Автор: Ижова Ксения Федоровна

Рубрика: Сельское хозяйство

Опубликовано в Молодой учёный №15 (119) август-1 2016 г.

Дата публикации: 29.07.2016

Статья просмотрена: 38 раз

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.
Основные термины (генерируются автоматически): оптической плотности, фитотоксичности почв, суспензии водоросли, определения фитотоксичности почв, почвенных вытяжек, оптической плотности суспензии, воздействия техногенных загрязнений, характеристику воздействия техногенных, фитотоксичности почв защитных, комплексную характеристику воздействия, оптической плотностью, Критерием токсичности, степени фитотоксичности почв, оптической плотности тестируемого, оптической плотности контрольного, агрегация клеток, степени токсичности, мл суспензии водоросли, клеток хлореллы, величиной оптической плотности.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос