CC BY
80
Биология, экология и сельское хозяйство
УДК 58.04
Growth Dynamics of Bioindicator Watercress on the Soil from Snow
Thrower in Cheboxary City
Mikhaylova I.N.1, Alekseeva V.A.2
oleum8352@mail.ru, vip-cheb@mail.ru
1 RA «Expert-analytical Centre of Ecological and Industrial Security», Cheboxary,
Russia
2 MBEA «Primary school № 2», Cheboxary, Russia
Annotation. The purpose of the study was to compare the dynamics of germination and growth of the plant-indicator Watercress cress-salad on the soil from the snow thrower in comparison with the soil of the residential zone and urban forest. On the soil samples, 200 seeds of watercress were planted in three variants (snow thrower, yard, forest) for three replicates in each. Every 4 days, measurements were made of the root, stem, leaf in five plants of each variant and repeat. The root length of the plants from the soil of the snow thrower is significantly more depressed compared to the control variants, along the length of the stem and, in particular, the leaf, the differences are less noticeable. Plants on the soil from snow thrower sprout worse and are more depressed compared to plants from the soil of the forest and residential area.
Key words: snow thrower, bioindication, watercress.
Динамика роста биоиндикатора кресс-салата на почве со снегосвалки г. Чебоксары
Михайлова И.Н.1, Алексеева В.А.2
oleum8352@mail.ru, vip-cheb@mail.ru
1 РУ «Экспертно-аналитический центр экологической и промышленной безопасности», Чебоксары, Россия
2 МБОУ «Начальная общеобразовательная школа №2» Чебоксары, Россия
Аннотация. Целью исследования было сравнить динамику прорастания и роста растения-индикатора кресс-салат на почве со снегосвалки по сравнению с почвой селитебной зоны и городского леса. На образцах почвы высадили по 200 семян кресс-салата в трех вариантах (снегосвалка, двор, лес) по три повторности в каждом. Каждые 4 дня делали замеры корня, стебля, листа у пяти растений каждого варианта и повторности. По длине корня растения с почвы снегосвалки достоверно более угнетены по сравнению с контрольными варрантами, по длине стебля и в особенности листа различия менее заметны. Растения на почве со сне-госвалки хуже прорастают и более угнетены по сравнению с растениями с почвы леса и жилой зоны.
Ключевые слова: снегосвалка, биоиндикация, кресс-салат.
Введение. Актуальность выбранной темы связана с тем, что зимой снег на дорогах загрязнен нефтепродуктами, взвешенными веществами, также дороги посыпают песком, солью, химическими веществами [1; 2]. Загрязненный снег вывозят на снегосвалки, при таянии он загрязняет почвы, грунтовые и поверхностные воды. Однако, несмотря на очевидные минусы, снегосвалки остаются основными местами складирования вывезенного с дорог снега в большинстве городов.
В настоящей работе мы задались вопросом, на самом ли деле негативное воздействие таящего снега на снегосвалках распространяется на почву и далее на растения. В качестве объекта исследования выбрано растение-биоиндикатор кресс-салат [3; 4; 5]. Это однолетнее овощное растение с повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами и выбросами автотранспорта. Отличается быстрым прорастанием и почти стопроцентной всхожестью, которая уменьшается в присутствии загрязнителей. Побеги этого растения под действием загрязнителей подвергаются изменениям.
Предмет исследования: реакция кресс-салата на загрязнение почвы под снегосвалкой г. Чебоксары (Чувашская Республика).
Новизна работы: впервые исследована почва под снегосвалкой г. Чебоксары методом биоиндикации на тест-растении кресс-салат с двумя вариантами контроля (жилая зона и лес).
Практическая значимость работы:
1. Обозначена актуальная для г. Чебоксары проблема - складирование снега с дорог.
2. Экспериментально обоснована необходимость в решении проблемы складирования снега.
Материал и методы.
Для определения загрязненности почвы под снегосвалкой мы выращивали тест-растение кресс-салат на почве. Нами взяты три варианта почвы (рис. 1): опытный - почва со снегосвалки г. Чебоксары, условный контроль - почва с дворовой территории по ул. Гастелло, д. 4/1, контроль - почва с городского леса по ул. Ашмарина. Из двух действующих снегосвалок г. Чебоксары мы выбрали снегосвалку по пр. Тракторостроителей, поскольку она:
1) занимает большую площадь,
2) эксплуатируется дольше по времени,
3) на протяжении последних 15 лет эксплуатируется в зимнее время непрерывно.
Рис. 1. Карта района проведения работ
Примечания: точка 1 - снегосвалка (по пр. Тракторостроителей, 400 м южнее кольца очистных сооружений, в сторону р. Кукшум), точка 2 - дворовая территория (жилой комплекс «Аврора», ул. Гастелло, д. 4, к. 1), точка 3 - городской лес (в районе ул. Аш-марина).
14 января 2017 года в трех вариантах были взяты пробы почв. Для чистоты эксперимента в каждом варианте закладывали три по-вторности, всего получилось девять контейнеров с почвой. Посадка кресс-салата также была произведена 14 января 2017 года. В каждый контейнер посажено по 200 семян. На следующий день началось прорастание кресс-салата во всех девяти пробах. Все контейнеры с почвой ежедневно поливали равным объемом воды, поворачивали разными сторонами по отношению к солнцу, меняли контейнеры местами, чтобы исключить влияние освещенности или температуры на рост растений. 21, 24, 27 и 30.01.2017 г. мы подсчитывали число проросших семян и измеряли длину корня, стебля и листа у пяти растений в каждом варианте и каждой повторности.
Результаты и обсуждение. Динамика прорастания семян
кресс-салата представлена в табл. 1.
Таблица 1
Динамика прорастания кресс-салата (среднее число растений)
Варианты Дата
21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17
двор 80 100 110 100
лес 170 188 190 197
снегосвалка 38 50 50 60
Как видно из таблицы, наибольшая всхожесть семян кресс-салата выявлена на почве из леса, на почве со дворовой территории -почти в 2 раза меньше, на почве со снегосвалки - в 3,3 раза меньше, чем из леса и в 1,7 раза меньше, чем со двора.
Таким образом, семена кресс-салата на почве со снегосвалки прорастают в 3,3 раза хуже, чем на лесной почве и в 1,7 раза хуже, чем на почве с дворовой территории.
Динамика роста кресс-салата. По длине корня (табл. 2) в начале эксперимента растения снегосвалки были меньше растений лесной почвы в 4,7 раз (различия достоверны), ниже растений с почвы двора в 1,4 раза.
Таблица 2
Динамика роста кресс-салата: длина корня (мм)
Варианты Повторности Дата
21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17
двор 1 8,0 15,0 14,0 10,2
2 8,0 15,4 17,2 11,6
3 7,2 19,6 16,0 14,0
лес 1 27,8 23,2 16,0 19,0
2 22,6 24,2 21,2 22,4
3 21,0 24,0 20,0 24,0
снегосвалка 1 5,0 12,0 6,6 9,0
2 5,6 14,2 12,2 10,6
3 4,8 15,6 13,0 14,0
Примечание: в табл. 2-4 приведены средние арифметические значения по результатам 5 замеров в каждом варианте и каждой повторно-сти.
24.01 растения с почвы снегосвалки и двора различаются недостоверно, по сравнению с растениями лесной почвы корень в 1,7 раза короче. 27.01 кресс-салат с почвы снегосвалки по длине корня угнетен, длина корня в среднем в 1,5 раза короче, чем растений с почвы двора и в 1,8 раз короче, чем растений лесной почвы. К концу эксперимента эти различия между нарушенными территориями и лесной зоной сохраняются и становятся еще более явными: растения с почвы снегосвалки имеют корень в 1,95 раз длиннее, чем растения с лесной почвы, тогда как различия корня у растений с почвы снегосвалки и дворовой территории становятся недостоверны.
Длина стебля кресс-салата является более слабым индикаторным признаком, чем длина корня, и то только в начале эксперимента (табл. 3).
Таблица 3
Динамика роста кресс-салата: длина стебля (мм)
Варианты Повторности Дата
21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17
двор 1 37,6 43,0 44,0 44,0
2 32,6 46,0 43,8 42,0
3 31,0 35,6 39,0 41,0
лес 1 45,0 46,8 47,0 58,0
2 34,0 53,0 51,2 52,8
3 34,0 47,4 45,0 53,0
снегосвалка 1 35,0 43,0 35,0 41,0
2 25,2 40,2 33,0 35,0
3 25,0 34,0 36,2 40,0
В начале эксперимента по длине стебля растения снегосвалки были ниже растений лесной почвы в 1,3 раза, ниже растений с почвы двора в 1,2 раза. С 24.01 различия по длине стебля становятся недостоверны. К концу эксперимента растения, выращенные на лесной почве, в 1,3 раза выше, чем растения на почве дворовой территории и в 1,4 раза выше растений на почве снегосвалки, остальные различия недостоверны. Мы объясняем полученные результаты тем, что зимой все растения кресс-салата попали в условия слабой освещенности, и именно нехватка яркого света, а не загрязненность почвы оказалась ведущим фактором.
27.01 растения на почве со снегосвалки начали вянуть, стебель стал гнуться к земле. Растения на почве со двора и из леса растут без дефектов, выглядят здоровыми.
Длина листа кресс-салата - наиболее слабый индикаторный признак (табл. 4).
Таблица 4
Динамика роста кресс-салата: длина листа (мм)
Варианты Повторности Дата
21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17
двор 1 4,6 5,4 8,2 22,0
2 4,4 4,6 4,4 24,0
3 4,8 4,4 4,4 24,0
лес 1 6,0 6,0 6,6 33,0
2 4,6 5,8 5,4 30,0
3 4,8 5,2 5,2 32,0
1 4,0 3,8 4,2 22,0
снегосвалка 2 3,4 4,4 4,4 22,0
3 4,0 4,6 4,2 20,0
Достоверные отличия растений с почвы снегосвалки от растений лесной почвы выявлены в начале и в конце эксперимента (в 1,3-1,5 раза), отличия от растений с почвы двора - только в начале эксперимента (в 1,2 раза).
Результаты, на наш взгляд, связаны с тем, что именно корень напрямую соприкасается с загрязненностью почвы, а стебель и лист кресс-салата более зависимы от условий освещенности. В дальнейших экспериментах в зимнее время можно ограничиться замерами длины корня.
Выводы:
1. Наша гипотеза подтвердилась: растения со снегосвалки хуже прорастают и более угнетены по сравнению с растениями с лесной почвы и жилой зоны.
3. Наибольшая всхожесть семян кресс-салата выявлена в лесу, на дворовой территории - почти в 2 раза меньше, на снегосвалке - в 3,8 раза меньше, чем в лесу и в 2 раза меньше, чем во дворе.
4. Лучший индикаторный признак кресс-салата - длина корня. По длине корня в начале эксперимента растения снегосвалки меньше растений лесной почвы в 4,7 раз, ниже растений с почвы двора в 1,4 раза, к концу эксперимента различия составили 1,95 и 1,5 раза соответственно.
5. По длине стебля и листа растения с почвы снегосвалки мельче растений лесной почвы и почвы двора только в начале эксперимента.
Библиографический указатель:
1. Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование. М.: Академия, 2007. - 288 с.
2. Мирный А.Н., Скворцов Л.С., Пупырев Е.И., Корецкий В.Е. Коммунальная экология. Энциклопедический справочник. М.: Прима-Пресс-М., 2007.
3. Ломаева С. Н. Биоиндикация загрязнений окружающей среды. Тюмень, 1998. 245 с.
4. Голополосова Т. В Биоиндикация как метод определения степени загрязнения окружающей природной среды // Тез. докл. XIII Междунар. н.-тех. конф. 2000. С. 64-66.
5. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений. СПб.: СПбГУ, 2004. 266 с.
Bibliography:
1. Melekhova O. P. Biological control of the environment. Bioindication and biotesting. Moscow: Academy, 2007. 288 p.
2. Mirny AN, Skvortsov LS, Pupyrev EI, Koretskii V.E. Communal ecology. Encyclopedic reference book. Moscow: Prima-Press-M., 2007.
3. Lomaeva SN Bioindication of environmental pollution. Tyumen, 1998. 245 p.
4. Golopolosova, T. V Bioindication as a method for determining the degree of environmental pollution, Tez. Doc. XIII Intern. Conf. 2000. pp. 64-66.
5. Opekunova M. G. Bioindication of contaminants. St. Petersburg: St. Petersburg State University, 2004. 266 pp.
Об авторах:
Михайлова Ирина Николаевна (oleum8352@mail.ru)
Кандидат биол. наук. РУ «Экспертно-аналитический центр экологической и промышленной безопасности», начальник лаборатории. Чебоксары, Россия.
Алексеева Валентина Андреевна (vip-cheb@mail.ru)
МБОУ «Начальная общеобразовательная школа №2», учащийся. Чебоксары, Россия.
About authors:
Mikhaylova Irina Nikolaevna (oleum8352@mail.ru)
Expert-analytical Centre of Ecological and Industrial Security», head of laboratory. Cheboxary, Russia.
Alekseeva Valentina Andreevna (vip-cheb@mail.ru)
MBEA «Primary school № 2», student. Cheboxary, Russia
