Мелихова Татьяна Витальевна

МАОУ СОШ № 2 г. Стерлитамак, Республика Башкортостан

Научный руководитель: Гизатуллина Гульназ Фанисовна, учитель биологии

БИОТЕСТИРОВАНИЕ ПОЧВ ГОРОДА СТЕРЛИТАМАКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы, в целом получают при помощи специальных методов исследования загрязненных почв.

В связи с этим цель нашей исследовательской работы

Цель: определить степень загрязнения почвы в различных экологических зонах города Стерлитамака с использованием растительных организмов.

Для достижения поставленной цели, и исходя из поставленной гипотезы, потребовалось решение следующих задач:

–изучить различные информационные источники по данной теме;

–овладеть методикой биотестирования, предложенной Т.Я Ашихминой;

–определить уровень загрязнения почвы различных участков;

–проведение экологической акций по очистке земли от мусора.

Гипотеза: выявление наиболее чувствительных тест систем позволит определить загрязненность почв с повышенным содержанием тяжёлых металлов.

Методы исследования: реферативно-аналитический, эксперимент (натурный и лабораторный), метод растительных тестов, анализ результатов, выводы.

Материалы и оборудование: земля, семена кресс-салата, семена редиски, вода, чашка петри.

Отбор почв проводился методом конверта. (Рис.1).

Биологические объекты.

1) кресс-салат посевной (Lepidium sativum)отличается быстрым ростом и почти стопроцентным прорастанием. Рекомендуется для определения загрязнения вредными веществами почвы и воздуха. Этот тест-объект очень чувствителен к загрязнению почвы свинцом;

2) редис посевной (Raphanus sitvis) применяется для биотестирования сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения, является чувствительным тест-организмом к загрязнению почвы кадмием, цинком, медью и никелем.

Исследования проводятся по методикам, предложенным А.И. Федоровой и А.Н. Никольской в «Практикуме по экологии и охране окружающей среды», 2003, а также в учебном пособии для вузов «Экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой, 2005.

Опыты закладываются в следующей последовательности.

–Чашку Петри заполняют до половины исследуемым субстратом (почвой). В другую чашку кладут такой же объем заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.

–Субстраты во всех чашках увлажняют одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.

–В каждую чашку на поверхность укладывают по 30 семян кресс-салата и редиски. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым.

–Покрывают семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разравнивая поверхность.

–Увлажняют верхние слои субстратов до влажности нижних.

В течение 10-15 дней наблюдают за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивается один из 4 уровней загрязнения: принимали следующую градацию (Федорова А.И., Никольская А.Н., 2000)

1. Загрязнение отсутствует: всхожесть семян 90-100%, всходы дружные, крепкие, ровные.

2. Слабое загрязнение: всхожесть семян 60 – 90%, проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение: всхожесть 20-60%, проростки короче и тоньше, некоторые проростки имеют уродства.

4. Сильное загрязнение: всхожесть семян очень слабая, менее 20%, проростки мелкие и уродливые.

Ход эксперимента и его результаты

Исследовательская работапо использованию метода биоиндикации для оценки загрязнения почвы с различных техногенных зон г. Стерлитамака, исследования проводилось во время летнего профильного лагеря в 2013 г. Для решения задач исследования и достижения его цели мы применяли методику использования кресс-салата и редиски как тест-объекта для оценки загрязнения почвы, описанную Т.Я. Ашихминой (3, с.155-157).

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений, партию семян, предназначенных для  опытов, проверила на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивали в чашках, в которые положили смоченную фильтровальную бумагу, разложили по 30 семян. Сверху семена закрыли фильтровальной бумагой и неплотно закрыли стеклом. Затем проращивали их при комнатной температуре в течение 3 суток. Процент проросших от числа посеянных (всхожесть) составил 95%, что считается нормой.

После определения всхожести семян я приступила к проведению опытных экспериментов по проращиванию кресс-салата и определению экологического состояния  почв.

Я взяла пробу землю с трех разных участков г. Стерлитамака:

1) Парковая зона (Парк Гагарина)

2) Пришкольный участок (МАОУ СОШ №2)

3) Промышленная зона (около Химзаводского кольца).

Чашки я заполнила до половины исследуемой землей и увлажнила одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения. В каждую чашку на поверхность земли уложила по 30 семян кресс-салата и редиски. Расстояние между соседними семенами было примерно одинаковое. Покрыла семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разгладила поверхность. Увлажнила верхних слои субстратов до влажности нижних. В течение 10 дней я наблюдала за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне. Полученные данные занесла в таблицу и сделала выводы.

Таким образом, проведённые исследования показали, анализ данных таблиц показывает, что в целом почвы г. Стерлитамака являются слабозагрязненными.

Выводы:

1. В ходе исследования выяснили, что опытное растение кресс-салат и редиска является регистрирующим биоиндикатором, реагируя на изменения состояния окружающей среды изменением фенооблика, изменением скорости роста, всхожестью и другими хорошо заметными признаками.

2. Овладела методикой, предложенным А.И. Федоровой и А.Н. Никольской и Т.Я. Ашихминой.

3. Оказалось, что чем ближе к непосредственному месту загрязнения, тем меньше число, а, следовательно, и процент проросших семян. Чем дальше от непосредственного места загрязнения, тем число проросших семян больше. Этот опыт показывает о том, что повышенное загрязнение почвы в городских агломерациях отрицательно влияет на прорастание и развитие растений, замедляет процесс их роста и может привести к их гибели..

4. Планируются продолжить исследования по изучению степени загрязнения почвы г. Стерлитамака.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амосова Я. М. Охрана почв от химических загрязнений/ Я.М. Амосова, Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова. - М.: Изд-во МГУ, 1989. – 96 с.

2. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию/Г. Фелленберг. – М.: Мир, 1997. - С. 135-165.

3. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений/М. Г. Опекунова. – СПб.: СПбГУ, 2004. – 266 с.

4. Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование/О. П. Мелехова. – М.: Академия, 2007. – 288 с.