Сезонная динамика содержания биогенных элементов в растительной массе Typha latifolia L. в условиях различной антропогенной нагрузки на водоем Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

УДК 574.24; 581.133.1; 581.133.5

Алябышева Елена Александровна

канд. биол. наук, доцент МарГУ, г. Йошкар-Ола, РФ E-mail: e_alab@ mail.ru

СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В РАСТИТЕЛЬНОЙ МАССЕ TYPHA LATIFOLIA L. В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ВОДОЕМ

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы, связанные с изучение ассимиляционных процессов основных биогенных элементов - азота и фосфора на разных этапах вегетации травянистого длиннокорневищного многолетника - Typha latifolia L. Показано, что между наличием биогенных веществ в речной воде и содержанием их в растениях нет строгой коррелятивной зависимости. К концу вегетации азот и фосфор частично мигрировали из листьев в подземные органы или в формирующиеся соцветия и семена Typha latifolia L.

Ключевые слова

ассимиляция азота и фосфора, загрязнение водоема, рогоз широколистный, сезонные изменения.

Гелофиты и гидрофиты за счет высокой проницаемости кутикулы и эпидермиса способны извлекать из воды биогенные элементы, вследствие чего снижать степень эвтрофикации водоемов. Известно, что рогоз широколистный способен извлекать и накапливать: азота 2630 кг/га, фосфора 403 кг/га, серы 250 кг/га, кальция 1706 кг/га, магния 307 кг/га, калия 4570 кг/га, натрия 730 кг/га, марганца 79 кг/га, цинка 6 кг/га, меди 7 кг/га [4, 5] Эйнор, 1992). В тоже время не установлено строгой корреляционной зависимости между наличием биогенных веществ в воде и содержанием их в растениях.

Целью нашей работы было - изучение особенностей ассимиляции общего азота и общего фосфора у Typha latifolia L. в зависимости от сезона и уровня антропогенной нагрузки на водоем.

Исследования проводили в июне-сентябре 2015 г., в бассейне р. Малая Кокшага в черте г. Йошкар-Олы в 3 створах (1 - Вознесенский мост; 2 -Кукольный театр; 3 - микрорайон Ширяйково) были отобраны пробы речной воды и растительного материла (анализировались виргинильные особи). В пробах речной воды содержание (мг/л) аммонийного, нитратного и нитритного азота, фосфатов определяли фотометрическим методом; в растительном материале содержание общего фосфора (мг/г сух. массы) определяли по «синему» фосфорномолибденовому комплексу, общего азота (мг/г сух. массы) - с помощью реактива Несслера фотометрическим методом [1]. Результаты обработаны с помощью статистических методов.

Анализ проб речной воды показал, что в р. М. Кокшага содержание фосфат-ионов в среднем составило 1,6 мг/л во всех створах и статистически значимо не различалось как между створами, так и в течение всего срока наблюдения.

Содержание аммонийного азота в речной воде в июне 2015 г. составляло 0,51-0,62 мг/л, а в сентябре было в 1,3-1,4 раза меньше (t - критерий Стьюдента; Р<0,05). Концентрация нитрит-ионов в воде р. М. Кокшага изменялась от 0,010 до 0,018 мг/л. Наибольшее содержание нитритов в воде было обнаружено в створе - микрорайон Ширяйкова, в сентябре содержание данного показателя снижалось в 1,4-1,8 раза по сравнению с июнем (t - критерий Стьюдента; Р<0,05). В ходе работы было отмечено, что изменение содержания в воде нитратов носит сезонный характер, в июне нитрат-ионов было в 1,2-1,3 раза больше, чем в сентябре (t - критерий Стьюдента; Р<0,05) (табл. 1).

Анализ литературных данных показал, что в растительных тканях гелофитов содержится от 0,12 до 1,70% сухой массы фосфора [2]. Результаты исследований показали, что в листьях T. latifolia общего фосфора содержалось 2,6-2,9 мг/г сух. массы в середине вегетации, и от 0,2 до 0,4 мг/г сух. массы в конце вегетации,

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

что 7,3-13,0 раза меньше, возможно это связано с оттоком данного элемента в формирующиеся семена или в подземные органы (табл. 2).

Таблица 1

Содержание аммонийного азота в воде р. Малая Кокшага, мг/л

Месяц Районы исследования

Вознесенский мост Кукольный театр Микрорайон Ширяйково

азот аммонийный

июнь 0,59+0,07 0,51+0,05 **0,62+0,05

сентябрь *0,47+0,04 *0,40+0,06 *0,45+0,03

азот нитритный

июнь 0,014+0,004 0,010+0,003 **0,018+0,005

сентябрь **0,010+0,001 0,010+0,001 0,00

азот нитратный

июнь 0,50+0,05 *0,00 **0,33+0,09

сентябрь *0,40+0,01 0,00 0,38+0,04

*сравнение сроков наблюдения; ** сравнение створов P<0,05 (t-критерий Стьюдента)

Азот, поглощенный растением в фазе вегетативного роста транспортируется в основном в формирующиеся органы, прежде всего, в листья. С началом формирования генеративных органов, в растении изменяется направленность транспортных процессов, появляется новый аттрагирующий центр - соцветие. В репродуктивный период для растений характерен значительный отток азотистых соединений из листьев в формирующиеся семена [3]. В ходе работы было установлено, что наибольшее содержание общего азота было обнаружено в вегетативных органах Т. 1ай£эНа, произрастающего в районе Кукольного театра (5,3-9,4 мг/г сух. массы). К концу вегетационного сезона, при переходе растений в молодое генеративное состояние, в листьях значения данного показателя снижались в 1,6-1,8, что, по-видимому связано с передвижением азота в формирующиеся генеративные органы (соцветия и семена) ^ - критерий Стьюдента; Р<0,05) (табл. 2).

Нами был рассчитан коэффициент накопления (КН) азота в системе «листья - вода» для Т. 1ай£эПа. Результаты исследования показали, что значения коэффициента накопления азота в начале вегетации изменялись от 9,4 до 18,4, а в конце вегетации от 7,8 до 13,3. При возрастании аммонийной нагрузки на водоем (створ - Кукольный театр) значения КН падали, а Т. 1аййэПа реагировал увеличением как надземной, так и подземной массы.

Таблица 2

Содержание биогенных элементов в листьях Typha latifolia L., мг/г сух. массы

Месяц Районы исследования

Вознесенский мост Кукольный театр Микрорайон Ширяйково

общий фосфор

июнь 2,90+0,270 2,70+0,130 2,60+0,250

сентябрь *0,30+0,020 *0,40+0,060 *0,20+0,020

общий азот

июнь 6,10+0,030 **9,40+0,050 **6,10+0,030

сентябрь *3,90+0,150 *,**5,30+0,080 *,**3,50+0,060

*сравнение сроков наблюдения; ** сравнение створов P<0,05 (t-критерий Стьюдента)

Таким образом, между наличием биогенных веществ в речной воде и содержанием их в растениях нет строгой коррелятивной зависимости. К концу вегетации азот и фосфор частично мигрировали из листьев в подземные органы или в формирующиеся соцветия и семена T. latifolia. Список использованной литературы:

1. Воскресенская О.Л., Алябышева Е.А., Половникова М.Г. Большой практикум по биоэкологии. Йошкар-Ола, 2006. Ч. 1. 107 с.

2. Дикиева Д.Н., Петрова Н.А. Химический состав макрофагов и факторы, определяющие концентрацию минеральных веществ в высших водных растениях // Гидробиолог. процессы в водоемах. Л.: Наука, 1983. С. 107-213.

3. Измайлов С.Ф. Азотный обмен в растениях. М., 1986. 320 с.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

4. Лукина Л.Ф., Смирнова Н.Н. Физиология высших водных растений. Киев: Наук. думка, 1988. 185 с.

5. Эйнор Л.О. Макрофиты в экологии водоемов. М., 1992. 256 с.

© Алябышева Е.А., 2016

УДК: 574.24

Бородин Алексей Леонидович

доктор биол. наук, профессор ФГБОУ ВО МГУТУ им. КГ. Разумовского (ПКУ), г. Москва, РФ

E-mail: allboro@mail.ru Никифоров-Никишин Алексей Львович доктор биол. наук, профессор ФГБОУ ВО МГУТУ им. КГ. Разумовского (ПКУ), г. Москва, РФ

E-mail: n-nikishinal@mgutm.ru Никифоров-Никишин Дмитрий Львович канд. биол.наук, доцент ФГБОУ ВО МГУТУ им. КГ. Разумовского (ПКУ), г. Москва, РФ

E-mail: niknikdl@rambler.ru

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ХРУСТАЛИКА ГИДРОБИОНТОВ ПРИ КАТАРАКТАХ РАЗЛИЧНОЙ ЭТИОЛОГИИ

Аннотация

Разработан метод количественной оценки степени помутнения хрусталика, в частности, в ходе развития катаракты.Метод позволяет осуществлять проведение экспресс-анализа оптических характеристик хрусталика при помутнениях различной этиологии.

Ключевые слова

Хрусталик гидробионтов, катаракта, оптические характеристики хрусталика, помутнение хрусталика, экспресс-анализ катаракты.

Несмотря на большое разнообразие факторов, приводящих к возникновению катаракты, самым существенным является то, что при катаракте всегда происходит уменьшение общего количества белка в хрусталике. Этот процесс является специфическим проявлением катаракты, и он не тождественен процессам старения хрусталика. В патогенезе катаракты одной из ведущих причин является снижение обмена веществ: витаминов (рибофлавин, аскорбиновая кислота), тиоловых соединений, глюкозы и ряда ферментов [3, с. 138]. Одновременно нарушается обмен воды и электролитов, уменьшается количество ионов натрия и хрусталик набухает. Нарушаются процессы гликолиза. Уменьшение уровня гликолиза понижает энергетические запасы в хрусталике. Все эти процессы приводят к нарушению метаболизма хрусталика. Важную роль играет возрастное изменение физико-химического состояния капсулы хрусталика и нарушение ее проницаемости [1, с. 18; 2, с. 48].

Интенсивность помутнения хрусталика принято оценивать по интенсивности рассеяния света помутневшими областями. Подобная оценка носит, как правило, качественный характер. Для характеристики клинического состояния хрусталика в ходе развития катаракты многие авторы используют различные бальные системы. Текущее состояние хрусталика оценивается визуально и ему присваивается определенный бал. Например, в исследовании [4, с. 6] предлагается использовать следующую шкалу: 0-нормальный вид хрусталика, 1- след помутнения, 2- небольшое помутнение, 3- промежуточное помутнение,