0-10 см.
Подготовка почвы к анализу состоит в измельчении материала,
удалении посторонних примесей, просеивании через сито с диаметром
отверстий 1 мм и сокращении до небольшой массы. Для сокращения пробы использовался метод квартование. Среднюю пробу высушивали до
воздушно-сухого состояния. Из полученного однородного материала
готовилась водная вытяжка, которая использовалась для определения
кислотности почвы, а также качественного определения химических
элементов в почв [1, 2]. Кислотность определялось прибором pH тестер.
Для оценки загрязнения почвы партия семян кресс-салата, яровой
пшеницы, ячменя проверились на всхожесть. Проращивание велось в
помещении при температуре 20-25 С. Нормой считается прорастание 90-95% семян в течение 3-4 суток.
В каждый горшок на поверхность субстрата укладывались по 50
семян. В течение 10-15 дней было проведено наблюдение за прорастанием
семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне.
В зависимости от результатов работы по кресс-салату субстратам присваивалось один из четырех уровней загрязнения.
1. Загрязнение отсутствует. Всхожесть семян достигает 90-100 %, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные образцы.
2. Слабое загрязнение. Всхожесть 60-90%. Проростки почти
нормальной длины, крепкие, ровные.
3. Среднее загрязнение. Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.
4. Сильное загрязнение. Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые [1, 2].
В ходе исследований отмечено, что все исследуемые почвы кислые
(pH<7), это вызвано сильной засоленностью почвы в результате выбросов
в атмосферу: SO
2
, CO3
2-, NH3
и др. Закисление почвы приводит к
увеличению подвижности многих элементов, в первую очередь тяжелых
металлов. Это способствует переходу металлов в биологические ткани,
часто снижает плодородие почв (табл. 1).
В пробах почв взятых 1-3 точках наблюдалось среднее вскипанение
почвы, что свидетельствует о содержании карбонат-ионов, в пробе, взятой
из 4 точке, наблюдалось едва заметное «вскипание» (табл.2).
Всходы, выращенные на пробных почвах взятых 1-2 точках,
появились на 4 день (табл. 3). Биоиндикационные исследования
свидетельствуют о том, что почва, взятая с разных участков различна: как по составу содержащихся в ней химических элементов, так и по
плодородию.
В ходе исследования было выяснено, что на 1 участке исследования всхожесть семян кресс-салата низкая по сравнению с всхожестью семян пшеницы и ячменя. Таким образом, установлено значительное влияние техногенного загрязнения окружающей среды оказывает на всхожесть семян кресс-салата.
Всходы пшеницы и ячменя выращенные на почве, взятой около очистных сооружений, они отличаются светлым цветом и слабым развитием корневой системы.
Сравнивая полученные результаты, можно сказать, что почва города Салават – «загрязнен» – основными загрязнителями являются: ОАО «Газпром нефтехим Салават», Салаватская ТЭЦ, Ново-Салаватская ТЭЦ, транспортные средства. В ходе проведенного исследования было выяснено, что 1, 2 участки исследования являются по качеству почв – средне загрязненными, 3 участок слабо загрязненным. О чем говорит максимальная сумма процентов всхожести семян кресс-салата. Это, по-видимому, связано с тем, что на этих участках меньше проезжих транспортов, по сравнению с участками 1, 2. Участок 4 – «загрязнение отсутствует», всхожесть семян кресс-салата 92%, это связано с тем, что 4 участок исследования находится в деревне, 3 км от города.
В ходе проведенного исследования было выяснено, что при усилении
уровня техногенного загрязнения города Салават наблюдается снижение
всхожести семя. Техногенное загрязнение выступает в качестве
экстремального фактора нарушающего внутренние регуляторные
механизмы, отвечающие за стабильность развития организма.
У проростков кресс-салата и пшеницы, выращенных на субстратах
отобранных в разных точках города Салават, наблюдалось достоверное
увеличение длины корневой системы по сравнению проб почв отобранных
в деревне. Отмеченное усиленное формирование корневой системы в
условиях загрязнения происходит, за счет сокращения биомассы
надземных органов и это, по-видимому, связано с вынужденной
потребностью организма усилить емкость корней и сохранить в надземной
части растения нетоксичные концентрации загрязняющих веществ.
Проростки ячменя оказались более устойчивыми к загрязнению почвы,
длина проростков достоверно не отличались от контрольной (табл. 4).
Таким образом, установлено значительное влияние техногенного
загрязнения окружающей среды на длину стебля и корня проростков
кресс-салата и пшеницы. Адаптивная реакция кресс-салата и пшеницы в
условиях загрязнения почвы города Салават проявляется в увеличение
длины корневой системы и уменьшении длины стебля, что позволяет
сократить поверхность взаимодействия с токсичными веществами.
Исходя из полученных данных, наиболее перспективными для
биоиндикационных исследований городских почв являются проростки
кресс-салата, пшеницы, у которых под действием загрязняющих почву
веществ значительно угнетался рост надземной части растении, что может
служить биоиндикационным признаком для определения общей
токсичности урбаноземов.
Выводы
1. В результате исследований отмечено, что все исследуемые почвы
кислые (pH<7), в пробах взятых из 1- 3участках среднекарбонатные почвы,
из 4 участка – слабокарбонатная почва. Механический состав исследуемых
почв – суглинок, структура – зернистая, рыхлое сложение.
2. Исследования показали, что 1, 2 участки исследования являются по качеству почвы средне загрязненными, 3 участок слабо загрязненным, 4 участок – «загрязнение отсутствует».
3. Выявлено, что различные дозы загрязняющих веществ в почве могут
приводить к морфометрическим изменениям растений – стимулированию
роста корневой системы или ингибированию надземной части проростков.
4. В ходе исследования наша гипотеза полностью подтвердилась.
Список литературы
1. Алексеев С.В., Муравьев А.Г. Практикум по экологии. М., 1996.
2. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. М., 2000.
3. Багдасарян А.С.//Эффективность использования тест- систем при оценке
токсичность природных сред/Экология и промышленность России, 2007.
С. 44-48.
4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р. Шуберт. М.: Мир, 1988. 5. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.439 с.
6. Определитель высших растений Башкирской АССР. М.: Наука, 1989.
375 с.
7. Определитель растений Башкирской АССР- Л. Наука, 1966. 496 с. 8. http://gks.mybb.ru, http://www.bashinform.ru, http://www.redbook.ru.