Библиографическое описание:

Ижова К. Ф. Оценка фитотоксичности почвы в защитных лесных полосах вблизи автодороги Екатеринбург-Полевской // Молодой ученый. — 2016. — №15. — С. 260-262.



)

Основными источниками загрязнения почв около автодорог являются выхлопные газы автотранспорта, продукты истирания автошин и дорожного полотна, противогололедные материалы. Траектория перемещения загрязняющих веществ определяется метеорологическими условиями, особенностями планировки населенного пункта, структурой ландшафта и организацией движения автотранспорта [1]. Механические барьеры (сооружения, здания, деревья) препятствуют переносу аэрозолей, способствуют накоплению токсикантов вблизи проезжей части дороги. Интенсивность движения автотранспорта также влияет на степень загрязнения придорожных территорий [2].

Биотестирование дает комплексную характеристику воздействия техногенных загрязнений на растения и почву.

Фитотоксичность — это способность пестицидов или другихвеществ оказывать токсическое (отравляющее) воздействие нарастения.

Для определения уровня фитотоксичности почв защитных лесных полос нами были заложены экспериментальные трансекты на участках вблизи автомагистрали Екатеринбург — Полевской. Образцы почв отбирали из верхнего корнеобитаемого слоя (5–10 см) в следующих точках: 1* — у дороги (бровка кювета); 2* — у полосы; 3* — в полосе (замеры проводились в центре, независимо от количества рядов и конструкции ЗЛП); 4* — за полосой; 5* — 10 м за полосой.

C:\Users\Ksy\Downloads\photofacefun_com_1459336783.jpg

Рис. 1. План-схема точек отбора проб почвы

Отобранные образцы высушивали до воздушно-сухого состояния, измельчали до частиц размером 3–5 мм в диаметре и удаляли скелетную часть корней, крупные органические частицы и мусор. После этого образцы просеивали через почвенное сито с диаметром отверстий 1 мм.

Фитотоксичность различных сред, в том числе и почв, Ю. С. Григорьевым с сотрудниками [3] разработана методика, основанная на сравнении суточного прироста численности клеток хлореллы в контрольном и опытном вариантах. Изменение численности клеток определяется посредством измерения оптической плотности суспензии водоросли при длине волны 670 нм. Прямо пропорциональная зависимость между величиной оптической плотности и количеством клеток в суспензии водоросли сохраняется в диапазоне значений оптической плотности 0,000–0,350.

Расчет показателя токсичности КТр проводится по формуле:

КТр = (Ак — Ат)/Ак, (1)

где Ак и Ат — величины оптической плотности контрольного и тестируемого образца, соответственно, после 24 часов биотестирования.

Критерием токсичности тестируемого раствора по данной методике является снижение на 20 % (подавление роста) или увеличение на 30 % (стимуляция роста) оптической плотности тестируемого образца по сравнению с оптической плотностью контрольного (КТр > 0,2 и КТр< — 0,3).

Стимуляция ростовых процессов, по-видимому, может являться следствием активации неспецифических защитных реакций клеток в ответ на присутствие токсикантов в растворе. В этом проявляется фазность реакции водорослей на действие токсических веществ, когда при их низких концентрациях наблюдается стимулирование физиологических процессов, а при высоких — угнетение.

Было отмечено, что при биотестировании почвенных вытяжек после определенного количества делений происходит агрегация клеток хлореллы, которая фиксируется визуально по появлению в суспензии комочков зеленого цвета, реже бесцветных.

Данное явление не наблюдается при культивировании водоросли в стандартной среде независимо от плотности ее суспензии. Следует отметить, что с увеличением количества действующих токсикантов агрегированные частицы укрупняются, нарушается равномерность их распределения по объему и может произойти их оседание на дно и обесцвечивание. Следовательно, агрегация клеток тест-объекта при действии определенных концентраций токсикантов является важной диагностической характеристикой и может быть использована в качестве критерия оценки степени фитотоксичности почв [4,5].

В данных исследованиях для определения фитотоксичности почв была использована модифицированная методика, которая также основана на изменении ростовых функций тест-объекта при действии экотоксикантов, но, в отличие от методики Григорьева Ю. С., изменены условия подготовки водных почвенных вытяжек и использован другой критерий оценки степени токсичности.

Водные почвенные вытяжки готовили нагреванием суспензий (при разных соотношениях почва: вода) при температуре 90оС в течение 2 часов и последующей фильтрацией. Данные условия обработки почвы позволяют в короткий срок наиболее полно извлечь соединения, действующие на тест-объект, что было установлено нами при разработке методики определения фитотоксичности почв по параметрам замедленной флуоресценции.

Во флаконы фитотестера вносили по 6 мл почвенных экстрактов и добавляли по 1 мл суспензии водоросли с оптической плотностью 0,07–0,10. В качестве контрольной пробы использовали дистиллированную воду. Определение вели в трех биологических повторностях. Варианты соотношений почва: вода и, следовательно, массы почвы, из которой получено 6 мл тестируемой вытяжки и опосредованно действующей на 1 мл хлореллы, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика почвенных вытяжек

Соотношение почва: вода

1: 10

1: 8

1: 5

1: 4

1: 2

Количество почвы, г

0,6

0,75

1,2

1,5

3,0

Биотестирование проводили на фитотестере — 01(разработка КрасГу) в течение 24 часов при температуре 34–36оС, интенсивности света — 80 Вт/м2 и скорости вращения кассеты с реакторами 30 об./мин. Критерием токсичности пробы почвы является появление агрегации клеток тест-объекта. В табл. 2 приведена градация степени токсичности почв, разработанная с учетом явления агрегации клеток водоросли при действии экотоксикантов на ростовые функции тест-объекта. Если агрегация не наблюдалась, то проба считалась не токсичной (степень токсичности — 0).

Таблица 2

Градация степени токсичности почв

Соотношение почва: вода, при котором проявляется агрегация клеток водоросли

Токсичность почвы

Степень токсичности почвы

1: 2

1: 4

1: 5

1: 8

1: 10

Слаботоксичная

Среднетоксичная

Токсичная

Сильнотоксичная

Гипертоксичная

1

2

3

4

5

В таблице 3.представлены результаты анализа придорожных почв на фитотоксичность.

Таблица 3

Участки отбора проб

Точки отбора проб

Токсичность почвы

Участок 1

Береза

1*

Сильнотоксичная

2*

Слаботоксична

3*

Гипертоксичная

4*

Слаботоксичная

5*

Слаботоксичная

Участок 2

Сосна

1*

Среднетоксичная

2*

Среднетоксичная

3*

Слаботоксичная

4*

Среднетоксичная

5*

Гипертоксичная

Результаты исследований показали, что придорожные почвы защитных полос фитотоксичны от слаботоксичных до гипертоксичных. Обращает на себя внимание участок дороги № 2, где мы наблюдаем гипертоксичность у почвенного образца отобранный через 10 метров за полосой, это может быть обусловлено тем, что рядом проходят железнодорожные пути.

Ослабленность насаждений на 2 участке можно объяснить тем, что хвойные насаждения менее устойчивы воздействию различных токсикантов, в отличие от лиственных.

Исходя, из анализа материалов изучения состояния придорожных полос можно сказать, что:

  1. Эксплуатация автомобильных дорог оказывает негативное влияние на защитные насаждения.
  2. Все виды Защитных насаждений в свою очередь способствуют накоплению в себе различных токсикантов.
  3. Биотестирование дает комплексную характеристику воздействия техногенных загрязнений на растения и почву.

Литература:

  1. Луканин В. Н., Трофименко Ю В. Промышленно- транспортная экология. — М.: Высш. шк., 2001.- 273 с.
  2. Быстрых В. В., Боев В. М. Загрязнение воздуха в районе автомагистрали как фактор риска // Экология большого города: Тез. докл. науч.- практ. конф.- Пермь, 1996.- С. 14 –15.
  3. Григорьев Ю. С. Методика определения токсичности проб поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных вытяжек из почвы, осадков сточных вод и отходов по изменению оптической плотности культуры водоросли хлорелла (ChlorellavulgarisBeijer) (ПНД ФТ 14.1:2:3:4.10–04, 16.1:2:3:3.7–04).-М.: МПР России, 2004.- 25с.
  4. Шавнин С. А., Марина Н. В., Голиков Д. Ю. Оценка фитотоксичности техногенных отходов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 4 (42). С. 204–206.
  5. Козицкая Ю. С., Шавнин С. А., Исупов И.А и др. Влияние противогололедных материалов и проблемы фитотоксичности почвогрунтов придорожных территорий в городах ХМАО-Югры // Проблемы региональной экологии. 2006. № 3. С.11–16.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle