Лобова Анастасия Владимировна

Бирский филиал БашГУ, г. Бирск, Россия

Научный руководитель: И. В. Черных, к.б.н., доцент БФ БашГУ

ВЛИЯНИЕ ФИТОТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ Г. БИРСКА НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫЕ (BRASSICÁCEAE L.)

Интенсивное антропогенное воздействие на природные и урбанизированные территории одна из острых экологических проблем современности [1]. Степень воздействия определяется различными методами мониторинга, при этом чаще всего применяют биологические методы, которые более доступны, наглядны и показательны. С их помощью выявляют уровень общего загрязнения и общей токсичности объектов окружающей среды для живых организмов. Наиболее сильное влияние антропогенное воздействие испытывают почвы, которые быстро поглощают поллютанты и очень медленно их трансформируют [5].

Одним из наиболее информативных показателей оценки суммарного антропогенного загрязнения почвы является фитотоксичность, т.е. её свойство подавлять рост и развитие высших растений. Исследования по определению фитотоксичности почв проводились во многих крупных городах нашей страны [2, 4, 5, 6 и др.], однако подобные работы о степени загрязнения почв в небольших городах практически отсутствуют, хотя для них аналогичные исследования не менее актуальны, т.к. ежегодно увеличивается транспортный поток, растет число предприятий среднего и малого бизнеса, возрастает рекреационная нагрузка. Ранее нами опубликована часть полученных данных по теме исследования [3].

Цель данной работы определение степени фитотоксичности почв г. Бирска РБ и его окрестностей по посевным качествам семян культурных и дикорастущих растений семейства Капустные (Brassicáceae L.). Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: 1. Выбрать пробные площадки для отбора проб и виды растений для проведения исследования; 2. Изучить фитотоксичность почвенных образцов по посевным качествам семян; 3. Составить ряд ранжирования пробные площадки по степени загрязнения почв; 4. Выявить наиболее чувствительные и толерантные виды.

Все почвенные образцы были отобраны и подготовлены согласно стандартным методикам отбора почвенных образцов (ГОСТ 17.4.3.01M83, ГОСТ 17.4.4.02M84, ГОСТ 5180M84). Определение фитотоксичности почв осуществлялась в соответствии с ГОСТ РИСО 22030-2009. Степень фитотоксичности почв оценивали по ингибированию определяемых показателей по сравнению с таковыми у растений, выращиваемых на контрольной (незагрязненной) почве [7]. 

В работе представлены результаты изучения фитотоксичности почв семи пробных площадок на территории г. Бирск РБ и его окрестностей. Пробы почвенного субстрата брали на участках, расположенных вдоль автомобильных дорог с различной степенью загруженности автотранспортом.

Участок 1. Улица Чеверева (почву с этого участка приняли за контроль, основываясь на предварительных исследованиях).

Участок 2. Улица Интернациональная.

Участок 3. Улица Комарова.

Участок 4. Улица Коммунистическая.

Участок 5. Улица Лермонтова.

Участок 6. Улица Советская.

Участок 7. На въезде к ДБО (детская база отдыха) «Чайка».

В качестве тест-культур были использованы семяна следующих растений: редиса посевного (Raphanus sativus L.), кресс-сала́та (Lepidium sativum L.), аллисума горного (Allyssum montanum L.), пасту́шьей су́мки обыкнове́нной (Capsélla búrsa-pastóris L.). Семена этих растений имеют высокую скорость прорастания, доступны и рекомендованы для исследования.

Для определения токсичности почвенных образцов определяли посевные качества семян (всхожесть и энергию прорастания, которую определяли на 5-ые сутки) тест-растений в опытных вариантах, выраженных в процентах к контролю. Принимали следующую градацию: 100% ‑ нет токсичности, 80-90% ‑ очень слабая токсичность, 60-80% ‑ слабая, 40-60% ‑ средняя, 20-40% ‑ высокая токсичность, 0-20% ‑ очень высокая токсичность [7]. Исследования проводили на базе факультета биологии и химии БФ БашГУ в лаборатории физиологии растений в течение 2013-2014 гг.

Полученные нами результаты представлены в таблице.

Анализ данных таблицы показал, что почвы с разных пробных площадок оказывают влияние на посевные качества семян изучаемых видов. Представленные виды обладают разной степенью чувствительности и толерантности к исследованным почвам.

Всхожесть семян в среднем варьирует от 100 до 20 %, самый большой диапазон вариации отметили у семян кресс-салата (от 100 до 0%), самый маленький ‑ у семян пастушьей сумки обыкновенной (от 100 до 40%). Средние показатели энергии прорастания изменяются в пределах от 93 до 15%. Наибольший и наименьший размах варьирования полученных значений энергии прорастания наблюдали у семян тех же видов, что и при изучении всхожести.

Используя представленные данные, составили ряд ранжирования участков (рейтинг) по возрастанию токсичности почв: самая чистая почва оказалась с ул. Чеверева (средняя всхожесть равна 100%, почва чистая), за ней идет ул. Коммунистическая (средняя всхожесть 88%, почва очень слабо токсичная). На третьем месте ул. Советская (средняя всхожесть 68% ‑ слабая токсичность), четвертое место занимает ул. Комарова (средняя всхожесть 65% ‑ слабая токсичность), пятое место – улица Интернациональная (средняя всхожесть 50% ‑ почва средне токсичная), шестое место определили за ДБО «Чайка» (средняя всхожесть равна 35% ‑ почва высоко токсичная). Самая грязная оказалась улица Лермонтова (средняя всхожесть 20% ‑ очень высокая токсичность). Ряд ранжирования был составлен и по данным, характеризующим энергию прорастания семян. Он оказался идентичен выше представленным рядом.

Сравнительный анализ полученных данных позволил определить наиболее толерантный и наиболее чувствительный вид к загрязнению почв. Семена пастушьей сумки обыкновенной имеют самую высокую всхожесть и энергию прорастания во всех пробах, что говорит о её повышенной устойчивости к различным видам антропогенного воздействия. Редис посевной также определили как вид толерантный к почвенным загрязнениям. Самыми чувствительными видами оказались такие виды как алиссум горный (по сравнению с другими он чаще имел самые низкие показатели всхожести и энергии прорастания) и кресс-салат посевной.

Полученные данные можно использовать для составления картограмм распределения загрязнений при мониторинге окружающей среды г. Бирска и его окрестностей.

Выводы

1. Ряд ранжирования пробных площадок по возрастанию токсичности почв имеет следующий вид: ул. Чеверева < ул. Коммунистическая < ул. Советская < ул. Комарова < ул. Интернациональная < ДБО «Чайка» < ул. Лермонтова.

2. Самым устойчивым  видом к антропогенному загрязнению почв является пастушья сумка обыкновенная, самым чувствительным – алиссум горный, который наряду с кресс-салатом можно рекомендовать в качестве объективного тест-объекта.

Литература

1. Вронский В.А. Антропогенное загрязнение атмосферы и растений // Биология в школе, 1992. № 3/4. С.7-11.

2. Землякова А.В. Городские почвы как неотъемлемые компоненты урбоэкосистемы // Научные ведомости БелГУ. 2011. № 21. С. 102-107.

3. Лобова А.В. Влияние фитотоксичности почв на посевные качества семян растений семейства Капустные (Brassicáceae L.). Уфа: Аетерна, 2013. С. 23-25.

4. Маячкина Н.В., Чугунова М.В.Особенности биотестирования почв с целью их экотоксикологической оценки //Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2009. № 1.  С. 84–93.

5. Рубан А.В., Шерстобитова Л.В., Абросимова О.В. Оценка токсичности семян культурных растений в пробах талой снеговой воды и  в водяных вытяжках почвы (на примере г. Саратова) //Бюллетень медицинских Интернет – конференций. 2013. № 6.  С. 989-992.

6. Шорина Т.С., Попов А.В., Укенов Б.С. Влияние автомобильного транспорта на свойства почв придорожных территорий г. Оренбурга //Вестник ОГУ. 2013. № 6.  С. 134 – 137.

7. Федорова А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб.пособие /А.И. Федорова, А.Н. Никольская. М.: ВЛАДОС, 2001. 288 с.