904

Состав пород отвала неоднороден, и отличается слоистостью залегания. В нем присутствуют битуминизированные сланцы, аргиллиты, тонкозернистые песчаники, встречаются слои каменного угля. Содержатся также техногенные включения, строительный мусор.

Общим в морфологии изученных разрезов является хорошо выраженная слоистость, небольшая мощность преобразованного слоя (до 40 см), каменистость, низкая влажность горизонтов. Верхний слой, как правило, более рыхлый, состоит из обломков дезинтегрированных пород. В профиле содержится мало корневых остатков.

Гранулометрический состав является ведущим фактором, обуславливающим свойства субстратов. От него зависят их водопроницаемость, водоудерживающая и водоподъемная способность. Ниже приводятся данные о гранулометрическом составе изучаемых образцов (табл. 1).

Таблица 1

Гранулометрический состав

Вгранулометрическом составе велика доля крупнозема – частиц, размеры которых превышают 1 мм. В разрезе 1, заложенном на вершине отвала, их содержание изменяется от 17 до 49 %. В разрезе 3, заложенном в нижней части склона отвала, содержание крупнозема в слоях 47-89 %. Высокая доля крупнозема способствует провальной фильтрации влаги в почвах.

Всоставе мелкозема преобладает крупный и средний песок, доля которого 52-67 %. На втором месте находится мелкий песок 14-30 %. Преобладание фракции песка в гранулометрическом составе указывает на преимущественное развитие физического выветривания над биохимическими процессами. Относительно невысокое содержание фракций тонкой пыли и ила (6-11 %) обуславливает низкую влагоемкость субстрата [2].

Провальная фильтрация и низкая влагоемкость субстрата определяют ксероморфность местообитаний, что затрудняет развитие растительности. Особенно сильно это выражено на вершине отвала.

Реакция среды в изученных образцах изменяется от сильнокислой до нейтральной (табл. 2).

Сильнокислая реакция среды с рН 2,0-3,0 характерна для грунтосмесей молодых отвалов и нижних слоев старых отвалов. Одной из возможных причин кислой реакции среды является окисление сульфидов железа (пирита и марказита), содержащихся во вскрышных породах. С течением времени подвижные соединения серы вымываются из верхних слоев, что приводит к повышению рН.

361

Сильнокислая реакция среды является еще одним фактором, затрудняющим развитие растительности, так как критическим значением рН для растительности можно считать значение 4,5, ниже которого в почвенном растворе появляются токсичные соединения алюминия и железа.

Недостаток влаги в почве и сильнокислая реакция среды в некоторых частях отвала замедляют темпы восстановления естественных фитоценов. Даже спустя 22 года растительные группировки на поверхности отвала представлены преимущественно пионерными видами, в то время как в средняя длительность начального этапа зарастания отвалов в таежно-лесной зоне составляет 3-10 лет [1].

Литература

1.Андроханов В.А., Куляпина Е.Д., Курачев В.М. Почвы техногенных ландшафтов: генезис и эволюция. – Новосибирск, 2004. 151с.

2.Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Учебное пособие / Под ред. академика РАН Г.В. Добровольского. – Смоленск: Ойкумена, 2003. 268с.

УДК 502.1:630 (470.53)

Е.В. Ушакова – студентка 3 курса; Л.П. Быкова – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

НА ПРИМЕРЕ ООПТ «КУЗЬМИНКА»

Аннотация. Выявлена возможность использования сосны обыкновенной в качестве биоиндикатора для оценки экологической ситуации на территории особо охраняемых природных объектов. Проведены морфологические и морфометрические измерения сосны в зависимости от уровня антропогенной нагрузки. Дана оценка степени накопления фенольных соединений в хвое сосны.

Ключевые слова: ООПТ, морфологические и биометрические показатели, сосна обыкновенная, фенольные соединения, экологическая ситуация.

Среди растений самыми чувствительными индикаторами общего загрязнения воздуха являются лишайники. Хорошие индикаторы чистоты воздуха

– мхи и голосеменные, в частности хвойные (ель, сосна).

362

Сосна обыкновенная PinussilvestrisL. широко распространена на всей территории России. Дерево первой величины, достигающее высоты 35-40м, вечнозеленое. Продолжительность жизни – 150-200 лет. По своей природе сосна обыкновенная является холодо- и морозоустойчивым видом, что делает возможным ее использование для биоиндикации в условиях Пермского края. Обладает высокой чувствительностью к радиоактивному и химическому загрязнению среды[3].

Цель – определить возможности использования сосны обыкновенной в качестве биоиндикатора для оценки экологического состояния среды на особо охраняемых природных территориях.Задачи: исследовать изменения морфологических и морфометрических признаков сосны, определить содержание фенольных веществ в хвое на разном удалении от источников антропогенного влияния и оценить экологическую ситуацию на территории дендропарка «Кузьминка».

ООПТ «Кузьминка» находится в Ильинском районе Пермского края. Дендропарк заложен А.Е.Теплоуховым в 1848 г.,это первый лесопитомник в России. Сейчас «Кузьминка»– исторический памятник развития отечественного научного лесоводства, с площадью 6,4 га.

Было выбрано 3 участка: 1 – на северо-востоке парка, на возвышенности, примерно на расстоянии 50 метров от жилых домов и огородных участков;2 – на юго-западе парка, недалеко от котельной, жилых домов и проселочной дороги;3 – удален от первых двух, является контрольным.

На каждомучастке было выбрано по 3 сосны(возраст 1520 лет), с которых срезалось по три ветки (возраст не менее 4 лет)[1].Определяли продолжительность жизни хвои [2]; измеряли длину хвои и побега предыдущего года, рассчитывали число хвоинок на 10 см побега предыдущего года [1]; оценивали содержание фенольных веществ в хвое [2]; проводили математическую обработку результатов с помощью программы MicrosoftExel.

Наименьший возраст хвои выявлен на участке 2 (2,2 г.), наибольшая продолжительность жизни (2,7 г.) отмечена на контрольном участке, что свидетельствует о различной антропогенной нагрузке (табл. 1). На участке 1 нет активного воздействия людей, участок 2испытывает воздействие выбросов котельной, а участок 3находится в «чистом» лесу. Подобная закономерность отмечена и при измерении длины хвои.

Наибольшие морфологические изменения выявлены на участке 2 (рядом с котельной и проселочной дорогой) (табл. 2). По сравнению с остальными здесь наибольший процент хвоинок с пятнами (51,4%) а также хвоинок с усыханием (32,3%). По общему количеству патологических изменений также лидировал участок 2 – 83,7 %, на контрольном участке показатель был ниже в 2,6 раза.

363

Сравнивая полученные результаты со шкалой экспресс-оценки качества воздуха, выявили, что участку 2 соответствует IVкласс загрязнения – воздух«загрязненный». На участке 1– воздух «относительно чистый»(III класс)и на участке 3 – воздух «чистый»(II класс).

Фенольные соединения в растениях несут защитную функцию. Они накапливаются в органах растений при неблагоприятных условиях среды. Накопление характерно для всех видов хвойных[4].

Наибольшее содержание фенольных веществ было обнаружено на участке 2 (близ котельной) – 4,1 мг/10 г, чуть меньшее количество на участке 1 (рядом с жилыми участками) – 3,2 мг/10 г, и меньше всего – в чистом лесу – 2,5 мг/10 г (НСР05=0,4).

В ходе исследований выявлено, что на особо охраняемых природных территориях наиболее изменчивыми признаками сосны обыкновенной являются: продолжительность жизни хвои, длина хвоинок 2 года жизни, количество хвоинок с патологическими изменениями и накопление фенольных соединений в хвое. Чем ближе находился возможный источник загрязнения, тем в большей степени проявлялись изменения. Сосна обыкновенная в условиях ООПТ может быть использована как индикатор состояния воздуха по перечисленным показателям.Экологическая ситуация в ОППТ «Кузьминка» удовлетворительная, но на периферии дендропарка стресс-нагрузка увеличена, по сравнению с центральной частью.

Литература

1.Биологический контроль: биоиндикация и биотестирование / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Сарапульцевой. – М.: изд. центр. «Академия», 2010. С. 69-74.

2.Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды.– М.: Владос, 2003. 288 с.

3.Физиология сосны обыкновенной / Н.Е. Судачкова, Г.И. Гирс, С.Г. Прокушкин [и др.]. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1990. 248 с.

4.Фуксман И.Л., Новицкая Л.Л., Исидоров В.А., Рощин В.И. Фенольные соеди-

нения хвойных деревьев в условиях стресса // Лесоведение. 2005. № 3. С. 4-10.

УДК 543.83/832

Г.В. Хабаров, Т.А. Рожин – студенты 2 курса; Н.М. Тетерина, доцент; Т.Ф. Борисова, доцент – научный руководитель, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ТОМАТОВ

Аннотация. Антиоксидантная активность является важной характеристикой для оценки биологической ценности томатов. Методами потенциометрии исследованы антиоксидантные свойства томатов.

364

Ключевые слова: антиоксиданты, антиоксидантная активность, потенциометрия, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП).

Томат – продукт, содержащий уникальный сбалансированный комплекс:

-жиро- и водорастворимых антиоксидантов: витамины А, Е, С, ликопин, серосодержащие аминокислоты;

-микроэлементы: Cu, Fe, Mn, Se, которые с ферментами организма образуют комплекс ферментов-антиоксидантов.

Поэтому представляет интерес исследовать и сравнить антиоксидантные (АО) свойства различных томатов. Предметом исследования выбраны томаты производства Турции и Испании. Следует отметить, что данные томаты, являются

тепличными .

Погода (февраль) в Турции, +14-+15С0(день) +5-+6(ночь); погода (февраль) в Испании, +13-+14С0(день) +5-+6(ночь).

Для оценки АО свойств томатов использовали потенциометрические методы измерения:

-измерение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП);

-измерение концентрации водорастворимых антиоксидантов (САОвод.)

-измерение концентрации жирорастворимых антиоксидантов (САОжир.) Качественной характеристикой антиоксидантной активности томата

является величина ОВП, которая характеризует восстановительную способность системы.

Для установления зависимости АО свойств томатов дополнительно определены концентрации органических кислот и глюкозы [1,2].

В ходе проведенных экспериментов установлено, что АО свойства томатов производства Турция выше, АО свойств томатов производства Испания. Об этом свидетельствуют определенные значения ОВП, САОвод , САОжир .

Сравнительный анализ концентраций органических кислот и глюкозы также не противоречит полученным результатам. Поскольку величина ОВ потенциала в значительной степени зависит от рН, то есть чем ниже концентрация кислот, тем меньше величина ОВ потенциала, а, следовательно, больше антиоксидантные свойства томата. Концентрация кислот в свою очередь зависит от концентрации глюкозы, так как кислоты образуются при гликолизе углеводов в цикле Кребса (табл.).

Сравнительная оценка антиоксидантных свойств томатов производства Турции и Испании

Количественную характеристику антиоксидантной активности (САОвод) определяли потенциометрическими методами [3] (измерение ЕFe+3\Fe+2) по медиа-

потенциал EFe 3 / Fe 2 изменится, так как изменится соотношение [Fe+3] /[Fe+2] на

платиновом электроде.

Концентрацию компонента (антиоксиданта) прореагировавшего с ионами трехвалентного железа рассчитывали в моль экв./л по формуле:

где Е0 – ЭДС окислительно-восстановительной цепи в буферном растворе, содержащим Fe+3\Fe+2, Е1- величина ЭДС окислительно-восстановительной цепи при добавлении компонентов с восстановительными свойствами. Данный метод апробирован с раствором аскорбиновой кислоты известной концентрации. Концентрация приготовленного раствора совпадает с расчетной концентрацией расчетной (по измерению ЭДС цепи).

Количественную характеристику антиоксидантной активности (САОжир) проводили потенциометрическими методами (измерение Ехинон/гидрохинон) по медиаторной окислительно-восстановительной системе хинон (ок. форма) – гидрохинон (вос.форма) [3].

В ходе исследования АО свойств установлено, что томаты разных производителей имеют очень низкую концентрацию водорастворимых антиоксидантов (в пересчете на аскорбиновую кислоту) более 25 раз меньше чем заявлено в литературных данных. Полученный результат можно объяснить, тем что, анализируемые томаты, получены в искусственых условиях: несбалансированные почвы (структура, химический состав компонентов), короткий световой день, искуственное освещение.

Соответствие жирорастворимых компонентов соответствует норме, это объясняется тем, что образование каратиноидов не зависит от световой фазы и может образовываться в темной фазе.

Таким образом, исследованные томаты не отвечают потребительским качествам по содержанию водорастворимых антиоксидантов.

Литература

1.Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов. Книга1. Титриметрические методы анализа – М.: КолосС, 2005. 277 с.

2.Некрасов Д.Д., Орлова Л.Д. Химические основы жизни: учеб.-метод. пособие.

–Пермь, 2008. С. 46-51.

3.Шарафутдинова Е.Н, Иванова А.В., Матерн А.И., Брайнина Х.З. Качество пищевых продуктов и антиоксидантная активность // Аналитика и контроль 2011, т. 15, №3. С.281-284.

366

УДК 504.61

А.В. Чебина – студентка 4 курса; Л.П. Быкова – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВБЛИЗИ СОЛЕОТВАЛОВ ОАО «УРАЛКАЛИЙ»

Аннотация. В работе рассмотрено влияние солевых отходов ОАО «Уралкалий» на видовой состав и экологическое состояние травянистой растительности, на рост и развитие Березы бородавчатой, Осины обыкновенной, а также выявлена степень засоления техногенных почвенных образований на разном удалении от солеотвалов.

Ключевые слова: морфологические изменения растений, коэффициент флуктуирующей асимметрии, фенольные соединений, засоление ТПО.

На Верхнекамском месторождении ведется добыча минерального сырья для получения калийных удобрений, магниевого производства, технической и пищевой соли. Ежегодно солевые отвалы увеличиваются на 20-25 га. Основным компонентом отходов является галит, содержащий NaCl 90,55-94,54 %, KCl 3,2- 7,34 %, MgCl2 0,07-0,08 %, CaSO4 1,34-1,48 % [3]. Солеотвалы являются источниками загрязнения воздуха, почвы, воды.

Цель исследования – определение экологического состояния растительности вблизи солеотвалов ОАО «Уралкалий». Задачи: изучить состояние компонентов травяного фитоценоза и древесных растений вблизи солеотвала Соликамского калийного рудоуправления № 2 (СКРУ-2), определить биологическую (целлюлазную) активность техногенных почвенных образований (ТПО), содержание хлоридов.

Все исследования были проведены в августе 2013 г. Для исследования выбрано 5 площадок на разном удалении от отвала, где определяли состояние травянистой, древесной растительности, ТПО ( таблица 1).

У травянистых растений учитывали видовой состав, экологические и систематические группы, проективное покрытие [9]. У древесных растений Betula pendula, Populus tremula расчитыввали коэффициент флуктуирующей асимметрии листьев (КФА) [2], отмечали изменения морфологических признаков листьев [6] и определяли накопление фенольных соединений [8]. Для ТПО определяли целлюлазную активность почвы по разложению соломы [1], рН потенциометрическим методом и содержание хлорид ионов аргентометрическим методом по Мору [7]. Результаты исследований были обработаны математически в Microsoft Excele.

Растительные сообщества на расстоянии 0-10 м от солеотвала характеризовались низкими проективным покрытием и видовым разнообразием. На площадке 2 обнаружен галофит – бескильница расставленная Puccinellia distans (таблица 2).

Таблица 2

Динамика показателей фитоценоза по мере удаления от солеотвала СКРУ-2

Видовое разнообразие и проективное покрытие по мере удаления от солеотвала возрастало. На расстоянии 100 м (площадка 5) разнообразие увеличилось до 77,7 %, проективное покрытие выросло более чем в 3 раза.

На площадке 2 преобладали злаковые, астровые и бобовые. На площадках 3-5 появились представители других семейств: гречишные, подорожниковые, зонтичные и крапивные. Таким образом, с удалением от источника засоления условия ТПО стали более благоприятными для роста и развития растений.

Коэффициент флуктуирующей асимметрии определяли на площадках 3-5, ближе к солеотвалу деревья отсутствовали (таблица 3).

Таблица 3

Коэффициент флуктуирующей асимметрии листьев древесных растений на разном удалении от солеотвала СКРУ-2

Показатели КФА листьев березы и осины значительно превышали показатель шкалы А.Б. Стрельцова [4], соответствующий критическому состоянию среды. Улучшение состояния березы отмечено уже на площадке 4, существенной разницы между площадками 4-5 не выявлено. У осины особо значимое снижение стресс-нагрузки отмечено между площадками 4 и 5.

По мере удаления от солеотвала уменьшалось количество некротических пятен и хлорозов как у березы, так и у осины (34-12; 29-15 и 36-17; 25-16 %

368

соответственно), доли повреждения листьев насекомыми и продырявливания оставались примерно на одном уровне (17-15; 11-9 и 14-13; 8-9 % соответственно).

Наибольшее накопление фенольных соединений обнаружено в листьях березы (9,58 мг/10 г) и осины обыкновенной (10,55 мг/10 г) на удалении 40м от солеотвала, что свидетельствует о большем загрязнении площадки 3 (на площадке 4 береза – 6,81 и 6,39 мг/10 г осина). На площадке 5 (100м) ситуация нормализуется – 3,76 мг/10 г у обоих видов (НСР05 береза – 0,64; осина – 0,63).

Выявлена низкая интенсивность разложения органического вещества ТПО СКРУ-2 – 8-16 %, чем дальше от солеотвала, тем более интенсивно шло разложение соломы, тем выше была целлюлазная активность. Значительное угнетение процессов разложения отмечено на расстоянии до 40 м от отвала (8-12 %). Точка 1(0 м) – солеотвал, характеризуется интенсивным вымыванием солей из верхнего слоя, но интенсивность разложения соломы самая низкая.

Отходы калийного производства оказывают подщелачивающий эффект: реакция среды слабо – и среднещелочная (таблица 4).

Таблица 4

Активная реакция среды (рН) и содержание хлоридов (г/кг) в ТПО на разном удалении от солеотвала СКРУ-2

При пересчете хлоридов (г/кг) в проценты и соотнесении со шкалой засоленности почв по Карпинскому, Балябо, Францесону, Ляхову [5], выявлено, что площадки 1,2 характеризуются большой – 4,27; 0,32 % (солончаки), площадка 3 – средней – 0,083; 4 (0,047) и 5 (0,042) – слабой степенью засоления.

Отходы калийного производства ОАО «Уралкалий» оказывают негативное воздействие на состояние как травянистой, так и древесной растительности и нарушают процессы почвообразования.

Литература

1.Акулов П.Г., Доценко А.С., Лукин С.В. Методическое обеспечение агроэкологического мониторинга для контроля блок-компонента почв // Химия в сельском хозяйстве,1995. №1. С. 24

2.Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирвание/ О.П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т.И. Евсеева и др. – М.: Академия, 2007. 288 с.

3.Еремченко О.З., Лымарь О.А. Почвенно-экологические условия зоны солеотвалов и адаптация к ним растений // Экология, 2007. № 1.С. 18-19

4.Захаров В.М., Крысанов Е.Ю. Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. – М.: Моск. отд. Международного фонда «Биотест», 1996. 149 с.

5.Минеев В.Г. и [др.] Практикум по агрохимии. – М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

6.Мэннинг У. Д., Федер У. А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью высших растений. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 143 с.

7.Пименова Е.В., Леснов А.Е. Химические методы в агроэкологическом мониторинге почвы. – Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. 120 с.

8.Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по охране окружающей среды. – М.: ВЛАДОС, 2001. 278 с.

9.Ярошенко П.Д. Геоботаника. – М.: Просвещение, 1969. 200 с.

369

УДК 631.48

С.А. Черепанова – студент; И.А. Самофалова – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия ОСОБЕННОСТИ ГРАНУЛОМЕТРИИ ГОРНЫХ ПОЧВ

Аннотация. Определены особенности гранулометрии горных почв в высотно-растительных поясах. Распределение гранулометрических фракций по профилю почв и их соотношение между собой являются диагностическими показателями элементарных почвообразовательных процессов, которые выражены в классификационном названии почв.

Ключевые слова: гранулометрический состав, элементарные почвенные частицы, фракции, распределение по профилю, горные почвы.

Гранулометрический состав – «базовое свойство» почвы, т.к. определяет все основные почвенные процессы. Гранулометрический состав (ГС), выраженный в содержаниях фракций гранулометрических элементов – важнейшая физическая характеристика почвы, одна из характеристик ее дисперсности. Знание ГС почв также дает представление о генезисе, эволюции и использовании почв [1]. Почвенно-физические свойства зависят не столько от содержания физической глины (ФГ), сколько от соотношения гранулометрических фракций, определяющих особенности структуры и функции на более высоких уровнях организации почвы. По распределению содержания частиц по размерам, можно достаточно подробно характеризовать изучаемый объект и сравнивать разные почвенные объек-

ты [2].

Цель исследований – определить особенности гранулометрии горных почв. Исследования проводились на территории ГПЗ «Басеги». Почвенные разрезы были заложены на горе Северный Басег (951,9 м н.у.м.) в поясе горно-таежных лесов на высоте 345-400 м н.у.м. и под субальпийскими лугами на высоте 640-755 м н.у.м. на западном макросклоне Среднего Урала. Для описания и определения названия почв использовали профильно-субстантивную классификацию почв России 2004 года [3]. Гранулометрический состав почв определяли методом пипетки, вариант Н.А. Качинского (с подготовкой почвы пирофосфатным методом).

В горно-лесном поясе на исследуемой высоте были определены почвы отделов: литоземы и структурно-метаморфические. Так, в горно-таежном поясе обнаружены бурозем глееватый ожелезненный (347 м), литозем серогумусовый потечно-гумусовый (364 м), бурозем темногумусовый элювиированный (373 м), литозем темногумусовый ожелезненный потечно-гумусовый (396 м). В субальпйском поясе были определены органо-аккумулятивная и литозем (646, 755 м н.у.м. соответственно), формирующиеся под луговой травянистой растительностью.

Впрофиле почв содержится щебень, но, несмотря на это, мелкозем является глинистым во всех исследуемых почвах и только в литоземе (755 м) гранулометрический состав всего профиля является среднесуглинистым, а к рыхлой выветрелой породе – тяжелосуглинистым.

Влитоземах, при малой мощности профиля, не отмечается дифференциация профиля по содержанию ФГ, где в ее составе преобладает содержание мелкой пыли, а в составе физического песка – крупная пыль.

370