Научная статья на тему 'Изучение влияния регуляторов роста растений на гидробиоценоз малого эвтрофного водотока'

Изучение влияния регуляторов роста растений на гидробиоценоз малого эвтрофного водотока Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
134
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ / БИОТЕСТИРОВАНИЕ / CHLORELLA VULGARIS / DAPHNIA MAGNA SR / НИТРИФИЦИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ / ЛАБОРАТОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / PLANT GROWTH REGULATOR / BIOASSAY METHOD / NITRIFICATION / MODELING

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Денисенкова Анастасия Дмитриевна, Чеснокова Светлана Михайловна

В работе представлены полученные впервые результаты исследования влияния регуляторов роста растений (Эпин-экстра и Циркон) на одноклеточную зеленую водоросль Chlorella vulgaris и пресноводных рачков Daphnia magna Sr. методом биотестирования и результаты влияния этих регуляторов роста на нитрифицирующих бактерий, обеспечивающих самоочищение водных объектов от аммонийных соединений, методом лабораторного моделирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Денисенкова Анастасия Дмитриевна, Чеснокова Светлана Михайловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Study of the influence of plant growth regulator on the hydrobiocenoses of small water currents

In article results influence estimates of plant growth regulator (Zircon and Apin extra) on monocellular green alga Chlorella vulgaris and Daphnia magna Sr. by bioassay method and results influence estimates of this plant growth regulator on processes of nitrification the ammonium nitrogen is considered with use of a method of laboratory modeling is carried out.

Текст научной работы на тему «Изучение влияния регуляторов роста растений на гидробиоценоз малого эвтрофного водотока»

БИОЛОГИЧЕСКИЕ, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

ттлит и,1гп/иг' rr^inri/nvmMiir i or^i и ir>i¥7

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ЛТАП1ТПТ ИЛГП/^ТГ \r n

УДК 631.8:502.51

Изучение влияния регуляторов роста растений на гидробиоценоз малого эвтрофного водотока

Денисенкова А.Д., Чеснокова С.М.

a.denisenkova@bk.ru, ChSM@mail.ru

Институт ИПМИБН, ВлГУ, г. Владимир, Россия

Аннотация: В работе представлены полученные впервые результаты исследования влияния регуляторов роста растений (Эпин-экстра и Циркон) на одноклеточную зеленую водоросль Chlorella vulgaris и пресноводных рачков Daphnia magna Sr. методом биотестирования и результаты влияния этих регуляторов роста на нитрифицирующих бактерий, обеспечивающих самоочищение водных объектов от аммонийных соединений, методом лабораторного моделирования.

Ключевые слова: регуляторы роста растений, биотестирование, Chlorella vulgaris, Daphnia magna Sr., нитрифицирующие бактерии, лабораторное моделирование.

Study of the influence of plant growth regulator on the hydrobiocenoses of small water currents

Denisenkova A.D., Chesnokova S.M.

a.denisenkova@bk.ru, ChSM@mail.ru

Institute of applied mathematics, informatics bio and nanotechnol-ogies, VLSU, Vladimir, Russian Federation

Annotations: In article results influence estimates of plant growth regulator (Zircon and Apin extra) on monocellular green alga Chlorella vulgaris and Daphnia magna Sr. by bioassay method and results influence estimates of this plant growth regulator on processes of nitrification the ammonium nitrogen is considered with use of a method of laboratory modeling is carried out.

Keyworlds: plant growth regulator, bioassay method, Chlorella vulgaris, Daphnia magna Sr., nitrification, modeling.

Введение. Регуляторы роста растений (РРР) в настоящее время широко используются в сельском хозяйстве и садоводческих коллективах для повышения продуктивности растений и их стрессоустойчивости к неблагоприятным климатическим факторам, пестицидам и загрязняющим почву ядовитым веществам [1]. По оценкам специалистов ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, в настоящее время в сельском хозяйстве широко применяются 8-10 регуляторов роста, а обрабатывающие площади составляют около 10 млн. га [1]. Наибольшим спросом пользуются препараты: Циркон, Эпин-экстра, Гетероауксин, Силипласт [2]. В водные объекты РРР поступают со стоками с сельхозугодий, коллективных садов, личных подсобных и фермерских хозяйств. Однако, их влияние на гидробиоценоз до сих пор не изучено и не нормируется содержание РРР в поверхностных водах. В настоящее время ОДУ в водах рыбохозяйственного использования установлено только для активного компонента препарата Эпин-экстра - эпибрассинолида, который составляет 0,04 мг/дм3 [3].

Цель, объекты и методы. Цель нашей работы - изучение влияния Эпин-экстра и Циркона на гидробионты различных трофических уровней: водоросль хлорелла обыкновенная (Chlorella vulgaris - продуцент), дафнию магна (Daphnia magna Sr. - консумент первого порядка) и нитрифицирующих бактерий (хемотрофы). Нитрифицирующие бактерии играют важную роль в самоочищении малых рек от аммонийного азота, поступающего главным образом с животноводческих комплексов и сельхозугодий. Так как физиологическая активность РРР проявляется при низких концентрациях (5-50 мг/га) использовались растворы РРР в концентрациях 10"5-10"10 мг/дм3. Для работы применялись коммерческие препараты Эпин-экстра, содержащий в ампуле 0,025мг/дм3 24-эпибрас-синолида (действующее вещество) и Циркон, содержащий в ампуле 0,1 мг/дм3 гидроксикоричных кислот. Объекты исследования: вода малого водотока Илевна - правого притока реки Ока, одноклеточная зеленая водоросль Chlorella vulgaris и Daphnia magna Sr. Для изучения воздействия Эпин-экстра и Циркона на хлореллу использовали метод биотестирования. Параметром токсичности являлся прирост численности особей, который оценивали по изменению оптической плотности тестируемых растворов. Влияние препаратов на дафнию магна проводили также методом

биотестирования в остром опыте при 96 часовой экспозиции. В качестве тест-параметра использовали смертность особей. Исследование влияния регуляторов роста на деятельность нитрифицирующих бактерий проводили методом лабораторного моделирования в сосудах объемом 10 дм3 [4]. Концентрация аммонийного азота в исследуемых ёмкостях равнялась 10мг/дм3. Процесс нитрификации исследовали по изменению степени превращения азота аммонийного в исследуемых сосудах по сравнению с контролем. Степень превращения оценивали по содержанию в растворах аммонийного азота, определяемого фотометрически по окраске его комплекса с реактивом Несслера [4].

Результаты и обсуждение. На рисунках № 1 и №2 представлены результаты исследования влияния различных концентраций Эпин-экстра и Циркона на Chlorella vulgaris в опыте с 96 часовой экспозицией. Как видно из рисунка №1 влияние Циркона на рост хлореллы начинается после 24 часовой экспозиции и проявляется не одинаково для различных концентраций. Циркон в концентрации 10-9 мг/дм3 оказывает стимулирующий эффект. Наибольший эффект наблюдается после 72 и 96 часов экспозиции. Через 96 часов оптическая плотность суспензии составила 164% по сравнению с контролем, что свидетельствует о стимулирующем влиянии циркона на рост хлореллы. По истечению 72 часов экспозиции оптическая плотность суспензии при действии циркона в концентрациях 10"8-10"5 мг/дм3 ниже по сравнению с контролем, что свидетельствует о ингибирующем влиянии Циркона на рост хлореллы. Таким образом характер влияния Циркона на рост хлореллы зависит от его концентрации в культивируемой среде. Из рисунка №2 следует, что при 48-72 часовой экспозиции с Эпин-экстра эффект незначительного ингибирования наблюдается при концентрациях 10"8-10"9 мг/дм3. При концентрациях 10" 5-10-7 мг/дм3 происходит стимуляция роста хлореллы. От 72 до 96 часов экспозиции при концентрациях 10-7-10-5 мг/дм3 наблюдается стимуляция по сравнению с контролем, а при концентрациях 10-8-10-9 мг/дм3 - незначительное ингибирование. Таким образом, эффект действия Циркона и Эпин-экстра на суспензию хлореллы зависит от концентраций и продолжительности экспозиции. Стимулирующий эффект для циркона наблюдается при концентрациях 10-8-10-9 мг/дм3, для Эпин-экстра - 10-7-10-5мг/дм3.

На рисунках 3 и 4 представлены данные по влиянию исследованных РРР на смертность пресноводных рачков Daphnia magna Sr. Из рисунка №3 видно, что наибольшая смертность в присутствии Циркона равна 60% при концентрации 10-5 мг/дм3. Она достигается за 48 часов экспозиции и в дальнейшем не увеличивается. При концентрации 10-8 мг/дм3 наибольший токсический эффект равен 30% смертности. Он достигается в течении 72 часов экспозиции и в дальнейшем не повышается. При концентрации Циркона 10-9 мг/дм3 токсический эффект наиболее слабый. Данные рисунка №4 свидетельствуют о том, что Эпин-экстра при всех исследуемых концентрациях токсичен для дафний. Токсический эффект главным образом зависит от концентраций и в меньшей степени от продолжительности экспозиции, что свидетельствует об отсутствии кумулятивных свойств Эпин-экстра.

Так как оптическая плотность раствора зависит от концентрации А=е1С (закон Ламберта Бугера Бера), где А - оптическая плотность; е -малярный коэффициент светопоглащения; С - концентрация, моль/дм3; 1 - длина кюветы, см, то нами для оценки степени превращения аммонийного азота использовалось изменение оптической плотности раство-

ров. Результаты изучения влияния концентрации Эпин-экстра на процесс нитрификации представлены на рисунке №5. Из рисунка следует, что при всех исследованных концентрациях Эпин-экстра подавляет процесс нитрификации, ингибирующий эффект этого РРР возрастает с увеличением концентрации. Данные Рис.5 показывают, что оптическая плотность во всех сосудах с Эпин-экстра выше, чем в контроле в любой из дней экспозиции, что свидетельствует о торможении процесса нитрификации этим регулятором роста. Наибольшая степень ингибирования наблюдается при концентрации 10-8 мг/дм3. Из Рис.6 следует, что Циркон также оказывает ингибирующий эффект на процесс нитрификации аммонийного азота. Причем этот эффект практически одинаков с эффектом влияния Эпин-экстра.

Выводы. Таким образом, в результате проведенных экспериментов установлено: 1.Исследованные РРР оказывают как стимулирующее так и ингибирующее влияние на жизнедеятельность Chlorella vulgaris, причем этот эффект зависит от концентрации препарата в системе и продолжительности экспозиции; 2.Эпин-экстра и Циркон при всех исследуемых концентрациях подавляют жизнедеятельность пресноводных рачков Daphnia magna Sr.; З.Эпин-экстра и Циркон при всех исследуемых концентрациях подавляет жизнедеятельность нитрифицирующих бактерий. Следовательно, исследуемые РРР в целом негативно влияют на водные экосистемы, нарушая процессы самоочищения в них и их присутствие в водных объектах нежелательно. Исходя из этого, необходимо продолжить исследования по изучению влияния РРР на водные экосистемы.

Библиографический указатель:

1. Прусакова Л.Д., Малиновская Н.Н., Белопухов С.Л., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротектор-ными свойствами // Агрохимия. - 2005. - №11. - С. 76-86.

2. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений. - 2004. - №1. - С. 24-28.

3. ГН "Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень)" от 21.10.2013 года № 1.2.1323-03 // Минздрав РФ. с изм. и допол. в ред. от 27.08.2015 г. - 85с.

4. Трифонова Т.А., Чеснокова С.М., Злывко А.С. Исследование процессов нитрификации методом лабораторного моделирования // Вода: химия и экология. - 2015. - №8. - С. 79-8

Об авторах:

Денисенкова Анастасия Дмитриевна (a.denisenkova@bk.ru) -Студент группы Э-112, Институт ИПМИБН, ФГБОУ ВО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г, Столетовых, г. Владимир, Россия

Чеснокова Светлана Михайловна (ChSM@mail.ru) - Кандидат химических наук, профессор кафедры биологии и экологии, Институт ИПМИБН, ФГБОУ ВО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г, Столетовых, г. Владимир, Россия.

About the authors:

Denisenkova Anastasiya Dmitrievna (a.denisenkova@bk.ru) - Student of group Э-112 at the Biology and Ecology Department, Institute of applied mathematics, informatics bio and nanotechnologies, VLSU, Vladimir, Russian Federation.

Chesnokova Svetlana Mikhaelovna (ChSM@mail.ru) - Candidate of Chemistry, Professor at the Biology and Ecology Department, Institute of applied mathematics, informatics bio and nanotechnologies, VLSU, Vladimir, Russian Federation.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.