800

Целью данного исследования является определение солесодержания и ферментативной активности грунтов на различном удалении от солеотвала БКПРУ-3 г. Березники.

В качестве объектов исследования выступают грунты санитарно защитной зоны солеотвала. Образцы грунтов были отобраны в пяти точках, расположенных на расстоянии от 50 до 250 м от границы солеотвала вверх по рельефу. Пробы были отобраны 6 августа 2012 года работниками предприятия, так как проход на данную территорию посторонним лицам запрещен. Отбор проб проводился при помощи лопаты на глубину пахотного слоя в однократной повторности. Агрохимические характеристики грунтов определялись по общепринятым методикам, минерализация почвенного раствора – кондуктометрическим методом на приборе Анион – 4100 в пересчете на хлорид натрия. Определение каталазной активности проводилась газометрическим методом, уреазной активности – по определению образовавшегося аммиака фотоколориметрическим методом с реактивом Несслера. Для определения фосфатазной активности использовался фотоколориметрический метод с фенолфталеинфосфатом натрия[5].

Общая минерализация максимальна вблизи солеотвала - 295,5 мг/кг, затем она убывает, но вновь увеличивается на удалении 200 м и составляет 287 мг/кг.Грунты на участках 50м, 100м, 150м, 200м имеют слабощелочную реакцию среды, можно предположить, что подщелачиванию почвы способствуетобразование карбонатов.

Грунты по шкале Звягинцева Д. Г (1978) [4] очень бедны каталазой. Каталазная активность максимальна на расстоянии 100 м и равняется 0,9 мл О2/г за 1 мин, минимальнана удалении 200 и 250 м и составляет 0,03 и 0,1 мл О2/г за 1 мин, соответственно.

Важную роль в обеспечении растений элементами минерального питания играет фосфатаза – фермент, отвечающий за минерализацию органического фосфора.Изучение активности этого фермента выявило следующие закономерности: минимальная фосфатазная активность характерна для пробы, взятой на расстоянии 50 м, она составляет 3,23 мг Р2О5/10г почвы в сутки. По существующей классификации Звягинцева Д. Г., грунты с участков на удалении 50м и 100м относятся к категории почв, среднеобогащенных фосфатазой, пробы, отобранные от границы солеотвала на 150 – 250м относится к почвам, богатой фосфатазой. Максимальная фосфогидролазная активность 8,70 г Р2О5/10г почвы в сутки была отмечена на расстоянии

150м.

Для выявления особенностей азотного обмена нами был изучен фермент уреаза, осуществляющий гидролиз мочевины[1]. Грунты, отобранные на удалении 50-200 м от солеотвала, согласно классификации Д. Г. Звягинцева принадлежат к категории богатых уреазой. Максимально активен фермент в пробе, взятой на расстоянии 150 м. Каждые 10 г этой почвы в сутки ферментативно высвобождают около 66,1 мг N-NH4+.Грунты участка на удалении 250м относятся к группе среднеобогощенных уреазой, активность уреазы22,4 мг N-NH4 на 10г почвы за сутки.

271

Изменение ферментативной активности по мере удаления от солеотвала и ее зависимость от общей минерализации показано на рисунке.

Рис. Изменение ферментативной активности и общей минерализации по мере удаления от солеотвала

На участках на удалении 50 и 200 м с высоким солесодержанием каталазная активность минимальна. На удалении 150 м, на котором значение минерализации оказалось самым минимальным, были зафиксированы самая высокая уреазная и фосфатазная активность.

Литература

1.Александрова Т. С. Ферментативная активность почв. // Почвоведение и агрохимия. 1975. № 1. С.5-69.

2.Еремченко О. З. Почвенно-экологические условия зоны солеотвалов и адаптация к ним растений // Экология. 2007. № 1. C.18-23.

3.Ефремова С.Ю. Изучение ферментативной активности нефтезагрязненных почв - М.: Изд-во МГУ, 2011. 34 с.

4.Звягинцев Д.Г. Иммобилизованные ферменты в почвах // Микробные метаболиты. М.: Изд-во МГУ, 1979. C.31-46.

5.Практикум по агрохимии / под ред. В.Г. Минеева. М.: МГУ, 2001. 689 с.

6.Рахимова Э. Р. Биологическая активность нефтезагрязненной почвы при засолении // Почвоведение. 2005. №4. C. 481-485.

7.Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии - М.: Наука, 1990. – 189 с.

УДК 636+504.45.058 (470.53)

Е.В. Боталова – студентка 5 курса, С.В. Лихачѐв – ст. преподаватель ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ Р. ЮСЬВА ВБЛИЗИ ЗАВЕЖАЙСКОЙ МОЛОЧНО-ТОВАРНОЙ ФЕРМЫ ЮСЬВИНСКОГО РАЙОНА

Река Юсьва которая протекает по территории Юсьвинского района Пермского края относится к категории малых рек и возможно подвергается воздействию животноводческого комплекса. Река имеет рыбохозяйственное и рекреационное значение. На реку воздействуют фермы КРС, расположенные по ее берегам, одной из них является Завежайская молочно-товарная ферма. Ширина водоохраной зоны реки Юсьва составляет 200 м. Завежай-

272

ская молочно-товарная ферма расположена на еѐ границе и является потенциальным источником биологического и химического загрязнения.

Цель исследования – определить влияние близости расположения Завежайской молочно-товарной фермы на качество воды р. Юсьва за два года исследований.

Для определения качества воды и экологического состояния реки нами были проведены физико-химические и биологические исследования. Выбрано три точки исследования: 1 – в 100 метрах выше по течению относительно фермы, 2 – напротив фермы, 3 – в 100 метрах ниже по течению относительно фермы. В начале сентября 2011 и 2012 года были изучены следующие физико-химические и органолептические показатели воды на всех выбранных точках. Отбор проб воды проведѐн в соответствии со стандартными методиками ГОСТ Р 51592-2000 [1]. Отдельно отбирались пробы воды для проведения протииндикации. Химические исследования проведены в лаборатории кафедры экологии. Химические методы определения качества воды были общепринятыми. Биологические исследования простейших проводились методом протоиндикации. Математическая обработка результатов исследований проведена дисперсионным методом [3].

В 2011 году в момент отбора проб на всех точках вода была мутной, имела коричневый оттенок, и землистый запах. Наблюдалась очень высокая пенность - 14,7 с. В день проведения исследования, и за несколько дней до него, выпадали осадки в виде дождя. Со стоками осадков в воду реки попали частицы почвы, что объясняет мутность, коричневый осадок и землистый запах. В 2012 году пенность была ниже (13,7 с), цвет воды был слегка желтоватый с слегка гнилостным запахом, что также говорит об аллохтонном органическом загрязнении.

Биологический анализ воды взятой в реке Юсьва показал наличие 16

видов протистов: Amoeba, Volvox, Prorodon, Glaucoma, Anthophysa, Apyena, Stylonychia, Caenomorpha, Holosticha, Vorticella, Carchesium, Cochliopodium, Elaeorhanis, Epalxella, Urocentrum, Peranema. Протоиндикация проб воды вычислением индекса сапробности по Пантле и Буку [2] показала, что на всех точках отбора проб наблюдается сильное органическое загрязнение. По индексу сапробности было установлено, что вода в реке имеет четвѐртый класс качества воды, который характеризуется загрязненностью.

На всех точках наблюдается полисапробный уровень сапробности и политрофная ступень трофности, так как в пробах содержаться Caenomorpha, Vorticella, Epalxella, которые являются протистами индикаторами, указывающими на полисапробный уровень, который характеризуется очень сильным органическим загрязнением, наличием малого количества кислорода, большого количества бактерий и бедного видового состава (табл. 1).

273

Таблица 1

Уровень спаробности и трофности воды р. Юсьва

Большое значение в оценке качества воды имеют результаты химических исследований, и в частности определение pH, общей жесткости, рас-

творенного кислорода, перманганатной окисляемости, SO42-, PO43-, NO3-, Fe

3+, Cl -.

Результаты химических анализов в 2011 году показали: реакция среды слабощелочная, входит в интервал 6-9 ед. и составляет на первой точке 7,55, на второй - 7,74 и на третьей – 7,85. Вниз по течению pH незначительно возрастает. Природная вода всегда имеет слабощелочную или щелочную реакцию среды. Содержание сульфатов находится ниже предела обнаружения данным методом на всех точках. Содержание фосфатов на всех точках составляет 0,05 мг/л, не превышает ПДК на всех точках. Присутствие ферма не влияет на их содержание. Содержание нитратов постепенно повышается: на точке 1-1,8 мг/л, на точке 2-2,0 мг/л, на точке 3-2,4 мг/л, следовательно ферма оказывает на них несущественное влияние. Значения на всех точках не превышают ПДК. В таблице 2 представлены результаты химических исследований качества воды.

По перманганатной окисляемости воды пробы в 1 и 2 точках находятся в пределах ПДК (2,00 и 3,99 мг О2/л), а в пробе с 3 точки (6,32 мг О2/л) превышен уровень ПДК, это связанно с большим количеством органических загрязнителей, т.к. точка находится ниже по течению от фермы. Растворенный кислород присутствует в достаточном количестве на всех точках и составляет на 1 точке 11,4, на 2 – 10,5 и на 3 – 11,0 мг/л. Содержание железа – ниже предела обнаружения данным методом на всех точках. На всех точках наблюдается низкое содержание хлоридов. Оно составляет на первой точке 10,1 мг/л, на второй точке в 2,5 раза выше– 25,8 мг/л. На 3

274

УДК712.4:625.77 (470.53)

С.Н. Жакова – ст. преподаватель Д.В. Захаров – студент 5 курса ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИДОРОЖНЫХ НАСАЖДЕНИЙ УЛИЦЫ КУЙБЫШЕВА И БУЛЬВАРА ГАГАРИНА ГОРОДА ПЕРМИ

Существенным фактором нейтрализации загрязнения воздушной среды является растительность, особенно древесно-кустарниковые насаждения. Они очищают, увлажняют и обогащают кислородом атмосферу городов. Их возможности велики, но не безграничны, поэтому необходимо осуществлять оценку их состояния и диагностику нарушений жизненных функций.

Цель работы – изучить устойчивость древесных насаждений улицы Куйбышева и бульвара Гагарина в г. Перми.

Исследования проводились с мая по август 2012 г. Объектами исследований являлисьтополь черный (PopulusnigraL.) и ива белая (SalixalbaL.) На исследуемых участках определен уровень загрязнения атмосферного воздуха, дана визуальная оценка состояния насаждений [3], определена побегообразовательная способность [4]. В листьях древесных растений определеносодержание хлорофиллов«a» и«b», каратиноидов [3], активность антиоксидантных ферментов [6].

Совместно с Центром лабораторного анализа и технических измерений по Пермскому краю в июле 2012 г. произведен отбор проб атмосферного воздуха исследуемых участков для определения загрязняющих веществ. Полученные результаты представлены в таблице. Так, наибольшая доля среди всех загрязняющих веществ приходится на угарный газ. При этомконцентрация его в атмосферном воздухе на улице Куйбышева несколько выше, чем на улице Бульвар Гагарина и составляет 1,51 ± 0,8 мг/м3. Формальдегидобнаружен лишь на улице Куйбышева (0,004 ± 0,001мг/м3). В остальном, существенных отличий между значениями концентраций загрязняющих веществ на исследуемых участках не выявлено, все загрязняющие вещества находятся в пределах ПДК [1].

Таблица

Концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе исследуемых участков (мг/м3)

* - значение находится ниже предела обнаружения

276

Оценка жизненного состояния древесных растенийпозволяет определить состояние ассимиляционного аппарата и крон деревьев. По результатам проведенных наблюдений, исследуемые виды характеризуются как неустойчивые. Более низкие показатели жизненного состояния выявлены у ивы белой, произрастающей на участке по бульвару Гагарина (26,7 баллов), что связано с высоким повреждением листьев точечным некрозом.

Категория состояния характеризует состояние ветвей, кроны и ствола дерева. 30 % насаждений тополя черного на бульваре Гагарина отнесены к категории «без признаков ослабления», на улице Куйбышева – 90% отнесены к слабо ослабленным (Рис.1). Состояние ивы белой сравнительно хуже: 50 % насаждений на улице Куйбышева и 37 % на бульваре Гагарина отнесены к категории «средне ослабленных».

Рис. 1 Категории состояния древесных растений (%)

Побегообразовательная способность древесных растений – отношение суммы длин всех побегов к длине проводниковой однолетней ветви, выраженное в процентах. Большая побегообразовательная способность древесных растений выявлена на участке по бульвару Гагарина: у тополя черного –698,7±167,2% и несколько меньше у ивы белой

– 518,5±160,5%. На участке по улице Куйбышева исследуемый показатель ниже у тополя черного в 2,7 раза, у ивы белой – в 2 раза, что может указывать на меньшую адаптированность растений к условиям антропогенной нагрузки.

Содержание пигментов в листьях, представленное на рисунке 2, варьирует по месяцам и по видам древесных растений. Так, большее значение суммы хлорофиллов «a+b» в середине вегетации, может быть связано с физиологическими особенностями, а уменьшение или стабилизация в конце о подготовке растений к периоду покоя. Снижение количества пигментов хлорофилла «а», и увеличение соотношения «a/b», может свидетельствоватьо наличии стресса под действием поллютантов.

277

Каротиноиды выполняют функции защитных соединений по отношению к хлорофиллам. Содержание их в листьях находится на низком уровне и варьирует не столь значительно, что связано с перераспределением антиоксидантных функций между каратиноидами, пероксидазой и каталазой. Cоотношение пулов зеленых и желтых пигментов (хл.(а + b)/кар.) варьируетв пределах физиологической нормы.

Рис. 2 Содержание пигментов в листьях древесных растений (мг/г)

Находящиеся в воздухе поллютанты могут способствовать усиленной генерации перекиси в клетках листа, в связи с чем активируются антиоксидантные свойства пероксидазы. На участке по бульвару Гагарина активность пероксидазы в листьях растений в течение вегетационного периода изменяется не значительно (Рис.3). На улице Куйбышева в июне активность пероксидазы значительно меньше, возрастает в июле и в августе превосходит значения, полученные на участке по бульвару Гагарина. Данный процесс может свидетельствовать об интенсивной адаптации к загрязнению на улице Куйбышева и уже сложившейся адаптированной антиоксидантной системеу деревьев, произрастающих на бульваре Гагарина.

Рис. 3 Динамика активности пероксидазы в листьях древесных растений (ед. опт.плотности / г * сек.)

278

Активность каталазы изменяется в очень узких пределах и не имеет существенных различий, как между участками, так и между исследуемыми видами, что может свидетельствоватьоб инактивации антиоксидантных функций каталазы в соответствии с физиологическими потребностями растений.

Таким образом, исследуемые участки и обуславливающие их антропогенные загрязнения, несомненно, оказывают влияние на жизненное состояние древесных растений. Полученные результаты, в целом, указывают на большую устойчивость к загрязнению у насаждений, произрастающих по бульвару Гагарина.

Литература

1.Методика определения ПДК вредных газов для растительности. Госкомлес

СССР. - 1988.

2.Николаевский В. С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. – М.: МГУЛ, 2002. – 193 с.

3.Степанов К.И., Недранко Л.В. Физиология и биохимия растений: методические указания по определению элементов фотосинтетической продуктивности растений / К.И. Степанов, Л.В. Недранко. - Кишинев, 1988. – 36 с.

4.Потапов С.П. Методика постановки опытов с плодовыми, ягодными и цветоч- но-декоративными растениями / С.П. Потапов, А.А. Чувикова, Т.Г. Черных. – М.: «Про-

свещение», 1982. – 239 с.

5.Третьяков Н.Н. Практикум по физиологии растений / Н.Н. Третьяков, Л.А. Паничкин, М.Н. Кондратьев. – М.: КолосС, 2003. – 288 с.

УДК 634.124 (470.53)

С.Н. Жакова – ст. преподаватель, А.В. Каменева – студентка 4 курса ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЯБЛОНИ ЯГОДНОЙ В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ Г. ПЕРМИ)

Проблемы экологической оптимизации городской среды в условиях высоких темпов урбанизации весьма актуальны. По данным Пермского центра гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды в г. Перми за 2012 год индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) составил 9,4, что характеризует уровень загрязнения, как высокий [5]. Для озеленения городов необходимы древесные растения, которые обладают высоким уровнем адаптивного потенциала.

Целью данной работы является изучение эколого-биологических особенностей яблони ягодной в условиях г. Перми.

Яблоня ягодная (Malus baccata L.)– древесное растение, широко используемое в озеленении г. Перми. Относительно газоустойчива и нетребовательна к почвам, характеризуется морозостойкостью и засухоустойчивостью [1].

279

Исследования проводились в августе 2012 г. на четырѐх участках: Сквер Уральских добровольцев (Ленинский район), Центральный парк культуры и отдыха имени Свердлова (Мотовилихинский район), участок по улице Куйбышева (Свердловский район). Четвертый участок принят в качестве условного контроля, расположен в Свердловском районе на территории детского сада № 418.

При проведении исследований использовались следующие методы: определение жизненного состояния древесных растений [2], удельной поверхностной плотности листа методом высечек [3], количественное определение пигментов [4], определение активности каталазы газометрическим методом Лишкевича и активности пероксидазы по Бояркину [6].

Жизненное состояние оценивалось в баллах по состоянию ассимиляционного аппарата, обладающего высокой чувствительностью к уровню загрязнения, и по состоянию крон деревьев. Результаты оценки жизненного состояния представлены в таблице 1.

Высокие показатели жизненного состояния имеют древесные растения, произрастающие на контрольном участке и в Сквере Уральских добровольцев (37,5 и 36 баллов соответственно). Полученные результаты характеризует яблоню ягодную как среднеустойчивый вид. Состояние исследуемых растений в ЦПКиО им. Свердлова оценено в 30,8 балла, на улице Куйбышева – 32,9 балла, что характеризует их как неустойчивый вид. Вероятно, неудовлетворительное состояние ассимиляционного аппарата яблонь на данных участках связано с более близким (в сравнении с другими участками) расположением их к автодорогам.

Удельная поверхностная плотность листа (УППЛ) связывает процессы роста и фотосинтеза. Чем выше УППЛ, тем эффективнее идут процессы фотосинтеза, так как в расчете на единицу поверхности листа синтезируется большая биомасса.

Из таблицы 2 видно, что наименьшая удельная поверхностная плотность у листьев древесных растений, произрастающих в наиболее опти-

280