CC BY
18ӘОЖ 581.5:631.4
МРНТИ 87.15.21
DOI 10.56525/ALBE3412
ИНДИКАТОРЛЫ ӨСІМДІКТЕРДІ
ҚОЛДАНА ОТЫРЫП
ТОПЫРАҚТЫҢ САПАСЫН АНЫҚТАУ
*УЙСИМБАЕВА Ж.Т.
М.Х. Дулати атындағы Тараз өңірлік университеті
Тараз қ., Қазақстан
E-mail: [email protected]
ЖАНГУБЕКОВА А.Ж.
М.Х. Дулати атындағы Тараз өңірлік университеті
Тараз қ., Қазақстан
*Корреспондент авторы: [email protected]
Аңдатпа. Мақалада біз қаланың екі учаскісінен топырақ жамылғысының ластану дәрежесін анықтауды қарастырдық. Біздің зерттеуімізде қолданған әдіс-биоиндикация әдісі. Биоиндикациялық әдістер арнайы қымбат жабдықсыз, аспаптарсыз және реактивтерсіз тірі объектілердің көмегімен қоршаған ортаның жағдайын бағалауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар биоиндикацияның өзектілігі қоршаған ортаның сапасын анықтаудың қарапайымдылығымен, жылдамдығымен және арзандығымен түсіндіріледі.Биоиндикацияның қазіргі жағдайының ерекшеліктері тіршіліктің барлық деңгейлерінде биоиндикаторларды қолданудың маңыздылығын мойындаумен, биологиялық жүйелер жағдайының интегралды көрсеткіштеріне артықшылық беруімен, жергілікті қауіп аймақтық және биосфералық сипатқа ие болуы мүмкін екендігін түсінуге байланысты зерттеу ауқымының өсуімен, адамның араласуына дейінгі табиғат жағдайы оңтайлы деген көзқарастан адамның әсерінен көптеген «қолайлы» күйлерді тануға көшу; белгілермен сипатталады.Мысалы, қалада топырақ тұзданған кезде, линденнің жапырақтары күз басталмай жатып-ақ шеттері сарғайып кетеді. Мұндай жерлерді ағаштарды қарап шығу арқылы анықтауға болады. Мұндай жағдайларда биоиндикация ең ластанған мекендеу орындарын жылдам анықтауға мүмкіндік береді. Кейбір тірі организмдер қоршаған ортаның өзгеруіне өте сезімтал және олардың қатысуымен, мөлшерімен немесе даму ерекшеліктерімен табиғи процестерді, жағдайларды және тіршілік ету ортасының антропогендік өзгерістерін бағалауға болады.
Түйінді сөздер: Кресс-салат, биоиндикация, индикатор, фотосинтез, эксперимент.
Кіріспе. Топырақтану ғылымының қалыптасуы орыстың аса дарынды табиғаттанушы ғалымы В.В. Докучаевтың (1846-1903) есімімен тығыз байланысты. В.В. Докучаевтан кейін оның енбегін көптеген талантты шәкіріттер жалғастырды. Адамзат баласы жерді қасиетті санап анаға балаған, өйткені адам үшін тамақ, шикізат, қазба байлық, қазына жер көзі болып табылады. Сондықтан топырақтың құнарлылығын кемітпей, оны үздіксіз арттыра отырып, пайдалану жолдарын адам баласы үнемі іздестіріп келеді. ХIX ғасырдың орта кезеңінде агроном, агрогеолог, агрохимиктердің еңбектерінде топырақ туралы алғашқы түсініктер жазыла бастады. Олар топырақтың жоғарғы қабатының құрамындағы органикалық және минералдық қалдықтарға көңіл бөліп, топырақ деген жердің жыртылған, өсімдіктердің тамырлары жайылған қабаты деп есептеді.
Қазіргі түсінік бойынша топырақ - жер бетінің майда ұнтақталған құнарлы қабаты, тірі мен өлі табиғатқа тән бірнеше сипаттары мен қасиеттері бар ерекше құрылым. Топырақтың негізгі қасиеті- құнарлылығы деп, оның өсімдіктерді барлық қоректік заттармен және ылғалмен қамтамасыз етуін айтады.
Құнарлы қабат бір себепттерден шайып кеткен топырақтардың қалпына келуі үшін өте ұзақ уақыт керек. Табиғи жағдайда топырақтың түзілуі ұзаққа созылатын құбылыс. Мәселен, қалыңдығы 20 см жыртылатын топырақ қабаты түзілуі үшін табиғи жағдайлардың өзгешеліктеріне қарай 3-7 мың жыл уақыт керек[1].
Құнарлы қабаты түгелдей жойылған топырақтар болжамды уақыттарда өз-өзінен қалпына келмейді. Сондықтан адам өзінің тыныс-тіршілігінде топырақтың құнарлы қабатын су және жел эрозиясынан, баска да экологиялық апаттардан қорғай отырып, топырақ құнарын жылма-жыл арттыру және жақсарту шараларын іске асыруы қажет.
Топырақтың тағы бір функциясы- ол ауа және су сферасының химиялық құрамын реттейді. Фотосинтез арқылы өсімдіктер тотыққан көмірді сіңіреді де кеміртегі тотығынан құралатын органикалық қосылыстар синтезін өткізеді. Жапырақтары мен тамырлары СО2, көміртегі тотығын және судан келетін сутегін пайдаланып, атмосферага еркін молекулалы оттегін О2, бөліп шығарады. Жалпы топырақ арқылы жер бетінде бүкіл биосфералық құбылыстар реттеледі. Топырақ- адамзат үшін өлшемі жоқ, баға жетпейтін байлық және құрлыктағы биоценоздар тіршілігінің негізі [2].
Топырақты толық талдау көп уақыт пен еңбекті қажет етеді. Алайда, топырақтың көптеген ерекшеліктерін, соның ішінде топырақтың ластануын биоиндикаторлардың көмегімен анықтауға болады. Бұл жұмыста топырақ сапасын кресс-салат индикаторлы өсімдігімен зерттей отырып, топырақтың ластануын қалай анықтауға болатындығы қарастырылған.
Материалдар мен зерттеу әдістері. Биоиндикация – бұл тірі объектілердің көмегімен қоршаған ортаның жағдайын бағалау. Тірі заттар (немесе жүйелер) – бұл жасушалар, организмдер, популяциялар, қауымдастықтар. Олардың көмегімен абиотикалық факторларды (температура, ылғалдылық, қышқылдық, тұздылық, ұшу құрамы және т.б.) және биотикалық (организмдердің, олардың популяциялары мен қауымдастықтарының әл-ауқаты) бағалауға болады.
"Биоиндикация" термині еуропалық ғылыми әдебиеттерде жиі қолданылады, ал американдық әдебиетте ол әдетте мағынасы ұқсас "экотоксикология"атауымен ауыстырылады. Ван Страаленнің (1998) пікірінше, биоиндикацияны алмастыралмайтын кем дегенде үш жағдай бар.
1. Факторды өлшеу мүмкін емес. Бұл әсіресе өткен дәуірлердің климатын қайта құру әрекеттеріне тән. Сонымен, Солтүстік Америкадағы өсімдіктердің тозаңын ұзақ уақыт бойы талдау жылы ылғалды климаттың құрғақ салқын климаттың өзгеруін және орман қауымдастықтарын шөптермен алмастыруды көрсетті.
Басқа жағдайда диатомдардың қалдықтары (ацидофильді және базофильді түрлердің қатынасы) Швецияның көлдеріндегі су бұрын табиғи себептерге байланысты қышқыл реакцияға ие болған деп айтуға мүмкіндік берді.
2. Факторды өлшеу қиын. Кейбір пестицидтер тез ыдырайды, сондықтан олардың топырақтағы бастапқы концентрациясын анықтауға мүмкіндік бермейді. Мысалы, дельтаметрин инсектицид оны шашыратқаннан кейін бірнеше сағат ішінде белсенді болады, ал оның фаунаға (қоңыздар мен өрмекшілерге) әсері бірнеше апта ішінде байқалады.
3. Факторды өлшеу оңай, бірақ түсіндіру қиын. Қоршаған ортадағы әртүрлі ластаушы заттардың концентрациясы туралы мәліметтер (егер олардың концентрациясы тым жоғары болмаса) жағдайдың жабайы табиғат үшін қаншалықты қауіпті деген сұраққа жауап бермейді. Әр түрлі заттардың шекті рұқсат етілген концентрациясының (ШРК) көрсеткіштері адамдар үшін ғана әзірленген.
Биоиндикаторлар- бұл қоршаған ортаның жағдайын бағалау үшін қолданылатын биологиялық объектілер (жасушалар мен биологиялық макромолекулалардан экожүйелер мен биосфераға дейін). Биоиндикаторлар тірі ұйымның әртүрлі деңгейлеріне жататындығын атап өткісі келгенде, олар "биоиндикатор жүйелері" терминін қолданады.
Топырақ сапасын анықтауға кресс-салат индикаторын көмегімен анықтауға болады
Биоиндикаторды таңдау критерийлері:
жылдам жауап;
сенімділік (қате <20%);
қарапайымдылық;
бақылау мүмкіндіктері(табиғатта үнемі болатын объект).
Биоиндикаторлар түрлері:
1. Сезімтал. Нормадан көрсеткіштердің ауытқуларына айтарлықтай жылдам әрекет етеді. Мысалы, жануарлардың мінез-құлықтарындағы, жасушалардың физиологиялық реакцияларындағы ауытқуларды бұзушы фактордың әрекеті басталғаннан кейін іс-жүзінде бірден анықтауға болады.
2.Аккумулятивті. бұзушылықтар болмайтын әсерлерді жинақтайды. Мысалы, орман оның ластануының немесе тапталуының бастапқы кезеңдерінде негізгі сипаттамалары бойынша (түрлік құрамы, әртүрлілігі, молшылығы және т.б.) бірдей болады. Біраз уақыттан кейін ғана сирек кездесетін түрлер жоғала бастайды, басым формалар өзгереді, организмдердің жалпы саны өзгереді және т. б. Осылайша, орман қауымдастығы биоиндикатор ретінде бұзылуды бірден анықтай алмайды.
Биоиндикаторлар әдетте екі сипаттамамен сипатталады: ерекшелік және сезімталдық.
Төмен ерекшелігі кезінде биоиндикатор түрлі факторларға, жоғары болған кезде – тек біреуіне ғана әрекет етеді. Төмен сезімталдық кезінде биоиндикатор нормадан фактордың тек күшті ауытқуларына, жоғары болған кезде– шамалы жауап береді [3].
Кресс-салат - бұл топырақтың ауыр металдармен ластануына, сондай-ақ ауаның газ тәрізді шығарындылармен ластануына жоғары сезімталдыққа ие көкөніс өсімдігі. Бұл ерте суыққа төзімді өсімдік, бірақ топырақ ылғалдылығын қажет етеді. Ол барлық топырақтарда жақсы өседі, бірақ құнарлы жерді жақсы көреді.
Индикатор ретінде ыңғайлы, өте қысқа мерзімде өсіп шығады. Сулы тұқымдар 3-4 күнде өніп шығады және эксперименттің көптеген сұрақтарына 10-15 күн ішінде жауап алуға болады. Сонымен қатар, бұл өсімдіктің өсінділері мен тамырлары ластаушы заттардың әсерінен айтарлықтай морфологиялық өзгерістерге ұшырайды (өсудің тежелуі және қисаюы, тамырлардың ұзындығы мен массасының төмендеуі, сондай-ақ тұқымның саны мен массасы).
Үлкен ауданды қажет етпейді , аз ауданда (Петри ыдысы, кювет, одноразовый контейнерлерде және т.б.) өседі [4].
Тәжірибе нәтижелеріне байланысты субстраттарға ластанудың төрт деңгейінің бірі беріледі.
Сурет 1 - Зертханадағы эксперимент барысы
Зерттеу нәтижелері. Эксперимент 2022 жылдың 30 қыркүйектің 12 күн бойы бақыланды алынған топырақ үлгілерінде кресс-салат тұқымдарының өнуі.
Әрбір зерттеуде топырақ үлгісі анықталды: кресс-салат тұқымдарының өну энергиясы және олардың кресс көшеттерінің өнгіштігі, сабақтары мен тамырларындағы морфологиялық өзгерістер. Нәтижелер 1-кестеге енгізілді.
Кесте 1 - Кресс-салат тұқымдарының өну энергиясы және олардың топырақ өнгіштігі
№ Зерттелгентопырақүлгілері Өскендәндер саны, пайызы , (%)
еккен күні 3 күн 8 күн 10 күн 12 күн
1 НДФЗ 50
(100%) 17
(34%) 16
(32%) 16
(32%) 0
2 Массив көктем 50
(100%) 37
(74%) 37
(74%) 38
(76%) 38
(76%)
Сурет 2 - 3күн өнуі
Өну энергиясының ең жоғары көрсеткіші бақылауда көрсетілген №2 массив көктем үлгісі. Онда 3-ші күні егілген 50 өсімдіктің 38-сы көтерілді тұқым. 12 күннен кейін көшеттер топырақ үлгілерінен қазылып зерттелді, олардың сабақтары мен тамырларындағы морфологиялық өзгерістер. Алынған мәліметтер кесте 2 .
Кесте 2 - Морфологиялық өзгерістердің салыстырмалы сипаттамасы кресс-салат көшеттеріндегі сабақтар мен тамырлар
№ Зерттелген
топырақ үлгілері Отырғызылған дәндер саны Өскен дәндер саны Өну пайызы Сабақ
см Тамыры
см
1 НДФЗ 50 0 0 - -
2 Массив көктем 50 24 76% 6,5 4,5
Нәтижелерге байланысты ластанудың екі деңгейі анықталы.
1. Әлсіз ластану: өнгіштігі 60-90%. Көшеттер қалыпты дерлік ұзындығы, күшті, тіпті.
2. Қатты ластану: тұқымның өнуі өте әлсіз (20% - дан аз). Көшеттер кішкентай,әлсіз немесе өліп қалуы. Бұл белгілер №1 үлгіге тән.
Сурет 3 - Өну нәтижелері
Кесте 3 - Зерттелетін үлгілердің ластану деңгейі
№ Топырақ үлгілер Ластану деңгейі Өну пайызы Морфологиялық белгілері
1 НДФЗ қатты - -
2 Массив көктем әлсіз 76% Сабақтары орташа,бір көшет ұзын –бірі қысқа,тамыр орташа ұзындығы
Қорытынды. Мен әр түрлі қашықтықта алынған екі учаскіден топырақ алдым. Мен оған бірдей мөлшерде кресс-салат тұқымын отырғыздым. Ластанудың тікелей орнына (біздің жағдайда өндірістік орын) неғұрлым жақын болса, соғұрлым өнген тұқымдардың саны, демек, пайызы азаяды. Тікелей ластану орнынан неғұрлым алыс болса, өнген тұқымдардың саны соғұрлым көп болады. Кресс-салат биоиндикатор ретінде топырақтың күйін анықтады. Кресс-салат тұқымдарының максималды өнгіштігі үй учаскесінен топырақ үлгісінде байқалды, бұл 76% құрады.
Ластану деңгейі анықталды: әлсіз ластану (76%) - үй учаскесіндегі топырақ, қатты ластану (20%) - дан аз. Бұл тәжірибе топырақтың ластануының жоғарылауы өсімдіктердің өсу процесін баяулатып, жақын жерде өсетін өсімдіктерге теріс әсер ететінін және олардың өліміне әкелуі мүмкін екенін көрсетеді. Кресс-салат топырақты анықтауға қол жетімді индикатор болып табылады.Сол себепті біз осы индикатор арқылы тәжірбие жүргіздік.Тәжірбие нәтижесіне сәйкес өндіріс орынныңдағы топырақтың сапасының ластану деңдейін анықтадық.
ӘДЕБИЕТТЕР
[1]. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Топырақтың экологиялық мониторингі: Оқулық/Ауд. А.Т. Нұркенова , А.Қ.Әуелбекова.-Алматы, Экономика.- 2013-252 бет.
[2]. Қабышева Ж.К. Топырақтану: Оқулық.- Алматы, ЖШС РПБК ⟪Дәуір»,2013.-416 бет
[3]. Ж.Т.Уйсимбаева, Г.Ә.Сарбасова. Биоиндикация және биоиндикациялық әдістер:оқу құралы.- Тараз:⟪ТИГУ» баспаханасы,2017.
[4]. Учебно-методическое пособие / М.Н. Мукминов, Э.А. Шуралев. – Казань: Казанский университет, 2011. – 48с.
[5]. Добровольский, Г. В. Экология почв. Учение об экологических функциях почв : учебник / Добровольский Г. В. , Никитин Е. Д. - Москва : Издательство Московского государственного университета, 2012. - 412 с.
[6]. Мотузова Г. В. , Безуглова О. С. Экологический мониторинг почв: учебник Издательство «Академический Проект» 2020г., 237 стр.
[7]. Сельскохозяйственная биотехнология: краткий курс лекций для студентов III курса направления подготовки 19.03.01 Биотехнология/Сост.: Е.А. Фауст // ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов, 2016. – 76 с.
REFERENCES
[1]. Motuzova G. V., Bezuglova O. S. environmental monitoring of the soil: textbook / AUD. A. T. Nurkenova, A. K. Auelbekova.- Almaty, Economy.- 2013-252 pages. [in Kazakh]
[2]. KabyshevaZh. K. Soil Science: Textbook.- Almaty, LLP RPBK дә era", 2013. -416 pages[in Kazakh]
[3]. Zh.T.Uysimbayeva, G. A. Sarbasova. Bioindication and bioindication methods: a training manual.-Taraz: ⟪Tigu Printing House, 2017. [in Kazakh]
[4]. Teaching aid / M.N. Mukminov, E.A. Shuralev. - Kazan: Kazan University, 2011. - 48 p.[in Russian]
[5]. Dobrovolsky, G. V. Ecology of soils. Teaching about the ecological functions of soils: textbook / Dobrovolsky G. V., Nikitin E. D. - Moscow: Moscow State University Publishing House, 2012. - 412 p[in Russian]
[6]. Motuzova G. V., Bezuglova O. S. Ecological monitoring of soils: textbook Publishing house "Academic Project" 2020, 237 pages[in Russian]
[7]. Agricultural biotechnology: a short course of lectures for students of the third year of training 19.03.01 Biotechnology / Comp.: E.A. Faust // Saratov State Agrarian University. - Saratov, 2016. - 76 p.[in Russian]
Уйсимбаева Жанар Тлеукуловна
Кандидат технических наук, доцент, М.Х. Таразский региональный
Университет им. Дулати, г. Тараз, Казахстан
Жангубекова Асель Жангубековна
Студент, М.Х. Таразский региональный Университет им. Дулати, г. Тараз, Казахстан
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ
Аннотация. В статье мы рассмотрели определение степени загрязнения почвенного покрова с двух участков города. Метод, который мы использовали в нашем исследовании,-это метод биоиндикации. Биоиндикационные методы позволяют оценить состояние окружающей среды с помощью живых объектов без специального дорогостоящего оборудования, приборов и реактивов. Актуальность биоиндикации обусловлена также простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Например, при засолении почвы в городе листья липы по краям желтеют еще до наступления осени Выявить такие участки можно, просто осматривая деревья. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные местообитания. К особенностям современного состояния биоиндикации можно отнести признание важности использования биоиндикаторов на всех уровнях жизнедеятельности, предпочтение интегральных показателей состояния биологических систем, увеличение масштабов исследований за счет понимания того, что локальные угрозы могут иметь региональный и биосферный характер, с точки зрения того, что состояние природы является оптимальным до вмешательства человека, многие «благоприятны» под влиянием человека, переход к признанию состояний характеризуется признаками. Некоторые живые организмы очень чувствительны к изменениям окружающей среды, и с их участием, размером или особенностями развития можно оценить естественные процессы, условия и антропогенные изменения среды обитания.
Ключевые слова: Кресс-салат, биоиндикация, индикатор, фотосинтез, эксперимент.
Uisimbayeva Zhanar Tleukulovna
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Taraz Regional University named after M.Kh.Dulaty, Taraz, Kazakhstan
Zhanabekova Asel Zhangubekovna
Student, Taraz Regional University named after M.Kh.Dulaty, Taraz, Kazakhstan
DETERMINATION OF SOIL QUALITY USING INDICATOR PLANTS
Abctract. In the article, we examined the determination of the degree of soil contamination from two sections of the city. The method we used in our study is the bioindication method. Bioindication methods make it possible to assess the state of the environment with the help of living objects without special expensive equipment, devices and reagents. The relevance of bioindication is also due to the simplicity, speed and low cost of determining the quality of the environment. For example, when the soil is salinized in the city, the linden leaves turn yellow at the edges even before the onset of autumn. You can identify such areas simply by examining the trees. In such cases, bioindication makes it possible to quickly detect the most polluted habitats.Some living organisms are very sensitive to environmental changes, and with their participation, size or developmental features, it is possible to assess natural processes, conditions and anthropogenic changes in the habitat.
Keywords: Watercress, bioindication, indicator, photosynthesis, experiment.
