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.