Насифуллин Камиль, ученик 9 класса МБОУ СОШ № 113, обучающийся МБОУ ДОД «ДЭБЦ», объединение «В мире растений»

Научный руководитель: Морозова Ираида Михайловна, педагог дополнительного образования высшей категории МБОУ ДОД «ДЭБЦ» Демского района ГО город Уфа РБ

ПРИЧИНЫ НИЗКОЙ ПРИЖИВАЕМОСТИ ДЕРЕВЬЕВ В ДЕМСКОМ РАЙОНЕ НА ПРИМЕРЕ СОШ № 113

Почвенный покров города, непосредственно получая загрязняющие вещества из атмосферного воздуха, от деятельности объектов и производств, жизнедеятельности человека, сам, в свою очередь, обеспечивает вторичное загрязнение атмосферного воздуха, грунтовых вод, естественных водоемов, питьевой воды и, в конечном итоге, продуктов питания.

Цель нашего исследования – оценить состояние почвы и определить причины низкой приживаемости деревьев в Демском районе на примере СОШ № 113.

Задачи:

1. Заложить учетные площадки и провести описания почвенных разрезов.

2. Провести анализ приживаемости деревьев за последние 5 лет.

3. Оценить токсичность почвы методом биотестирования.

4. Разработать рекомендации по восстановлению и охране городских почв.

Актуальность. Одним из важных факторов, влияющих на здоровье детей, является степень озеленения пришкольной территории. Признавая важность оценки состояния всех природных сред, вместе с тем, особо следует подчеркнуть актуальность оценки состояния почвы, которая, в силу своей специфики, является средой, депонирующей загрязняющие вещества и во многом определяющей устойчивость экосистемы к негативному антропогенному воздействию. Ее роль долгое время недооценивалась, что выразилось в отсутствии должного внимания к экологическому мониторингу почвы.

Практическая значимость. Результаты исследований станут базой для разработки мер по восстановлению почвы и эффективного озеленения пришкольной территории.

Объект исследования – почвы Демского района.

Предмет исследования – современное состояние и токсичность почвы пришкольной территории.

Исследования проведены в сентябре-октябре 2013 года. Развитие экологических представлений о почве.

Экологические представления о почве сформировались на рубеже XIX–XX веков, и большую роль в этом сыграло развитие почвоведения – науки о происхождении и развитии почв, закономерностях их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия. Основателем почвоведения как самостоятельной естественно-исторической науки является выдающийся русский ученый, профессор Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев (1846–1903). Именно он впервые сформулировал научное определение почвы, разработал генетическую классификацию почв, новые методы изучения и картографирования почв в поле.

В.В. Докучаев открыл основные закономерности географического распространения почв и внес большой вклад в теорию и практику охраны и повышения плодородия почв, особенно в черноземных областях России. В.В. Докучаевым создана обширная школа учеников. Ближайшим из них был Н.М. Сибирцев, много сделавший в области познания происхождения почв и законов их распространения, автор первого учебника почвоведения, выпущенного в 1900 году. Большое значение для дальнейшего развития почвоведения в нашей стране имели также труды П.А. Костычева, К.Д. Глинки, В.И. Вернадского, В.Р. Вильямса, К.К. Гедройца.

Методика исследований. Исследование токсичности почвы проводились по методике, предложенной в учебном пособии «Школьный экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой, 2000. Описание почвы Демского района проводилось по методике Муравьева, 2008.

Оценить уровень загрязнения почвы можно, используя тест на прорастание семян. В качестве тест-растений были использованы проростки кресс-салата.

Выбор тест-объекта обусловлен тем, что кресс-салат обладает повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами. Он отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнения. Кроме того, побеги этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Как биоиндикатор кресс-салат удобен ещѐ и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом количестве растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри). Привлекательны также и очень короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток. Эксперимент заключается в следующем:

В чашки Петри насыпается по 30 г почвы, сверху укладывается фильтровальная бумага, на которую укладываются по 100 семян тест-объекта. Все смачивается почвенной вытяжкой, результаты записываются в рабочий дневник.

Исследования проводились в лаборатории ДЭБЦ в дневное время, при сочетании искусственного и естественного освещения в стандартных, оптимальных для тест-растений условиях.

Современное состояние почв

Демского района. Для получения достоверных данных о почвах Демского района, мы провели 2 описания почвенного разреза: на территории школы № 113, в микрорайоне «Серебряный ручей». Почвенные описания представлены в приложении 1. Выбор точек для описания обусловлен тем, что это равноудаленные точки и могут дать представление о большей территории Демского района. Другая причина – почвенный разрез должен быть глубиной не менее 1 метра и копать такие ямы в других местах нецелесообразно.

По результатам описаний мы установили, что почвы Демского района относятся к серым лесным на территории СОШ и торфяно-глеевым в микрорайоне «Серебряный ручей». Почвы сильно нарушены, выщелочены, местами засолены, возможно причиной нарушенности почв Демского района являются длительное, более 50 лет воздействие урбанизации, автотранспорта, выбросов промпредприятий, кислотные дожди, вытаптывание, замусоренность, отравление и выжигание плодородного слоя почвы при весенне-осенних субботниках.

В почвах на территории СОШ № 113 присутствуют многочисленные ржаво-красные новообразования, рис.1-2, приложение. Предположительно это высокие концентрации оксидов железа, алюминия и других металлов, для точного определения необходимо провести химический анализ.

Анализ приживаемости деревьев за последние 5 лет. По данным ДЭБЦ, ведущего учет приживаемости деревьев в районе, за последние 5 лет на территории СОШ № 113 из 143 деревьев и кустарников прижились 7 лип, 3 березы и 5 голубых елей. При этом стволы лип и берез отмерли, от стволов пошла поросль, по 4-6 штук. Высота 3м, деревья имеют угнетенный вид. Процент приживаемости деревьев на территории СОШ № 113 – 11%.

Одной из причин этого явления может быть высокое содержание тяжелых металлов. Их повышенное содержание в почвенном покрове может быть обусловлено использованием для полива вод с природным повышенным содержанием тяжелых металлов. Кроме того, они может поступать в результате коррозии водопроводных конструкций. Соединения тяжелых металлов могут также поступать со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками, особенно в весенний период. Эти предприятия находятся на горе, выше СОШ № 113, в промзоне, сильно разросшейся в последние годы. По данным администрации района, из центра города в Демский район переехало свыше 200 предприятий. Токсичность почвы на территории СОШ № 113. Для выявления причин низкой приживаемости деревьев и установления токсичности мы провели биотестирование почвы при помощи семян кресс-салата. Образцы почвы отбирались в 4 точках по периметру школы, за контрольный образец отобрана серая лесная почва в лиственном лесу, рядом с селом Валентиновка Архангельского района. Результаты биотестирования представлены в таблице № 1.

Результаты эксперимента показали, что почва токсична на всей территории СОШ № 113. Семена во всех пробах проросли на 3 день. С четвертого дня в образцах с территории школы проростки начали погибать. До 10 дня эксперимента дожили от 11 до 19% проростков. При этом проростки имели искривленные побеги и угнетенный вид. В контроле нормально развились 97 побегов из 100 проросших. Таким образом, проведенный эксперимент выявил, что почва на территории СОШ № 113 не только сильно нарушена, но и токсична для растений.

Рекомендации по восстановлению и охране городских почв.

Рекомендации по восстановлению и улучшению плодородия почвы пришкольной территории:

1) Использование растений - гипераккумулянтов. Фиторемедицация

2) Использование реагентов

3) Использование Сорбентов (Цеолит-Сокорнит)

4) Применение биосурфактантов (очень перспективный способ находится в исследовании)

В литературных источниках сообщается, что рекультивация грунтов или очистка их от загрязнений с помощью растений является сравнительно новым методом (десять лет), экологическим и прогрессивным. Он позволяет исключить или ограничить перенос тяжелых металлов по цепочке от человека к грунтам и грунтовым водам без ущерба для окружающей среды (Кудряшов, 2003).

В аналоговых работах авторами показано, что в целях фиторемедиации загрязненных почв (очистка при помощи растений) используют следующие растения – аккумулянты: ракитник, редька масличная, амарант и даже дикорастущие растения (Баран, 2003; Жадько, 2003; Кудряшов, 2003;). Наиболее близким аналогом к изобретению по совокупности основных существенных признаков является способ очистки почв от тяжелых металлов путем выращивания растений – фитомелирантов на загрязненных почвах с последующим их полным удалением из почвы.

Выводы.

1. Почвы Демского района относятся к серым лесным на территории СОШ и торфяно-глеевым в микрорайоне «Серебряный ручей». Почвы сильно нарушены, выщелочены, местами засолены, возможно, причиной нарушенности почв Демского района являются длительное, более 50 лет воздействие урбанизации, автотранспорта, выбросов промпредприятий, кислотные дожди, вытаптывание, замусоренность, отравление и выжигание плодородного слоя почвы при весенне-осенних субботниках.

2. Процент приживаемости деревьев на территории СОШ № 113 за 5 лет – 11%. Одной из главных причин низкой приживаемости и угнетенного состояния прижившихся деревьев является деградированность и токсичность почвы.

3. Токсичность почвы на территории СОШ, определенная методом биотестирования, очень высокая. 4

. Рекомендации по восстановлению почвы на пришкольной территории: – использование растений - гипераккумулянтов. – использование реагентов – использование сорбентов – применение биосурфактантов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие/ Под ред. Алексеева С.В. М.: АО МДС, 1996.

2. Баран С., Кжывы Е. Фиторемедиация почв, загрязненных свинцом и кадмием, при помощи ракитника / Влияние природных и антропогенных факторов на социоэкосистемы, 2003. № 2. С.39-44.

3. Беккер А.М. Изучаем экологию – экспериментально. Практикум по экологической оценке состояния окружающей среды. М.: Изд-во МГУ, 1994

4. Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостана за 2008-2009 гг.».