Научная статья на тему 'Оценка физиологического состояния травянистых растений, произрастающих в зоне влияния прудов-накопителей АО «Каустик»'

Оценка физиологического состояния травянистых растений, произрастающих в зоне влияния прудов-накопителей АО «Каустик» Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
144
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Русакова Е. Л.

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

Текст научной работы на тему «Оценка физиологического состояния травянистых растений, произрастающих в зоне влияния прудов-накопителей АО «Каустик»»

34. Cercyon convexiusculus Stephens, 1829

Иловлинский район: 08.07.04. 1 экз.

Алексеевский район: 25.07.02. 1 экз.

Нехаевский район: 24.07.02. 1 экз.

Распространение: восточная Европа, Кавказ, Юг Западной Сибири; почти повсеместно -в Европе.

Экология: обитатель мелких пересыхающих водоемов и стоячих пойменных озер.

Семейство Spercheidae 1. Spercheus emarginatus Schall

Иловлинский район: 03.07.03. 1 экз.

Среднеахтубинский район: 09.06.99. 3 экз., 22.06.99. 3 экз., 15.07.99. 3 экз., 23.05.99. 4 экз., 20.06.99. 3 экз., 06.05.99. 8 экз., 04.05.99. 8 экз., 14.05.00. 1 экз., 21.05.00. 1 экз., 04.06.00. 1 экз., 29.04.01. 1 экз.

Подтелковский район: 13.08.03. 2 экз., 14.08.03. 1 экз.

Ленинский район: 02.05.99. 36 экз.

Экология, распространение: встречаются в пойменных водоемах, а также в искусственных водоемах с илистым дном.

Таким образом, на данный момент в нашем регионе известно 40 видов из 4 семейств надсемейства водолюбовых.

Литература

1. Брехов, О.Г. Особенности структуры фауны водных жесткокрылых Волгограда и его окрестностей / О.Г. Брехов// V региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области. г.Волгоград. 21 - 24 нояб. 2000 г.: тез. докл. Напр. 21 «Биология и география»., Волгоград: Перемена, 2001. С.44-46.

2. Брехов, О.Г. Водные жесткокрылые Богдо-Баскунчакского ГПЗ / О.Г. Брехов, Д.В. Федоров // Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия: материалы науч.-практ. конф. Казань, 2000. С. 223 - 225.

3. Зайцев, Ф.А. Материалы к фауне водяных жуков Саратовской и Самарской губерний / Ф.А. Зайцев // Работы Волжской биологической станции. 1928. С. 5-27.

Е. Л. РУСАКОВА (Волгоград)

ОЦЕНКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ПРУДОВ-НАКОПИТЕЛЕЙ АО «КАУСТИК»

В южных районах Волгограда сосредоточены крупнейшие в стране предприятия химического и нефтеперерабатывающего направлений, дающие широкий спектр промышленных отходов, некоторые из которых подвергаются частичной очистке в пру-дах-накопителях АО «Каустик».

Наличие прудов-накопителей увеличивает нагрузку на прилегающие ландшафты, которая может превышать адаптивные возможности растений и ценозов и стать причиной потери ими устойчивости. Хорошим объектом для мониторинга окружающей среды является растительный организм, фитологические функции которого весьма чутко реагируют на действие химических поллютантов. В связи с этим целью наших исследований была оценка физиологического состояния травянистых растений, произрастающих в зоне влияния прудов-накопителей АО «Каустик». Нами были поставлены следующие задачи:

-оценить влияние техногенного загрязнения на ростовые процессы;

- определить влияние техногенного загрязнения на удельную поверхностную плотность листьев и накопление зеленых и желтых форм пигментов;

- оценить влияние техногенного загрязнения на водообмен исследуемых видов растений.

В качестве исследуемых объектов использовали такие виды, как тростник южный, вейник наземный, латук татарский.

Условия и методика эксперимента

Исследования проводились в июне - июле 2005 г. В зоне прудов-накопителей были выбраны четыре площадки, различающиеся по степени техногенного загрязнения. Наиболее близко к загрязненному водоему находилась первая площадка, вторая и третья располагались вслед за первой на более удаленном расстоянии от источника загрязнения, четвертая - за третьей площадкой, вблизи относительно чистого водоема. На каждой площадке было выбрано по десять экземпляров одновозрастных растений каждого вида. Повторность при морфометрических исследованиях - 10-кратная, при аналитических -трехкратная.

В качестве тестовых показателей физиологического состояния растений в условиях техногенного загрязнения мы определяли у растений общую высоту путем измерения высоты побега; содержание зеленых и желтых форм пигментов спектрофотометрическим методом [2], удельную поверхностную плотность листьев; общую оводненность, интенсивность транспирации и водоудерживающую способность - общепринятым методом [1].

Статистическую обработку результатов исследований проводили по Б.А. Доспе-хову [3].

Результаты работы и обсуждение

1. Исследование одного из интегральных показателей, отражающих общее состояние растений - общей высоты растений, - показало, что наиболее высокие значения данного показателя имели все виды, произрастающие в условиях чистого фона (4-я площадка). Степень техногенной нагрузки отразилась на ростовых процессах исследуемых видов, особенно это заметно у латука татарского и тростника южного, см

160 т---------------------------------------------

------1 -я площадка

— - — - 2-я площадка

------3-я площадка

......4-я площадка

0 -I-----------1------------1------------1------------1

17 июня 29июня 7 июля

Рис.1. Общая высота растений тростника южного (июнь-июль, 2005)

см

160

140

120

100

80

60

40

20

0

-----1 -я площадка

-----2-я площадка

-----3-я площадка

.....4-я площадка

17 июня 29 июня 7 июля Рис. 2.Общая высота растений вейника наземного, (июнь-июль, 2005)

см

160

140

120

100

80

60

40

20

0

------1 -я площадка

— - — - 2-я площадка

------3-я пощадка

......4-я площадка

17 июня 29 июня 7 июля

Рис.З. Общая высота растений латука татарского (июнь - июль, 2005)

2. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды во многом определяется состоянием фотосинтетического аппарата, важным показателем которого является содержание зеленых и желтых форм пигментов. Фотосинтетическая деятельность зеленого растения тесно связана с состоянием оптико-фотосинтетического аппарата, который определяет поглощение лучистой энергии, распределение ее в листе и эффективность использования.

В настоящее время имеется много литературных данных, свидетельствующих о чувствительности пигментного фонда растений к действию фактора техногенного загрязнения. При этом отмечается как убыль зеленых пигментов, так и их возрастание в зависимости от характера загрязнителя и его концентрации [4].

Анализ количественного содержания зеленых и желтых форм пигментов обнаружил устойчивость пигментного комплекса у растений исследуемых видов (см. табл. 1,2). Растения тростника южного, произрастающие вблизи источника загрязнения, обнаружили более высокие показатели всех форм пигментов. Вероятно, некоторые компоненты загрязнения способны оказывать стимулирующее действие на биосинтез пигментов у исследуемых видов.

Таблица 1

Содержание зеленых форм пигментов в листьях различных видов травянистых растений в зависимости от условий произрастания, мг/дм2

(июнь 2005 г.)

Объект исследования Условия произрастания Содержание хл-ла (мг/дм2) Сумма хл-лов хл-л «а»/ хл-л «Ь»

ХЛ-Л хл-л «Ь»

Тростник южный 1-я площадка 8,77±0,2 8,06±0,26 16,83 1,08

2-я площадка 9,15+0,07 9,66±0,22 18,81 0,94

3-я площадка 8,43+0,07 8,62+0,05 17,05 0,97

4-я площадка 6,36+0,03 5,54±0,38 11,90 1,14

Вейник наземный 1-я площадка 8,62+0,01 9,13±0,28 17,75 0,94

2-я площадка 7,47+0,16 7,57+0,38 15,04 0,98

3-я площадка 8,88+0,2 9,9±0,24 18,87 0,89

4-я площадка 8,8+0,41 8,28±0,4 17,08 0,88

Латук татарский 1-я площадка 8,1 L ±0,12 7,52±0,11 15,63 1,07

2-я площадка 9,45±0,25 9,65±0,43 19,10 0,97

3-я площадка 8,89±0,04 9,84±0,14 18,73 0,90

4-я площадка 9,13±0,14 10,46±0,18 19,59 0,87

Таблица 2

Содержание желтых форм пигментов в листьях различных видов травянистых растений в зависимости от условий произрастания, мг/дм2 (июнь 2005 г.)

Объект исследования Условия произрастания Каротины Ксантофиллы Сумма каротиноидов Каротины/ ксантофиллы

Тростник южный 1-я площадка 3,77±0,07 4,41 ±0,08 8,18 0,85

2-я площадка 3,96±0,03 4,59±0,03 8,55 0,86

3-я площадка 3,59+0,02 4,17±0,01 7,76 0,86

4-я площадка 2,61 ±0,09 3,12±0,1 5,73 0,83

Вейник наземный 1-я площадка 3,67±0,05 4,28±0,05 7,95 0,85

2-я площадка 3,21 ±0,01 3,84+0,08 7,05 0,83

3-я площадка 3,82±0,08 4,41 ±0,09 8,23 0,86

4-я площадка 3,68+0,09 4,3±0,1 7,98 0,85

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Латук татарский 1-я площадка 3,78±0,01 4,43±0,02 8,21 0,85

2-я площадка 4,37±0,1 5,03±0,12 9,40 0,86

3-я площадка 4,23±0,01 4,87±0,01 9,10 0,86

4-я площадка 4,08±0,04 4,69±0,04 8,77 0,86

Очень важным показателем ассимиляционного аппарата растений является удельная поверхностная плотность листа (УПП), которая выражается как сухой вес единицы площади листа. УПП свидетельствует о мезоструктурной организации листа, содержании ассимилятов и анатомо-морфологических различиях. Установлено, что этот показатель положительно коррелирует с уровнем продуктивности растений. Естественно, в условиях техногенного загрязнения сухой вес листьев зависит от накопления загрязнителей и темпов их старения.

Исследование УПП листьев исследуемых видов показало незначительные различия в значении данного показателя и особенностях его динамики.

Таблица 3

УПП листьев различных видов травянистых растений в зависимости от условия произрастания, г/дм2(июнь-июль 2005 г.).

Объект исследования Условия произрастания Время проведения исследования

29 июня 7 июля

Тростник южный 1-я площадка 0,94+ 0,001 1,2± 0,03

2-я площадка 1,07 + 0,02 1,31 ± 0,01

3-я площадка 1,06 ±0,00 1,17± 0,01

4-я площадка 1,03± 0,003 1,15± 0,01

Вейник наземный 1-я площадка 0,91 ± 0,03 1,03± 0,01

2-я площадка 0,92± 0,00 1,06 ± 0,03

3-я площадка 0,94 ± 0,01 1,21 ± 0,04

4-я площадка 1,01 ± 0,01 1,18 ±0,009

Окончание табл. 3

Объект исследования Условия произрастания Время проведения исследования

29 июня 7 июля

Латук татарский 1-я площадка 0,92 + 0,00 0,99 + 0,03

2-я площадка 1,00 ± 0,02 0,96 ± 0,01

3-я площадка 0,99+ 0,03 1,15 ± 0,01

4-я площадка 0,87± 0,03 1,01 ± 0,01

3. Водообмен - очень динамичный показатель, который четко реагирует на изменение условий произрастания. В связи с этим исследование его закономерностей может быть весьма информативным при оценке состояния растений в условиях техногенного стресса. Данные, представленные в табл. 1, показывают, что 29 июня растения исследуемых видов не обнаруживали сильных различий в показателях водообмена на опытных площадках с различной степенью загрязнения. Растения латука татарского обнаруживали незначительное снижение показателя общей оводненности листьев на опытных площадках, наиболее близких к источнику загрязнения.

Таблица 4

Изменение общей оводненности листьев исследуемых видов растений в зависимости от

близости к источнику загрязнения, %

(июнь 2005 г.)

Объект исследования Условия произрастания Общая оводненность

Тростник южный 1-я площадка 65,09 ± 0,92

2-я площадка 63,32 ± 2,64

3-я площадка 63,94 ± 2,23

4-я площадка 65,05 ± 0,63

Вейник наземный 1 -я площадка 75,98 ± 0,36

2-я площадка 64,76 ± 2,33

3-я площадка 66,53 + 1,93

4-я площадка 67,54 ± 1,79

Латук татарский 1-я площадка 81,18 ± 0,32

2-я площадка 80,82 ± 0,27

3-я площадка 84,06 ± 0,47

4-я площадка 82,39 ± 2,08

Такие результаты подтверждаются данными по водоудерживающей способности исследуемых видов. Так, растения латука татарского, произрастающего вблизи источника загрязнения, обладали наименьшей водоудерживающей способностью. Тростник южный, сохранивший в условиях техногенного стресса относительно высокую водоудерживающую способность, характеризовался такой же степенью оводненности, как и растения, произрастающие на относительно чистом фоне.

Незначительные отклонения показателей общей оводненности у тростника южного в условиях разной техногенной нагрузки также подтверждаются близкими по значению показателями интенсивности транспирации. Относительно высокие показатели

водоудерживающей способности у растений вейника наземного и латука татарского базируются, видимо, на высокой степени гидрофильности коллоидов в клетках данных растений.

Таблица 5

Оценка водоудерживающей способности листьев различных видов травянистых растений в зависимости от условий произрастания,

% потери воды (июнь 2005 г.)

Объект исследования Условия произрастания 30 60 90

Тростник южный 1-я площадка 4,08± 0,64 8,2 ± 0,49 11,27± 0,44

2-я площадка 4,25 ± 0,23 8,46 ± 0,38 11,79 ± 0,12

3-я площадка 3,45 ± 0,6 6,85 ± 0,92 10,11 ± 0,86

4-я площадка 5,06+ 0,51 8,58± 0,73 11,Ю± 1,47

Вейник наземный 1-я площадка 6,15± 0,52 11,93± 1,31 14,45± 0,72

2-я площадка 4,17± 0,22 9,44± 0,25 17,79 ± 0,61

3-я площадка 2,9 ±0,33 5,66 ± 0,88 14,89± 1,91

4-я площадка 5,05 ± 0,65 13,65± 0,88 17,47± 1,00

Латук татарский 1 -я площадка 5,54 ± 1,01 6,51 ± 1,01 9,32 ±1,61

2-я площадка 4,1 ± 0,25 7,49 ±0,77 9,71 ± 0,68

3-я площадка 3,02 ± 0,13 5,44 + 0,35 8,7± 1,04

4-я площадка 3,21± 0,21 6,51 ± 0,20 9,31± 0,66

Тростник

южный

Вейник

наземный

Латук

татарский

Е1-я площадка

■ 2-я площадка

■ 3-я площадка □ 4-я площадка

(Объект исследования

Рис. 4. Влияние условий произрастания на интенсивность транспирации исследованных видов травянистых растений (г сырого веса листа, час) (июнь, 2005г).

Литература

1. Большой практикум по физиологии растений. Минеральное питание. Физиология клетки. Рост и развитие: учеб. пособие для студ. биол. спец. вузов / под ред

Б.А.Рубина. М.:Высш. шк.,1978. 408 с.

2. Гавриленко, В.Н. Большой практикум по физиологии растений. Фотосинтез.

Дыхание /В.Н. Гавриленко, Б.А. Рубин. М.: Высш. шк., 1975. С. 260.

3. Доспехов, П.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / П.А. Доспехов. М.: Колос, 1979. 416 с.

4. Лебедев, С.И. Физиология растений /С.И. Лебедев. М.: Колос, 1982. С. 236.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.