СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.АКМУЛЛЫ»
СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ
ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
Уфа 2013
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.АКМУЛЛЫ»
СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ
ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
Материалы Международного дистанционного
конференции-конкурса научных работ студентов,
магистрантов и аспирантов им. Лилии Хайбуллиной
Уфа 2013
1
УДК 581.5
ББК 28.58
С 56
Современные аспекты изучения экологии растений: Материалы
Международного дистанционного конференции-конкурса научных работ
студентов, магистрантов и аспирантов им. Лилии Хайбуллиной. – Уфа:
Изд-во БГПУ, 2013. – 124 с.
Технический редактор: Н.В.Суханова, доцент
Научный редактор: Р.Р.Кабиров, профессор
В сборнике размещены статьи участников конференции-конкурса.
Опубликованные работы содержат сведения об экологии высших
растений, водорослей и цианобактерий, рассмотрены вопросы
фитомониторинга окружающей среды. Сборник представляет интерес для
ботаников, альгологов, микробиологов, экологов. Может быть полезен
бакалаврам, магистрантам, аспирантам биологических специальностей в
своей учебно-исследовательской деятельности.
Издательство БГПУ, 2013
2
ЛИЛИЯ САЛАВАТОВНА ХАЙБУЛЛИНА
Прошло пять лет как не стало нащей коллеги –
прекрасного педагога,
яркого ученого и
замечательного человека Хайбуллиной Лилии
Салаватовны. Но память о ней жива в наших
сердцах. Мы помним ее задорный смех,
оригинальность мыслей, широту мировоззрения. Ее
мироощущение помогало и помогает нам жить и
творить, мы помним, любим и чтим ее.
Научные интересы Лилии Салаватовны
охватывали обширный круг вопросов систематики,
флористики, синтаксономии, биологии и экологии
водорослей и цианобактерий. Основное внимание она уделяла вопросам
синтаксономии. В почвенной альгологии это совершенно новое
направление.
Развивая
синтаксономическое
направление,
Лиля
Салаватовна совместно с коллегами, создала первую иерархическую
систему
единиц
классификации
цианобактериально-водорослевых
ценозов, формирующихся на урбанизированных территориях Южного
Урала. Ее научная работа была поддержена Грантами различного уровня.
Лилю Хайбуллину помнят и ценят наши зарубежные коллеги, в 2006 году
она успешно прошла стажировку в Университете Джона Кэрролла (США).
Во время стажировки в ходе двух полевых экспедиций (в Греат Смоуки
Маунтинз и пустыни штата Юты) ею были выделены более 100 культур
водорослей. Хайбуллина Л.С. имеет более 40 научных публикаций, в том
числе монографию и статьи в журналах «Почвоведение», «Экология»,
«Альгология».
Хайбуллина Л.С. была великолепным организатором, она успешно
совмещала преподавательскую работу с обязанностями заместителя декана
по учебной работе. Принимала участие в организации и проведении
заключительных этапов Всероссийской олимпиады школьников по
биологии. Лиля Салаватовна подготовила талантливых учеников,
продолжаетелей разработанного ею научного направления.
Можно смело сказать Лиля Хайбуллина была и остается достойный
человеком нашего времени. Мы посвещаем проведение ежегодного
Международного дистанционного конференции-конкурса научных работ
студентов, магистрантов и аспирантов «Современные аспекты изучения
экологии растений» памяти Лилии Хайбуллиной.
Преподаватели кафедры ботаники, биоэкологии и ландшафтного
проектирования БГПУ им.М.Акмуллы
3
Ананьева Анастасия Юрьевна
Учреждение образования «Гомельский государственный
университет им. Ф.Скорины», г. Гомель, Республика Беларусь
Научный руководитель: Горнасталев А.А, ассистент
ВЛИЯНИЕ СУЛЬФАТОВ ЖЕЛЕЗА (II) и (III) НА
ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В
ПРОРОСТКАХ ТЕСТ-КУЛЬТУРЫ ЯЧМЕНЯ
Проблема загрязнения окружающей природной среды токсичными
веществами с каждым годом все более обостряется и приобретает
глобальные масштабы. Это связано с увеличением объемов химических
отходов, сбрасываемых в воду, воздух и на поверхность почвы, что
представляет реальную, в частности, для растений, угрозу [2]. Особое
место среди ксенобиотиков занимают тяжелые металлы, продукты
промышленной переработки. Проблема заключается в том, что продукты
разложения ксенобиотиков обычно устойчивы в почве, легко
трансформируются в естественных почвах и продвигаются по пищевым
цепям, накапливаясь в различных организмах [3].
Одним из основных механизмов токсического действия тяжелых
металлов на растения является их способность замещать ионы других
металлов и взаимодействовать с функциональными группами
макромолекул. Главное проявление высоких концентраций железа, повидимому, – окислительный стресс и модификация антиоксидантных
систем. Возникающие при стрессе активные формы кислорода выступают
не только как факторы повреждения биомакромолекул, но и как
необходимые посредники в процессах активации адаптивных реакций.
Активные формы кислорода, взаимодействуя с липидами биологических
мембран приводят в конечном итоге к перекисному окислению липидов
(ПОЛ), которое выступает индикатором повреждения клеточных мембран,
первичным и вторичным «медиатором» в механизме общего синдрома
адаптации – стресса [1].
Знание физиологических закономерностей аккумуляции и
трансформации токсичных соединений в растениях позволит наметить
путь к снижению давления ксенобиотиков на организмы человека и
животных.
В связи с этим представляется крайне необходимым проведение
исследований, направленных на изучение влияния высоких концентраций
тяжелых металлов на растения и выяснение механизмов адаптации
растений к экстремальным условиям.
Целью наших исследований являлось изучение влияния сульфатов
Fe(II) и Fe(III), как компонентов отхода химического производства –
4
серного шлама, на развитие проростков тест-растения и интенсивность в
них перекисного окисления липидов.
Исследования проводили в лаборатории кафедры «Ботаника и
физиология растений» УО «Гомельский государственный университет им.
Ф. Скорины» на 7-дневных проростках ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта
«Сябра», выращиваемых в контейнерах – растильнях. Используемые в
эксперименте сульфаты вносились в раствор так, чтобы содержание железа
в нем составляло 50, 100, 150 и 200 мг/л (без учета гидролиза).
Контрольные растения выращивали на дистиллированной воде. Изучение
влияния ксенобиотиков на ПОЛ проводилось по содержанию в
вегетативной массе проростков (отдельно в корнях и проростках)
малонового
диальдегида
(МДА),
который
определялся
спектрофотометрически по цветной реакции с тиобарбитуровой кислотой.
Оценивая влияние различных концентраций сульфатов железа (II) и
(III) на уровень ПОЛ в колеоптиле и корнях нами было отмечено, что
содержание МДА по сравнению с контрольными растениями с ростом
концентрации как Fe2+, так и Fe3+ в корнях и колеоптиле возрастало, что
является показателем активно протекающих процессов ПОЛ и
свидетельствует о запуске антиоксидантной системы защиты растения
(табл. 1).
В ходе статистической обработки результатов было установлено, что
лишь между содержанием МДА в колеоптиле при концентрациях Fe2+ 50 и
Fe3+ 100 мг/л, а также в корнях при концентрации Fe3+ 50 мг/л, и в контроле
достоверной разницы не установлено, о чём свидетельствует F-критерий
(Fвыч>Fst). В случае с другими концентрациями Fe2+ и Fe3+ – достоверная
разница между уровнем ПОЛ в корнях и колеоптиле при высоком уровне
значимости.
Fe2+
Fe3+
Таблица 1.
Содержание МДА в проростках при различных концентрациях Fe2+ и Fe3+
(мкмоль/г)
Концентрация
Содержание МДА
растворов
Колеоптиле
Корни
Контроль
16,85
13,67
50мг/л
17,00
16,17
100 мг/л
21,93
28,84
150 мг/л
19,50
35,97
200 мг/л
22,38
50,26
50мг/л
21,12
23,82
100 мг/л
18,38
27,39
150 мг/л
14,83
21,94
200 мг/л
19,82
28,93
Показателем интенсивности ПОЛ в вегетативной массе проростков
при различных концентрациях соли металла может служить отношение
содержания МДА в колеоптиле к содержанию МДА в корнях (рис.1).
5
Разность между интенсивностью ПОЛ в корнях и колеоптиле больше при
действии различных концентраций Fe2+.
В случае действия Fe2+и Fe3+ на ПОЛ в колеоптиле можно
предположить, что фаза тревоги проростков (происходит резкая активация
липопероксидации) в случае действия Fe2+ наблюдается при концентрации
100 мг/л, тогда как в случае Fe3+ – при 50 мг/л. При концентрации как Fe2+,
так и Fe3+ 200 мг/л наблюдается вторичная индукция ПОЛ. Эту стадию
стресса можно рассматривать как проявление определенного истощения
антиоксидантных ресурсов. Диапазон значений содержания МДА в корнях
в случае с Fe3+ значительно уже, чем в вариантах с Fe2+.
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
50 мг/л
100 мг/л
Контроль
Fe2+
150 мг/л
200 мг/л
Fe3+
Рисунок 1. Влияние различных концентраций сульфатов железа (II) и (III) на
отношение содержания МДА в колеоптиле к содержанию МДА в корнях проростков
В ходе статистической обработки данных была обнаружена прямая
корреляция между концентрацией солей и содержанием МДА в корнях и
колеоптиле, обратная – между длиной корней, колеоптиле и
интенсивностью ПОЛ в них.
Увеличение интенсивности ПОЛ как в корнях, так и колеоптиле с
ростом концентраций сульфатов железа (II) и (III) не зависит от рН среды,
а определяется только содержанием железа в растворе. Ввиду повышения
уровня МДА в вегетативной массе проростков, а, следовательно – уровня
ПОЛ в них, наблюдается ингибирование роста растения, в большей
степени – длины корней. Это служит доказательством того, что корни
растений являются первым «рубежом защиты» растения от высоких
концентраций ксенобиотиков.
6
Таким образом, в ходе исследований нами был установлен механизм
влияния сульфатов железа (II), (III) на развитие проростков тест-культуры
ячменя и интенсивность ПОЛ в них:
Высокие концентрации сульфатов железа ингибируют рост
проростков, приводят к нарушению органогенеза растений, активизируют
процессы ПОЛ.
Fe2+ сильнее влияет на интенсивность ПОЛ в корнях и колеоптиле и,
тем самым, быстрее запускает антиоксидантные системы; уровень ПОЛ
под действием сульфатов железа (II) и (III) в корнях выше, чем в
колеоптиле.
Увеличение интенсивности ПОЛ с ростом концентраций Fe2+ и Fe3+
не зависит от валентности металла и рН среды, а определяется только
содержанием железа в растворе.
Список использованных источников
1. Перекисное окисление и стресс / В.А. Барабой [и др.]; отв.ред. В.И.
Чумаков. – СПб. : Наука, 1992. – 148 с.
2. Тяжелые металлы в окружающей среде и растительных организмах /Т.
Головко [и др.] // Вес. Института биологии Коми НЦ УрО РАН. – 2008. –
№ 7. – С. 2-5.
3. Юрин, В.М. Основы ксенобиологии / В.М. Юрин. – Минск: БГУ, 2001. –
234 с.
4. Ананьева, А.Ю. Влияние сульфатов железа (II) и (III) на развитие
проростков тест-культуры ячменя и интенсивность в них перекислого
окисления липидов/ А.Ю. Ананьева // Первые шаги в ботаническую науку:
сборник научных работ студентов. – Вып.4. – Гомель, 2011. – С. 4-8.
5. Горнасталев, А.А. Влияние сульфатов железа (II) и (III) на развитие
проростков тест-культуры ячменя / А.А. Горнасталев, А.Ю. Ананьева, В.А.
Собченко // Трансграничное сотрудничество в области экологической
безопасности и охраны окружающей среды: материалы международной
научно-практической конференции, Гомель, 13 мая 2011. – Гомель: Гом.
обл. комитет природн. ресурсов и охраны окр. среды; ГГУ им. Ф. Скорины,
БелГУТ, 2011. – С. 168 – 171.
6. Горнасталев, А.А. Влияние сульфатов железа (II) и (III) на
интенсивность перекислого окисления липидов в проростках тесткультуры ячменя / А.А. Горнасталев, В.А. Собченко, А.Ю. Ананьева //
Сахаровские чтения 2011: экологические проблемы ХХI века: материалы
11 междун. научной конференции, Минск, 19-20 мая 2011. – Мн.: МГЭУ
им. А. Д. Сахарова, 2011. – С. 238-239.
7. Изменение интенсивности перекислого окисления липидов в проростках
тест-культуры ячменя под влиянием сульфатов железа (II) и (III)
(сертификат участника научно-практического семинара «Международное
сотрудничество студентов в области исследования растительного мира»,
Чернигов, 19 января 2012 г).
7
Асадуллина Гульдар Рафисовна
Башкирский Государственный Университет, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: д.б.н., проф. Шкундина Ф.Б.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ
МОНИТОРИНГА РЕК НА ТЕРРИТОРИИ Г.СТЕРЛИТАМАК
(РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН)
Одним из крупнейших промышленных центров на территории
Республики Башкортостан является город Стерлитамак, где развита
химическая и легкая промышленность, а также машиностроение, что
вызывает загрязнение проточных водоемов, находящихся на территории
города.
Целью явилась классификация водотоков на территории г.
Стерлитамака на основании использования методов биотестирования.
Биотестирование – метод анализа заключающийся в определении
действия токсикантов на специально выбранные организмы в стандартных
условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или
биохимических показателей. Биотестирование широко применяется для
контроля качества природных и токсичности сточных вод, при проведении
экологической экспертизы новых технологий очистки стоков, при
обосновании
нормативов
предельно
допустимых
концентраций
загрязняющих компонентов. Материалом для работы послужили 4
индивидуальные количественные пробы автотрофного планктона
водотоков на территории г. Стерлитамака (р. Белая, р. Ашкадар, р. Стерля,
р. Ольховка), отобранные в ноябре 2011 г.
Ашкадар – река на Южном Урале, левый приток Белой. Впадает у
города Стерлитамака. Берет начало в 2,2 км к западу от села Ижбуляк
Федоровского района Республики Башкортостан, далее течёт по
Мелеузовскому и Стерлитамакскому районам. Длина реки – 165 км. Общее
падение отметок от истока до устья – 271 м, площадь бассейна – 3780 кв.
км, средняя высота – 253 м. Верхняя часть бассейна лежит в пределах
Бугульминско-Белебеевской
возвышенности,
где
встречаются
широколиственные леса из клена, дуба, липы. Нижняя часть бассейна реки
Ашкадар представляет низменную равнину с черноземами и степной
растительностью. Залесенность бассейна – 5%, распаханность – 70%.
Питание реки Ашкадар, главным образом, снеговое. Среднегодовой расход
в устье – 16,7 м3/сек. Основные притоки: Сухайля – справа; М. Балыклы,
Кундряк, Стерля – слева.
Река Белая – левый приток Камы. Длина – 1420 км. Площадь
бассейна – 141900 км². Берет начало к востоку от г. Иремель. В верховье
течет в низкой, заболоченной долине. Ниже п. Тирлянский долина резко
сужается; на отдельных участках склоны ее круты, обрывисты, покрыты
8
лесом. Ниже впадения правой реки Нугуш, по мере выхода на степную
равнину, долина постепенно расширяется; после впадения р. Уфы
представляет собой типично равнинную реку. Протекая по обширной
пойме, река меандрирует и разбивается на рукава. Правый берег более
возвышен. Питание главным образом снеговое. Средний годовой расход
воды в устье 950 м³/с. Наиболее крупные притоки: Нугуш, Сим, Уфа, Бирь,
Быстрый Таныл – справа; Ашкадар, Дема, Демаршак, База.
Река Стерля – левый приток реки Ашкадар. Начало берет западнее с.
Стерлибашево и течет на всем протяжении на северо-восток по
Стерлибашевскому и Стерлитамакскому районам до устья в черте г.
Стерлитамак. Длина реки 94 км.
На юге, в районе Машзавода, город граничит с рекой Ольховка.
Левый приток реки Ашкадар. Её протяженность 8,2 км, по территории
города протекает 4 км. Имеет много подводных родников. В неё идут
промышленные стоки от предприятий Инмаш и Машзавод [6].
Отбор и обработка проб осуществлялись по стандартной методике.
Сгущение проб производилось осадочным методом путем отсифонивания
среднего слоя воды до объема 50 мл [2]. При исследовании был
использован метод прямого микроскопирования. Для выделения
экологических групп использовалась методика, описанная в монографии
С.С. Бариновой и др. [1]. Просчет клеток водорослей и цианопрокариот
осуществлялся в камере Нажотта.
Нами в качестве тест-объекта была использована культура водоросли
Merídion circulare Agardh. Вид относится к Fragilariophyceae, Fragilariales,
Fragilariaceae. У этого вида клетки собраны в вееровидные колонии,
прикрепленные к субстрату или свободно плавающие. Хлоропласты
многочисленные, дисковидные, расположенные со стороны створки.
Панцирь с пояска клиновидный, гетеропольный, асимметричный
относительно поперечной оси. Створки гетеропольные, булавовидные,
головной конец более широкий. Концы створок закругленные. Один из
концов иногда может быть головчато или клювовидно оттянутым. Шва
нет. Штрихи состоят из одного ряда округлых или эллиптических ареол.
Осевое поле узкое. На створках имеются грубые поперечные ребра,
разделяющие штрихи. На головном конце створки расположена
римопортула. Поясковые ободки щелевидные, шире головного конца, с
одним или несколькими рядами ареол.
Meridion встречается в планктоне пресных и солоноватых водоемов
[3, 5, 4]. Известен один вид – M. circulare Agardh. Распределение Meridion
circulare: Европа – Великобритания, Румыния, Испания, Турция. Северная
Америка – Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки. Юго-западная Азия
– Иран, Израиль, Турция. Азия – Китай. Австралия и Новая Зеландия –
Новый Южный Уэльс, Квинсленд, Виктория [7]. Нами взята культура из
коллекции The University of Texas at Dallas.
9
Чистая культура Meridion circulare была выращена в среде Громова
следующего состава (г/л): KNO3 – 1,0, K2HPO4 – 0,2, MgSO4 × 7H2O – 0,2,
CaCl2 – 0,15, NaHCO3 – 0,2, раствор микроэлементов 1,0 мл, вода
дистиллированная до 1,0 литра.
Экспозиция колб осуществлялась в люминостате. Была выращена
естественная культура водорослей на основании воды 4-х исследованных
рек. Колбы с водой из рек были объемом по 100 мл. В воду исследованных
рек было добавлено по 10 мл чистой культуры Meridion circulare.
Контролем являлась чистая культура. Просмотр осуществлялся 4 раза с
интервалом в 10 дней.
При биотестировании в естественной культуре водорослей было
выявлено 37 видов водорослей и цианопрокариот, из них: Bacillariophyta –
11, Chlorophyta – 17, Cyanobacteria – 8 и Euglenozoa – 1.
Наиболее часто встречающиеся виды: Chlorella vulgaris Beijer.,
Meridion circulare Agardh., Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk.,
Ankistrodesmus arcuatus Кorsch.
При изучении динамики развития Meridion circulare Agardh в
естественной культуре водорослей, полученной из рек Ашкадар, Стерля,
Белая и Ольховка были выявлены отделы: Bacillariophyta – 11 видов,
Chlorophyta – 17, Cyanobacteria – 8, Euglenozoa – 1.
Кластеризация по сапробности и по результатам биотестирования с
использованием культуры Meridion circulare Agardh выделяла реку
Ашкадар, которая является наиболее чистой.
9000
численность, тыс. кл/л
8000
7000
р. Белая
р. Ашкадар
р. Стерля
р. Ольховка
Культура
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
10 дней
20 дней
30 дней
Рисунок. Классификация рек на территории г. Стерлитамака по показателям
численности Meridion circulare Ag.
На рисунке представлены результаты биотестирования. Четко
выделяется река Ашкадар. Meridion circulare Ag. хорошо развивается в
10
чистой воде, где отмечается низкое количество питательных веществ. В
воде р. Белой мы наблюдаем минимальные значения численности Meridion
circular при наибольшей численности видов автотрофного планктона.
Вероятно, здесь наблюдаются увеличение концентрации биогенных
элементов, которые стимулируют развитие фитопланктона в реке и
подавляют развитие Meridion circulare Ag. В р.р. Белой, Ашкадар и Стерля
в процессе эксперимента наблюдается возрастание численности, т. к. на
рост расходуются избыточные биогенные элементы. В р. Ольховка,
вероятно, присутствует какой-то специфический компонент, который
вызывает резкое уменьшение численности во второй срок просмотра.
Список использованных источников
1. Баринова С. С., Анисимова О. В., Медведева П. А. Биоразнообразие
водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив, 2006. – 500 с.
2. Вассер С. П., Кондратьева Н. В., Масюк Н. П., и др. Водоросли.
Справочник // Наукова думка, 1989. – 608 с.
3. Aboal M., Alvarez Cobelas M., Cambra J. & Ector, L. Floristic list of
nonmarine diatoms (Bacillariophyceae) of Iberian Peninsula, Balearic Islands
and Canary Islands. Updated taxonomy and bibliography // Diat. Monogr. 2003.
– 639p.
4. Passy S. I. Diatom community dynamics in streams of chronic and episodic
acidification: the roles of environment and time // Journal of Phycology 42.
2006. – P. 312-323.
5. Rhode K. M., Pappas J. L. & Stoermer E. F. Quantitative analysis of shape
variation in type and modern populations of Meridion (Bacillariophyceae) //
Journal of Phycology 37. 200. – P. 175-183.
6. http://ru.wikipedia.org
7. http:/www.algaebase
Ахиярова Людмила Генадьевна
ФГБОУ ВПО Бирский филиал БашГУ, г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Черных И.В., к.б.н., Бирский филиал БашГУ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕТУНИИ
ГИБРИДНОЙ (PETUNIA Х HYBRIDA HORT. EX E.VILM.) В
УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО
БАШКОРТОСТАНА
Петунии занимают одно из самых почетных мест среди однолетних
красивоцветущих декоративных растений и пользуются необыкновенной
популярностью в ландшафтном дизайне. Их любят за обильное и
длительное цветение, нарядную и разнообразную окраску, и за то, что они
не требуют особого ухода [3].
11
Петуния гибридная издавна стала объектом исследования и
селекционеров, и физиологов, и дизайнеров, и цветоводов [3; 8].
Биологические особенности этого вида изучались во многих регионах
нашей страны [7; 8], однако аналогичных исследований в условиях
лесостепной зоны северной части Башкирии не проводилось, это и
определило актуальность настоящей работы.
Основная цель исследования – изучить некоторые биологические
особенности петунии гибридной в условиях эксперимента. Перед нами
были поставлены задачи: 1. Провести фенологические наблюдения, 2.
Изучить семенную продуктивность, 3. Определить посевные качества
семян, 4. Изучить влияние удобрений на морфометрические показатели.
Для решения задач нами были использованы общепринятые
методики: фенологические наблюдения проводили по методике И.Н.
Бейдеман [1] и др. [5], семенную продуктивность изучали, используя
методики И.В. Вайнагия и Р.Е. Левиной [2;4], посевные качества семян –
по методике М.К. Фирсовой [9] и др. [6]. Фенологические наблюдения
проводили на 25 особях, семенную продуктивность и морфометрические
измерения проводили на 10 особях, посевные качества семян изучали,
используя 150 семян. Объектом исследования послужило однолетнее
растение семейства Пасленовые – петуния гибридная из группы
многоцветковых петуний, сорт Орловская.
Экспериментальная часть работы проводилась с марта по октябрь
2012 г. на базе биолого-химического факультета Бирского филиала БашГУ,
кафедра биологии растений и МПБ.
Нами были использованы следующие научные методы:
аналитический, экспериментальный, математический, а также метод
наблюдения. В настоящей работе представлены основные результаты
исследования.
Фенологические наблюдения показали, что при посеве семян в
рассадные ящики 6 марта всходы появились на 5-ые сутки. Через 60 суток
от появления всходов (10 мая) рассаду высадили в грунт на постоянное
место. В фазу бутонизации растения петунии вступили в начале третьей
декады мая (21.05). Т.е. продолжительность вегетативного периода
составила 75 суток. Распускание первых цветков зафиксировали через 6
дней после образования бутонов (27.05). Эта фаза у петунии
продолжительная, заканчивается с наступлением заморозков. Первые
плоды появились в первых числах июня (02.06), первые созревшие семена
отметили 12.06. Отмирание особей петунии произошло в третьей декаде
октября из-за наступления довольно сильных заморозков. Таким образом,
продолжительность вегетационного периода объекта исследования в
условиях эксперимента составила 7,5 месяцев.
Изучение семенной продуктивности показало, что на одной особи в
среднем образуется 1306±12,56 цветков, из них плоды формируют не все.
12
В среднем на одном экземпляре зафиксировали 459±8,82 коробочек. Часть
плодов не успели образовать зрелые семена, и остались зелеными. Среднее
число зрелых коробочек на особи оказалось равно 443±8,70 шт. В зрелых
плодах небольшая часть семяпочек не формирует полноценных семян,
другая часть образует полноценные семена. В среднем в одной коробочке
определили 648±6,31 семян (семяпочек), из которых 592±6,04 семени
оказались полноценными и 56±3,92 – неполноценными. В целом расчеты
показали, что ПСП петунии гибридной в условиях эксперимента равна
846288±231,05 шт., РСП – 262256±174,31 шт., КП – 31%, процент
плодоцветения равен – 34, процент семенификации – 91.
Посевные качества семян объекта исследования довольно высоки. В
чашках Петри прорастание началось на 3-и сутки после заложения опыта
(рис. 1). Семена прорастали
в течение восьми суток. Такой тип
прорастания называется стремительный (более 50% семян прорастает в
первые 5 суток).
Рис. 1. Динамика прорастания семян петунии гибридной
В целом всхожесть составила 90,7%, энергия прорастания (на 6
сутки) – 69,3%, дружность прорастания – 13 шт./сут., скорость
прорастания – 5,7 суток.
Данные по влиянию удобрений Диаммофос и Гуми на некоторые
морфометрические показатели представлены в таблице.
Анализ данных таблицы показал, что на вегетативные органы
большее влияние оказал диаммофос. При этом значения всех изученных
параметров оказались больше, чем у контрольных особей, и у особей
обработанных Гуми. Значения такого параметра как диаметр цветка не
изменился, а число цветков оказалось на 15 шт. меньше, чем в контроле, и
на 25 шт. меньше, чем в третьем варианте.
Влияние Гуми оказалось неоднозначно. По сравнению с контролем,
у особей, обработанных этим препаратом увеличилось число боковых
13
побегов и цветков, а также длина листа. Ширина листовой пластинки
напротив довольно значительно уменьшилась, диаметр цветка достоверно
не изменился.
Влияние удобрений на морфометрические показатели петунии гибридной
Параметры Высота
Число
Параметры листа, см
Диаметр Число
главного
боков.
цветка,
цветков,
ширина
побега, см побегов, длина
см
шт.
(на
шт.
побеге)
Вариант
1.Контроль
2. Диаммофос
3. Гуми
70±5,6
80±6,0
70±5,9
25±1,8
35±2,4
30±1,3
5±0,1
8,4±0,2
8±0,2
8,5±0,1
9,5±0,3
5±0,1
5±0,3
5±0,2
5,5±0,3
45±3,2
30±3,0
55±4,7
Материалы исследований могут быть использованы в практике
промышленного и любительского цветоводства, при ландшафтном
озеленении, при изучении дисциплин «Цветоводство», «Декоративное
садоводство и ландшафтный дизайн», «Садово-парковое искусство».
По результатам проделанной работы нами были сделаны следующие
выводы:
1. Петуния гибридная сорта Орловская в условиях эксперимента при
рассадном способе выращивания проходит все фенологические фазы с
образованием полноценных семян. Продолжительность вегетационного
периода составила 7,5 месяцев.
2. Семенная продуктивность довольно высока: КП – 31%, процент
плодоцветения равен – 34, процент семенификации – 91.
3. Тип прорастания семян петунии гибридной стремительный, всхожесть
составила 90,7%, энергия прорастания – 69,3%.
4. Из двух изученных удобрений большее влияние на вегетативные органы
оказал диаммофос. При этом значения всех изученных параметров
оказались больше, чем у контрольных особей.
Список использованных источников
1. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных
сообществ. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. – 1974. – 154 с.
2. Вайнагий И.В. Методика статистической обработки материала по
семенной продуктивности растений на примере Pottentilla aurea L.
//Растительные ресурсы. – 1973. – Т. 9. – Вып. 2. – С. 287-296.
3. Колесникова Е.Г., Горбаченков М.В. Петуния, сурфиния, калибрахоа.
М.: Издательский Дом МСП. – 2004. – 64 с.
4. Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений. Обзор
проблемы. – М. – 1983. – 163 с.
5. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. –
М. – 1975. – 147 с.
14
6. Методы определения всхожести //Семена и посадочный материал с.-х.
культур: ГОСТ 120 38-66. – Сб. – М. – 1991. – 345 с.
7. Попова Л.Я. Петуния гибридная и её культура // Интродукция и приёмы
культуры цветочно-декоративных растений. – М.: Наука. – 1997. – 168 с.
8. Сидорова М.А. Европейская флористика. М.: Ниоло-Пресс. – 2007. –
128с.
9. Фирсова М.К., Государственные стандарты СССР. Семена и посадочный
материал сельскохозяйственных культур, М. – 1973. –192 с.
Ахунова Вероника Рафаиловна
Бирский филиал БашГУ, г.Бирск, Россия
Научный руководитель: Минина Н.Н., к.б.н., доцент
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ В
РАЗНЫХ СОРТАХ КАПУСТЫ
Нитраты являются элементом питания растения и естественным
компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Их
высокая концентрация в почве абсолютно не токсична для растений,
напротив, она способствует усиленному росту надземной части растений,
более активному протеканию процесса фотосинтеза, лучшему
формированию репродуктивных организмов и в конечном итоге более
высокому урожаю [1].
С овощами и фруктами в организм человека поступает до 70-80%
нитратов. Сами по себе они не опасны для здоровья человека, однако,
часть нитратов 5-7% при избыточном их содержании в овощах, в
желудочно-кишечном тракте может перейти в нитриты, которые
оказывают вредное воздействие на организм. Проблема избыточного
накопления нитратов в продукции сложна, многообразна, она затрагивает
различные стороны жизни человека.
Объектом исследования была выбрана овощная культура семейства
крестоцветные (Brassicaceae Burnett) – капуста посевная (Brassica oleracea
L.).
Целью работы было изучить влияние разных видов удобрений
(«Мочевина», «Гуми-30», «Нитрофоска») на содержание нитратов в
капусте основных возделываемых сортов («Июньская», «Белорусская»;
«Подарок», «Слава»; «Амагер» и «Харьковская зимняя») в разные сроки
вегетации.
Капуста – одна из древних овощных культур, известных
человечеству, обладающая высокими вкусовыми качествами и лечебными
свойствами. Первый год жизни из семян развиваются растения со
стержневой корневой системой, коротким стеблем – кочерыжкой и
15
крупными, округлыми листьями, образующими кочан. Между листьями на
стебле расположены небольшие пазушные почки и одна верхушечная [2].
Капуста выращивается рассадным способом, требовательна к
поливу, плодородие почвы. Самыми лучшими почвами для неё являются
суглинистые с высоким содержанием органических веществ, с
нейтральной или слабокислой реакцией, хорошей влагоудерживающей
способностью.
По срокам созревания сорта капусты делятся на раннеспелые,
готовые к уборке через 90-120 дней, среднеспелые – 120-150 дней и
позднеспелые – от 150 дней и больше.
Автором были проделаны опыты по влиянию 3 видов удобрений на
содержание нитратов на примере 6 сортов капусты. Ежегодно
высаживалось по 60 растений. Опыты проводились с 2009 по 2012 г.г.
Работа выполнялась на кафедре Биологии растений и методики
преподавания биологии.
Работа была отмечена следующими наградами:
1. Почетная грамота Малой академии наук школьников муниципального
района Бирский район РБ в номинации «Химия», занявшая 1 место в
районном конкурсе исследовательских работ 2010 год (научный
руководитель – Егошина Л.Н., учитель химии МБОУ СОШ №8).
2. Диплом III степени конкурса исследовательских работ в рамках Малой
академии наук школьников Республики Башкортостан в 2009-2010 учебном
году г. Уфа.
3. Диплом II степени Республиканской научно-практической конференции
«XI Ломоносовские чтения» за перспективную исследовательскую работу
5 марта 2010 года г. Стерлитамак.
Публикации по данной теме:
1. Ахунова В.Р. Влияние подкормки на содержание нитратов в капусте //
«Врата моей учёности»: Сборник материалов XI Республиканской научнопрактической конференции «Ломоносовские чтения» 5марта 2010 год. В. 5.
Ч. 1., Стерлитамак, 2010. С. 189-191.
2. Минина Н.Н., Ахунова В.Р., Ахунова Л.Н. Влияние удобрений на
содержание нитратов в разных сортах капусты/ Эколого-ботанические
исследования в азиатской части России и сопредельных территориях:
матер. Международной науч.-практ. конф. 17-19 мая 2012. Новосибирск:
Изд. НГПУ, 2012. С. 84-88.
В 2009 году была выращена рассада капусты 5-ти сортов. Из них
ранние сорта: «Июньская», «Белорусская»; среднеспелая: «Подарок»;
поздние: «Амагер» и «Харьковская зимняя».
Для изучения влияния удобрения на содержание нитратов в капусте
использовали следующие удобрения: перегной, мочевина, гуми-30 и
нитрофоска.
16
Перегной – полностью перепревший навоз. Содержит в среднем
воды 60%, N – 0,7-0,8%, P2O5 – 0,3-0,4%, K2O – 0,7-0,9%.
Перегной был внесен в почву ранней весной сравнительно
равномерно при перекопке.
ГУМИ-30 – содержит гуматы натрия (действующее вещество) не
менее 60%; макроэлементы: N – 0,5-2,0%, P – 0,5-2,0%, K – 0,1-1,0% и
микроэлементы природного происхождения.
Мочевина (карбамид) – CO(NH2)2 содержит 46% азота, является
самым концентрированным из твердых азотных удобрений. По внешнему
виду белый мелкокристаллический продукт ил блестящие гранулы,
хорошо растворимый в воде.
Нитрофоска – сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение
СaHPO4 + KCL + Ca(NO3)2. Содержит в своем составе три основных
элемента питания N: P: K. Гранулированное, гигроскопичное, растворяется
в воде.
Посев семян на рассаду проведен 1 мая. Высаживали рассаду всех
сортов капусты в грунт 20 мая. В течение вегетационного периода
производили полив и подкормку растворами удобрений «Мочевина»,
«Гуми-30», «Нитрофоска» проводились 3 раза: 10 июня, 20 июня, 30 июня.
С помощью прибора «Морион ОК2» определили содержание
нитратов в капусте. Измерение проводились по стандартной методике 2
раза: 1 августа и 20 августа.
Проанализировав полученные данные можно отметить, что
содержание нитратов в капусте после подкормки разными видами
удобрений в начале вегетационного периода превышает ПДК в 2-2,5 раза.
ПДК для капусты составляет 900 мг/кг. Содержание нитратов в процессе
вегетации капусты постепенно снижается, как на контрольных участках
(без удобрения), так и при подкормке 3-мя видами удобрения. Причем на
контрольных участках содержание нитратов снизилось за 20 дней
приблизительно в 1,3-1,6 раза и стала ниже ПДК. На тех участках, куда
при поливе вносилось удобрение, тоже произошло снижение содержание
нитратов в 1,3-2,0 раза, особенно существенно снижение для сорта
капусты «Июньской» (почти в 3 раза). В более поздних сортах капусты
содержание нитратов больше, чем в ранней, на данном этапе зрелости.
Во второй экспериментальный (2012) год была выращена рассада
капусты 6-ти сортов. Из них ранние сорта: «Июньская», «Белорусская»;
среднеспелая: «Подарок», «Слава»; поздние: «Амагер» и «Харьковская
зимняя».
Были соблюдены все вышеуказанные правила посадки капусты.
Посев семян на рассаду проведен 10 мая. Подкормку растворами
удобрений «Мочевина», «Гуми-30», «Нитрофоска» проводились 3 раза: 29
июня, 11 июля, 25 июля.
17
С помощью прибора «Морион ОК2» определили содержание
нитратов в капусте. Измерение проводились 4 раза: 14 августа, 4 сентября,
25 сентября (при снятии урожая) и 10 октября (после 15 суток хранения).
Проанализировав полученные данные, видно, что содержание
нитратов постепенно снижается в процессе вегетации капусты.
Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей
активности растений при созревании, так же как и в первый
экспериментальный год. Капуста позднего созревания содержит больше
нитратов, чем достигшие нормальной уборочной зрелости – ранняя. После
уборки урожая через 15 суток хранения содержание нитратов снижается
до минимума и становится ниже ПДК у всех сортов капусты.
На содержание нитратов влияет так же вид удобрения. Капуста,
подкармливаемая мочевиной, содержит меньше нитратов, как в первый,
так и во второй год. Это обусловлено, вероятно, тем, что азот в мочевине
находится в аммонийной форме, и он быстрее превращается в белки.
Наибольшее содержание нитратов в капусте, подкармливаемой раствором
удобрения «Нитрофоска», в которой азот содержится в нитратной форме.
Использование раствора «Гумми» дает средние показатели по содержанию
нитратов.
Таким образом, в капусте всех изученных сортов, выращенных на
серо-лесной почве, в которую вносился при вскапывании только перегной,
уже в конце июня содержание нитратов ниже ПДК; капусту
целесообразнее подкармливать на самой ранней стадии; из азотных
удобрений для подкормки лучше использовать мочевину. Установлено,
что содержание нитратов в капусте после подкормки разными видами
удобрений в начале вегетационного периода превышает ПДК в 2-2,5 раза.
Список использованных источников
1. Канюшая Ю.П. Открытие советских ученых. М.: Московский рабочий,
1988. С. 217-227.
2. Эвенштейн З. Нитраты, нитриты, нитрозамины //Общественное питание,
1989, №3. с 12-32.
Бикбаев Ильнур Гатиатович
БГПУ им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: к.б.н., профессор Л.Г. Наумова
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ
СООБЩЕСТВ ГРЯД И МОЧАЖИН БОЛОТА УРОЧИЩА
НАРАТСАЗ
Для многих болот характерна грядово-мочажинная форма рельефа,
при которой чередуются возвышенные и низинные участки. Эти типы
местообитаний существенно различаются по ведущим экологическим
18
факторам, главным из которых является увлажнение [2,3]. В этой статье
приведены результаты сравнительного анализа флористического состава
сообществ гряды и мочажины болота урочища Наратсаз, имеющего статус
комплексного
памятника
природы
(образован
распоряжением
Правительства Республики Башкортостан от 21 июля 2005 г. №673-р).
Площадь болота – 585,0 га, оно расположено в 2 км к юго-западу от д.
Сабаево (Мишкинский район РБ).
Сбор фактического материала проводился в течение полевых сезонов
2010-2011 гг. лаборатории геоботаники и охраны растительности ИБ УНЦ
РАН под руководством доктора биологических наук В.Б. Мартыненко.
Объект исследования. Болото находится на Прибельской увалистоволнистой равнине Уфимского плато, в пределах Башкирского свода.
Среднегодовое
количество
осадков
составляет
550-600
мм.
Продолжительность солнечного сияния за год (часы) – 1900-1950. Средняя
температура года 2,5-3,0оС. Средняя температура воздуха: январь – 14,5оС
(максимальная – 48,1оС); июнь + 18,5оС, (максимальная +36оС) [1]. В
сообщества гряд преобладали Sphagnum fuscum, Sph. capillifolium, Pinus
sylvestris, Empetrum hermaphroditum, Juniperus communis, в сообществах
мочажин – Comarum palustre, Galium palustre, Agrostis stolonifera, Carex
pseudocyperus, Scirpus lacustris.
Материалы и методы исследования. Были выбраны типичные
гряда и мочажина на болоте. Превышение гряды над мочажиной
составляет 0,2-0,25 м. Геоботанические описания выполнялись на
площадках 5-10 м2 по общепринятой методике. Использовалась шкала
проективного покрытия по Браун-Бланке:
r – вид встречается единично;
+ – вид встречается чаще, но его проективное покрытие не
превышает 1%;
1 – число особей невелико, проективное покрытие от 1 до 5%;
2 – проективное покрытие от 6 до 25%;
3 – проективное покрытие от 26 до 50%;
4 – проективное покрытие от 51 до 75%;
5 – проективное покрытие выше 75%.
Неизвестные виды растений гербаризировались и были определены в
камеральный период при консультации кандидата биологических наук
с.н.с. А.А. Мулдашева.
В местах описаний в полевых условиях в трехкратной повторности с
помощью рН-метра-кондуктомера Hanna Combo (HI 98129) определялись
рН и кондуктивность (С – способность воды проводить электричество)
болотных вод. Для тех площадок, на которых уровень болотных вод был
очень низок, проводился отбор почв для анализа. Образцы почвы
высушивались, измельчались, просеивались через сито. На технических
весах взвешивали 10 грамм воздушно-сухой почвы, помещали почву в 100
19
мл колбу, заливали 50 мл дистиллированной воды. После настаивания в
течение одного часа, при периодическом встряхивании, измеряли
электрическое сопротивление с помощью рН-метра-кондуктомера.
При обработке материала сравнивались растительные сообщества по
спектру жизненных форм И.Г. Серебрякова и фитосоциологическому
спектру [4] на уровне классов системы Браун-Бланке [5].
Результаты и их обсуждение. В результате исследования
выяснилось, что показатели Ppm (концентрация) и T (температура) на
гряде и мочажине существенно не различаются, есть небольшие различия
по показателям кислотности (pH) – кислотность на мочажине выше, как и
кондуктивность.
Результаты сравнения флористического состава исследованных
сообществ показаны в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Спектры жизненных форм растительных сообществ гряды и мочажины
Жизненная форма
Элементы комплекса
гряда
мочажина
2
–
2
–
2
–
7
16
5
–
Дерево
Кустарник
Кустарничек
Трава
Мох
Сообщества гряды и мочажины различаются по спектру жизненных
форм. На гряде представлены 5 типов жизненных форм: два вида имеют
жизненную форму дерева (Betula pubescens, Pinus sylvestris), два вида –
жизненную форму кустарника (Juniperus communis, Salix rosmarinifolia),
два вида – кустарнички (Empetrum hermaphroditum, Oxycoccus palustris).
Жизненная форма трава представлена семью видами (Carex diandra,
Epipactis palustris, Pyrola minor и др.). В сообществе гряды представлено 5
видов мхов, два из них – дерновинные (Sphagnum capillifolium, Sph.
fuscum), три – ковровые (Helodinem blandowii, Paludella squarrosa,
Tomenthypnum nitens).
На мочажине представлены виды одной жизненной формы –
поликарпические травы (Calamagrostis phragmitoides, Agrostis stolonifera и
др.).
Выявлены существенные различия сообществ гряды и мочажины по
фитосоциологическому спектру.
В составе сообщества гряды представлены виды пяти классов
растительности:
Molinio-Arrhenatheretea,
Oxycocco-Sphagnetea,
Scheuchzerio-Caricetea nigrae, Vaccinietea uliginosi, Vaccinio-Piceetea.
Преобладающими являются виды классов Scheuchzerio-Caricetea nigrae
20
(мезотрофные болота) и Oxycocco-Sphagnetea (верховые олиготрофные
болота), которые вместе составляют 55,5 %.
В составе сообщества мочажины представлены виды также пяти 5
классов растительности, но список их другой: Alnetea glutinosae, MolinioArrhenatheretea, Phragmiti-Magnocaricetea, Scheuchzerio–Caricetea nigrae,
Vaccinietea uliginosi. Преобладающими являются виды классов Alnetea
glutinosae и Phragmiti-Magnocaricetea, составляющие вместе 75 %.
Таблица 2
Фитосоциологические спектры растительных сообществ
гряды и мочажины (число видов – абсолютное/%)
Класс растительности
Элементы комплекса
гряда
мочажина
–
9/56, 25
3/16,6
2/12,5
4/22,2
–
–
3/18,75
6/33,3
1/6,25
2/11,1
–
3/16,6
1/6,25
18
18
Alnetea-Glutinosae
Molinio-Arrhenatheretea
Oxycocco-Sphagnetea
Phragmiti-Magnocaricetea
Scheuchzerio–Caricetea nigrae
Vaccinio-Piceetea
Vaccinietea uliginosi
Всего видов
Сравнение фитосоциологических спектров позволяет вывод, что
сообщества мочажины не только лучше увлажнены, но и более
эвтрофицированы. Этим объясняется наличие в их составе видов
эвтрофных низинных болот Alnetea glutinosae и низинных травяных болот
Phragmiti-Magnocaricetea.
Таким образом, изученные растительные сообщества гряд и мочажин
связаны с разными градациями комплексного градиента, объединяющего
увлажнение и богатство субстрата.
Список использованных источников
1. Башкортостан: Краткая энциклопедия. Уфа: Научное издательство
«Башкирская энциклопедия», 1996. 672 с.
2. Боч М.С., Василевич В.И. Состав и структура растительности
грядово-мочажинного комплекса // Экология. 1980. № 3. С. 22-30.
3. Боч М.С., Смагин В.А. Флора и растительность болот СевероЗапада России и принципы их охраны. Спб: Гидрометеоиздат, 1993. 225 с.
4. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных
концепций науки о растительности. Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. 488 с.
5. Ямалов С.М., Мартыненко В.Б., Абрамова Л.М., Голуб В.Б.,
Баишева Э.З., Баянов А.В. Продромус растительных сообществ
Республики Башкортостан: Препринт. Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. 100 с.
21
Волгин Михаил Юрьевич
Мелитопольский государственный педагогический университет
им. Б. Хмельницкого, г. Мелитополь, Украина
Научный руководитель: Мальцев Е.И. ассистент МГПУ им.
Б.Хмельницкого
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛЬГОСООБЩЕСТВ
ПОДСТИЛОК СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ САМАРСКОГО ЛЕСА
(ДНЕПРОПЕТРОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, УКРАИНА)
Водоросли – одноклеточные или многоклеточные, свободно
живущие или колониальные – это неотъемлемая часть большинства
биогеоценозов. Они имеют широкую экологическую амплитуду:
встречаются в соленых и пресных водоемах, а также в различных
вневодных местообитаниях: почве, на коре деревьев, камнях и др.
Лесная подстилка представляет собой достаточно специфический
биогеоценотический горизонт, в котором можно проследить тесную связь
абиотических и биотических компонентов лесного биогеоценоза,
продукционных процессов и деструкции. Комплекс микроорганизмов,
обитающий в лесной подстилке, по численности и разнообразию может
превосходить ниже лежащие горизонты почвы [3]. Одними из этих
микроорганизмов являются водоросли, которые приспособились к жизни в
разных диапазонах абиотических условий, способны к фотосинтезу и
занимают особую экологическую нишу в биогеоценозе [1].
Цель
исследования:
изучить
экологические
особенности
альгосообществ лесных подстилок на примере сосновых насаждений
Самарского леса.
Задачи исследования: выявить таксономический состав водорослей
лесных подстилок сосновых насаждений Самарского леса; определить
ведущие семейства, доминанты и субдоминанты альгогруппировок;
составить спектры жизненных форм водорослей; рассчитать коэффициент
флористической общности Жаккара для альгосообществ лесных подстилок
разных сезонов.
Материалы и методы исследований. Изучение альгосообществ
лесной подстилки проводили в насаждении Pinus selvestris L (Кочережское
лесничество Днепропетровской обл., Украина), которое располагается на
второй песчаной террасе р. Самары. Доминантами травяного покрытия
были Chelidonium majus L и Taraxacum officinale Webb. Ex Wigg. Отбор
подстилки проводили с помощью шаблона 20х20 см с двадцатикратным
повтором по горизонтам: L, F и H. Горизонт L состоит из свежей, еще не
разложенной листвы, коры, плодов; F – представляет лиственный опад,
который уже начал разлагаться, но отдельные компоненты сохранили
первичную структуру; H – детрит, однородная органическая масса.
22
Исследование проводили весной, летом и осенью 2011г.
Лабораторные исследования проводили на базе Лаборатории
альгоэкологических исследований наземных и водных экосистем
Мелитопольского государственного педагогического университета им. Б.
Хмельницкого. Видовой состав водорослей определяли на основе культур
со стеклами обрастания и агаровых культур. Доминанты и субдоминанты
определяли
на
основе
шкалы
разнообразия,
предложенной
Г.Г.Кузяхметовым [5]. Жизненные формы водорослей определяли по
рекомендациям Э.А. Штины [7]. Для анализа систематической структуры
использована система И.Ю. Костикова с соавторами [4].
Анализ гетерогенности видового состава водорослей в разных
сезонах, проводили на основе коэффициента флористической общности
Жаккара [5].
Исполнителем научной работы был произведен сбор полевого
материала, постановка культур, статистическая обработка данных.
Определение видового состава водорослей проводился под контролем
научного руководителя.
Результаты и их обсуждение. Весной подстилка соснового
насаждения состояла только из горизонта F, что часто наблюдается в
искусственных лесах степной зоны Украины, где в отличие от лесной и
лесостепной зоны, могут формироваться двухслойные и даже однослойные
подстилки [2]. Нами было обнаружено 7 видов водорослей. Из них:
Chlorophyta – 6, Bacillariophyta – 1. Ведущим семейством было
Chlamydomonadaceae. К доминантам отнесли Klebsormidium flaccidum
(Kützing) Silva et al., субдоминантам: Myrmecia incisa Reisigl и
Chlamydomonas anulata Nygaard. Спектр жизненных форм описывается
формулой: Ch2C2X1B1H1 (7), где рядом с видами устойчивыми к различным
экстремальным условиям (Ch) встречались виды неустойчивые к засухам
(X, C формы). Это может свидетельствовать про достаточное количество
влаги в весенней подстилке.
Летом в верхнем горизонте L был найден лишь один вид Stichococcus minor Nägeli, представитель отдела Chlorophyta. Этот вид не
дал массового разрастания и был представлен одиночными клетками.
Скорее всего, это объясняется тем, что этот вид относится к X – форме,
которая обединяет виды теневыносливые, но не устойчивые к высоким
температурам и засухе.
В горизонте F было отмечено 8 видов. Из них: Chlorophyta – 5,
Bacillariophyta – 2, Xanthophyta – 1. Доминантами горизонта были:
Pseudococcomyxa simplex (Mainx) Fott и Klebsormidium flaccidum,
субдоминантами – Monodus acuminata (Gerneck) Chodat, Bracteacoccus
23
minor (Chodat) Petrová и Planothidium lanceolatum (Brébisson in Kützing)
Bukhtiyarova. Спектр жизненных форм: Ch2X2C1H1B1hydr1 (8).
В нижнем горизонте подстилки было найдено 11 видов водорослей.
Все виды относились к отделу Chlorophyta. Ведущие семейства
альгогруппировки горизонта: Chlorellaceae и Myrmeciaceae. Комплекс
доминантов сформирован видами Klebsormidium flaccidum, Chlorella
mirabilis Andreeva. В составе субдоминантов отмечены: Chlorococcum
(Neospongiococcum) ellipsoideum Deason et Bold и Myrmecia incisa. Спектр
жизненных форм: Ch4X4C2H1 (11).
Осенью подстилка была представлена двумя горизонтами: свежим
опадом, в котором мы не наблюдали развитие водорослей, и детритом.
Всего было обнаружено 8 видов, из них: Chlorophyta – 5, Xantophyta – 2,
Eustigmatophyta – 1. Доминантами были: Klebsormidium flaccidum,
Myrmecia incisa, субдоминантами - Nephrodiella phaseolus Pascher,
Monodopsis subterranea (B. Petersen) Hibberd. Спектр жизненных форм:
X4Ch2H1hydr1 (8).
На протяжении исследований нами не были отмечены представители
отдела Cyanoprokaryota, что ранее отмечалось для почвенных
альгосообществ сосняков Самарского лесного массива Мальцевой И.А. [6].
Весной и летом наблюдалось преобладание видов Сh- и частично С-форм.
Обилие осадков в осенний период отразилось на появлении в исследуемом
альгосообществе видов водорослей влаголюбивых жизненных форм (X, H,
hydr).
Анализ гетерогенности видового состава водорослей в подстилке
насаждения Pinus selvestris в разные сезоны года показал значения
коэффициента Жаккара от 15,4 до 29%, что указывает на низкую сезонную
схожесть альгогруппировок сосновой подстилки: Кж (весна – лето) = 29 %; Кж
(весна – осень) = 15,4 %; Кж (лето – осень) = 21 %. Наибольшее сходство наблюдается
между весенними и летними альгогруппировками, наименьшие – между
весенними и осенними.
Выводы
1. Альгогруппировка подстилки насаждения Pinus selvestris
Самарского леса была сформирована 21 видом водорослей: Chlorophyta –
15 видов (71,4 %), Bacillariophyta – 2 (9,5 %), Xantophyta – 3 (14,3%) и
Eustigmatophyta – 1 (4,7 %).
2. Наибольшее количество видов отмечалось в летний сезон, но
почти все они относились к отделу Chlorophyta, что указывает на бедность
таксономического состава водорослей летних подстилок.
24
3. Общий спектр жизненных форм водорослей подстилки
насаждения Pinus selvestris Кочережского лесничества описывается
формулой: Ch6X6C5hydr2B1H1 (21), с доминированием в засушливые
периоды Ch-формы, и выходом осенью на первое место Х-формы.
4. Установлена гетерогенность видового состава альгогруппировок в
разные времена года на основе коэффициента Жаккара, который имел
значение от 15,4 до 29%, что говорит о высокой специфичности видового
состава водорослей сосновых подстилок для разных времен года.
Список использованных источников
1. Алексахина Т.И. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов / Т.И.
Алексахина, Э.А. Штина. – Москва: Наука, 1984. – 150 с.
2. Артеменко В. Н. Экологические и методологические принципы
исследования лесных подстилок Днепровско-Орельского природного
заповедника / В. Н. Артеменко //Вопросы степного лесоведения и лесной
рекультивации земель. – 1997. – 1. – С. 57 – 64.
3. Гельцер Ю.Г. Особенности биологической активности подстилок в
белоакациевых насаждениях на естественных и рекультивируемых почвах
Присамарья / Ю.Г. Гельцер, Л.А. Цветкова // Вопросы степного
лесоведения и научные основы лесной рекультивации земель. – 1985. – 1.
4. Костіков І.Ю.Водорості ґрунтів України (історія та методи дослідження,
система конспект флори) / [І.Ю. Костіков, П.О. Романенко, Е.М. Демченко
та ін.]. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 300 с.
5. Кузяхметов Г.Г. Методы изучения почвенных водорослей: Учебное
пособие / Г.Г. Кузяхметов, И.Е. Дубовик. – Уфа: Изд-во Башкирского унта, 2001. – 60 с.
6. Мальцева І.А. Ґрунтові водорості лісів степної зони України / І.А.
Мальцева. – Мелітополь: Люкс, 2009. – 312 с.
7. Штина Э.А. Экология почвенных водорослей / Э.А. Штина, М.М.
Голлербах. – Москва: Наука, 1976. – 143 с.
Габдрахманов Динар Салаватович
ФГБОУ ВПО Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы г. Уфа
Научный руководитель: Кабиров Р.Р., д.б.н., профессор
МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ ПОПУЛЯЦИИ НИТЧАТОЙ ЗЕЛЕНОЙ
ВОДОРОСЛИ Klebsormidium flaccidum (Kützing) P.C.Silva, K.R.Mattox
& W.H.Blackwell В ТОКСИЧНОЙ СРЕДЕ
Защита окружающей среды от загрязнения в последние годы
становится всё более актуальной на фоне усиливающейся антропогенной и
техногенной нагрузки. Вследствие такой нагрузки в почве могут
25
аккумулироваться различные поллютанты. Значительное место среди
загрязняющих веществ занимают тяжелые металлы.
Одним из наиболее сильных токсикантов является медь и его
соединения. Попадая в окружающую среду соединения меди, оказывают
неблагоприятное влияние на все живые компоненты экосистемы, в том
числе и на микроскопические водоросли.
Целью наших исследований является изучение поведение популяции
Klebsormidium flaccidum в среде при различных концентрациях сульфата
меди (СuSO4). Были исследованы водные растворы СuSO4 следующих
концентраций: 0,075, 0,050, 0,100, 0,200, 0,400 моль/л. В качестве контроля
использовали дистиллированную воду.
Методика эксперимента заключается в следующем. Исследуемые
растворы разливали в конические колбы, объемом 100мл. В каждую колбу
из накопительной культуры Klebsormidium flaccidum вносили по 3 мл
суспензии клеток. Колбы экспонировали на свету в течение 12 суток. Из
каждой колбы отбирали по одной капли суспензии и рассматривали её под
микроскопом. Наблюдение проводили сразу после внесения культуры в
соответствующие колбы и в дальнейшем через 1,2,4,6,9,12 суток. При
изучении
под
микроскопом
отмечали
количество
живых
недеформированных, живых деформированных и мертвых клеток. В
качестве живых недеформированных клеток отмечали зеленые клетки,
имеющие естественный зеленый цвет и сохранившие морфологический
статус. В качестве живых деформированных клеток отмечали клетки,
имеющие естественный зеленый цвет, но не соответствующие
морфологическому статусу (с различными нарушениями формы клеток).
Мертвые клетки представляли собой клетки, потерявшие естественный
зеленый цвет, с разрушенным хроматофором и с различными
нарушениями формы клеток.
В результате исследований было установлено, что:
– в течение всего срока наблюдений, в контрольном варианте
наблюдались
только
живые
недеформированные
клетки,
деформированных и мертвых не было обнаружено. Наиболее ярко
токсический эффект проявлялся на 4, 9, 12 сутки;
– при исследовании токсичной среды на 4, 9, 12 сутки происходило
изменение
соотношений
живых
недеформированных,
живых
деформированных и мертвых клеток;
– наблюдая за изменением количества живых клеток при одной и той
же концентрации (0,025 моль/л), в течение 4,9,12 суток можно заметить
уменьшение живых недеформированных клеток (4.8%, 2.8%, 0.7%
соответственно) от общего числа;
– также можно заметить, что на 12 сутки число живых клеток при
концентрациях 0,050, 0,075, 0,100, 0,200 и 0,400 моль/л стало равно 0;
26
– количество деформированных и мертвых клеток к 12 дню
увеличивается, что свидетельствует о высокой токсичности раствора
сульфата меди в данный промежуток времени.
Таблица №1
Состояние клеток на 12 сутки при различных концентрациях
Состояние клеток, %
Концентрац
ия, моль/л
Живые
Деформированны
Мертвые
е
Контроль
70,2
0
0
0,025
0,7
62,6
36,7
0,050
0
66,1
39,9
0,075
0
82,4
17,6
0,100
0
59,5
40,5
0,200
0
55,9
44,1
0,400
0
24
76
По результатам проделанной работы можно сделать следующие
выводы: В токсичной среде при различных концентрациях CuSO4 заметно
снижается число живых клеток, по сравнению с контрольным вариантом и
возрастает количество деформированных и мертвых клеток.
Гагина Екатерина Олеговна
Бирский филиал БашГУ, г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Минина Н.Н., к.б.н., доцент, Бирский филиал
БашГУ
ОСОБЕННОСТИ СЕМЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ
ВИДОВ РОДА LARIX
Лиственница (Larix) – род листопадных хвойных растений сем.
Сосновые. В условиях средней полосы России это единственное
листопадное хвойное дерево. Видовые лиственницы – огромные, мощные,
быстро растущие деревья с прозрачной сквозной кроной. Листопадность и
ажур кроны выделяют лиственницы из общего ряда хвойных.
Род насчитывает около 20 видов, распространенных в Северном
полушарии. Высокие, красивые, быстро растущие, однодомные хвойные
деревья с опадающей на зиму хвоей. В разреженных насаждениях и у
одиноко стоящих деревьев – кроны раскидистые, в сомкнутых – высоко
поднятые, относительно узкие. Ветвление редкое, сквозистое. Хвоя мягкая,
узколинейная, на удлиненных побегах одиночная, расположенная
спирально, на укороченных – в пучках по 20 и более хвоинок. Весной хвоя
светло-зеленая, осенью – золотисто-желтых тонов. Шишки округлые,
яйцевидные или почти цилиндрические. Цветут ежегодно ранней весной,
27
шишки созревают в год цветения. Семена (по 2) под каждой семенной
чешуей, почти трехгранные, с большим кожистым крылом. Семена
высыпаются ранней весной или летом следующего года, а пустые шишки
украшают деревья в течение нескольких лет [5].
В ходе исследовательской работы главной целью было изучить
биологию семенного размножения видов рода Larix (Л. тонкочешуйчатая –
L. leptolepis Gord., л. приморская – L. maritime Suk., Л. принца Рупрехта –
(L. Principis ruprechtil Mayr). Задачи исследования:
1. Изучить биоморфологию шишек;
2. Изучить семенную продуктивность;
3. Изучить всхожесть семян.
Автором был собран материал для исследования, произведена
биометрическая обработка данных и изучена всхожесть семян согласно
методике М.Т. Фирсовой [8; 9], C.C. Лищук [6]. Семенную продуктивность
определяли по общепринятой методике [1; 3; 7]. Цифровой материал
обрабатывали статистически [2; 4]. Работа выполнялась на кафедре
Биологии растений и методики преподавания биологии в течение 2-х лет.
Публикаций по данной теме нет.
Нами были собраны шишки 3-х видов лиственницы Larix (Л.
тонкочешуйчатая – L. leptolepis Gord., л. приморская – L. maritime Suk, Л.
принца Рупрехта – L. principis ruprechtil Mayr).
Шишки лиственницы тонкочешуйчатой L. leptolepis Gord. округлоовальные, длиной 27 мм, состоят из 46 чешуек, расположенных в пяти
рядах. Семенные чешуйки тонкие, хрупкие, красновато-светлокоричневые; кроющие чешуйки наполовину короче семенных,
яйцевидные, коричнево-красные. Семена длиной 3 мм, с блестящим
коричневым крылом.
Шишки лиственницы приморской L. maritime Suk. 21 мм длиной,
продолговато-яйцевидные. Чешуи в количестве 33 штук, прямые, плоские,
яйцевидные, по верхнему краю закругленные, темно-коричневые с
красноватым оттенком. Чешуи с сизоватым восковидным налетом, голые и
блестящие. Кроющие чешуи хорошо заметные, составляют примерно 2/3
длины семенных, темно-коричневые. Семена 4 мм длиной, коричневые, с
красноватым крылом примерно вдвое длиннее их.
Шишки лиственницы принца Рупрехта L. principis ruprechtil Mayr. на
двухсантиметровом, загнутом вверх черешке, кеглевидные, 35 мм длиной.
Состоят из 39 плотных чешуй темно-коричневого цвета, яйцевидной
формы. Кроющие чешуйки наполовину короче семенных, коричневокрасные. Семена длиной 4мм длиной, с коричневым крылом.
Нами была проведена работа по изучению потенциальной семенной
продуктивности каждого вида рода лиственница Larix. Для этого было
подсчитано число шишек на репродуктивном побеге и число семян в
одной
шишке,
вычислена
потенциальная,
реальная
семенная
28
продуктивность и коэффициент семенной продуктивности
на
репродуктивный побег.
Исследования показали, что у изученных видов лиственниц высокая
потенциальная семенная продуктивность: у л. тонкочешуйчатой – 3404
семяпочек, у л. приморской – 2508 семяпочек, у л. принца Рупрехта – 2028
семяпочек на репродуктивный побег. Реальная семенная продуктивность
лиственниц гораздо ниже: у л. тонкочешуйчатой – 2220 семян, у л.
приморской – 760 семян, у л. принца Рупрехта – 1560 семян на
репродуктивный побег. Таким образом, коэффициент семенной
продуктивности составляет: для л. тонкочешуйчатой – 65%, для л.
приморской – 30%, для л. принца Рупрехта –76%.
Нами была изучена лабораторная и грунтовая всхожесть семян трех
видов лиственницы. Лабораторная всхожесть в темноте при температуре
25-30°С Larix leptolepis составила – 20%, L. maritime – 10%, L. principis
ruprechtil –23,3%. Грунтовая всхожесть L. leptolepis составила – 16,7%, L.
maritime – 6,3%, семена L. principis ruprechtil в грунте не взошли.
Данные полученные в ходе исследовательской работы показывают,
что несмотря на высокие показатели семенной продуктивности
лиственницы плохо возобновляются в связи с низкой всхожестью семян,
особенно грунтовой. Поэтому для возобновления данных видов
необходимо лабораторное проращивание семян с последующей высадкой
в грунт для данных видов лиственниц.
Список использованных источников
1. Вайнагий И.В. Продуктивность цветков и семян Arnica montana L. в
Украинских Карпатах. // Растительные ресурсы. 1985. Т. 21. Вып. 3. С. 266277.
2. Вайнагий И.П. Методика статистической обработки материала по
семенной продуктивности растений на примере Potentilla aurea L. //
Растительные ресурсы. 1973. Т.9, Вып.2. С. 287-296.
3. Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности
растений. // Ботанический журнал. 1974.- Т. 59, №6. С. 826-831.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. 336 с.
5. Ирошников А.И. Лиственницы России. Москва, 2004. 182 с.
6. Лищук С.С. Методика определения массы семян. // Ботанический
журнал. 1991. Т.76, №11. С. 1623-1624.
7. Работнов Т.А. Методы изучения семенного размножения травянистых
растений в сообществах // Полевая геоботаника. М.; Л., 1960. Т.2. С. 20-40.
8. Фирсова М.К. Методы исследования и оценки качества семян. М.:
Сельхозгиз, 1955. – 376 с.
9. Фирсова М.К. Семенной контроль. – М.: Колос, 1969. – 295 с.
29
Галимьянова Эльза Фаназиевна
Бирский филиал БашГУ, г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Минина Н.Н., к.б.н., доцент, Бирский филиал
БашГУ
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПИОНА
ТОНКОЛИСТНОГО (Paeonia tenuifolia L.) СЕМЕЙСТВА
ПИОНОВЫЕ (Paeoniaceae Rudolphi )
Пион тонколистный, или Пион узколистный (лат. Paeonia
tenuifolia L.) семейства Пионовые (Paeoniaceae Rudolphi) – редкий и
исчезающий вид, занесенный в Красные книги многих государств. Траву с
клубнями (стебли, листья, цветки) и корневые шишки используют в
лекарственных целях. В народной медицине водный настой травы пьют в
небольших дозах при болезнях сердца, а водный настой корневых шишек
применяют при, кашле, для лечения малокровия, эпилепсии,
почечнокаменной болезни, при геморрое, скудных и нерегулярных
менструациях и для отрезвления пьяных. Растение токсично, поэтому
необходимо точно дозировать его препараты. Внутреннее применение
пиона тонколистного, как ядовитого растения, требует большой
осторожности. Встречается в европейской части России, а также в
Дагестане, Грузии, Азербайджане, Украине, в Малой Азии на Балканском
полуострове, в Северо-Западном Иране. Произрастает в основном в
степных районах, ковыльно-разнотравных степях, на известковощебнистых почвах, каменистых осыпях, по опушкам светлых дубрав, в
зарослях кустарников [3].
Используется для декоративных целей – в крупных альпинариях,
среди камней и на фоне осыпей, в умеренно-сухих миксбордерах, также
незаменим для селекции. Стебли и листья используются для добывания
зеленой краски [4].
Цель: изучение эколого-биологических особенностей и редкого
растения (Paeonia tenuifolia L.) из семейства Пионовые (Paeoniaceae
Rudolphi).
Задачи: изучить сезонный ритм развития, особенности цветения
вида в условиях культуры.
Автором был изучен сезонный ритм развития и проведены
морфометрические
исследования Paeonia tenuifolia L. в условиях
дендрария БФБашГУ. При изучении сезонного ритма развития проводили
наблюдения за сроками наступления основных фаз развития растений [1].
Обработку фенологических дат осуществляли согласно рекомендациям [5]
с учетом дополнений [6]. При антэкологических исследованиях
использовали положения, изложенные в работах [8] и [7]. Декоративные
показатели растений оценивали по морфологическим признакам, которые
30
учитываются селекционерами при оценке травянистых декоративных
растений [2].
Работа выполнялась на кафедре Биологии растений и методики
преподавания биологии в течение одного года. Публикаций по данной теме
нет.
По нашим данным у пиона тонколистного в условиях дендрария
БФБашГУ несколько простых стеблей – голых, одноцветковых, реже
двухцветковых. Высота растений составляеи 44.72±2,44 см, однако
встречаются особи высотой от 50 до 55 см. Листья пионов крупные,
очередные, тройчатые, лишенные прилистников, ярко-зеленого цвета,
размером от 10 до 13 см, в среднем 11,5 ± 0,27 см. Цветки крупные,
верхушечные, обычно одиночные, иногда по нескольку, спиральные или
спироциклические, обоеполые, диаметром от 9 до 12 см, в среднем
11,30±0,31 см, состоят из чашечки и венчика. Чашелистиков 5, лепестков
от 8 до 11, в среднем 9,11±0,41 шт. Лепестки крупные, одиночные, яркокрасного или тёмно-пурпурного цвета. Тычинки многочисленные. Пестики
сидят на мясистом диске, их 2-5. Плод у пиона – сложная многолистовка.
Состоит из 2-5 многосеменных листовок. Каждая листовка имеет
несколько крупных семян, удлиненно-округлой или овальной формы,
синего, черного или буро-коричневого цвета, блестящие. Семена в длину
5-8 см, в среднем 6,4±0,27 см, в ширину 3-5, в среднем 4,1±0,18.
Таким образом, в условиях дендрария БФ БГУ успешно пион
тонколистный цветет и плодоносит.
Список использованных источников
1. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных
сообществ. Новосибирск: Наука, 1974. 156 с.
2. Былов В.Н., Каприсонова Р.А. Принципы создания и изучения
коллекции малораспространенных декоративных многолетников. // Бюл.
Гл. ботан. сада. 1978. Вып.107. С. 77-82.
3. Гроссгейм А.А. Род PaeoniaL.//Флора Кавказа.М.-Л.: Академия Наук
СССР, 1950. Т.4.С.11-13.
4. Жизнь растений. В 6-ти томах (Гл. редактор А. А. Федоров. Т. 1. Ч.1.
Цветковые растения). Под редакцией А.А. Тахтаджяна. М.: Просвещение,
1980. Том 6. 16-18 с.
5. Зайцев Г.Н. Фенология травянистых многолетников. М.: Просвещение,
1978. 150 с.
6. Нилов В.Н. К методике статистической обработки материалов
фенологических наблюдений. // Ботанический журнал. 1980. Т. 65, №2: С.
282-284.
7. Пономарев А.Н. Изучение цветения и опыления растений. // Полевая
геоботаника. 1960. Т.2. С. 9-19.
8. Шамурин В.Ф. Суточная ритмика и экология цветения некоторых
степных растений. // Ботанический журнал. 1958. Т.43., № 4. С. 548-557.
31
Гатиятова Гульназ Фаргатовна
Бирский филиал Башкирского государственного университета,
г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Лыгин С.А. канд.хим.наук, доцент,
АНАЛИЗ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ
БИОИНДИКАТОРОВ
Актуальность: тяжелые металлы относятся к приоритетным
загрязняющим веществам. Они характеризуются высокой токсичностью
для живых организмов в относительно низких концентрациях.
Цель: дать химико-экологическую оценку приземного воздуха
города Бирска по степени запыленности и содержанию в пыли тяжелых
металлов.
Задачи: 1. изучить и проанализировать теоретическую литературу по
теме исследования; 2. изучить пространственное распределение, сезонную
изменчивость содержания пыли и тяжелых металлов в приземном воздухе
г. Бирска и оценить степень их токсичности, используя в качестве
критерия санитарно-гигиенический норматив ПДК; 3. определить
содержание тяжелых металлов в составе пыли приземного воздуха города.
Для качества приземного воздуха используется как химический, так
и биологический контроль, под которыми понимается применение
растений с развитой поверхностью, способных сорбировать на ней
частицы пыли и аккумулировать в листовых пластинках загрязняющие
вещества.
Для оценки чистоты приземного воздуха был использован метод
биоиндикации. Биондикация - оценка качества природной среды по
состоянию её биоты. Метод основан на наблюдении за составом и
численностью видов-индикаторов [1, 2].
Эксперимент проводился в течение 2011-2012 годов на кафедре
химии и методики обучения химии БФ БашГУ. В качестве живых
индикаторов использовались лишайники, одуванчик лекарственный и
сосна обыкновенная. В мае 2011 года было проведено исследование
чистоты приземного воздуха города Бирска.
В качестве индикатора были выбраны лишайники. Лишайники поразному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые из них не
выносят даже малейшего загрязнения и погибают, другие, наоборот чаще
живут в городах и прочих населенных пунктах, хорошо приспособившись
к соответствующим антропогенным условиям. Изучив свойства
лишайников, можно использовать их для общей оценки степени
загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха [3].
На основании исследований выделены зоны лишайников, которые
позволяют судить о степени загрязненности атмосферного воздуха:
32
лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников; зона
соревнования – лишайниковая флора бедна; нормальная зоны –
встречаются многие виды лишайников [4].
На основании этих данных, мы попытались проследить зависимость
видового разнообразия эпифитных (произрастающих на растениях)
лишайников от степени загрязненности атмосферы.
Методика исследования: для работы необходимо иметь картон,
ножницы, линейку, определитель лишайника. Нужно вырезать из бумаги
квадратную раму размером стороны 20см. Поместить раму на стволе
дерева на высоте одного метра и посмотреть, какую часть ствола в раме
покрывают лишайники.
Оценочная шкала:
• весь квадрат покрыт лишайниками; много различных лишайников:
чистый воздух;
• половина квадрата покрыта лишайниками; несколько видов
лишайника (2-3): мало загрязнённый воздух;
• единичные глазки лишайника в квадрате: вид лишайника;
• ни одного вида лишайников в квадрате: очень загрязнённый воздух
[4].
Эксперимент по определению чистоты воздуха проводился на
улицах города Бирска.
Проанализировав полученные результаты в ходе эксперимента
можно сделать следующие соответствующие выводы:
– наиболее благоприятным районом с чистым воздухом является
территория БФ БашГУ, деревья в этой зоне сплошь покрыты листоватым
видом лишайника, что напрямую говорит о чистоте воздуха;
– менее благоприятным является воздух на улице Мира, 118. Здесь
активное движение транспорта способствует загрязнению воздуха;
– самым неблагоприятным районом является территория Кольца,
здесь движение транспорта наиболее активное, загрязнение наиболее
сильное.
В мае 2012 года было проведено второе исследование качества
чистоты приземного воздуха. В качестве индикатора чистоты воздуха
использовался одуванчик лекарственный.
Физическое и химическое загрязнение окружающей среды влияет на
качество
пыльцевых
зерен,
характеризующихся
высокой
чувствительностью к действию загрязнителей. Поэтому в разных районах,
в зависимости от степени их загрязненности, пыльца одуванчика
лекарственного может качественно различаться.
Выделяют: ненормальные (абортивные) пыльцевые зерна и
нормальные пыльцевые зерна.
Методика исследования: для работы необходимо иметь микроскоп,
предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, пипетки, слабый
33
раствор йода. Нужно извлечь пыльцу из пыльников цветка, использовав
препаровальную иглу, и поместить ее на предметное стекло. Затем нанести
на пыльцу при помощи пипетки капли раствора йода и перемешать ее,
использовав препаровальную иглу, так чтобы все пыльцевые зерна
оказались в растворе. Оставить приготовленный препарат на несколько
минут, а затем изучить пыльцевые зерна, подсчитать количество
нормальных и абортированных зерен и определить процент нормальных
зерен.
Для эксперимента использовались одуванчики, сорванные в разных
частях города Бирска. По качеству пыльцы одуванчика лекарственного
результаты показали, что наименее загрязненным оказался участок №1,
т.к. процент нормальных пыльцевых зерен наиболее близок к 100%
(92,8%). Вторым наименее загрязненным участком является ул.8 Марта,
24. Из общего количества пыльцевых зерен 194 – нормальные, что
составляет 56,5%. Наибольшее загрязнение наблюдается на территории
АЗС. Процентное содержание нормальных пыльцевых зерен в этом районе
составляет 48,66%[5].
В августе 2012 года было проведено третье исследование качества
чистоты приземного воздуха. В качестве индикаторы использовалась хвоя
сосны обыкновенной.
Известна высокая чувствительность хвойных растений к различным
видам загрязнителей, что обуславливает их широкое использование в
качестве биоиндикаторов при оценке качества окружающей среды.
Методика исследования: с нескольких боковых побегов в средней
части кроны 5-10 деревьев сосны в 15-20 летнем возрасте отбирают 200
пар хвоинок второго и третьего года жизни. Анализ хвои проводят в
лаборатории. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с
пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитывается количество
хвоинок в каждой группе.
Опытом установлено, что в грязной зоне хвоинки с усыханием
преобладают над неповрежденными. В зоне с большим содержанием газа и
пыли количество хвоинок с пятнами почти в четыре раза больше, чем в
чистой зоне. Это свидетельствует, что в загрязненном воздухе содержится
в четыре раза больше опасных веществ, которые задерживаются листовой
поверхностью сосны, приводя к образованию пятен с последующим
усыханием [6].
Список использованной литературы
1. Алексеенко Ю. В., Алексеенко Л.П. Биосфера и
жизнедеятельность: Учеб. пособие. М.: Логос, 2002. – 212 с.
2. Гусакова Н.В. Химия окружающей среды. Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2004. – С. 112-119.
34
3. Кашапов Р. Ш., Курамшина Н. Г., Коновалов В.Ф. Западный
Башкортостан: экология и безопасность жизнедеятельности. Уфа, 2003 –
49 с.
4. Рябкова К.А. Изучение лишайников. – СПб, 2003. – С.113-120.
5. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. –
Л.:Гидрометеоиздат, 1991.
6. Ашихмина Т.Я. Биоиндикация и биотестирование - методы
познания экологического состояния окружающей среды. – Киров, 2005.
Публикации автора
1. Гатиятова Г.Ф. Лихеноиндикация города Бирска: Экология России
и сопредельных районов. (Материалы XVI Международной экологической
студенческой конференции) – Новосибирск, 2011. С.3 -309.
2. Гатиятова Г.Ф. Лишайники - индикаторы чистоты воздуха
г.Бирска. Студент и научно-технический прогресс. Материалы 50-й
юбилейной Международной научной студенческой конференции. –
Новосибирск, 2012. С.44
3. Лыгин С.А., Лыгина Р.И., Гатиятова Г.Ф. Практикоориентированный проект «Лихеноиндикация как метод контроля чистоты
воздуха» Химия в школе 2012. №4. С. 60-63.
4. Гатиятова Г.Ф. Анализ чистоты воздуха с помощью лишайников.
Менделеев-2012.
Аналитическая
химия.
Шестая
Всероссийская
конференция молодых учёных, аспирантов и студентов с международным
участием. Тезисы докладов. – СПб. : Издательство Соло, 2012. – 332 с.
Густова Тамара Сергеевна
Бирский филиал БГУ, г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Рябова Т.Г., к.б.н., доцент
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ СЮНЬ
БАКАЛИНСКОГО РАЙОНА
В связи с большой антропогенной нагрузкой, испытываемой
природными комплексами в последнее время, становится актуальной
разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое
состояние природных ландшафтов. Цель исследования: выявить и оценить
современное экологическое состояние реки Сюнь Бакалинского района
Республики Башкортостан.
Для реализации данного проекта были поставлены следующие
задачи: определение органолептических и химических показателей
чистоты (загрязненности) воды в реке; изучение флоры реки Сюнь и ее
анализ по систематическому и таксономическому составу, жизненным
формам, экологическим группам; определение основных биоиндикаторов
степени загрязненности и чистоты реки Сюнь.
35
Исследование проводилось в период с 2011 по 2012 год в
Бакалинском районе, с помощью маршрутного метода, гидрофизического
и гидрохимического исследования, морфометрического изучения реки,
установления видовой принадлежности флоры с помощью определителей.
Река Сюнь является левым притоком реки Белой. Берет начало
южнее деревни Ново-Сабанаево Шаранского района, далее течет по
Бакалинскому, Илишевскому районам Республики Башкортостан. Река
отличается слабым течением, в отдельных местах - заводи, обильно
заросшие растительностью. Вода в реке прозрачная, холодная, плохо
прогревается, т.к. в реку впадают мелкие родники. Глубина реки
незначительная, от 0,5 до 3,5 м.
Анализ воды проводился в экологической лаборатории при
Бирском филиале БГУ. Вода в реке меняется от прозрачной без какихлибо оттенков и окраски до интенсивно-зеленого и буроватого в
зависимости от сезона и времени года. Прозрачность воды умеренная,
мутность едва заметная, пределы годового колебания температуры воды
составляет от +2 до +170С. В зимнее время она бывает выше нуля.
Постоянная жесткость воды реки 2,58 г экв/л, что соответствует норме.
Химический анализ воды показал содержание: Mn – 0, 009 мг/л3, Zn –
0,037 мг/л3, Al – 0,029 мг/л3, Ni – 0,002 мг/л3, Cr – 0,00087 мг/л3, Cu –
0,006 мг/л3, Co – 0,003 мг/л3, Fe – 0,087 мг/л3. При сравнении результатов
с ПДК никаких отклонений от нормы не выявлено.
Флора изучалась методом сбора и определения растений. В процессе
исследования было выявлено 65 видов растений, относящихся к 56 родам и
31 семействам.
Анализ систематического состава флоры р. Сюнь показал, что
наибольшее число видов включает в себя семейство Asteraceae (11 видов,
например, Matricaria perforatа, Taraxacum officinale, Carduus crispus,
Arctium tomentosum, Achillea millefolium и др.), что составляет 31,1% от
всего числа видов флоры р. Сюнь. Вторым преобладающим по
численности видов является семейство Cyperaceae – 7,25% (5 видов,
например, Carex acuta, Carex cаespitosa, Carex aquatilis, Scirpus sylvaticus,
Scirpus lacustris). Затем следует семейство: Rosaceae, Polygonaceae (4 вида),
Lamiaceae (3 вида). Малочисленными семействами, содержащими по 1,2
вида растений, являются: Alismataceae, Apiaceae, Brassicaceae, Lemnaceae,
Ranunculaceae, Salicaсeae, Typhaceae, Ulmaceae, Urticaceae, Betulaceae,
Butomaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Equisetaceae, Euphorbiaceae,
Fabaceae, Fagaceae, Geraniaceae, Hydrocharitaceае, Plantaginaceae,
Nymphaceae, Lentibulariaceae и др.
Анализ жизненных форм был проведен по универсальной системе К.
Раункиера, за основу которой взят чрезвычайно важный признак с
приспособительной точки зрения: положение и способ защиты почек
возобновления у растений в течение не благоприятного периода года.
36
Анализ жизненных форм флоры р. Сюнь показал, что для его состава
характерно преобладание гемикриптофитов – 36 видов (61,35%),
многолетних травянистых растений с отмирающими к зиме надземными
побегами, почки возобновления которых находятся на поверхности почвы.
Например: Lapulla myosotis, Bidens tripartite, Epilobium palustre, Rumex
crispus, Urtica dioica и др. Криптофитов – 15 видов (30,67%), к этой группе
относятся растения, почки которых зимуют, находясь глубоко в почве или
в воде (Carex cаespitosa, Carex aquatilis, Carex pseudocyperus, Potamogeton
natans, Potamogeton crispus, Spirodela polyrhiza, Lemna minor, Utriculária
vulgáris, Sagittaria sagittifolia, Alisma plantago-aquatica, Dryopteris filix-mas
и др.). Фанерофиты, терофиты, хамефиты представлены в незначительном
количестве.
Анализ экологических групп производился по отношению к
влажности. Во Флоре р. Сюнь доминируют мезофиты – 69,2% (45 видов):
растения умеренных мест обитания. Например: Plantago media, Urtica
dioica, Arctium lappa и др. Гидрофитов – 16,9% (11 видов), например:
Alisma plantago-aquatica, Sagattaria sagittifolia, Typha latifolia и др.) В
составе флоры присутствуют также гидатофиты – 5 видов (7,6%)
(полностью погруженные в воду растения, только цветение над водой).
Например: Lemna minor, Elodea canadensis, Potamogeton perfoliatus и др;
аэрогидатофиты – 3 вида (6%) (растения, листья которых плавают на
поверхности воды, а стебли и корни в воде). Например: Hydrocharis
morsus-ranae, Stratiotes aloides, Nyphar lutea и др;
При изучении флоры реки Сюнь выявлены растения – индикаторы
чистоты водоема: Scirpus lacustris, Nuphar lutea, Utricularia vulgaris,
Ceratophylum demersum, Sagittaria sagittifolia.
Полученные результаты исследования могут быть использованы при
более масштабном экологическом мониторинге
водных экосистем
Республики Башкортостан.
Егорова Светлана Борисовна
ОАНО ВПО «Волжский университет им. В.Н.Татищева»
(институт), Тольятти, Россия
Научный руководитель: Зеленевская Н.А., к.б.н., доцент, ОАНО ВПО
«ВУиТ» (институт)
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОЗЕРА ГОРОДСКОЕ
В ОСЕННИЙ ПЕРИОД ПО ДАННЫМ ФИТОПЛАНКТОНА
Цель работы: дать характеристику экологического состояния озера
Городское по данным фитопланктона.
Задачи: 1) определить видовой состав осеннего фитопланктона и
составить список водорослей; 2) выявить виды – индикаторы
37
фитопланктона; 3) определить экологическое состояние озера Городское
по данным фитопланктона.
В данной работе предложены материалы по исследованию
фитопланктона озера Городское в осенний период 2010 года.
Озеро Городское расположено в Центральном районе г. Тольятти.
Температура воды в период исследования варьировала от 2 до 5˚С. Длина
озера составляет 125 м, ширина 55 м, площадь 6875 м2.
Исследования фитопланктона на озере Городское были проведены в
октябре 2010 года. Отбор проб, микроскопирование и анализ выполнены
автором. Всего отобрано 4 пробы на станциях, расположенных по
сторонам света (№1 – Север, №2 – Восток, №3 – Юг, №4 – Запад). Пробы
фитопланктона помещались в пластиковую тару объемом 0,5 л,
снабжались этикеткой и фиксировались формалином. Далее, отобранный
материал концентрировался методом обратной фильтрации. Фильтрация
воды осуществлялась через мембранные фильтры «Владипор» под
вакуумом в специальной воронке, укреплённой на колбе Бунзена, которая
соединялась с насосом Камовского. Мембранные фильтры с осадком
водорослей помещались в склянки с 10мл дистиллированной воды и
фиксатором Г.В. Кузьмина [1].
Для подсчёта численности водорослей использовалась счётная
камера «Учинская». При помощи окуляр-микрометра производились
измерения клеток водорослей для расчета биомассы. Идентификация
видов проводилась по определителям [2-5,9]. Индексы рассчитывались по
формулам [6]. Качество вод оценивалось согласно классификатору [6].
Всего за осенний период в фитопланктоне озера Городское
обнаружено 73 вида водорослей: Chlorophyta – 30 (41%), Bacillariophyta –
29 (40%), Dinophyta – 6 (8%), Euglenophyta – 5 (7%), Cyanoprocariota – 2
(3%) и Xantophyta – 1 (1%).
Число таксонов на исследуемых станциях составляло 33-54 с
преобладанием диатомовых и зеленых водорослей. Максимум видового
разнообразия отмечен на северной станции.
Индекс разнообразия Шеннона, рассчитанный по численности,
варьировал от 3,38 до 4,76. Его высокие значения связаны с хорошей
выравненностью и высоким видовым разнообразием в сообществах
фитопланктона.
Видовой состав сообществ фитопланктона был довольно сходным,
на что указывали значения индекса Серенсена (0,47-0,68).
По численности доминировали мелкоклеточные виды из зеленых
Monoraphidium
minutum
(Näg)
Komarkova-Legnerova
(12-17%),
Monoraphidium contortum (Thur.) Kom.-Legn. (= Ankistrodesmus angustus
Bern. sensu Korsch.) (10-13%), Monoraphidium irregulare (G.M. Smith)
Komarkova-Legnerova (14%) и α-сапроб из диатомовых Nitzschia acicularis
W.Sm. (18,0-24,2%).
38
По биомассе комплекс доминантов был несколько иным.
Преобладали из диатомовых водорослей β-мезосапробы Synedra ulna
(Nitzsch.) Ehr. (15-20%) и Pinnularia viridis (Nitzsch.) (14%), из
динофитовых – о-сапроб Sphaerodinium cinctum (Ehr.)Wolosz. (32%) и αсапроб Cryptomonas ovata Ehr. (24%).
Степень органического загрязнения воды озера оценивалась по 36
видам-индикаторам сапробности, среди которых низкосапробных видов –
19%, β-мезосапробных – 45% и высокосапробных – 36%.
о х-о
3% 3%
оβ
14%
α
33%
о
х-о
оβ
β
βα
α
βα
3%
β
44%
Рисунок 1. Соотношение видов – индикаторов
Индекс сапробности Пантле и Букка в модификации Сладечека,
рассчитанный по численности, составлял 2,19-2,57. На Юге отмечено
максимальное его значение, соответствующее IV классу («загрязненные»
воды). На Востоке минимальное значение индекса соответствоало III
классу («умеренно загрязненные» воды). На Севере и Западе качество вод
по индексу сапрбности (2,41-2,44) оценивалось переходным III-IV классом.
3
2,5
2
Индекс сапробности по
биомассе
1,5
Индекс сапробности по
численности
1
0,5
0
Север
Восток
Юг
Запад
Рисунок 2. Индекс сапробности, рассчитанный по численности и биомассе
Диапазон изменений индекса сапробности, рассчитанного по
биомассе, был более широким – от 1,97 до 2,66. На Севере и Западе его
39
значения соответствовали IV классу («грязные» воды), на Юге – III-IV
классу качества вод (индекс – 2,39). Наименьший уровень загрязнения
отмечался на Востоке – III класс («умеренно загрязненные» воды).
Значения индекса относительной чистоты Кнеппа (0,27-0,52) были
невысокими, что также указывало на наличие в воде легкоразлагаемой
органики.
Принимая во внимание весь комплекс полученных параметров,
качество вод озера Городское в осенний период можно оценить в среднем
III-IV классом с повышенным уровнем органического загрязнения. При
этом количественные показатели развития фитопланктона были довольно
высокими. Экологическое состояние озера Городское можно признать
удовлетворительным.
На основании полученных данных при исследовании фитопланктона
озера Городское можно сделать следующие выводы:
1. За осенний период в фитопланктоне озера Городское обнаружено 73
вида водорослей с преобладанием Chlorophyta (41%) и Bacillariophyta
(40%).
2. Степень органического загрязнения воды озера оценивалась по 36
видам-индикаторам сапробности, среди которых низкосапробных видов –
19%, β-мезосапробных – 45% и высокосапробных – 36%.
3. В целом по данным осеннего фитопланктона качество вод озера
Городское оценивалось в среднем III-IV классом с повышенным уровнем
органического загрязнения. Экологическое состояние озера Городское
осенью 2010 года можно признать удовлетворительным.
Список использованных источников
1. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. – М.: «Наука»,
1975. С. 73-90.
2. Определитель пресноводных водорослей СССР, выпуск 2. Синезеленые
водоросли. М.М. Голлербах, Е.К. Коссинская, В.И. Полянский – М.:
«Советская наука», 1953.
3. Определитель пресноводных водорослей СССР, выпуск 4. Диатомовые
водоросли. М.М. Забелина, И.А. Киселев, А.И. Прошкина - Лавренко, В.С.
Шешукова - М.: «Советская наука», 1951. Определитель пресноводных
водорослей СССР, выпуск 6. Пирофитовые водоросли. И.А. Киселев. – М.:
«Советская наука», 1954.
4. Определитель пресноводных водорослей СССР, выпуск 7. Эвгленовые
водоросли. Т.Г. Попова. – М.: «Советская наука», 1955.
5. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных
вод и донных отложений./Под ред. В.А. Абакумова. – Ленинград,
Гидрометеоиздат, 1983. С.78 – 91.
6. Фитопланктон как показатель экологического состояния озера
Городское. Молодежь. Наука. Общество.: Материалы десятой
40
Тольяттинской городской научной студенческой конференции. Часть
II/под ред. А.О. Огнева. – Тольятти, издательство НОУ ИКиП, 2012. С.162.
7. Экологическое состояние озера Городское в летний период по данным
фитопланктона. Материалы студенческой конференции. – Тольятти:
Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2012. С.120.
8. Das Phytoplankton des Süβwasser. Chlorophyta. Dr. J. Komarek, Dr. B. Fott,
Stuttgart, 1983.
Зиннатуллин Артур Ирекович
ФГБОУ ВПО Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: Сафиуллина Л.М., к.б.н., доцент
УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ ВОДОРОСЛИ
EUSTIGMATOS MAGNUS (B. PETERSEN) HIBBERD
(EUSTIGMATOPHYTA) К ЗАСОЛЕНИЮ
Представители микроскопических водорослей распространены
повсеместно, особенно в поверхностных слоях почвы, где благодаря
влажности и достаточному освещению условия для них наиболее
благоприятны. Для почвы характерно относительное постоянство ее
свойств, вместе с тем почвенная среда крайне неоднородна. Большое
количество почв характеризуется повышенным содержанием солей,
которое может оказывать вредное и даже губительное влияние на
клеточные формы жизни [5]. Засоление связано главным образом с
повышенным содержанием натрия в почве, что приводит к созданию в ней
резко отрицательного водного потенциала, происходят нарушения
ультраструктуры клеток, в частности изменения в структуре хлоропластов
[3]. Отрицательные свойства солонцов нейтрального засоления, в целом
обусловлены высоким содержанием обменного натрия и в частности
высоким содержанием Cl- и SO42- [1]. Развитие водорослей на засоленных
участках зависит от количества и состава растворимых солей, при
возрастании концентрации солей количество водорослей снижается [4].
Известно, что более 25% почв планеты засолены, а треть поливных
земель в мире уже изменены в сторону избытка солей вследствие плохого
дренажа [8], в связи с этим изучение солеустойчивости почвенных
водорослей, как одного из основных компонентов почвенных экосистем
является актуальным.
Целью исследования было определить пределы устойчивости
микроскопической водоросли Eustigmatos magnus (Eustigmatophyta) к
воздействию солей NaCl и NaSO4. Исходя из цели, были поставлены
следующие задачи: 1. На основании литературных данных самостоятельно
подобрать методику проведения эксперимента (рассчитать концентрации,
41
а также количество и интервалы просмотров); 2. Изучить пределы
устойчивости исследуемой водоросли к воздействию солей NaCl и Na2SO4
в различных концентрациях; 3. Оценить жизнеспособность вида E. magnus
наблюдая за его реакцией на токсикант в течение длительного периода
времени (до 28 суток).
Объектом исследования являлась микроскопическая водоросль
Eustigmatos magnus, выделенная из почв Фролихинского государственного
охотничьего заказника, Республика Бурятия (изолят «Baikal») [10].
Все испытания проводились в жидкой питательной среде 3NBBM.
При подготовке растворов химических веществ, готовили питательную
среду и добавляли в нее исследуемое на токсичность вещество. Изучение
действия различных факторов в жидкой среде было обусловлено
следующими соображениями:
1.В жидкой среде можно более точно определить токсичность того или
иного вещества. Большинство исследований по изучению воздействия
экстремальных факторов на почвенные водоросли проводилось с
использованием почвенных культур [4; 12]. В то же время известно, что
почва обладает способностью адсорбировать загрязняющие вещества.
Величина адсорбции зависит от размера механического состава почвы,
содержания гумуса, влажности, вторичных минералов, рН среды, а так же
от химического строения загрязнителя [9; 13].
2.Использование жидкой среды позволяет сравнивать действие токсиканта
на изучаемую водоросль с реакцией других водорослей, большая часть
экспериментов с которыми проводилась в жидкой среде [7].
Для выявления размерных или морфологических изменений,
происходящих в клетках E. magnus, под воздействием изученных факторов
оценивали диаметр клеток водоросли, описывали морфологические
нарушения, а также состояние протопласта. В лабораторных
экспериментах использовали культуру 2-х недельного календарного
возраста со стартовой концентрацией 1×105 кл/мл, находящуюся в
стационарной фазе роста.
Основываясь на источники литературы [2; 6; 11], были подобраны
следующие концентрации солей NaCl и Na2SO4: 1x10-4, 1x10-3, 1x10-2,
1x10-1, 2x10-1, 4x10-1, 6x10-1, 7x10-1, 8x10-1, 9x10-1, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5,
5 моль/л.
Во всех концентрациях обоих солей, измеряли диаметр 50
вегетативных клеток, просмотр проводили на 3, 7, 14, 21, 28 сутки. Всего
по влиянию экологических факторов было изучено 7100 особей E. magnus.
Все измерения проводили с помощью светового микроскопа Axio Imager
A2 с реализацией дифференциально-интерференционного контраста с
камерой Axio Cam MRC при увеличении ×1000.
Установлено, что из двух исследованных солей наибольшее
токсическое влияние на клетки E. magnus оказал Na2SO4. Гибель водоросли
42
наступала на 28 сутки просмотра при концентрации 4x10-1 моль/л.
Концентрации 1x10-4 - 1x10-1 не вызывали явных морфологических
нарушений клеток. В концентрациях 2x10-1 и выше во всех просмотрах
наблюдался плазмолиз клеток. На 3 сутки просмотра, начиная с
концентрации 7x10-1, клетки приобрели уродливые формы, хлоропласты их
были сильно деформированы и в более поздних просмотрах все особи
погибали. Токсическое действие NaCl характеризовалось сильным
плазмолизом вегетативных клеток при концентрациях от 2x10-1 и выше,
концентрация 7x10-1 стала губительной для E. magnus также на 28 сутки
просмотра. Высокие концентрации токсиканта (от 1 моль/л) выявлял
сильную деформацию протопласта, уродливых клеток обнаружено не
было.
Один из этапов нашей работы был посвящен оценке
жизнеспособности водорослей находящихся под прессингом токсикантов в
течение длительного времени. И в ходе проведенного эксперимента мы
установили, что водоросли во всех исследуемых концентрациях, даже
иногда очень высоких визуально не погибали до 14 суток включительно,
т.е. они сохраняли зеленую окраску хлоропластов и могли иметь в клетках
вакуоли с пульсирующими запасными веществами. Однако еще через
неделю клетки их полностью обесцвечивались, что говорило о полной
элиминации особей. В связи с этим можно сделать вывод, что для
специалистов, оценивающих реакцию водорослей на экологические
факторы необходимо учитывать временной интервал снятия эксперимента,
для того, чтобы получить адекватные результаты.
Таким образом, в ходе исследования установлено, что Na2SO4
проявил большую токсичность по отношению к Eustigmatos magnus, чем
NaCl. Это выражалось не только в лимитирующих концентрациях солей,
но и в морфологических нарушениях происходящих в клетках под их
воздействием. Также была установлена, необходимость длительного
просмотра за жизненной функцией клеток в ходе эксперимента (до 28
суток с его постановки), для достоверной оценки устойчивости вида под
влиянием неблагоприятного фактора.
Список использованных источников:
1. Балябо Н.К., Гутина Б.С., Зверева Е.А. Освоение и повышение
плодородия солонцовых почв. М.: Сельхозиздат, 1962. 215 с.
2. Гайсина JI.A. Биология и экология Xanthonema exile (Klebs) Silva
(Xanthophyceae, Chrysophyta): Автореф. дисс… канд.биол. наук. Уфа, 2000.
17 с.
3. Гапочка Л.Д. Об адаптации водорослей. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1981.
80 с.
4. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука. 1969.
228с.
43
5. Жизнь растений: в 6-ти томах. М.: Просвещение. Под ред. А.Л.
Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров.
1974.
6. Зарипова Л.X. Биология и экология почвенной цианобактерии
Cylindrospermum michailovskoense (Cyanoprokaryota) Автореф. дисс... канд.
биол. наук. Уфа. 2009. 17 с.
7. Кабиров Р.Р. Альготестирование и альгоиндикация (методические
аспекты, практическое использование) // Башк. пед-т. Уфа. 1995. 124 с.
8. Полевой В.В. Физиология растений: Учеб. для биол. спец. вузов. М.:
Высш. шк. 1989. 464 с.
9. Просмушкина Л.В., Белобородова Н.Ф. Изучение сорбционного
взаимодействия пестицидов с почвой. Адсорбция бутифоса из газовой
фазы частицами почвы // Миграция загрязняющих веществ в почвах и
сопредельных
средах.
Тр.
III
Всесоюзного
совещания.
Л.:
Гидрометеоиздат. 1985. С.57-59.
10. Сафиуллина Л.М. Морфологическая изменчивость почвенной
водоросли Eustigmatos magnus (B. Petersen) Hibberd (Eustigmatophyta) под
влиянием экологических факторов: Дис….канд. биол. наук. Баш. гос. пед.
ун-т. Уфа. 2009. 23 с.
11. Фазлутдинова А.И. Эколого-флористическая характеристика
почвенных диатомовых водорослей Южного Урала: Автореф. дисс... канд.
биол. наук. Уфа. 1999. 18 с.
12. Штина Э.А, Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.:
Наука. 1976. 143 с.
13. Юрченко А.И. Роль сорбции в процессе миграции пестицидов в
почвогрунтах орошаемых сельхозугодий // Миграция загрязняющих
веществ в почвах и сопредельных средах. Тр. III Всесоюзного совещания.
Л.: Гидрометеоиздат. 1985. С. 52-57.
Зиннатуллина Альбина Робертовна
ФГБОУ «БГПУ им. М.Акмуллы» (г. Уфа, Россия)
Научный руководитель: доцент Суханова Н.В.
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ACHILLEA MILLEFOLIUM L. КАК КОМПОНЕНТА ЛУГОВОГО
РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА
Цель работы – изучение биологии и экологии Achillea millefolium L. в
составе лугового сообщества. Для ее достижения были поставлены
следующие задачи: 1. по материалам литературы охарактеризовать
эколого-биологические
особенности
растения,
определить
его
фитосоциологический
статус, дать ресурсную характеристику; 2.
выполнить геоботаническое описание растительного сообщества с
44
доминированием Achillea millefolium и проанализировать его состав с
целью оценки эколого-ценотических условий произрастания вида.
Achillea millefolium широко распространен на территории
Республики Башкортостан.
Систематическое положение:
Отдел Magnoliophyta
Класс Magnoliopsida
Порядок Asterales
Семейство Asteraceae
Род Achillea L.
Морфологическая характеристика: жизненная форма (по
классификации И.Г. Серебрякова) – многолетнее травянистое растение;
корневище толстое, разветвлённое, ползучее, стебли одиночные или
немногочисленные, приподнимающиеся или прямостоящие, прямые, реже
извилистые, округлые, высотой 20-80 (до 120)см, угловато-бороздчатые,
слегка опушённые или голые, ветвящиеся лишь в верхней части. Длина
листовой пластинки
10-15см, ширина 0,5-3см с многочисленными
масляными желёзками на нижней стороне. Листья очередные, в общем
очертании ланцетовидные или линейно-ланцетовидные дважды или
трижды перисто-рассеченные на тонкие сегменты. На черешках
развиваются прикорневые листья, стеблевые – небольшие, сидячие,
опушённые. Соцветие щитковидное из многочисленных корзинок. В
каждой корзинке краевые цветки язычковые, женские; срединные –
трубчатые, обоеполые. Завязь нижняя, одногнёздная. Цветки мелкие белые
или розовые. Плод – семянка, плоская, без крыльев, продолговатая
серебристо-серая, длиной 1,5-2мм. Время цветения с июня до конца лета.
Семена созревают в июле-сентябре [2].
Отношение к основным экологическим факторам: гелиофит,
мезофит, мезотроф [1].
Жизненная стратегия (по Л.Г. Раменскому – Дж.Ф. Грайму) –
вторичная, CRS, сочетает черты виолентности, патиентности и
эксплерентности, которые в разной степени проявляются в различных
экологических условиях. При благоприятных условиях повышается вклад
виолентности, при дефиците ресурсов – патиентности, при нарушениях –
эксплерентности [4].
Фитосоциологический статус. Achillea millefolium является
константным видом класса Molinio-arrhenatheretea R. Tx. 1937 em. R. Tx.
1970 (вторичные послелесные луга умеренной зоны Евразии, которые
формируются на месте широколиственных лесов на
богатых
незасоленных почвах), порядка Arrhenatheretalia R. Tx. 1931 (мезофильные
луга на хорошо дренированных минеральных почвах) и союза Festusion
pratensis Sipailova et al. 1985 (луга богатых почв Восточной Европы и
Сибири) [5].
45
Хозяйственное значение. Achillea millefolium широко применяется в
народной и научной медицине [3], является хорошим медоносом, сорта
тысячелистника используются в декоративном садоводстве.
Характеристика растительного сообщества с высоким обилием
Achillea millefolium. Луговое растительное сообщество было описано на
территории деревни Урзайбаш Буздякского района РБ 25.06.2011г.
Геоботаническое описание было выполнено в соответствии с
традиционными методами [6].
Анализ фитосоциологического спектра показал, что в растительном
сообществе представлены виды шести классов – два класса естественной
растительности – Festuco-Brometea Br.-Bl. ex R. Tx. 1943 (степи; Fragaria
viridis), Molinio-Arrhenatheretea R. Tx. 1937 em. R. Tx. 1970 (вторичные
послелесные луга; Achillea millefolium, Carum carvi). Луговой класс
Molinio-Arrhenatheretea преобладает в спектре и составляет 64% видового
состава. Второй класс – Festuco-Brometea составляет 4,5% видового
состава. Такое соотношение лугового и степного классов позволяет
сделать вывод о мезофитности условий формирования сообщества, что
соответствует климатическим условиям изучаемой территории.
Растительное сообщество включает как виды естественных
сообществ (68,1%), так и синантропные виды, связанные с влиянием
человека (31,8%). В сообществе представлено 4 класса синантропной
растительности. Plantaginetea majoris R.Tx. et Prsg. in R.Tx. 1950
(сообщества вытаптываемых местообитаний нормального увлажнения) –
9% (Taraxacum officinale, Potentilla argentea). Agropyretea repentis Oberd.,
Th.Muller et Gors in Oberd. et al. 1967 (рудеральные многолетние
злаковники) – 9% (Elytrigia repens, Poa angustifolia). Galio-Urticetea
Passage 1967 (нитрофильные сообщества затененных мест и опушек в
лесопарках и скверах, в поймах рек) – 4,5% (Leontodon autumnalis).
Chenopodietea Br.-Bl. 1952 em. Lohm. J. et R.Tx. 1961 ex Matusz. 1962 +
Secalietea Br.-Bl. 1951 (сообщества сегетальных и рудеральных
малолетников) – 9% (Vicia cracca, Sonchus arvensis). Таким образом,
изученное растительное сообщество
синантропизированно, что не
удивительно, так как находится на территории населенного пункта.
В составе растительного сообщества насчитывается значительное
количество ресурсных растений. Особенно много медоносов – 31,8%
(Leontodon autumnalis, Potentilla anserina, Taraxacum officinale и др.).
Лекарственных растений – 27,2% (Achillea millefolium, Glechoma hederacea,
Fragaria viridis и др.). Кормовых растений – 18,1% (Trifolium pratense, Poa
angustifolia, Lathyrus pratensis и др.). Пищевых растений 3 вида – 13%
(Taraxacum officinale, Fragaria viridis, Carum carvi). По одному виду
представлены ядовитые (Vicia cracca) и сорные (Sonchus arvensis)
растения. Можно сделать вывод, что изученное растительное сообщество
имеет хозяйственное значение.
46
№
Характеристика сообщества с доминированием Achillea millefolium L.
Вид
Обил Фитосоциоло Хозяйственное
ие
гический
значение
статус
1
Festuca pratensis Huds.
3
МА
Кормовое
2
Achillea millefolium L.
2
МА
3
4
5
6
Agrostis gigantea Roth
Phleum pratense L.
Plantago lanceolata L.
Potentilla anserina L.
1
1
+
+
МА
МА
МА
Pl
7
8
9
+
+
+
МА
МА
МА
10
Leontodon autumnalis L.
Prunella vulgaris L.
Deschampsia caespitosa (L.)
Beauv.
Filipendula ulmaria (L.) Maxim.
Лекарственное,
медонос
Кормовое
Кормовое
Кормовое
Лекарственное,
медонос
Медонос
Кормовое
+
МА
11
12
Poa angustifolia L.
Fragaria viridis Duch.
+
+
Agr
F-B.
13
14
Potentilla argentea L.
Alchemilla sp.
+
+
Pl
МА
15
Trifolium pratense L.
+
МА
16
Taraxacum officinale Wigg.
+
Pl
17
Elytrigia repens (L.) Nevski
+
Agr
18
Carum carvi L.
+
МА
19
Vicia cracca L.
+
Ch+Sec
20
21
Lathyrus pratensis L.
Sonchus arvensis L.
+
+
МА
Ch+Sec
Лекарственное,
медонос
Лекарственное
Лекарственное,
медонос, пищевое
Медонос
Кормовое,
лекарственное,
медонос
Лекарственное,
медонос, пищевое
Кормовое,
лекарственное,
пищевое, сорное
Лекарственное,
медонос, пищевое
Лекарственное,
медонос, ядовитое
Кормовое, медонос
Медонос, сорное
Лекарственное,
медонос
Примечание: МА – Molinio-Arrhenatheretea, FВ – Festuco-Brometea, Pl –
Plantaginetea majoris, GU – Galio-Urticetea, Ch+Sec – Chenopodietea + Secalietea, Agr. –
Agropyretea repentis.
22
Glechoma hederacea L.
+
GU
Таким образом, анализ геоботанического описания показал, что
сообщество с доминированием Achillеa millefоlium L. испытывает сильное
47
антропогенное влияние, а исследованный вид обладает высокой
толерантностью к антропогенному фактору.
Список использованных источников:
1. Булохов А.Д. Фитоиндикация и ее практическое применение.
Брянск: Изд-во БГУ, 2004. 245 с.
2. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н.
Иллюстрированный определитель растений Средней России. Том 3.
Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные). М.: Т-во научных
изданий КМК, 2004. 520 с.
3. Лазарева Д.Н., Кучеров Е.В. Целебные растения и их применение.
Уфа, 1993. 287 с.
4. Миркин Б. М., Наумова Л. Г. Краткий курс общей экологии. Часть
I: Экология видов и популяций: Учебник. Уфа: Изд-во БГПУ, 2011. 172 с.
5. Наумова Л.Г., Миркин Б.М., Мулдашев А.А., Мартыненко В.Б.,
Ямалов С.М. Флора и растительность Башкортостана: учеб. Пособие. Уфа:
Изд-во БГПУ, 2011. 174 с.
6. Наумова Л.Г., Хусаинов А.Ф.
Научно-исследовательская
деятельность студентов: изучение флоры населенных пунктов: учебнометодическое пособие для бакалавров и магистров. Уфа: Изд-во БГПУ,
2010. 116 с.
Иванова Анна Павловна
ФГБОУ ВПО Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: Сафиуллина Л.М., к.б.н.
ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ И ЦИАНОБАКТЕРИИ
РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ОТВАЛОВ УЧАЛИНСКОГО ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА (УГОК), РЕСПУБЛИКА
БАШКОРТОСТАН
На сегодняшний день причина образования обширных техногенных
земель – это мощная разработка медноколчеданновых руд. Большая часть
твердых отходов, образующихся при добыче полезных ископаемых
открытым способом, складируются в отвалы, нарушающие почвенный и
растительный покров [7]. Известно, что микроскопические водоросли и
цианобактерии играют важную роль на начальных стадиях восстановления
промышленных отвалов [3]. Поэтому изучение их состава и распределения
на техногенно нарушенных территориях является, несомненно,
актуальным и требует активных исследований.
Объектом исследования был выбран Учалинский горнообогатительный комбинат (УГОК), который является одним из лидеров
48
цветной металлургии в России, производящий медный, цинковый
концентрат, серный флотационный колчедан. По производству цинкового
концентрата УГОК занимает первое место в России, а по производству
медного – третье. Свою продукцию он поставляет не только в Россию, но
так же экспортирует за рубеж [4].
Цель исследования – изучить состав водорослей и цианобактерий
разновозрастных отвалов Учалинского горно-обогатительного комбината.
В связи с целью были поставлены следующие задачи: 1. Отобрать
почвенные образцы с отвалов вскрышных пород разного возраста и
степени зарастания; 2. Определить видовой состав водорослей и
цианобактерий в отобранных пробах; 3. Изучить их распределение
относительно степени зарастания пород высшей растительностью.
Образцы были отобраны в мае 2011 года. Отбор проб производился в
соответствии с традиционными почвенно-альгологическими методами.
Для анализа видового состава было отобрано 19 смешанных образцов
методом усредненных проб. С однородного участка поверхности с
гомогенной растительностью размером 5×5м производили случайный
отбор 10 индивидуальных образцов весом 20-50г и площадью 5-10см3 на
глубине до 5см. Так как водоросли в почве располагаются мозаично,
необходимо было обеспечить равномерное распределение их клеток в
образце. Для этого из индивидуальных проб составляли смешанный
образец, помещали в стерильную тару и транспортировали в лабораторию
[3].
Образцы отбирались из почв, различающихся по степени
воздействия и уровню проективного покрытия. Для получения
альгологически чистых культур водорослей и цианобактерий использовали
метод разбавления: 1г почвы помещали в 100мл питательной среды Болда
и тщательно перемешивали. Затем 0,5-1мл суспензии помещали на
поверхность агаризованной чашки с той же средой и равномерно
распределяли по поверхности агара [2]. Чашки культивировали на
осветительной установке (лампы ЛБ-40, чередование световой и темновой
фаз 12:12 ч, освещенность 1700-2500 лк). Через 1-4 недели на поверхности
агара наблюдался рост колоний, которые изолировали в одновидовые
культуры. Определение видов проводили с использованием микроскопа
Axio Imager A2 с реализацией дифференциально-интерференционного
контраста с камерой Axio Cam MRC при увеличении ×1000. Для видовой
идентификации использовали классические определители [1; 6; 7].
В ходе проведенного исследования было обработано 19 образцов
почвы, где выявлено 17 видов почвенных водорослей и цианопрокариот,
принадлежащих 5 отделам: Cyanoprocaryota – 4, Chlorophyta – 9,
Bacillariophyta – 1, Streptophyta – 1 и Xanthophyta – 2 (Табл.).
49
Распределение водорослей и цианобактерий в разновозрастных образцах с
отвалов Учалинского горно-обогатительного комбината
Проба
Таксон
ЖФ
Молодые отвалы (1 и 7 ярус) (ОПП=0%)
У-1
Отдел Chlorophyta
Bracteacoccus cf. giganteus H.W.Bischoff & H.C.Bold
Ch
Mуrmecia bisecta Reisigl
Ch
У-19
Отдел Chlorophyta
Chlorella sp.
Ch
Mychonastes zofingiensis (Dönz) T.Kalina & M.Puncochárová
Ch
Место разлива пирита (ОПП=0%)
У-15
Отдел Cyanobacteria
Nostoc sp.
N
Возраст отвалов более 10 лет (ОПП=5%)
У-11
Отдел Cyanobacteria
Nostoc sp.
N
У-14
Отдел Cyanobacteria
Leptolyngbya foveolarum (Rabenhorst ex Gomont) Anagnostidis et P
Komárek
У-10
У-16
У-18
Возраст отвалов более 30 лет (ОПП=50%)
Отдел Chlorophyta
Bracteacoccus minor (Chodat) Petrová
Mychonastes homosphaera (Skuja) T.Kalina & M.Puncochárová
Coccomyxa curvata Broady
Отдел Cyanobacteria
Leptolyngbya foveolarum (Rabenhorst ex Gomont) Anagnostidis et
Komárek
Leptolyngbya voronichiniana Anagnostidis et Komárek
Leptolyngbya sp.
Отдел Xanthophyta
Botrydiopsis constricta Broady
100м. от первого отвала (ОПП=40%)
Отдел Chlorophyta
Chlamydomonas sp.
Tetracystis sp.
Отдел Cyanoprocaryota
Leptolyngbya foveolarum (Rabenhorst ex Gomont) Anagnostidis et
Komárek.
Отдел Streptophyta
Klebsormidium cf. montanum (Hansgirg) S. Watanabe
Отдел Bacillariophyta
Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun.
Молодые посадки мелколиственных деревьев (ОПП=30%)
Отдел Chlorophyta
Bracteacoccus minor (Chodat) Petrová
Coccomyxa curvata Broady
Отдел Xanthophyta
Botrydiopsis eriensis Snow
50
Сh
Ch
Ch
P
P
P
Сh
C
X
P
H
В
Ch
Ch
Ch
В пробах, где не было никакой высшей растительности (ОПП=0%):
молодые отвалы (У-3, У-8, У-9, У-12), места разлива пирита (У-2, У-7),
рядом с промышленными стоками (У-5, У-6, У-17) почвенные водоросли и
цианопрокариоты обнаружены не были. Исключение составили пробы У-1
и У-19 (1 и 7 ярусы отвалов), где было обнаружено по два вида водорослей
из отдела Chlorophyta, а также проба У-15 (место разлива пирита) – 1 вид
Cyanobacteria. Пробы, где общее проективное покрытие составляло 5% (У11 и У-14) содержали по 1 виду цианобактерий. Наибольшее число видов
было обнаружено в пробе У-10 (7 видов), где наблюдалось интенсивное
зарастание старого отвала высшей растительностью (ОПП=50%). Из
образца удаленного от отвалов на расстояние 100м. (ОПП=40%), проба У16, было выделено 5 видов. Проба У-18, отобранная в посадке
мелколиственных деревьев (ОПП=30%), выявила 3 вида. В площадках У-1
и У-19 выявили по два вида представителей отдела Chlorophyta.
Анализ жизненных форм в порядке убывания числа видов,
определил
следующий
спектр
экобиоморф:
Ch11P5N2С1X1H1B1.
Преобладание одноклеточных водорослей-убиквистов, относящихся к Chформе, и ксерофитных представителей Р-формы, в первую очередь связано
с промышленным загрязнением почвы и отражает экологическую
особенность антропогенно нарушенной территории.
Изучив образцы грунта с территории Учалинского горнообогатительного комбината, было обнаружено достаточно скудное видовое
разнообразие водорослей и цианопрокариот. Исследование выявило
зависимость альгофлоры от возраста отвалов и степени зарастания пород
высшей растительностью. В пробах, как правило, повторялись виды,
устойчивые к факторам техногенного характера: Bracteacoccus minor
(Chodat) Petrová, Coccomyxa curvata Broady, Nostoc sp., Leptolyngbya
foveolarum (Rabenhorst ex Gomont) Anagnostidis et Komárek, Leptolyngbya
voronichiniana Anagnostidis et Komárek.
Таким образом, видовой состав водорослей и цианобактерий
разновозрастных отвалов Учалинского горно-обогатительного комбината
был представлен в основном водорослями-убиквистами и нитчатыми
цианобактериями и отражал различные стадии восстановления субстрата.
Список использованных источников:
1. Андреева В.М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли
(Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). СПб. 1998. 351с.
2. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы
выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. Уфа: Изд-во
БГПУ. 2008. 152 с.
3. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука. 1969.
228 с.
51
4. Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и
окружающей среды Республики Башкортостан в 2010 году» // Уфа. 2011.
339 с.
5. Семенова И.Н., Рафикова Ю.С., Ильбулова Г.Р. Воздействие
предприятий горнорудного комплекса Башкирского Зауралья на состояние
природной среды и здоровье населения прилегающих территорий //
Фундаментальные исследования. 2011. № 1. С. 29-34.
6. Ettl H., Gärtner G. Sullabus der Boden-, Luft- and Flechtenalgen. Gustav
Fischer Verlag. Stutgart. 1995. 721 p.
7. Komárek J. Cyanoprokaryota I. Oscillatoriales /J. Komárek, K. Anagnostidis
// Suβwasserflora von Mitteleuropa. München. 2005. Bd. 19(2). 643 p.
Ишкузина Мария Евгеньевна
ФГБОУ ВПО Бирский филиал БашГУ, г. Бирск, Россия
Научный руководитель: Черных И.В., к.б.н., Бирский филиал БашГУ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФЛОКСА ДРУММОНДИ
(PHLOX DRUMMONDI HOOK.) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ
ЗОНЫ СЕВЕРНОГО БАШКОРТОСТАНА
Флокс – один из самых любимых цветов садоводов. Разнообразная
окраска, приятный аромат, относительная нетребовательность к уходу
обеспечили его широкое распространение в дизайне приусадебных
участков. Флоксы – превосходная культура для озеленения. Они легки в
культуре, нетребовательны к почве, устойчивы во многих климатических
зонах, легко и быстро размножаются и сравнительно мало болеют. Главное
их достоинство – высокая декоративность. Различные виды флокса в
нашей стране усиленно изучались в 50-80 гг. XX века в ГБС им. Н.В.
Цицина РАН, в Ботаническом саду МГУ, в Центральном Сибирском
Ботаническом Саду и др. [1; 2; 5]. Однако, в условиях лесостепной зоны
Северного Башкортостана биологические особенности флокса Друммонди
(P. Drummondii) не изучались, что и обусловило актуальность темы
исследования.
Цель настоящей работы – изучить некоторые биологические
особенности флокса Друммонди, сорт «Созвездие» (смесь) в условиях
эксперимента. Для достижения цели необходимо было решить следующие
задачи: 1. Провести фенологические наблюдения. 2. Собрать
морфометрические данные. 3. Изучить семенную продуктивность. 4.
Определить посевные качества семян.
При решении поставленных задач были применены общепринятые
методики: фенологические наблюдения проводили по методике И.Н.
Бейдеман [3] и др. [9], семенную продуктивность изучали, используя
методики И.В. Вайнагия и Р.Е. Левиной [4; 8], посевные качества семян –
52
по методике М.К. Фирсовой [11] и др. [10]. Фенологические наблюдения
проводили на 25 особях, семенную продуктивность и морфометрические
измерения проводили на 10 особях, посевные качества семян изучали,
используя 75 семян.
Экспериментальная часть работы проводилась с марта по октябрь
2012г. на базе биолого-химического факультета Бирского филиала БашГУ,
кафедра биологии растений и МПБ. В работе были использованы
аналитический, экспериментальный, математический методы, а также
метод наблюдения.
Проведенные исследования позволили нам получить следующие
результаты.
В работе использовали рассадный способ выращивания. Посев
проводили 11 марта. Первые всходы появились через 5-6 дней после
посева, а первые настоящие листья на 11 сутки после появления всходов.
Нами было отмечено, что на первых этапах развития всходы нуждаются в
невысокой температуре выращивания – от 15 до 180С, при более высокой
температуре рассада вытягивается и начинает болеть, её развитие
замедляется. Также всходы плохо переносят сквозняки. В возрасте 37 дней
(18.04) рассаду высадили в грунт на постоянное место. Место было
выбрано открытое, солнечное, на небольшом склоне. Почва слабо-кислая,
довольно плотная, бедная питательными веществами. Нами было
отмечено, что на месте посадки рассада флокса относительно нормально
развивались при невысоких положительных температурах, которые
установились во вторую половину апреля 2012г. (1-30С), однако при
наступлении сухой погоды страдали от недостатка воды (при регулярном,
но не обильном поливе 3 раза в неделю). Очевидно, это связано с
недостаточно развитой и неглубоко расположенной корневой системой. В
целом приживаемость рассады составила 61%.
Первые бутоны в условиях эксперимента были зафиксированы 27
апреля (на 46 сутки после посева семян). Массовую бутонизацию
наблюдали с 1.05. В фазу цветения особи флокса Друммони вступили 4.05
(на 53 сутки после посева), а массовое цветение наблюдали с 30.05.
Продолжительность цветения одного цветка – варьирует от 5 до 8 дней, а
одного соцветия – до 2-3 недель. В целом эта фаза продолжалась до
первых сильных заморозков (-4÷50С). Плодоношение обильное, с середины
мая до начала октября. Первые созревшие семена наблюдали, начиная с
21.06. Массовое созревание отметили в июле – августе. Отмирание особей
происходило со второй половины июля и продолжалось до первых
заморозков, которые в настоящем году были отмечены в первой декаде
октября. Таким образом, в условиях эксперимента период от посева семян
до отмирания составил 190 суток.
При изучении морфометрических показателей определили, что в
условиях эксперимента средняя высота растений в фазу цветения была
53
равна 20,77±3,16 см, листья от узко – до широколанцетных. По нашим
данным их средняя длина равна 2,94±0,32 см, ширина 1,13±0,10 см.
Значения этих показателей оказались несколько меньше литературных
данных [6; 7]. Растения ветвящиеся. На каждой особи отметили в среднем
4,5±1,52 боковых побегов второго порядка. Число цветков в одном
парциальном щитке в среднем равно 6,90±1,27, а среднее значение
диаметра одного цветка – 2,23±0,51 см, что согласуется с литературными
данными [7; 12].
Семенную продуктивность рассчитывали на одну особь. Плод у
флоксов – небольшая овальная, трехгнездная коробочка. В каждом гнезде
формируется по 3-4 семязачатка, но из них обычно созревает 1-3 семени, а
в целом число зрелых семян в плоде равно 2,6±0,73 шт. По нашим данным
среднее число цветков на особи было отмечено 912±9,06 шт. Из них не все
образовали плоды. Среднее число зрелых коробочек на особи было равно
414±3,27 шт. Таким образом, в условиях лесостепной зоны Северного
Башкортостана ПСП флокса Друммонди равна – 3192 шт.; РСП – 1076,4;
КП – 33,72%; процент плодоцветения – 45,39; процент семенификации –
57,14.
При изучении посевных качеств семян определили, что всхожесть
семян равна этого вида составила 70,6%; энергия прорастания (определяли
на 9-ые сутки) – 62,6%; дружность прорастания – 18,3 шт./сут.; а для
прорастания одного семени необходимо в среднем 8,8 суток.
Полученные результаты можно использовать в практике
ландшафтного дизайна, в оформлении приусадебных участков, парков,
скверов и улиц, а также при изучении дисциплин «Цветоводство»,
«Декоративное садоводство и ландшафтный дизайн» и др.
Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:
1. В условиях лесостепной зоны Северного Башкортостана жизненный
цикл флокса Друммонди в 2012 г. составил 190 суток. Особи проходят все
фазы развития от всходов до отмирания, с образованием полноценных
семян. Цветение продолжается с первой декады мая до первой декады
октября. Созревание семян – с третьей декады июня до начала октября.
2. В условиях эксперимента значения некоторых изученных
морфометрических параметров несколько меньше литературных данных
(высота побега и параметры листьев), значения других (число боковых
побегов и цветков в соцветии, а также диаметр цветка) – практически не
отличаются.
3. Семенная продуктивность невысока: КП равен 33,72%, процент
семенификации – 57,14.
4. Посевные качества семян следующие: всхожесть более 70%, энергия
прорастания – 62,6%; дружность прорастания – 18,3 шт./сут., скорость
прорастания – 8,8 суток.
54
5. Материалы исследований могут быть использованы в практике
промышленного и любительского цветоводства, при создании
ландшафтного озеленения.
Список использованных источников
1. Академия Наук СССР. Сибирское отделение. Центральный Сибирский
Ботанический Сад. Декоративные растения для Сибири: краткие итоги
интродукции цветочных и газонных растений. / Д-р биол. наук проф. К.А.
Соболевская. – Новосибирск: Наука. – Сибирское отделение. – 1975. –175с.
2. Барбухатти М. И., Воронина С. И. Флокс метельчатый на Северо-Западе
России. – СПб: РАН. Ботанический институт им. В.Л. Комарова. – 2011. –
98 с.
3. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных
сообществ. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. – 1974. – 154 с.
4. Вайнагий И.В. Методика статистической обработки материала по
семенной продуктивности растений на примере Pottentilla aurea L.
//Растительные ресурсы. –1973. –Т. 9. – Вып. 2. – С. 287-296.
5. Верещагина И.В., Рубцова В.В., Чигаева А.Ф., Хуторная Ю.И. Флоксы в
Сибири. – Новосибирск. – 1969. –91 с.
6. Интродукция и приемы культуры цветочно-декоративных растений'. –
Москва: Наука, 1977. – 168 с.
7. Константинова Е. А. Флоксы. - Фитон+. – 2002. – 192 с.
8. Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений. Обзор
проблемы. – М. – 1983. – 163 с.
9. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. –
М. – 1975. – 147 с.
10. Методы определения всхожести //Семена и посадочный материал с.-х.
культур: ГОСТ 120 38-66. – Сб. – М. – 1991. – 345 с.
11. Фирсова М. К., Государственные стандарты СССР. Семена и
посадочный материал сельскохозяйственных культур, М. – 1973. –192 с.
12. Цветочно-декоративные травянистые растения (краткие итоги
интродукции). – М.: Наука, 1983. – 272 с.
Кабирова Лиана Рустамовна
Бирский филиал Башкирского государственного университета,
Бирск, Россия
Научный руководитель: Лыгин С.А., канд. хим. наук, доцент
МОНИТОРИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА
НА ПРИМЕРЕ ЛЮТИКА ЕДКОГО (RANUNCULUS ACRIS L.)
С. БАЙКИ КАРАИДЕЛЬСКОГО РАЙОНА РБ
Актуальность: выявление махровости цветка Лютика едкого
(Ranunculus acris L.) в зоне интенсивного движения автотранспорта.
55
Цель: изучить частоту генов и генотипов у Лютика едкого,
обитающего в разных экологических условиях и выявить причину
появления мутации цветка.
Задачи:
- произвести учет мутированных цветков по признаку махровости;
- по формуле Харди-Вайнберга рассчитать частоту генов и генотипов
у Лютика едкого, обитающего в разных экологических условиях;
- провести анализ почвы на количественное содержание тяжелого
металла (Pb), оказывающего влияние на проявление гена махровости.
В популяциях разных видов лютиков, наряду с нормальными
цветками встречаются махровые цветки с 6-9 и более лепестками.
Подтверждено [5], что этот признак появляется в результате мутации гена,
определяющего развитие нормального цветка. Если принять во внимание,
что это признак моногенный, тогда нормальный цветок – это признак
доминантный (А), махровый – рецессивный (а). Исследования
проводились из расчета, что признак моногенный (Аа).
Мутация растений – сложный генетический процесс. Чаще
расщепление родительских признаков происходит у растений, полученных
при скрещивании. Причиной мутации могут быть радиоактивные или
химические вещества, механические повреждения или другие стрессовые
ситуации [2].
Вблизи автострад с интенсивным движением транспорта в почве
может накапливаться до 1 г свинца на 1 кг почвы, который и является
мутагеном для цветка [1].
В недалеком прошлом топливо, которое использовалось для
двигателя внутреннего сгорания, представляло собой смесь нескольких
углеводородных жидкостей, в которые для лучшей детонации добавляли
специальные присадки. Самое известное вещество, используемое для этого
тетраэтилсвинец
Pb(CH3CH2)4 –
ядовитое
металлоорганическое
соединение, применяемое в основном как антидетонирующая присадка к
моторному топливу, повышающая октановое число. Вот почему в бензине
можно было обнаружить свинец. При сгорании 1л этилированного бензина
в воздух попадало 200-400 мг свинца [3].
Согласно [6] введен запрет использования этилированного бензина в
Российской Федерации с 2009 года.
Однако почва до сих пор содержит следы свинца. Тяжелые металлы
накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых
горизонтах. Период полуудаления тяжелых металлов из почвы
(выщелачивание, эрозия, потребление растениями, дефляция) составляет в
зависимости от типа почвы для: цинка – 70- 510 лет; кадмия – 13-110 лет;
меди – 310-1500 лет; свинца – 740-5900 лет [4].
56
Методика исследования
Исследования Лютика едкого проводились на территории
Караидельского района дороги местного значения Байки – Акбуляк в
период его цветения. Расчет результатов исследования и анализ почвы
проводились в сентябре 2012 года на кафедре химии и МОХ факультета
биологии и химии БФ БашГУ.
Кабирова Л.Р. самостоятельно произвела все исследования и
расчеты, используя метод биоиндикации и контроля окружающей среды,
под руководством доцента кафедры химии и МОХ Лыгина С.А.
На расстоянии 3 м от дороги (позиция 1) были определены 3 участка
размером 10*10 м, общей площадью 100 м2. Определен объект
исследования – Лютик едкий, с усредненным числом экземпляров, на
каждом участке по 200 штук. Таким образом, в трех повторностях было
изучено всего 600 штук.
В результате эксперимента было установлено, что в среднем каждый
8–й Лютик едкий на 200 штук подвержен мутации и имеет махровость,
которая выражается в увеличении числа лепестков с 5 до 6(7) штук, что
составило в среднем на трех участках 4,0% от общего числа.
Параллельно исследованным участкам, выше на 50 м (позиция 2)
были определены 3 участка по 100м2. Проводился подсчет лютиков по 200
штук на каждом участке, где махровость цветка выражена меньше: на 200
штук только каждый 5-й Лютик едкий проявлял махровость, что составило
2,5%. Это более чем на порядок ниже позиции 1.
Таким образом, позиция 1, наиболее подвержена влиянию тяжелых
металлов, чем позиция 2. Анализ почвы методом инверсионной
вольтамперометрии ИВА – 400МК показал, что содержание свинца в
придорожной полосе превышает ПДК.
Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой доли
свинца в почве в диапазонах и с метрологическими характеристиками.
Измерения проводились с помощью программного комплекса “Polar4.0”, который предназначен для автоматического определения содержания
тяжелых металлов и других элементов [7].
Частоту встречаемости гена махровости у мутированных лютиков
можно подсчитать, используя математическое выражение ХардиВайнберга:
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1
Полученные данные позволяют определить частоту генов и
генотипов, т.е. генетическую структуру популяции по изучаемому
признаку.
На примере позиции 1 вариант-1 (В-1) приведены расчеты с учетом
всех основных пунктов определения генов и генотипов Лютика едкого.
57
Рассчитано процентное содержание как нормальных, так и махровых
цветков Лютика едкого, что составило: 94% и 6% или в долях 0,94 и 0,06
соответственно.
Растения с махровыми цветками имели гомозиготный генотип – аа.
По формуле a=√q2 частота генотипа аа в популяции составляет
q2(0,060), а частота гена а составляет √q2 (0,245). Из формулы следует, что
сумма частоты генов А и а есть величина постоянная pA+qa=1, тогда
частота гена pA=1-qa =1-0,245=0,755.
Растения с нормальными цветками имеют генотипы АА и Аа.
Частота
генотипа
AA=p2
(0,570),
частота
генотипа
Aa=2pq=2*0,755*0,245=0,370.
Результаты позиции 2 рассчитаны аналогично примеру позиции 1 В
– 1.
В результате эксперимента выявлено, что в придорожной полосе
содержание свинца гораздо больше, чем на склоне горы и превышает ПДК
в позиции 1 примерно на 7%.
Махровость цветка Лютика едкого наблюдается в результате
мутации. В среднем на каждые 200 штук приходится 8 махровых цветков у
придорожной полосы, которая больше поражена выхлопными газами
автотранспорта. На загрязненной территории махровость цветка Лютика
едкого на 1,5% выше, чем на склоне горы.
Наличие гена махровости у Лютика едкого, заключается в том, что
он растет в придорожной полосе, где интенсивное движение
автотранспорта.
Список использованных источников
1. Алексеев С.В. Практикум по экологии. Москва АО МДС 1996г.
2. Бородин П.М. Этюды о мутантах. М.: «Знание», 1983. – 109 с.
3. Мотузова Г.В. Принципы и методы почвенно-геохимического
мониторинга. – М.: Изд-во МГУ, 2006. 95 с.
4. Трифонов К.И. Физико-химические процессы в техносфере/ К.И.
Трифонов, В.А. Девисилов.- М.: Форум-Инфра_м, 2007. – 239 с.
5. Трошина А.И. Методическое пособие к проведению полевой практики
по генетике. – Тобольск: ТГПИ им. Д.И. Менделеева, 2004. – 74 с.
6. ГОСТ. Р 51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания.
Неэтилированный бензин. Издание с Изменением № 1,2,3,4; ИУС N10-99,
N7-2000, N6-2004, N3-2005, дополнением ИУС N5-2009.
7. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых
форм тяжелых металлов и токсичных элементов (Сu, РЬ,Zn, Вi, Аg, Fе, Sе,
Со, Ni, Аs, Cd, Нg, Мn) в почвах, грунтах, донных отложениях и осадках
сточных вод методом инверсионной вольтамперометрии.
58
Каназырская Виорика Юрьевна
Башкирский государственный педагогический университет им.
М.Акмуллы, г.Уфа, Россия
Научный руководитель: доцент Суханова Н.В.
К ВОПРОСУ О ВЫДЕЛЕНИИ И КУЛЬТИВИРОВАНИИ
ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ
Введение. Водоросли – древнейшие про- и эукариотические
фотосинтезирующие организмы, ведущие свободный и симбиотический
образ жизни. Распространенные по всему земному шару, в самых
разнообразных местообитаниях, они играют огромную роль в жизни
природы и человека. Биоразнообразие микроводорослей и цианобактерий
огромно.
Для
решения
вопросов
изучения
биоразнообразия
микрофототрофов, их морфологии, физиологии, перспектив использования
в биотехнологии, важно создавать и поддерживать коллекцию культур
водорослей и цианобактерий. Такая коллекция создана в Лаборатории
экологии почвенных водорослей им. Л.Хайбуллиной на кафедре ботаники,
биоэкологии и ландшафтного проектирования БГПУ им. М.Акмуллы.
Выделение микроводорослей в культуру с помощью традиционных
методов является хорошо изученной процедурой. Выбор подходящей
среды является важным условием для успешного культивирования
водорослей. Часто первым шагом на пути к успешной изоляции
водорослей из их природной среды являются комплексные данные об их
среде обитания [3]. Например, для прибрежных морских водорослей
важными факторами являются температура и соленость воды. Для
успешного культивирования необходимы и знания таксономии. Для
выращивания диатомовых водорослей необходим кремний, эвгленовых –
аммоний, некоторые виды нуждаются в селене. Миксотрофные виды
нуждаются в добавление источников питания для бактерий, бесцветные
фаготрофы могут требовать эукариотических источников питания.
При культивировании нужно учитывать уничтожение загрязнителей,
особенно тех, которые могут конкурировать с нужным видом. Среди
методов выделения водорослей наиболее распространенными являются
изоляция с помощью разведения, изоляция отдельных клеток с помощью
микропипеток, изоляция при помощи агара и др. Иногда желаемый вид
растет на начальных стадиях изоляции, но потом погибает после
нескольких пересевов на свежую среду[1]. Это является показателем того,
что питательная среда лишена специфических элементов или органических
веществ, недостаток которых сразу не проявляется. К сожалению,
исследователь узнает об этом слишком поздно, когда оригинальный изолят
уже погиб. Организм может подавляться отходами жизнедеятельности, что
59
отравляет его среду обитания, приводя к гибели. В природе эти отходы
обычно нейтрализуются другими организмами [1].
Целью нашей работы являлся подбор методов выделения и
культивирования водорослей для пополнения коллекции микроводорослей
и цианобактерий, а также поддержание ее хорошем состоянии. Решаемые
нами задачи: 1) изучение данных литературы об основных методах
выделения и культивирования водорослей, 2) проведение сравнительной
характеристики питательных сред для культивирования водорослей и
цианобактерий.
По данным литературы [3,4] составлен перечень используемых для
культивирования водорослей и цианобактерий сред, дана их
характеристика, приведены группы водорослей, для которых
рекомендуется (табл.1).
Таблица 1.
Питательные среды для культивирования водорослей и цианобактерий
Состав среды
Содерж
Водоросли,
для
ание солей, г/л которых рекомендуются
воды
1.Среда 3NNB
Хлорококковые,
Макроэлементы:
вольвоксовые,
нитчатой
NaNO3
25
зеленой
водоросли
2,5
Klebsormidium
flaccidum
Ca Cl₂×2H2O
7,5
(Kutzing)
S.Mattox
et
MgSO4×7H2O
7,5
Blackwell[5],желтозеленой
K₂HPO₄
17,5
водоросли
Heterococcus
KH₂PO₄
2,5
endolithicus
Darling
et
NaCl
Friedmann [6].
Щелочной раствор ЭДТА 1мл
Кислый раствор железа 1мл
Раствор Бора 1мл
Раствор микроэлементов 1мл:
8,82
ZnSO₄× 7H₂O
1,44
MnCl₂ ×4H₂O
0,71
MoO₃
1,57
CuSO₄×5H₂O
0,49
Co(NO₃)₂×6H₂O
2. Среда Данилова
Все
группы
почвенных
250 мл почвенной вытяжки
водорослей
750 мл воды
0,2
Ca (NO₃)₂
0,2
K₂HPO₄
3. Среда Бристоль (в модификации
Все
группы
почвенных
Голлербаха)
водорослей
0,25
NaNO₃
0,25
KH₂PO
0,15
MgSO₄×7H₂O
0,05
CaCl₂
0,05
60
NaCl
Fe₂Cl₆
4. Среда Громова
KNO3
K₂HPO₄
MgSO₄ ×7H₂O
ZnSO₄× 7H₂O
MnSO₄×7H₂O
CuSO₄×5H₂O
Na₃BO₃×4H₂O
(NH4)6×Mo7O24×4H2O
FeSО4×7H2O
CaCl2×2H2O
Co (NO₃)2×H2O
ЭДТА – 10
Агар-агар – 1,5%
5. Среда Кнопа
Ca (NO₃)₂
MgSO₄× 7H₂O
KH₂PO₄
KCl
Fe2Cl6 – одна капля 1% раствора
6. Среда Прата
KNO₃
K₂HPO₄
MgSO₄×7H₂O
FeCl₃×6H₂O
Агар-агар – 1,2%
следы (3 капли
1%-го р-ра)
100
66,7
33,3
0,022
1,81
0,079
2,63
1
9,3
1,2
0,02
Универсальная
применяемая
в
разведениях
среда,
разных
Для зеленых водорослей
0,25
0,06
0,06
0,08
0,10
0,01
0,01
0,001
Для хранения
культур
коллекции
Универсальная среда
7. Z-8 Medium
NaNO₃
Ca(NO₃)₂
K₂HPO₄
MgSO₄×7H₂O
Na₂CO₃
Fe-EDTA(1 мл)
Trace Element Solution(1мл)
46,7
5,9
3,1
2,5
2,1
Все питательные среды для культивирования водорослей можно
разделить на три группы: синтетические, обогащенные и почвенные
вытяжки. Синтетические (искусственные) среды были созданы, прежде
всего для того, чтобы обеспечить культивирование водорослей как для
экспериментальных
исследований,
так
и
для
поддержания
жизнеспособности штаммов. К ним относят среды Болда, Кнопа, Прата,
Бристоль, Данилова. Эти среды могут быть как жидкими, так и
агаризованными. Обогащенные среды готовятся путем добавления
питательных веществ к естественной озерной или проточной воде или
обогащением синтетической среды раствором почвенной вытяжки,
61
растительных экстрактов (например, торфяного мха), экстракта дрожжей и
т.д. [1]. Водоросли, растущие на почвенной вытяжке, обычно имеют
нормальную морфологию, и эти культуры можно поддерживать
длительное время [2].
Материалы и методы. Для сравнительного анализа питательных
сред нами были выбраны: среда 3NNB, среда Данилова, среда Бристоль,
среда Громова, среда Кнопа, среда Прата, среда Z-8. Для эксперимента
были отобраны из коллекции штаммы следующих видов: 1)Scotiellopsis
rubescens S8, 2)Interfilum terricola S11-2, 3)Elliptochloris cf. subsphaerica
S11-11, 4)Nostoc sp. S11-17, 5)Pseudophormidium hollerbachianum S1.
Эти виды были выделены из микробиотичеких корочек, степной
зоны РБ, в окрестностях г.Сибай. Каждую культуру выращивали в 50 мл
анализируемой среды (состав приведен в табл. 1) в течение одного месяца
на люминостате при температуре +240С. Колбы с культурами ежедневно
встряхивали. Плотность культуры оценивали путем измерения оптической
плотности на спектрофотометре ПЭ-5400УФ. Для каждой среды была
вычислена длина волны, проводились в кюветах в 5 мл. Данные были
внесены в таблицу 2.
Результаты. Для каждой среды изначально была вычислена
необходимая длина волны. Для среды Z-8 она составляла 315нм, для среды
3NNB и Бристоль – 750нм, для сред Прата, Кнопа, Громова и Данилова
составляла 590нм. Далее была измерена оптическая плотность при данной
для этой среды длине волны для каждого вида, культивируемой водоросли.
Результаты исследования показали наибольшие значения оптической
плотности для штамма Nostoc sp. S11-17 при культивировании на среде
Данилова и Громова; для штамма Scotiellopsis rubescens S8 - на среде
3NNB и Бристоль, для штамма Pseudophormidium hollerbachianum S1 - на
среде Кнопа, Interfilum terricola S11-2 - на среде Бристоль, Elliptochloris
cf.subsphaerica S11-11 - на среде Кнопа. В среднем самое высокое значение
плотности культур для всех видов водорослей было установлено при
выращивании их на среде Бристоль.
Таблица №2.
Питательная
среда
Z-8
3NNB
Бристоль
Прата
Кнопа
Громова
Данилова
Значения оптической плотности культур водорослей
Водоросли и цианобактерии
Nostoc
sp. S1117
0,092
0,001
0,620
0,060
0,080
1,603
1,684
Scotiellopsis
rubescens
S8
0,296
0,751
0,682
0,230
0,240
0,371
0,220
Pseudophormidium
hollerbachianum
S1
0,110
0,619
0,659
0,059
1,684
0,062
0,113
62
Interfilum
terricola
S11-2
0,060
0,593
0,641
0,204
0,094
0,090
0,147
Elliptochloris
cf.subsphaerica
S11-11
0,231
1,002
0,687
0,420
1,845
0,069
0,399
Заключение. Довольно широкий разброс значений оптической
плотности, скорее всего, связан с индивидуальными особенностями
каждого штамма водорослей и цианобактерий. Подбор среды для
культивирования водорослей необходимо проводить с учетом
физиологических и биохимических особенностей каждого вида или отдела.
Список использованных источников
1. Andersen R.A., Kawachi M. Traditional microalgae isolation
techniques/ Andersen R.A. Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press,
2005. P. 82-100.
2. Watanabe M.M. Freshwater culture media/ Andersen R.A. Algal
culturing techniques. Elsevier Academic Press, 2005. P. 13-20.
3. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные
методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие
[Текст]. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2008. – 152с.
4. Хазиев Ф.Х., Кабиров Р.Р. Количественные методы почвенноальгологических исследований. – Уфа: БФАН СССР, 1986.172с.
5. Floyd G.L., Stewart K.D., Mattox K.R. Cellular organization, mitosis,
and cytokinesis in the ulotrichalean alga, Klebsormidium// J. Phycol. 1972. Vol.
8. P. 176-184
6. Darling R.B., Friedmann E.I., Broady P.A. Heterococcus endolithicus
(Xanthophyceae) and other terrestrial Heterococcus species from Antarctica:
Morphological changes during life history and response to temperature // J. Phycol. 1987. Vol. 23. P. 598-607.
Каримова Лиана Наилевна
ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы»
Научный руководитель: доцент, к.б.н. Суханова Наталья
Викторовна
К ВОПРОСУ О СМЕНЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ НА
ОТВАЛАХ ГОРНЫХ ПОРОД
При открытой добыче полезных ископаемых в первую очередь
уничтожению подвергается почвенно-растительный покров, снятие
которого оказывает прямое воздействие на всю окружающую среду.
Целью нашей работы было изучение источников литературы о
происходящих сукцессиях на отвалах горных пород различного
происхождения.
Сукцессии на токсичных субстратах идут по модели
стимулирования, когда каждые поселяющиеся виды улучшают условия для
поселения новых. На поверхность токсичного субстрата заносятся
различные водоросли, часть из которых погибает, другая остается в
63
неактивном состоянии и только некоторые, способные вегетировать в
данных условиях, начинают развиваться. В процессе жизнедеятельности
клетки водорослей выделяют одни вещества, в том числе и химически
активные (кислоты, щелочи, ферменты и т.д.), и поглощают другие. За счет
указанных процессов около клеток возникают зоны с ослабленной
токсичностью субстрата. В таких зонах поселяются бактерии,
микроскопические грибы, простейшие, которые вместе с водорослями
образуют микроскопическую консорцию. Такая консорция представляет
собой своеобразное «пятно жизни» на поверхности токсичного
безжизненного субстрата. Функционирование микроконсорции приводит к
расширению размеров «пятна жизни» и дальнейшему заселению ее
новыми видами водорослей, увеличению флористического разнообразия
альгоценоза. В зонах с постоянно снижающейся токсичностью
продолжается колонизация субстрата с участием как автотрофных, так и
гетеротрофных организмов [1].
На нетоксичных субстратах (отвалы вскрышных пород угольных и
железорудных месторождений; отвалы, отсыпанные при добыче
строительных материалов и т.д.) сукцессии водорослей протекают в
соответствии с моделью нейтральности, когда предшественники
практически не влияют на внедрение новых видов. При наличии
химически благоприятного субстрата, факторами, лимитирующими рост
водорослей, выступают гидротермические условия и обеспеченность
водорослей элементами питания [1].
С появлением и формированием на отвалах и шламохранилищах
высших растений состав альгоруппировок изменяется. Под пологом
высших растений развитие водорослевого сообщества происходит по
модели толерантности, когда для внедрения каждого нового вида условия
становятся все хуже и хуже (увеличивается затенение высшими
растениями, возрастает конкуренция за элементы минерального питания,
увеличивается плотность и разнообразие гетеротрофов, среди которых
много альгофагов и водорослевых антагонистов). В то же время каждое
новое поколение оказывается представленным все более и более
приспособленными к данным условиям видами (фитоценотическими
патиентами) [1].
Заселяя горную породу, они выделяют растворяющие ее вещества,
что обеспечивает эти организмы необходимым минеральным питанием и
способствует выветриванию, т. е. дальнейшему разрушению субстрата.
Каждый новый организм способствует накоплению в экосистеме
биомассы и детрита, а, следовательно, облетает поселение следующих
колонистов. Постепенно в ней появляются относительно требовательные к
среде, но зато более долговечные и конкурентоспособные виды [2].
На питательной смеси вырастают неприхотливые споровые растения,
не имеющие корней, – мхи, кустистые лишайники (их корнеподобные
64
выросты называют ризоидами). По мере отмирания примитивной
растительности формируется тонкий слой почвы, содержащей
питательные вещества, доступные для растений. Растения колонизируют
местообитание в определенной последовательности. Сначала появляются
устойчивые к широкому диапазону условий виды с распространяющимися
на дальние расстояния семенами. Постепенно в ней появляются
относительно требовательные к среде, но зато более долговечные и
конкурентоспособные виды.
Сукцессия – наглядный пример изменения организмами среды
своего обитания и создания условий для поселения других видов. По мере
развития растительности открываются все новые ниши для фитофагов,
консументов второго порядка и детритофагов, пока, наконец, не
сформируются сложное сообщество и новая экосистема [2]. Схематически
этот процесс представлен на рисунке.
Рисунок. Схема смены растительных сообществ [3].
Вклад в изучение сукцессионных процессов внесли многие ученые:
Наумова Л.Г и Миркин Б.М. рассмотрели теоретические аспекты
сукцессий [6], Кабиров Р.Р. осветил вопросы вклада почвенных
водорослей в формировании сообществ на отвалах [1], Шумлянская Н.А.
изучала сукцессионные перестройки альгогруппировок вскрышных
отвалов Кузбасса [4], Миронычева-Токарева Н.П. рассмотрела вопросы
сукцессий растительности и динамики растительного вещества при
зарастании отвалов лесостепной зоны юга средней Сибири [5], Лисецкий
Ф.Н., Голеусов П.В., Кухарук Н.С., Чепелев О.А, Миронова С.И. изучали
экологические аспекты воспроизводства почвенно-растительного покрова
в нарушенных горнодобывающей промышленностью ландшафтах [7],
группа
преподавателей
Мелитопольского
государственного
педагогического университета имени Богдана Хмельницкого и научных
65
сотрудников приазовского национального природного парка начала свои
исследования в Желтокаменском карьере по одной из основных тем
проекта «биологическое разнообразие и восстановление» [8] и многие
другие работы.
Накопленные знания о сукцессиях растительности позволяют
использовать их для экологической реставрации нарушенных экосистем,
для планирования мероприятий по сохранению биоразнообразия.
Список использованных источников
1. Кабиров Р.Р. Роль почвенных водорослей в антропогенных
экосистемах// Успехи современного естествознания, 2007. №6. С.12.
2. http://meduniver.com/
3.http://900igr.net/kartinki/biologija/Smena-ekosistem/026-2.-Smenaekosistem.html
4. Шумлянская Н.А. Сукцессионные перестройки альгогруппировок
вскрышных отвалов Кузбасса// Проблемы охраны растительного мира
Сибири: Тезисы межд. сов-ния, август, 2001 г. Новосибирск, 2001. С. 35.
5. Миронычева-Токарева Н.П. Динамика растительности при зарастании
отвалов (на примере КАТЭКа). Новосибирск: Наука, 1998. С. 172.
6. Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. Современная наука о
растительности. М.: Логос, 2002.
7. Лисецкий Ф.Н., Голеусов П.В., Кухарук Н.С., Чепелев О.А.
Экологические аспекты воспроизводства почвенно-растительного покрова
в нарушенных горнодобывающей промышленностью ландшафтах.
Электронный
научный
журнал
«Исследовано
в
России»
http://zhurnal.ape.relarn.ru/.
8. Новости проектов-финалистов конкурса the Quarry Life Аward в
Украине// «HeidelbergCement Украина» Корпоративная газета для
работников предприятий Группы HeidelbergCement в Украине №4 (44),
2012. С.6-13.
Каримова Эльвира Айдаровна
Бирский филиал БашГУ, г.Бирск, Россия
Научный руководитель:Минина Н.Н., к.б.н., доцент, БФ БашГУ
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ВЕТРЕНИЦЫ ЛЕСНОЙ (Anemone sylvestris L. ) СЕМ. ЛЮТИКОВЫЕ
(Ranunculaceae Juss)
Ветреница лесная, или анемона (Anemone sylvestris L.) –
многолетнее
травянистое растение, вид рода Ветреница (Anemone)
семейства Лютиковые (Ranunculaceae). Высота 15-50 см. Стебель до 40см
высотой несет одиночный цветок. Прикорневые листья в числе двухшести, длинночерешковые, с тремя-пятью ромбическими трёх
66
раздельными сегментами. Листочки околоцветника белые, снаружи
опушённые. В период вегетации взрослое растение имеет высокий
цветонос с тремя черешковыми листьями и двумя-тремя нижними
листьями; у его основания развиваются 1-2 розеточных побега. Листья
цветоноса и розеточных побегов рассеченные, с долями, разделенными на
три ромбических надрезанно-зубчатых сегмента. Корневище толстое,
короткое, несет придаточные корни, часть которых простирается в почве
горизонтально и может образовывать отпрыски. В первый год надземной
жизни побег развивается как розеточный, образуя два зеленых листа; в
точке роста его к концу вегетации закладывается цветоносный побег.
Зимой почки генеративных побегов закрыты чешуями или раскрыты;
весной цветонос вытягивается, развертывает листья покрывала и нижние, а
после цветения и плодоношения листья и стебель до нижнего узла
отмирают, нижний же узел (зона кущения) сохраняется в составе
корневища. Цветок до 7см в диаметре, белый. Плод – многоорешек [3].
Ветреница лесная (лат. Anemone sylvestris) редкое (в Красную книгу
Беларуси 1-го и 2-го изданий 1981, 1993; охраняется в Латвии, Польше и
Смоленской обл. России), декоративное, ранневесеннее, в народной
медицине растение применяется при головной и зубной болях, мигрени,
невралгии, при ослаблении зрения и слуха. Настои растения
употребляются при воспалениях мочевого пузыря, почек, при желудочнокишечных заболеваниях, желчнокаменной болезни, параличах. Наружно
траву ветреницы лесной используют при кожных заболеваниях, при
ревматизме. Ветреница лесная очень ядовитое растение, использовать его
следует предельно осторожно. В официальной медицине не применяется
[7].
Цель работы: изучение эколого-биологических особенностей
редкого растения (Anemone sylvestris L.) из семейства Лютиковые
(Ranunculaceae). Задачи: 1. Изучить сезонный ритм развития; 2. Изучить
морфометрические показатели.
Автором был изучен сезонный ритм развития и проведены
морфометрические исследования Anemone sylvestris в условиях дендрария
БФБашГУ. При изучении сезонного ритма развития проводили
наблюдения за сроками наступления основных фаз развития растений [1].
Обработку фенологических дат осуществляли согласно рекомендациям [4]
с учетом дополнений [5]. При антэкологических исследованиях
использовали положения, изложенные в работах [8] и [6]. Декоративные
показатели растений оценивали по морфологическим признакам, которые
учитываются селекционерами при оценке травянистых декоративных
растений [2].
Работа выполнялась на кафедре Биологии растений и методики
преподавания биологии в течение одного года. По нашим данным у
ветреницы лесной в условиях дендрария БФБашГУ стебли прямостоячие,
67
беловато-войлочные, высотой 21,10±1,01 см, однако встречаются особи
высотой от 16 до 25 см. Каждое растение образует мутовку из трех двухили трехраздельных листьев длиной 6,81±0,28 см (длина варьирует от 5,5
см до 8 см). Растение образует 1 цветок. Цветки крупные, размером от 5 до
8 см, в среднем 6,22±0,36 см. Лепестки белые от 5 до 8 шт. в среднем
6,33±0,26 шт. Тычинки многочисленные, пестики многочисленные. Цветет
в мае-июне 20-25 дней. Плоды густо опушены длинными, белыми
волосками.
Таким образом, ветреница лесная успешно цветет и плодоносит в
условиях дендрария БФ БГУ
Список использованных источников
1. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и
растительных сообществ. Новосибирск: Наука, 1974. 156 с.
2. Былов В.Н., Каприсонова Р.А. Принципы создания и изучения
коллекции малораспространенных декоративных многолетников. // Бюл.
Гл. ботан. сада. 1978. Вып.107. С. 77-82.
3. Жизнь растений. В 6- ти томах (Гл. редактор А. А. Федоров. Т. 1.
Ч.1. Цветковые растения). Под редакцией А.А. Тахтаджяна. М.:
Просвещение, 1980. 512 с.
4. Зайцев Г.Н. Фенология травянистых многолетников. М.:
Просвещение, 1978. 150 с.
5. Нилов В.Н. К методике статистической обработки материалов
фенологических наблюдений. // Ботанический журнал. 1980. Т. 65, №2: С.
282-284.
6. Пономарев А.Н. Изучение цветения и опыления растений. //
Полевая геоботаника. – 1960. Т.2. С. 9-19.
7. Сборник «По страницам красной книги. Растения». Минск:
Белорусская Советская энциклопедия, 1987. 248 с.
8. Шамурин В.Ф. Суточная ритмика и экология цветения некоторых
степных растений. // Ботанический журнал. 1958. Т. 43., № 4. С. 548-557.
Кисляков Александр Сергеевич
ФГБОУ ВПО БГПУ им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: Сафиуллина Л.М., к.б.н., доцент
ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА
МИКРОСКОПИЧЕСКУЮ ВОДОРОСЛЬ VISCHERIA HELVETICA
(VISCHER & PASCHER) HIBBERD (EUSTIGMATOPHYTA)
Среди разнообразных загрязняющих веществ тяжелые металлы (ТМ)
и их соединения выделяются распространенностью, высокой
токсичностью и способностью к накоплению в живых организмах.
Воздействие человека на окружающую среду привело к появлению
68
тяжелых металлов (или повышению их локальной концентрации) в почве.
Содержание различных металлов в окружающей среде варьирует в
широких пределах. Так, в почве концентрация кадмия достигает 6×10-2
мг×г-1, кобальта 1 – 300 мг×г-1, обычно 10 – 15 мг×г-1, меди 5 – 5000 мг×г-1,
железа 200 мг×г-1 – 100 г×кг-1, никеля 40 мг×г-1, свинца 10 мг×г-1, цинка 2 –
50 мг×г-1 [2].
Загрязнение почвы труднее поддается оценке, чем воды или воздуха,
поэтому особое значение приобретает биологический мониторинг. В
условиях интенсивного загрязнения среды металлами микроскопические
водоросли можно использовать для оценки количественных параметров
данного явления, так как они имеют ряд преимуществ: 1) относительно
легко идентифицируются до вида, что дает возможность анализа
альгофлоры разных почв; 2) быстро реагируют на изменение почвенных
условий; 3) культивирование водорослей отличается простотой и
дешевизной; 4) как фототрофы они сходны с высшими растениями по
реакции на состояние почвы и т.д. [8].
Почвенные водоросли, являясь обязательным компонентом
эдафофильных ценозов, подвергаются влиянию ТМ. Токсическое
воздействие ТМ на разные группы водорослей подтверждается
многочисленными литературными данными [1; 5; 3; 6; 7]. Следует
отметить, что исчезновение из альгологруппировок желтозеленых
водорослей может служить одним из сигналов о загрязнении почвы
тяжелыми металлами [4].
Цель работы заключалась в исследовании влияния ТМ на
микроскопическую водоросль Vischeria helvetica (Eustigmatophyta). В связи
с целью были поставлены следующие задачи: 1. Основываясь на
источники литературы выработать методику постановки эксперимента; 2.
Оценить
влияние
ТМ
и
установить
границы
сохранности
морфологического статуса V. helvetica; 3. Установить ряд токсичности
исследуемых металлов.
Объектом
исследования
являлся
аутентичный
штамм
микроскопической водоросли Vischeria helvetica ACKU № 703-06 (orig.
SAG 876-1) из коллекции КНУ им. Т. Шевченко, любезно
предоставленного профессором И.Ю. Костиковым. Изначально, V.
helvetica был отнесен к представителям отдела Xantophyta, но в 1970 году
основываясь на цитологических признаках Д. Хибберд и Г. Лидейле,
выделили его и ряд других видов из желтозеленых в самостоятельную
группу эустигматофитовых водорослей [10; 11].
В основополагающей статье Д. Хибберда имеется следующее
описание вида V. helvetica: Клетки в основном сферической формы и
имеют шиповидные наросты, из-за чего иногда кажутся угловатыми. Из-за
наростов они могут иметь почти треугольную форму. Клеточная стенка
твердая и гладкая, а у старых клеток почти блестящая. Хлоропласт
69
рассеченный, иногда полностью разделен. Клетки 7-17 мкм в диаметре.
Встречаются в разных типах почвы, на территории Германии,
Чехословакии, Англии [9].
В нашем исследовании все испытания проводились в жидкой
питательной среде 3NBBM. При подготовке растворов химических
веществ, готовили питательную среду и добавляли в нее исследуемое на
токсичность вещество [4].
Для выявления размерных или морфологических изменений,
происходящих в клетках, под воздействием ТМ оценивали диаметр клеток
водоросли, описывали морфологические нарушения, а также состояние
протопласта, т.е. внутреннего содержимого клеток. Изучали влияние
нитратов свинца, железа, кадмия, никеля и кобальта на морфологические
признаки водоросли. Испытывали концентрации 1×10-10–1 моль/л металла.
Расчет производили по действующему веществу. Просмотр осуществляли
на 3, 7, 14, 21, 28 сутки, измеряли диаметр 50 вегетативных клеток. Всего
по влиянию экологических факторов было изучено 13750 особей Visheria
helvetica. Просмотр проводили с использованием микроскопа Axio Imager
A2 с реализацией дифференциально-интерференционного контраста с
камерой Axio Cam MRC при увеличении ×1000.
В ходе исследования было выявлено, что самым токсичным
металлом оказалось железо. Гибель клеток наступала при концентрациях
от 1×10-6 моль/л. Концентрация 1х10-9 моль/л вызывала плазмолиз и
деформацию хлоропласта водоросли. В концентрации 1х10-7 моль/л клетки
приобрели причудливые формы. На втором месте по токсичности были
свинец и никель, гибель водоросли в обоих металлах наступала при
концентрации 1×10-4 моль/л. При внесении свинца, клетки в отличие от
других солей ТМ увеличивались в размере, достигая 20 мкм в диаметре.
Никель вызывал образование большого количества капель масла в клетках.
В целом же морфологические нарушения, вызванные свинцом, были
намного сильнее, что выражалось в плазмолизе живых клеток и сильной
деформации оболочек мертвых клеток. Следующими по токсичности были
кадмий и кобальт, гибель клеток при внесении этих металлов наступала в
концентрации 1×10-3 моль/л. При внесении кадмия в концентрации 1х10-9
моль/л на 3-и сутки эксперимента массово появились зооспоры. В
концентрациях кадмия 1х10-4 и 1х10-5 были отмечены сильные
морфологические изменения клеток, которые выражались наличием
большого количества капель масла в клетках и сильным плазмолизом.
Кобальт вызывал наименьшее нарушение морфологии клеток V. helvetica,
которые наблюдались только при высоких концентрациях металла.
Результаты исследований показали, что в зависимости от
концентраций ставших губительными для Visheria helvetica тяжелые
металлы имели следующий ряд токсичности: Fe>Pb,Ni>Cd,Co. Однако, по
морфологическим нарушениям, вызванным влиянием этими металлами,
70
можно было установить, что никель влиял на клетки менее агрессивно, чем
кадмий, который приводил их к сильному плазмолизу, большой
концентрации запасных веществ в протопласте и деформации хлоропласта.
Кобальт напротив не вызывал в клетках сильных морфологических
нарушений, а низкие его концентрации стимулировали процесс
размножения водоросли. В целом результаты эксперимента выявили
достаточно высокую устойчивость Visheria helvetica к исследуемым
концентрациям тяжелых металлов, что позволяет рекомендовать данный
вид в качестве модельного тест-объекта в биотестировании.
Список использованных источников:
1. Гайсина JI.A. Биология и экология Xanthonema exile (Klebs) Silva
(Xanthophyceae, Chrysophyta): Автореф. дисс… канд.биол. наук. Уфа, 2000.
17 с.
2. Жизнь микробов в экстремальных условиях // Под. ред: Д. Кашнера. М.:
Мир, 1981. 520 с.
3. Зарипова Л.X. Биология и экология почвенной цианобактерии
Cylindrospermum michailovskoense (Cyanoprokaryota) Автореф. дисс... канд.
биол. наук. Уфа. 2009. 17 с.
4. Кабиров Р.Р. Альготестирование и альгоиндикация (методические
аспекты, практическое использование ) // Башк. пед-т. Уфа. 1995. 124 с.
5. Прошкина Е.А. Влияние тяжелых металлов на сообщества почвенных и
эпифитных водорослей. Автореф. дис... канд. биол. наук. Уфа. 1997. 20 с.
6. Сафиуллина Л.М. Морфологическая изменчивость почвенной водоросли
Eustigmatos magnus (B. Petersen) Hibberd (Eustigmatophyta) под влиянием
экологических факторов: Дис….канд. биол. наук. Баш. гос. пед. ун-т. Уфа.
2009. 23 с.
7. Фазлутдинова А.И. Эколого-флористическая характеристика почвенных
диатомовых водорослей Южного Урала: Автореф. дисс... канд. биол. наук.
Уфа. 1999. 18 с.
8. Штина Э.А., Андронова М.Ф. Почвенные водоросли как индикаторы
загрязнения почвы промышленными выбросами // Биол. почв, ин-та им.
В.В. Докучаева. М. 1983. Вып. 35. С. 68-72.
9. Hibberd D.J. Notes on the taxonomy and nomenclature of the algal classes
Eustigmatophyceae and Tribophyceae (synonym Xanthophyceae) // Bot.J. of the
Linnean Soc. 1981. 82. P. 93-119.
10. Hibberd D.J., Leedale G.F. Eustigmatophyceae – a new algal class with
unique organization of the motile cell // Nature. 1970. 225. № 5234. P. 758-760.
11. Hibberd D.J., Leedale G.F. Observations on the cytology and ultrastructure
of the new algal class, Eustigmatophyceae // Annals of Botany. 1972. 36. P.
49-71.
71
Королесова Дарья Дмитриевна
Черноморский биосферный заповедник НАН Украины
Научный руководитель: Мильчакова Н. А., с. н. с., к. б. н.,
зав. лаборатории морских фиторесурсов ИнБЮМ
им. А.О.Ковалевского
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАРОСЛЕЙ ДОННЫХ
МАКРОФИТОВ ТЕНДРОВСКОГО ЗАЛИВА ЧЕРНОМОРСКОГО
БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА
В 2010 году нами возобновлён гидробиологический мониторинг на
акваториях Тендровского залива. Систематические исследования здесь
прекратились в середине 90-х годов.
Обширные площади дна залива заняты зарослями донной
растительности, которые являются ключевым компонентом экосистемы.
Значение макрофитобентоса для природно-аквальных комплексов
Тендровского залива, а также высокий природоохранный статус акваторий
обуславливают актуальность настоящей работы.
Методы исследования
Исследование выполнено автором на базе Черноморского
биосферного заповедника в период в течение 2010 и 2011 годов.
Макрофитобентос исследовался качественными методами, данные по
растительному населению бентали получены путём описания
физиономических типов растительности, анализа дночерпательных проб и
ручных качественных сборов.
Данные о состоянии растительного населения бентали Тендровского
залива в 90-х годах получены старшим научным сотрудником
Черноморского биосферного заповедника к.г.н. Черняковым Д. А. [1, 2, 3].
Первичные данные заносили в реляционную базу данных, связанную
с геоинформационной системой, что позволило построить схемы
пространственого распределения различных типов растительности. Нами
были выбраны бесплатные ГИС, свободно распространяемые в интернете
Quantum Gis Copiapo 1.6.0 и GIS GRASS 6.4.0.
Описание места исследований
Тендровский залив расположен в северо-западной части Чёрного
моря к югу от Днепро-Бугского лимана. С севера Тендровский залив
ограничен Ягорлыцким полуостровом, с юга – Тендровской косой.
Основными особенностями исследуемой акватории являются
вытянутая в меридиональном направлении форма, незначительные
глубины, преобладание илистых и илисто-песчаных донных осадков.
Экосистема Тендровского залива подверглась значительной
антропогенной трансформации, начальный её этап был связан с
72
зарегулированием Днепра и, в связи с этим, катастрофическим
сокращением его стока. Дальнейшая перестройка аквальных комплексов
была связана с развитием орошаемого земледелия, упадок которого
пришёлся на конец 80-х – начало 90-х г.г. [3].
Рис. 1 Принципиальна схема пространственного распределения массовых видов
донных макрофитов по данным b) 1994 [2] и a) 2011гг.
Результаты
За всё время исследований в Тендровском заливе обнаружено 91 вид
макрофитов [3]. Нами выявлено всего 25 видов.
Основу донных фитоценозов Тендровского залива составляют виды
рода зостера, рдест и харовые водоросли. Нами составлена
принципиальная схема пространственного распределения массовых видов
донных макрофитов (Рис. 1) в 1994 и 2011 гг.
В целом имеется ряд закономерностей расположения зарослей
макрофитов в Тендровском заливе, обусловленных в основном рельефом
дна. Основные скопления морских трав и харовых водорослей приурочены
к северным и южным прибрежным частям акватории с глубинами до 1м.
Мелководья, расположенные у северного берега имеют большую ширину,
чем прилегающие к берегу Тендровской косы, за счёт этого основные
заросли макрофитов расположены у материкового берега залива.
73
Общая площадь дна, занятая донными макрофитами, практически не
изменилась с 1994 года, однако произошли изменения в распределении и
площади отдельных физиономических типов растительности.
Наблюдается изменение в расположении зарослей Zostera marina.
Площадь поля зостеры, расположенного к востоку от о.Смаленый
существенно не изменилась, однако наблюдается смещение зарослей к
северному берегу залива.
Отмечено также перераспределение малого взморника, заросли
которого в 2010-2011 гг. занимали практически все южные мелководья,
небольшие скопления найдены также у берега о.Тендра напротив островов
Бабин и Смаленый. Расширение зарослей Z. noltii (syn. Z. minor) началось
ещё в 1993 г.
Нами обнаружены особи Zannichelia major и видов рода Ruppia. Эти
представители макрофитов не формируют плотных скоплений в восточной
части Тендровского залива и во всех случаях встречены в составе
смешанных зарослей. Zannichelia major обнаружена в районе северного
склона. Руппия встречается в составе смешанных зарослей с рдестами,
взморниками или харовыми водорослями и тяготеет к южным
мелководьям.
В 2010 году практически в 25% проб макрофитов обнаружены
представители рода Ruppia, преимущественно R. cirrosa, встречаемость
этих видов существенно возросла по сравнению с данными за 1994 г.
Руппия распространилась вдоль северных и южных мелководий. Находки
Zannichellia palustris единичны, встречаемость вида не превышает 3%.
Известно, что виды рода руппия хорошо переносят влияния течений и
волновой проработки, в то время как заникелия предпочитает защищённые
местообитания. Таким образом изменения в количественных показателях
этих макрофитов могут свидетельствовать об изменении локальных
характеристик динамики вод залива.
Нами выявлено, что обширные площади дна восточной части
Тендровского залива заняты харовыми водорослями, хотя они считались
выпавшими из состава донной растительности после 1993 г.
Распространение видов рода Lamprothamnium и Chara практически
соответствует картине начала 90-х годов, однако они повсеместно
находятся в угнетённом состоянии. Если до 1993 г. биомасса харовых
водорослей местами превышала значение 10 кг/м2, а длинна талломов
превышала глубину водоёма, то сегодня мы наблюдаем абсолютно иную
картину. Харовые по большей части обнаруживаются в смешанных
зарослях с рдестом, зостерой или красными водорослями. Мы не имеем
точной информации о биомассе, однако можем утверждать, что её значения
уменьшились как минимум на порядок, а максимальная обнаруженная в
2010 году длина таллома составила 16 см на глубине более 2 м.
74
В восточной часте Тендровского залива донные фитоценозы
прибрежной полосы премущественно сформированы двумя видами
макрофитов: Z. noltii и S. pecktinata. Практически от самого уреза воды
начинаются заросли малого взморника которые, с удалением от берега
сменяются фитоценозом с преобладанием рдеста гребенчатого. На всей
площади мелководий обнаруживается не значительное количество красных
водорослей. В 90-е годы отмечалось развитие сомкнутых зарослей харовых
водоролей на восточных мелководиях Тендровского залива. Нами
харофиты здесь обнаружены не были.
Заключение. Обобщив всё вышесказанное можно сказать, что
основные
направления
трансформации
донной
растительности
Тендровского залива обусловлены потерей харовыми водорослями
эдификаторной роли и замещение их сомкнутых зарослей другими типами
растительности, по большей части рдестами и малым взморником. Такая
тенденция отмечена ещё в середине 90-х и, видимо, сохраняется до 2010
года.
Список использованных источников
1. Черняков Д. А. Состояние акваторий // Летопись природы ЧБЗ. – 1993. –
С.218-248.
2. Черняков Д. А. Состояние акваторий // Летопись природы ЧБЗ. – 1994. –
С.218-248.
3. Черняков Д. А. Природно-аквальные комплексы Тендровского и
Ягорлыцкого заливов и мониторинг их состояния в Черноморском
биосферном заповеднике: дис. к.г.н. / Д.А.Черняков. - Харьковский
государсвенный университет, 1995. – 186 с.
Костерина Людмила Ивановна
Нижегородский государственный университет им. Н.И.
Лобачевского, г. Нижний Новгород, Россия
Научный руководитель: Воденеева Е. Л., к.б.н., ст. преп. каф.
ботаники
СОСТАВ И ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ФИТОПЛАНКТОНА В ОЗ.СВЕТЛОЯР В 2010-2011 гг.
Актуальность. Одной из актуальных проблем современной водной
экологии является оценка состояния озерных экосистем и прогнозирование
происходящих в них изменений под воздействием как природных, так и
антропогенных факторов среды. Особый интерес в этом отношении
представляют малоизученные озера карстового происхождения, имеющие
определенные морфометрические характеристики, прежде всего большие
глубины и воронкообразную форму котловины. Вследствие чего в озерах
данного типа наблюдается стратификация водных масс, различие в
75
плотности воды, содержании кислорода и других показателей, что
приводит к неравномерному распределению гидробионтов в толще воды
[2]. Фитопланктон как первичнопродуцент, с одной стороны и достаточно
чуткий индикатор экологического состояния того или иного водоёма, с
другой, является одним из основных и наиболее массовых компонентов
водных экосистем.
В Нижегородском Заволжье наиболее известным озером карстового
происхождения является оз. Светлояр. Озеро является памятником
природы федерального значения, а история его происхождения овеяна
многочисленными легендами. Эти факторы во многом определяют
увеличение антропогенной нагрузки на водоем, что в свою очередь
указывает на необходимость мониторинга состояния водной экосистемы
озера.
Цель настоящей работы – изучить видовой состав и особенности
вертикального распределения планктонных водорослей в оз. Светлояр в
2010-2011гг. Для решения данной цели были поставлены следующие
задачи: 1. Определить таксономический состав водорослей планктона и
дать его эколого-географическую характеристику; 2. Изучить сезонную и
межгодовую динамику численности и биомассы фитопланктона и
установить трофический статус оз. Светлояр; 3. Установить особенности
вертикального распределения доминирующих таксонов, численности и
биомассы фитопланктона в озере.
Личный вклад. Принимала участие в сборе и обработке проб за
2011 год, постановке целей и задач, обсуждении результатов.
Публикации. Результаты исследования были изложены на 65-ой
ежегодной областной студенческой научной конференции биологического
факультета, посвященной 110-летию С.С.Станкова (Костерина, 2012).
Физико-географическая
характеристика.
Озеро
Светлояр
расположено в бассейне р. Ветлуги в Воскресенском районе
Нижегородской области. Озеро Светлояр имеет эллипсоидную форму,
слабо изрезанную береговую линию и конусовидную форму котловины.
Площадь водоема – 0,13 км2, глубина до 33,2 м. Питание осуществляется в
основном за счет многочисленных ключей. По гидрохимическому режиму
относится к категории нейтральных среднеминерализованных водоемов с
высокой прозрачностью (по диску Секки – 5,0-6,0 м) [1]. В период
открытой воды в озере наблюдается температурная и кислородная
стратификация. Эпилимниальный слой простирается вглубь до 3,0-3,5 м,
ниже до 5,5-7,0 м расположен термоклин. Основную часть водной массы
озера составляет холодный гиполимнион. В верхнем пятиметровом слое
летом наблюдается перенасыщение воды кислородом (115-120%). На
глубинах 5-9 м – резкий оксиклин, ниже О2 практически отсутствует.
Глубже 17 м в озере присутствует сероводород (до 5 мг/л у дна).
76
Методы и материалы. Работа выполнена на базе кафедры ботаники
ННГУ им. Н.И.Лобачевского. Материалом для данной работы послужили
пробы фитопланктона, отобранные в 2010-2011 гг. с пелагической части
озера с 4-х горизонтов (в период летней стратификации – поверхность,
половина прозрачности по диску Секки, прозрачность и удвоенная
прозрачность). Пробы отбирались с января по декабрь, с периодичностью
10-15 дней. Всего за период исследования проанализировано 118 проб (из
них – 67 лично автором). Отбор проб производили в соответствии с
методическими рекомендациями ИБВВ РАН [4]. Идентификация
водорослей осуществлялась в камере Нажотта объёмом 0,01 мл с
использованием микроскопа Meiji (Япония).
Результаты. Таксономическое разнообразие фитопланктона оз.
Светлояр по данным 2010-2011 гг., а также предыдущих лет исследований
[1] было представлено 206 таксонами водорослей рангом ниже рода
(зеленые – 75; диатомовые – 41, цианопрокариоты – 31, золотистые – 28,
эвгленовые – 17, динофитовые – 10, криптофитовые – 3, желтозеленые –
1). Анализ родового спектра выявил преобладание родов Trachelomonas,
Scenedesmus, Dinobryon, Kephyrion и Monoraphidium. Экологогеографический анализ показал преобладание истинно-планктонных (149
видовых и внутривидовых таксонов), космополитных форм (99). По
отношению к солености преобладали виды-индифференты (102), по
отношению к pH среды в почти равной степени были представлены как
индифферентные виды, так и алкалифилы (29 и 27 видовых и
внутривидовых
таксонов).
Сапробиологический
анализ
выявил
преобладание β-мезосапробов (52 вида).
Вертикальное распределение количественных показателей и
структуры сообществ фитопланктона в разные сезоны вегетационного
периода различалось. Так, в весенний сезон 2010 г. в максимальные
показатели численности водорослей приходились на вторую декаду мая и
были приурочены к нижней части металимниона. Основным доминантом
выступала зеленая хлорококковая водоросль Dictyosphaerium subsolitaria
von Goor (60,44 млн кл./л – 0,21 г/м3). Основной вклад в формирование
биомассы в это время определяли динофитовые водоросли (Ceratium
hirundinella (O.F.Mull) Dujardin (1,39 г/м3) и Peridinium cinctum Ehr
(0,10г/м3)), при этом максимальные показатели их биомассы были
приурочены к поверхностному горизонту. Присутствие данных
представителей в числе структурообразующих видов весенних и летних
альгоценозов отмечалось и в предыдущие годы исследования [1]. В летний
сезон аномально жаркого 2010 г. основная роль в структуре растительного
планктона (до 99,1% суммарной численности и 89,9% биомассы)
принадлежала цианопрокариотам, в вертикальном распределении их
максимальные концентрации были приурочены к поверхностному
горизонту. Впервые за все годы исследования (2000-2002 гг.) отмечалось
77
массовое развитие потенциально токсичного вида Anabaena flos-aquae
(Lyngb.) Bréb., некоторые штаммы которого способны продуцировать
опасные для человека и животных нейротоксины. В период максимального
своего развития, приуроченного к 13 сентября, биомасса A.flos-aquae
достигала 31,36 г/м3, численность 269,00 млн кл./л, что в 13 раз превышает
рекомендуемый ориентировочный уровень цианопрокариотных клеток /л в
водоемах по данным Всемирной организации здравоохранения [5]. В июне
и июле в качестве сопутствующих по биомассе видов выступали
динофитовые водоросли. В осенний сезон руководящая роль
цианопрокариот (представленных в это время покоящейся стадией –
акинетами) переходила к эвгленовым водорослям. В вертикальном
распределении определенных закономерностей не отмечено: в отдельные
сроки наблюдений максимальные концентрации водорослей были
приурочены к разным горизонтам.
В 2011 г. уровень количественного развития фитопланктона был
значительно ниже. В зимний период водоросли концентрировались в
поверхностном слое. Превалировали динофитовые – C.hirundinella (0,262
г/м3) и эвгленовые водоросли – виды рода Trachelomonas (0,155 г/м3).
Весной в численном отношении доминировали цианопрокариоты (Snowella
atomus Kom. et Hind. – до 3,16 млн кл./л) с максимальными
концентрациями в поверхностных горизонтах. По биомассе в начале
весеннего сезона формировались полидоминантные комплексы, в
вертикальном отношении распределение значений биомасс было
достаточно равномерным; в конце весны – в поверхностном горизонте
отмечено преобладание динофитовых водорослей.
В летний сезон
вертикальное распределение водорослей было сложным. Максимальные
показатели численности чаще фиксировались на нижней границе
металимниона или в гиполимнионе и были обусловлены развитием
мелкоклеточных представителей: D. subsolitaria (7,76 млн кл./л) и S. atomus
(5,84 млн кл./л). По биомассе преобладали диатомовые (Asterionella
formosa Hass. – 0,318 г/м3, Cyclotella sp. – 0,323 г/м3) и динофитовые,
приуроченные к зоне металимниона.
Таким образом, за период исследования отмечены значительные
изменения в степени развития и составе доминирующих форм водорослей.
Вертикальное распределение фитопланктона в оз. Светлояр было
неоднородным. Как правило, максимальные значения биомассы
водорослей регистрировались в поверхностном горизонте водоема. В
зимний период доминировали эвгленовые водоросли, в весенний сезон –
динофитовые и диатомовые, в летний в 2010 г. – цианопрокариоты, 2011 г.
– диатомовые водоросли. Показатели количественного развития
фитопланктона в 2010 г. соответствовали высокоэвтрофному, а в период
массового развития цианопрокариот – гипертрофному уровню. В 2011 г.
78
обилие планктонных водоросли оказалось заметно ниже, а трофический
статус оз. Светлояр оценивался как олиготрофный.
Список использованных источников
1. Баянов Н.Г., Макеев И.С., Воденеева Е.Л. Фитопланктон и
продукционно-деструкционные процессы в озере Светлояр // Вестник
Мордовского госуниверситета. – 2009. – N 1. - С. 218-229.
2. Гусев Е.С. Особенности структуры и функционирования
фитопланктона стратифицированных озер карстового происхождения
центральной России (Владимирская область): Автореф. дис. канд. биол.
наук. Борок, 2007. 24 с.
3. Костерина Л.И. Видовой состав и вертикальное распределение
фитопланктона в озере Светлояр // Тез. докл. 65-ой ежегодной обл. студ.
науч. конф. биол. ф-та: Биосистемы: организация поведение управление.
Н.Новгород, 2012. С 29.
4. Методика изучения биоценозов внутренних водоемов. М.: Наука,
1975. 240с.
5. Патова Е.Н. Цианопрокариотическое «цветение» водоемов
восточноевропейских тундр (флористические и функциональные аспекты)
// Теоретические проблемы экологии. №3, 2007.
Лабутина Любовь Павловна
ФГБОУ ВПО Бирский филиал Башкирского государственного
университета
Научный руководитель: Яппарова Э. Н., к. б. н., доцент
ВЛИЯНИЕ ФИТОНЦИДОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
МИКРООРГАНИЗМОВ
С незапамятных времен человек использовал растение не только в
хозяйстве, но и для украшения интерьера. Некоторые виды растений
благотворно влияют на качество воздуха в помещениях, очищая и
ароматизируя его. Качество воздуха в помещениях, особенно в
общественных местах, далеко от идеального. Во-первых, в воздухе
закрытых помещений концентрируется пыль, количество которой, можно
снизить влажными уборками. Воздух комнат загрязнен химическими
веществами. Кроме того, воздух в помещении содержит множество
микроорганизмов, в том числе и условно патогенных, таких как
стафилококк и микроскопические плесневые грибы, которые угнетаются
под влиянием летучих фракций фитонцидов [5]. Как известно, многие
микроорганизмы воздуха являются переносчиками остро-респираторных
инфекционных заболевания, возбудителями кожных и иных заболеваний.
Качество воды так же требует изучения.
79
В связи с нарастающим ухудшением качества окружающей среды, в
частности – воздуха помещений, в которых современный человек
вынужден проводить большую часть времени, все актуальнее становятся
вопросы изучения способов оздоровления среды, очищения воздуха и
воды. Популяризация новых технологий все актуальнее становятся
экологичные способы воздействия на микроорганизмы, без применения
ядохимикатов или источников электромагнитного и иных видов
загрязнения. К наиболее экологичным способам очистки воздуха и воды
можно отнести воздействие фитонцидами растений.
В связи с этим цель нашего исследования: изучение влияния
фитонцидов (Picea obovata, Allium cepa, Allium sativum, Tagetas patula,
Pelargonium zonale, Pinus silvestris) на поведение и жизнедеятельность
микроорганизмов воздуха учебных аудиторий и культуры простейших.
Нами было проведено изучение влияния фитонцидов названных
выше растений на жизнедеятельность микроорганизмов воды и воздуха в
учебных аудиториях корпуса факультета биологии и химии. Опыты
проводились после учебных занятий – при максимальной нагрузке
аудиторий занятиями в трехкратной повторности (в табл. и на рис.
приведены усредненные данные).
Первоначально
исследовали
влияние
фитонцидов
на
жизнедеятельность простейших. Для этого использовали фитонциды
поврежденных листьев растений (Picea obovata, Allium cepa, Allium
sativum, Tagetas patula, Pelargonium zonale). Воздействие фитонцидами
этих растений на культуру инфузорий производили по стандартной
методике [1] в течение пяти минут – в разное время года. Основные
результаты представлены на рис. 1 и в табл.1.
Рис. 1. Влияние фитонцидов поврежденных растений
на подвижность культуры инфузории (сентябрь).
Как видно на рис.1, из всех использованных нами в опыте растении
фитонциды Allium sativum инактивировали инфузории активнее других
видов. В варианте с Allium sativum активность движения инфузорий была в
80
8 раз ниже, чем в контроле: под воздействием фитонцидов инфузории в
течение 2 минут совершали движение, а в контроле в течение 10 минут.
Аllium
sativum
Pelargonium
zonale
Tagetas
patula
Allium cepa
Picea obovata
Контр
оль
Таблица 1.
Влияние фитонцидов на жизнеспособность простейших
До начала эксперимента В течение 10 минут
В течение 8 минут
Характер
Скорость
Характер Скорость Характер
Ско
движения
движения
движения
рост
ь



+
═
═
+
=
О
КО


‫׀‬

+

O

O

+

О

O

+
+
+



═
O
КO


═
O
КО



‫׀‬
‫׀‬
Примечание: обозначения к таблице 1
инфузории двигались активно
движение отсутствует
инфузории двигались, совершая круговые движения
инфузории
двигались,
совершая
колебательные
движения
высокая скорость передвижения инфузорий
низкая скорость передвижения инфузорий
средняя скорость передвижения инфузорий
нулевая скорость передвижения
Наиболее слабое влияние оказали летучие фитонциды Picea obovata.
Проведение аналогичных измерений в зимнее время показало
аналогичную картину. Таким образом, ряд активности летучих
фитонцидов по воздействию их на подвижность простейших можно
представить следующим образом (в порядке убывания): Allium sativum Allium cepa - Pelargonium zonale - Tagetas patula.
Следующим этапом нашего исследования было определение влияния
летучих фитонцидов на количество микроорганизмов в воздухе учебных
аудиториях. Посев микроорганизмов проводили 18, 22 февраля, 11 марта в
16ºº по стандартной методике [1]. Обеспечение поступления в воздух
летучих фракций фитонцидов обеспечивались путем приготовления
кашицы растений: Allium cepa, Allium sativum, Pelargonium zonale, эфирное
масло Pinus silvestris и внесения их в аудиторию. Первоначально – в
каждом варианте проводился контрольный посев, далее в течение 20 мин
проводилось воздействие фитонцидов. Для посева мы воспользовались
седиментационным методом (метод оседания Коха) [1]. На третий и
81
седьмой день проводился подсчет колоний микроорганизмов по
стандартной методике [1].
В контрольных посевах количество колоний микроорганизмов
превышало их количество в опытных вариантах. В опыте с кашицей Allium
sativum в 15 раз микроорганизмов меньше, чем в контроле; с кашицей
Allium cepa в 3 раза меньше микроорганизмов, чем в контроле; с кашицей
Pelargonium zonale в 2 раза меньше микроорганизмов, чем в контроле; с
эфирным маслом Pinus silvestris в 4 раза меньше микроорганизмов, чем в
контроле. Таким образом, ряд активности летучих фитонцидов по
воздействию на бактерии воздуха можно представить следующим образом
(в порядке убывания): Allium sativum - Pinus silvestris - Allium cepa Pelargonium zonale.
Выводы:
1.Ряд активности летучих фитонцидов по воздействию их на подвижность
простейших следующий (в порядке убывания): Allium sativum - Allium
cepa - Pelargonium zonale - Tagetas patula.
2.Ряд активности летучих фитонцидов по воздействию на бактерии
воздуха следующий (в порядке убывания): Allium sativum - Pinus silvestris Allium cepa - Pelargonium zonale.
Таким образом, полученные результаты позволяют выделить
растения, обладающие наиболее сильным фитонцидным действием: для
культуры инфузорий и для микроорганизмов воздуха учебных аудитории
– это Allium sativum. А остальные виды растений обладали наименее
действующими фитонцидами. Поэтому названные виды могут быть
рекомендованы для очистки воздуха и воды от болезнетворных
микроорганизмов.
Результаты работы апробированы на научно-методических
семинарах кафедры биологии растений и МПБ, а также опубликованы в
журнале Наука в школе и вузе: Материалах научной конференции
аспирантов и студентов. – Бирск. – 2012 [5].
Список использованных источников
1. Акинеев В. В., Лукомская К. А. Руководство к практическим занятиям.
М.: Просвещение, 1983. 127 с.
2. Жизнь растений: В 6-ти т. / Гл. ред. А. А. Федоров. – М.: Просвещение.
Т. 5. Ч. 1: Цветковые растения / Под ред. А Л. Тахтаджяна, 1980. – 429 с.
3. Жизнь растений: В 6-ти т. / Гл. ред. А. Л. Тахтаджян. – М. Просвещение.
Т. 5. Ч. 2: Цветочные растения / Под ред. А Л. Тахтаджяна, 1980. – 551 с.
4. Церцек Н. Ф. Н. Ф. Живые очистители воздуха // Экологическое
образование. – 2001 №4.
5. Лабутина Л. П. Изучение микрофлоры воздуха учебных аудитории
БирГСПА. // Науке в школе и вузе: Материалах научной конференции
аспирантов и студентов. – Бирск: Бирск. гос.-пед. акад., 2012. – Часть I. –
295 с.
82
Мальцев Евгений Иванович
Мелитопольский государственный педагогический университет
имени Богдана Хмельницкого, г. Мелитополь, Украина
Научный руководитель: Мацюра А.В. д.б.н., доц.
ЧИСЛЕННОСТЬ И БИОМАССА ВОДОРОСЛЕЙ В ЛЕСНЫХ
ПОДСТИЛКАХ РАЗНЫХ НАСАЖДЕНИЙ СТАРО-БЕРДЯНСКОГО
ЛЕСА (ЗАПОРОЖСКАЯ ОБЛАСТЬ, УКРАИНА)
Живые организмы обладают высокой адаптацией, что проявляется в
их способности населять различные среды обитания: от водной и наземновоздушной до почвы и др. Одними из немногих растений, которые
встречаются в различных местообитаниях, являются микроскопические
водоросли. Согласно классификации М.М. Голлербаха и Э.А. Штины [3]
вневодные водорослевые сообщества в зависимости от места обитания
разделяют на аэрофильные, эдафофильные и литофильные. Растительный
опад, который формирует лесную подстилку в лесных биогеоценозах, как
возможное место обитания водорослей занимает обособленную позицию.
При этом, лесная подстилка может быть рассмотрена не только с позиции
изучения процесса деструкции органической массы и организмов
участвующих в нем [5], но и с точки зрения особенностей состава и
функционирования сообществ фотосинтезирующих микроскопических
водорослей. Имеющиеся в научной литературе сведения о водорослях
лесных подстилок [1, 5] не раскрывают особенности распределения
водорослей в разных горизонтах лесной подстилки, влияния породного
состава насаждений на показатели численности и биомассы водорослей.
Цель работы: определить показатели численности и биомассы
водорослей в различных горизонтах лесной подстилки разных насаждений
Старо-Бердянского леса.
Задачи работы: 1. Установить численность клеток водорослей в
различных горизонтах подстилки насаждений сосны крымской и белой
акации. 2. Определить биомассу водорослей в различных горизонтах
подстилки насаждений сосны крымской и белой акации.
Материалы и методы исследований
Исследование количества клеток и биомассы водорослей лесной
подстилки проводили в осенний период 2011 г. в насаждениях Pinus
pallasiana D. Don и Robinia pseudoacacia L Старо-Бердянского леса,
расположенного в долине р. Молочной (Запорожская обл., Украина).
Отбор лесной подстилки для исследований проводили по горизонтам: L –
свежий растительный опад, F – полуразложившийся растительный опад, Н
– однородная органическая масса. Подстилку отбирали квадратным
шаблоном 20х20 см с двадцатикратным повтором [2].Образцы подстилки
использовали для определения запаса [2], полевой влажности [4] и для
83
количественного учета водорослей [3].
Численность клеток водорослей отмечали с учетом их
принадлежности к отделам. При этом Chlorophyta, Xanthophyta и
Eustigmatophyta учитывали вместе в виду сложности их идентификации в
фиксированном состоянии. Одновременно с подсчетом количества клеток
отмечали их размер для установления биомассы водорослей объемнорасчетным методом. Численность клеток водорослей пересчитывали на 1 г
абсолютно-сухой подстилки, биомассу – на квадратный метр горизонта
подстилки толщиной 1см.
Автором проводился сбор полевых образцов, лабораторные
исследования, определение численности клеток и биомассы водорослей,
статистическая обработка экспериментальных данных (рассчитывался
показатель среднего арифметического, его ошибка и достоверность по
критерию Стьюдента).
Результаты и их обсуждение
В подлеске исследуемого соснового насаждения встречался Celtis
occidentalis L. Травяной ярус представлен Galium aparine L., Torilis
japonica (Houtt.) DC., Stellaria media (L.) Vill. Подстилка состояла из трех
горизонтов: верхний (L) мощностью 1 см, W (полевая влажность) =
26,07%; средний (F) – 3 см, W = 47,38% и нижний (Н) – 2 см, W = 31,07%.
Запас сухого органического вещества колебался от 0,67 кг/м2 (L) до 1,51
кг/м2 (F).
В верхнем горизонте подстилки численность Cyanoprokaryota
составила 19,9±7,7 тыс. клеток/г подстилки, объединенной группы
Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta – 14,2±5,5. Наибольшее
количество клеток водорослей в верхнем горизонте характерно для
Bacillariophyta – 22,7±8,5. Всего в верхнем горизонте сосновой подстилки
обнаружено 56,8±21,3 тыс. клеток водорослей на 1 г подстилки. Значение
критерия Стьюдента колебалось в пределах 2,582 – 2,669 (для v=5; здесь и
далее по тексту достоверность подсчетов соответствует 95%
доверительной вероятности). Наибольшее показание биомассы характерно
для зеленых водорослей – 0,84±0,12 мг/м2, против 0,74±0,15 для
синезелёных и 0,81±0,14 – для диатомовых. Всего биомасса водорослей
составила 2,39±0,36 мг/м2 подстилки. Критерий Стьюдента для
показателей биомассы 4,933-6,811 (для v=2).
Средний
горизонт
сосновой
подстилки
характеризовался
отсутствием представителей Cyanoprokaryota. Численность клеток
Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta составила 91,8±32,9 тыс.
клеток/г подстилки. Также наблюдался спад в количестве клеток
Bacillariophyta по сравнению с верхним горизонтом почти в три раза – до
7,9±2,3 тыс. клеток. Общее количество клеток водорослей в среднем
горизонте подстилки – 99,8±33,8 тыс. клеток/г. Показатели биомассы
диатомовых достигали 2,77±0,92, а сборной группы зеленых и др. –
84
18,14±6,36 мг/м2. В целом, биомасса водорослей составила 20,91±7,23
мг/м2 подстилки. Значение критерия Стьюдента для численности было в
пределах 2,786-3,411, а для биомассы – 2,851-2,998 (для v=5).
В нижнем горизонте подстилки насаждения Pinus pallasiana также
как и в среднем отсутствовали Cyanoprokaryota, при этом аналогично
верхнему горизонту по численности на первое место поднялись
Bacillariophyta – 27,4±7,8 тыс. клеток/г подстилки. Показатель количества
клеток для группы Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta в нижнем
горизонте сократился по сравнению со средним, приблизившись к
значению верхнего горизонта и составил 18,3±5,6 тыс. клеток. Общая
численность водорослей в нижнем горизонте составила 45,7±13,6 тыс.
клеток/г подстилки. Биомасса – 32,41±11,32 мг/м2 подстилки (для
диатомовых) и 13,96±5,24 (зеленые, желтозеленые и эвстигматофитовые).
Для показателей численности критерий Стьюдента был 3,265-3,512, а
биомассы – 2,663-2,862 (для v=5).
Всего в подстилке насаждения сосны крымской было выявлено 202,2
тысяч клеток водорослей на 1 г абсолютно-сухой подстилки, что
значительно превышает установленные ранее значения для сосняков
искусственных насаждений – 17,3 тыс. клеток/г подстилки [4], но в тоже
время уступает природным хвойным насаждениям, где численность может
доходить до 2855 тыс. клеток/г подстилки [5]. Среди систематических
групп наибольший вклад отмечен для водорослей отделов Chlorophyta и
др. – 124,3 тыс./г. Отмечено резкое увеличение численности клеток в
среднем горизонте подстилки, что, возможно, связано с увеличением
полевой влажности данного горизонта с 26,1% в верхнем до 47,38% – в
среднем. Биомасса водорослей составила 69,67 мг/м2 подстилки, где 53%
принадлежит группе Bacillariophyta.
В травяном покрытии белоакациевого насаждения встречались
Cardaria draba (L.) Desv. і Elytrigia repens (L.) Nevski. В подстилке было
выражено два горизонта: верхний, мощностью 0,5 см, W = 47,1%, и
нижний – мощность 3 см, W = 52,83%. Запас сухого органического
вещества колебался от 0,11 кг/м2 (L) до 1,64 кг/м2 (F).
В верхнем горизонте подстилки для группы Chlorophyta, Xanthophyta
и Eustigmatophyta численность водорослей была на уровне 214,5±62,1 тыс.
клеток/г, а биомасса – 12,83±4,69 мг/м2. Для Bacillariophyta исследуемые
показатели соответствовали 7,9±2,2 тыс. клеток/г и 0,49±0,16 мг/м 2.
Значение критерия Стьюдента для численности находилось в пределах
3,454-3,551, а для биомассы – 2,732-2,985 (для v=5).
В нижнем горизонте были отмечены активно развивающиеся
представители Cyanoprokaryota: численность – 216,7±56,8 тыс. клеток/г
подстилки, биомасса – 12,56±4,25 мг/м2. Для Chlorophyta, Xanthophyta и
Eustigmatophyta значение численности составило 4,5±1,4 тыс. клеток/г, а
биомассы – 1,09±0,41 мг/м2. Bacillariophyta по численности были близки к
85
зеленым водорослям – 4,5±1,3 тыс. клеток, но заметно превышали их по
биомассе – 4,64±1,79 мг/м2 подстилки. Для показателей численности
критерий Стьюдента был 3,119-3,569, а для биомассы – 2,590-2,956 (для
v=5).
Выводы
1.Наибольшая численность клеток водорослей характерна для подстилки
насаждения белой акации – 448,1 тыс. клеток/г подстилки, что более чем в
два раза превосходит аналогичное значение для подстилки соснового
насаждения.
2.В подстилке насаждения белой акации численно преобладали виды
Cyanoprokaryota в отличие от соснового насаждения, где доминировали
преимущественно Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta.
3.Наибольшие значения численности водорослей характерны для
горизонтов подстилки с бóльшим значением полевой влажности.
4.Для подстилки насаждения сосны крымской характерна максимальная
величина биомассы водорослей – 69,67 мг/м2 подстилки. Биомасса
водорослей подстилки белоакациевого насаждения составляет 31,63 мг/м2
и в основном сформирована видами из отделов Chlorophyta, Xanthophyta и
Eustigmatophyta.
Список использованных источников
1. Алексахина Т.И. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов / Т.И.
Алексахина, Э.А. Штина. – Москва: Наука, 1984. – 150 с.
2. Вишенська І. Г. Методичні аспекти визначення енергетичного запасу
лісової підстилки / І. Г. Вишенська, А. А. Жовтенко, Я. П. Дідух // Наукові
записки. Біологія та екологія. – 2010. – Т. 106. – С. 40-44.
3. Голлербах М.М. Почвенные водоросли / М.М. Голлербах, Э.А. Штина. –
Л.: Наука, 1969. – 143с.
4. Мальцева І.А. Ґрунтові водорості лісів степної зони України / І.А.
Мальцева. – Мелітополь: Люкс, 2009. – 312 с.
5. Штина Э.А. Водоросли подзолистых почв Хибин / Э.А. Штина, М.Б.
Ройзин // Бот. журн. – 1966. – Т. 5. № 4. – С. 509-519.
Муратова Камилла Равиловна
ФГБОУ ВПО БГПУ им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: Сафиуллина Л.М., к.б.н.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ И ЗООСПОРОГЕНЕЗ
МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ ВОДОРОСЛИ EUSTIGMATOS POLYPHEM
(PITSCHMANN) HIBBERD 1981 (EUSTIGMATOPHYTA)
Изучение жизненного цикла водорослей на сегодняшний день
является необходимым условием для их идентификации на уровне вида. И
хотя в последнее десятилетие в альгологии все чаще применяют
86
молекулярно-биологические методы определения принадлежности вида к
той или иной эволюционной линии, такая классификация водорослей
далеко не всегда хорошо согласуется с морфологическими критериями
определения и поиск новых критериев для их идентификации остается до
сих пор актуальным.
В связи с этим целью работы было, выявить критические
морфологические признаки вида Eustigmatos polyphem (Eustigmatophyta)
изучив его жизненный цикл и зооспорогенез. Исходя из цели, были
поставлены следующие задачи: 1. На основании литературных данных
освоить методику наблюдения за жизненным циклом водоросли и
подобрать методику массового получения зооспор; 2. Изучить поэтапно
морфометрию вегетативных клеток, автоспор и зооспор; 3. Обозначить
ключевые морфологические признаки определения вида E. polyphem.
Eustigmatophyta – это небольшой отдел эукариотических водорослей,
который включает в себя морских, пресноводных и почвенных
представителей. Представители класса Eustigmatophyceae были отделены
от Tribophyceae, после того, как Д. Хибберд и Г. Лидейле [5; 6]
обнаружили, что стигма располагается вне хлоропласта (отсюда и
название). Одноклеточная водоросль Eustigmatos polyphem (Pitschmann)
Hibberd 1981 (Eustigmatophyta), (syn. Pleurochloris polyphem Pitschmann
1969) изолирована из почв Кении. Хлоропласт один чашевидный, с двумя
лопастями, в старых клетках несколько лопастей, с одним
кристаллическим пиреноидом. Клетки 14 (-25) мкм в диаметре. Зооспоры
до 24мкм в длину [4]. В исследовании мы использовали аутентичный
штамм водоросли ACKU № 700-06 (orig. SAG 38.84) из коллекции КНУ
им. Т. Шевченко, любезно предоставленного профессором И.Ю.
Костиковым.
Водоросль выращивали на питательной среде 3NBBM [3]. Согласно
данным литературы, время культивирования может влиять на морфологию
водорослей [1; 7]. Поэтому важно было обозначить временные рамки
эксперимента, а также определить количество просмотров и интервал
между ними. Итак, просмотр проводили на 3, 7, 14, 21 и 28 сутки, а также
исследовали клетки, возраст которых составлял 6 мес., 1,5 и 2,5 года с
момента культивирования. Просмотр проводили с использованием
микроскопа Axio Imager A2 с реализацией дифференциальноинтерференционного контраста с камерой Axio Cam MRC при увеличении
×1000. Оценивали морфометрические показатели клеток, наблюдали за
развитием автоспор, сопоставляя данные с диагнозом вида, приведенным в
определителе. При каждом просмотре измеряли диаметр 50 вегетативных
клеток.
На 3 сутки культивирования размер вегетативных клеток составлял
5-11 (-16)мкм в диаметре, клетки имели желто-зеленую окраску.
Хлоропласт чашевидный с двумя лопастями. Пиреноид ярко выражен,
87
полиэдрический. Клетки в основном молодые. Единично можно было
встретить клетки, находящиеся на взрослой стадии жизненного цикла, где
присутствовала крупная вакуоль с каплями масла.
На 7 сутки просмотра клеточных включений в вакуолях практически
нет. Клетки находились на разных стадиях развития. Редко встречались
старые клетки с большим количеством капель масла, как в вакуолях, так и
по всему протопласту. Автоспоры присутствовали единично. Размеры
клеток колебались от 7-13 (-14)мкм в диаметре.
На 14 сутки – все клетки E. polyphem сильно укрупнились в
диаметре, и размер их составил 13-20 (-22)мкм. Хлоропласт чашевидный,
чаще с несколькими лопастями. В культуре массово присутствовали
автоспоры по 2-4 (до 8).
На 21 сутки вегетативные клетки уменьшались в диаметре до 7-13 (14)мкм и соответствовали седьмым суткам просмотра. Хлоропласт
чашевидный, как правило, с двумя лопастями. Автоспоры встречались
единично.
На 28 сутки размер клеток практически не изменился, и диаметр их
составили 9-13 (-14)мкм. Морфология клеток была, идентична 21 суткам
просмотра.
На 6 месяц с начала культивирования протопласт приобрел
зернистость. Диаметр вегетативных клеток 12-15мкм. Единично
обнаружены автоспоры (по 2-4) и клетки вытянутой формы (11,14мкм в
ширину и 13,86мкм в длину). Хлоропласт чашевидный, имеет две лопасти,
с полиэдрическим пиреноидом. В некоторых клетках присутствовали
небольшие каратиноидные глобулы [2].
Возраст культуры 1,5 года с момента культивирования встречались
очень крупные клетки, до 28мкм. В среднем размер клеток составлял 1126мкм. Протопласт зернистый. Автоспоры единично, по две в
автоспорангиях. Во всех клетках обнаружены оранжево-красные крупные
каратиноидные глобулы. Имеются эллипсоидные клетки 11.86мкм в
ширину и 12.57мкм в длину.
Возраст культуры 2,5 года. Вегетативные клетки в среднем
уменьшились в размерах от предыдущего просмотра и составили от 916мкм в диаметре. Протопласт желтый, сильно гранулированный. В
клетках ярко выражены крупные каратиноидные глобулы. Множество
клеток цилиндрической формы 11.22мкм в ширину и 15.07мкм в длину.
Получение и исследование зооспор было одной из важнейших задач
исследования, так как их наличие, форма и строение является иногда
единственным морфологическим признаком, отличающим один вид от
другого. Процесс получения зооспор оказался достаточно трудоемким, так
как нужно было подобрать наиболее оптимальные условия для их
образования, а также максимально точно определить время от выхода
зооспор из зооспорангия до их округления в молодую клетку.
88
Для массового получения зооспор создавали неблагоприятные
условия, такие как недостаток освещенности, отсутствие калий-магниевых
компонентов в питательной среде, разбавление питательной среды
дистиллированной водой. Дефицит инсоляции никак не повлиял на
выработку зооспор в культуре. При исключении из среды основных видов
солей зооспоры выявлялись единично. Самым эффективным оказался
метод разбавления питательной среды дистиллированной водой в
пропорции 1:1, который стимулировал массовое развитие зооспор у E.
polyphem. Пробирки ставили под осветительную установку (лампы ЛБ-40,
чередование световой и темновой фаз 12:12 ч, освещенность 1700-2500 Лк,
при температуре 24-260С). Просмотр проводили через 2-3 сутки, в
утренние часы, так как массовый выход зооспор можно было обнаружить
только с утра, к полудню зооспоры практически не обнаруживались.
Подобрав наиболее эффективный метод получения зооспор, мы,
смогли детально изучить зооспорогенез исследуемого вида. Зооспоры E.
polyphem были сильно вытянуты и имели грушевидную форму. В
базальной части находилось оранжевое каратиноидное пятно. Длина
зооспор составляла 14-17 мкм в диаметре. Исследование показало наличие
двух очень тонких жгутиков длиной до 7 мкм, которые обычно
скручивались между собой, создавая впечатление наличия одного жгутика.
Через 5-7 минут после выхода зооспор из зооспорангия они начинали
округляться, быстро вращаясь вокруг себя, при этом их жгутики плотно
переплетались с образованием на конце петли, которую уже молодая
круглая клетка отбрасывала.
Таким образом, в ходе исследования были выявлены все стадии
жизненного цикла водоросли Eustigmatos polyphem от образования и
выхода автоспор и зооспор до старения вегетативных клеток и их
морфологической изменчивости. Впервые описана методика получения
зооспор для E. polyphem, морфология которых отличается не только от
классического описания в определителе, но и от зооспор других видов
эустигматофитовых, что необходимо использовать при идентификации
вида. Также, впервые обнаружена возрастная морфологическая
изменчивость вида E. polyphem при длительном культивировании и
появление клеток характерных представителям рода Ellipsoidion. Это
может служить отличительным признаком E. polyphem от близкого к нему
по морфологии вида E. magnus [1], клетки которого при полиморфизме
приобретают еще и статус рода Vischeria.
Список использованных источников:
1. Сафиуллина Л.М. Морфологическая изменчивость почвенной водоросли
Eustigmatos magnus (B. Petersen) Hibberd (Eustigmatophyta) под влиянием
экологических факторов: Дис….канд. биол. наук. Баш. гос. пед. ун-т. Уфа.
2009. 23 с.
89
2. Сафиуллина Л.М., Болдина О.Н. Ультраструктура водорослей рода
Eustigmatos (Eustigmatophyta) //Актуальные проблемы современной
альгологии: Тезисы докладов IV Международной конференции. Киев.
2012. С. 263.
3. Archibald P.A., Bold H.C. Phycological Studies XI. The genus Chlorococcum
Meneghini. Univ. Texas Publ. 1970. 7015. 51p.
4. Ettl H., Gärtner G. Sullabus der Boden-, Luft- and Flechtenalgen. Gustav
Fischer Verlag. Stutgart. 1995. 721 p.
5. Hibberd D.J., Leedale G.F. Eustigmatophyceae – a new algal class with
unique organization of the motile cell // Nature. 1970. 225. № 5234. P. 758-760.
6. Hibberd D.J., Leedale G.F. Observations on the cytology and ultrastructure of
the new algal class, Eustigmatophyceae // Annals of Botany. 1972. 36. P. 49-71.
7. Neustupa J, Nemcova Y. Morphological and taxonomical study of three
terrestrial eustigamatophycean species// Nova Hedwigia. 2005. 123. P. 373-386.
Неходимова Светлана Леонидовна
ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный
университет», г. Красноярск, Россия
Научный руководитель: Фомина Н.В. к.б.н., доцент
ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНО-ВОДОРОСЛЕВЫЕ ЦЕНОЗЫ ПОЧВ
ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКОВ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
Видовой состав водорослей и цианобактерий является специфичным
для различных видов почв и зависит от комплекса экологических
факторов, поэтому может использоваться в оценке состояния агрогеннопреобразованных почв, характеризующихся различными способами
обработки [1]. На сегодняшний день накоплен обширный научный
материал по видовому составу водорослей водных экосистем, почвенных
водорослей урбоэкосистем, почв загрязненных тяжелыми металлами и
пестицидами, тогда как почвы лесных питомников малоизучены [2].
Изучение состояния почв питомников Красноярского края в
настоящее время одна из актуальных задач, так как потери лесных
ресурсов в результате пожаров в крае за последние 3 года довольно
значительные. Однако, необходимо использование в этих целях наиболее
информативных групп живых организмов, среди которых особое
положение занимают цианопрокариоты (цианобактерии) и почвенные
водоросли [4].
Альгологический состав почв лесных питомников Красноярского
края в настоящее время не установлен. Это направление исследований
является абсолютно новым и приоритетным, так как позволит значительно
дополнить базу данных по экологическому мониторингу почв лесных
90
питомников Средней Сибири и выработать меры по восстановлению их
плодородия. Кроме того, созданная в ходе выполнения работы коллекция
чистых культур цианобактерий и почвенных водорослей, будет
протестирована на предмет их активности против фитопатогенных
микромицетов, поражающих сеянцы хвойных в исследуемых
лесопитомниках.
Цель исследования – изучение цианобактериально-водорослевых
сообществ почв лесных питомников, расположенных на территории
Красноярского края.
Задачи исследования:
1. качественный состав цианобактериально-водорослевых ценозов
почв лесных питомников; 2 Провести систематизацию таксономического
состава и выявить основные качественные характеристики альгофлоры
почв лесных питомников, расположенных в разных лесорастительных
зонах; 3. Установить сходство альгофлоры почв лесных питомников,
расположенных в разных лесорастительных зонах.
Результаты данной работы могут использоваться при проведении
эколого-микробиологического мониторинга агрогенно-преобразованных
почв. Изменение качественного состава и структуры почвенных
альгогруппировок достаточно четко характеризует степень изменения
почв питомников и, следовательно, данные об этом могут быть учтены
при оценке степени их антропогенной трансформации. Кроме того,
полученные данные могут широко применяться для комплексной
биологической диагностики почв питомников с целью разработки
перспективных способов восстановления их почвенного плодородия.
Работа выполнялась на базе лаборатории кафедры агроэкологии и
природопользования ФГОУ ВПО «Красноярского государственного
аграрного университета». Период выполнения работы 2009-2012 гг.
Все полученные результаты, в том числе отбор образцов, постановка
водных культур, стекол обрастания и выделение цианобактерий и
водорослей
на селективных питательных средах, а также прямое
микроскопирование, идентификация и фотографии сделано лично автором
работы.
Объектом исследования являлись эдафофильные водоросли и
цианобактерии, выделенные из почвы, отобранной на полях с посевами
сеянцев сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour), выращиваемых в лесных
питомниках Средней Сибири (Красноярский край): Мининский,
Ермаковский и Маганский.
Отбор проб осуществлялся общепринятыми в почвенной альгологии
методами [3, 7]. Было изучено 140 усредненных почвенных проб (каждая
из 10 индивидуальных образцов) в слое 0-15см с 14 полей. В ходе
исследований использовалась современная система водорослей,
основанная как на морфоцитологических признаках, так и на молекулярно91
биологических данных.
Во всех исследуемых почвах обнаружены представители 4-х отделов
(Cyanoprocaryota, Bacillariophyta, Xanthophyta, Chlorophyta), включающие
4 класса, 9 порядков, 12 семейств, 12 родов. Полученные данные
свидетельствуют об относительном экологическом благополучии почвы
Ермаковского лесопитомника, так как в ней присутствуют все
вышеперечисленные отделы, однако, не в равном соотношении.
Представители отдела Chlorophyta преобладают в структуре почв всех трех
исследуемых питомников и составляют 37,5%, 42,8% и 40,0% для
Ермаковского, Мининского и Маганского соответственно. Такое
соотношение характерно для лесных почв слабо подверженных
антропогенной нагрузке [1].
Следует отметить, что основу альгофлоры почвы Мининского
питомника составляет не только отдел Chlorophyta, но и Cyanophyta, на
долю которого также приходится 42,8% от общего видового разнообразия.
Особенностью таксономической структуры альгофлоры почвы Маганского
питомника является равное соотношение представителей отделов
Chlorophyta и Bacillariophyta по 40% соответственно. Соотношение
Cyanophyta/Chlorophyta для почвы Ермаковского питомника составляет
0,66, что характерно для агрогенно-преобразованных почв с наиболее
стабильным экологическим состоянием [5, 6].
В свою очередь значение показателя аридности, т.е. соотношения
Cyanophyta /Chlorophyta в почве Маганского питомника меньше единицы и
Мининского лесопитомника равным единицы, что считается характерной
чертой альгофлор лесных и лесостепных почв [6].
Обнаруженные в исследуемых почвах водоросли относятся к 9
порядкам: Oscillatoriales, Klebsormidiales, Scenedesmales, Volvocales,
Chlorellales, Botrydiales, Vaucheriales, Naviculales Bacillariales. К числу
ведущих родов альгофлоры почв питомников относятся: Phormidium,
Oscillatoria,
Nostoc,
Chlamydomonas,
Bracteacoccus,
Chlorella,
Klebsormidium, Botrydiopsis, Vaucheria, Pinnularia, Navicula, Nitschia.
Наибольшее видовое разнообразие установлено в почве Ермаковского
лесопитомника
(чернозем)
(Phormidium,
Oscillatoria,
Nostoc,
Chlamydomonas, Chlorella, Klebsormidium, Botrydiopsis, Vaucheria, Navicula,
Nitschia), меньшим темно-серая лесная почва Мининского (Phormidium,
Oscillatoria, Nostoc, Chlamydomonas, Bracteacoccus, Klebsormidium,
Navicula) и Маганского (серая лесная) Phormidium, Chlamydomonas,
Bracteacoccus, Klebsormidium, Pinnularia.
При сопоставлении основных систематических показателей
ценофлоры почв лесных питомников, расположенных в разных
лесорастительных зонах установили средние значения коэффициента
сходства Съеренсена наибольшее сходство отмечено для ценофлоры почв
Мининского и Маганского лесопитомников Ksc=0,62, что связано с
92
генетическим родством данных почв и питательным режимом.
Наименьшее сходство установлено между ценофлорой почвы
Ермаковского (чернозем оподзоленный) и Маганского (серая лесная)
питомников Ksc=0,46, что обусловлено их расположением в разных
лесорастительных зонах и разными типами почв.
Выводы
1. Во всех исследуемых почвах обнаружены представители 4-х отделов
(Cyanoprocaryota, Bacillariophyta, Xanthophyta, Chlorophyta), включающие
4 класса, 9 порядков, 12 семейств, 12 родов. Первое место в родовом
составе занимает отдел сине-зеленых водорослей (более 40% всей флоры).
Это показательно для почвенных водорослей регионов лесной зоны.
2. Обнаруженные в исследуемых почвах водоросли и цианобактерии
относятся к 9 порядкам: Oscillatoriales, Klebsormidiales, Scenedesmales,
Volvocales, Chlorellales, Botrydiales, Vaucheriales, Naviculales Bacillariales.
3. К числу ведущих родов альгофлоры почв лесных питомников
расположенных на территории Красноярского края относятся: Phormidium,
Oscillatoria,
Nostoc,
Chlamydomonas,
Bracteacoccus,
Chlorella,
Klebsormidium, Botrydiopsis, Vaucheria, Pinnularia, Navicula, Nitschia.
Список использованных источников
1. Алексахина, Т.И. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов / Т.И.
Алексахина, Э. A. Штина. – M.: Hayка, 1984. – 150 с.
2. Домрачева, Л.И. «Цветение» почвы и закономерности его развития /
Л.И. Домрачева. – Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН. – 2005. –
336 с.
3. Кузяхметов, Г.Г. Методы изучения почвенных водорослей: учеб.
пособие / Г.Г. Кузяхметов, И.Е. Дубовик. – Уфа: Изд-во Башкир. ун-та,
2001. –60 с.
4. Неходимова, С.Л. Обоснование использования водорослей в оценке
состояния агрогенно-преобразованных почв // Молодежь и наука: сборник
материалов VIII Всероссийской научно-технической конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 155-летию со дня
рождения К.Э.Циолковского [Электронный ресурс] – Красноярск : Сиб.
федер. ун-т., 2012.
5. Неходимова, С.Л. Изучение альгофлоры почв лесных питомников
Красноярского края / Неходимова С.Л.// Экология Южной Сибири и
сопредельных территорий. Выпуск 15. Т. 1. – Абакан, 2011. – 107 с.
6. Неходимова, С.Л. Альгофлора почв лесных питомников Красноярского
края /Неходимова, С.Л. Фомина Н.В., Чижевкая М.В. // Вестник КрасГАУ.
– Вып. 2. – Красноярск. – 2012. – С. 65 – 68.
7. Штина, Э.А. Методы изучения почвенных водорослей / Э.А. Штина //
Сб. статей «Микроорганизмы как компонент биогеоценоза». М.: Наука,
1984. – С. 58-74.
93
Перминова Ольга Сергеевна
Нижегородский государственный университет им. Н.И.
Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Научный руководитель Старцева Н.А., к.б.н., доцент
ФИТОПЛАНКТОН Р. ЛЕВИНКИ (Г. НИЖНИЙ НОВГОРОД)
Малые реки представляют собой нестабильные экосистемы,
подверженные действию разнонаправленных факторов среды. Для них
характерна большая изменчивость гидрологических и гидрохимических
характеристик, зависящих от климатических условий и хозяйственной
деятельности человека. При оценке качества воды таких водотоков
широко
используются
альгологические
показатели,
поскольку
микроскопические водоросли являются хорошими индикаторами
экологического состояния водных объектов в условиях сильной
антропогенной нагрузки.
Объектом экологических исследований была выбрана р. Левинка –
правый приток р. Волги, протекающая по густонаселённым районам г.
Н.Новгорода. По основным гидрологическим показателям данный водоток
относится к категории малых рек. По комплексу гидрохимических
показателей (по данным 2001 г.) воды реки соответствуют VII классу
качества «чрезвычайно грязная» (индекс загрязнения воды – 10,39) [1].
Цель данной работы – определение качества воды р. Левинка по
альгологическим показателям. Были поставлены следующие задачи:
определить видовой состав фитопланктона и дать его экологогеографическую характеристику; выявить структурные особенности
альгофлоры данного водотока; дать оценку экологического состояния р.
Левинки по альгологическим показателям.
Отбор проб осуществлялся с мая по октябрь 2011 г. на 3-х
биотопически неоднородных станциях реки с разной скоростью течения.
Всего отобрано 45 проб. Обработка собранного материала проводилась по
общепринятым в альгологии методикам на базе кафедры ботаники
Нижегородского
госуниверситета
им.
Н.И.Лобачевского.
Концентрирование фитопланктона проводилось методом осаждения [4] с
целью сохранения нежных форм водорослей. При консервации материала
использовали
йодно-формалиновый
фиксатор.
Идентификация
водорослей, определение их линейных размеров и подсчет клеток
осуществлялись в камере Нажотта объёмом 0,01 мл с использованием
микроскопа MeidjiTechno-4300 (Япония) при 600-кратном увеличении. Для
вычисления биомассы водорослей использовали счётно-объёмный метод
[3]. Определение видового состава водорослей велось по Определителям
пресноводных водорослей СССР в 12 томах, «Флоре споровых растений
СССР» [2], определителю водорослей Украины [9]. Эколого94
географическая характеристика водорослей дана по наиболее
разработанным системам, принятым в биогеографии и экологии
водорослей [7]. Для оценки видового разнообразия сообществ
использовали индексы Шеннона и Пиелу (по численности – HN и EN; по
биомассе – HB и EB соответственно) [5]. Сапробиологическое состояние
водоёмов оценивалось по индексам сапробности по Пантле и Букку [10] в
модификации Сладечека [11]. Индикаторное значение сапробности
отдельных видов брали из “Унифицированных методов…” [8].
По результатам исследований 2011 г. в фитопланктоне р. Левинки
было установлено 99 видовых и внутривидовых таксонов водорослей из 8
отделов, 10 классов, 17 порядков и 31 семейства. По числу таксонов
лидировали зеленые (43,4% от общего числа таксонов), диатомовые
(25,3%) и эвгленовые водоросли (12,1%). Остальные отделы были
представлены незначительной долей видов. Из отдела Сhlorophyta к группе
ведущих относились роды Sсenedesmus (9 таксонов видового ранга),
Monoraphidium (3), Raphidocelis (3). Диатомовые водоросли представлены
видами из родов Navicula (4 таксона), Nitzschia (3), Fragilaria (3).
Постоянно встречались в планктоне представители 5 родов из эвгленовых
водорослей: Euglena (1), Phacus (2), Trachelomonas (7), Lepocinclis (1) и
Cyclidiopsis (1). Согласно эколого-географическому анализу в альгофлоре
р. Левинки преобладали широко распространенные планктонные
организмы (64,6%). Меньшим количеством представлены виды-обитатели
литоральной зоны (14,1%), дна водоемов (6,1%) и эпифитные виды (4%).
По отношению к солености воды среди водорослей р. Левинки
преобладали индифференты (56,6%) и 15,2% таксона от общего числа
видов являлись алкалифилами. В фитопланктоне исследуемого водотока
преобладали индикаторы средней степени органического загрязнения
(31,3%), а также переходных к ней смежных зон (олиго-β-мезосапробной,
β-мезоолигосапробной и α-β-мезосапробной зоны) (24,3%).
Картина сезонной динамики обилия фитопланктона в 2011 г. была
схожей на всех изучаемых станциях. Количественные показатели
фитопланктона варьировали в широких пределах: от 10 до 82,58 млн кл./л
и от 0,01 до 6,36 г/м³. В верховьях реки (1 ст.) и ее средней части (2 ст.),
где присутствовало течение, средние за вегетационный период показатели
численности и биомассы водорослей составили 18,67 млн кл./л и 1,74 г/м3;
5,23 млн кл./л и 1,12 г/м3, соответственно. В низовьях р. Левинки,
представляющем озеровидный участок, средние значения численности и
биомассы составили 8,21 млн кл./л и 1,0 г/м3. Максимальное значение
биомассы (6,36 г/м³) зафиксировано на 2 станции в конце октября за счет
развития Synura sphagnicola (Korsh.) Korsh. (HN=2,31 и HB=2,57; EN=0,45 и
EB=0,51). Высокие значения этого показателя были зарегистрированы и на
1 станции в середине июля (4,19 г/м3) при доминировании Trachelomonas
volvocina Ehr. и середине октября (5,3 г/м³) с преобладанием в планктоне
95
Synura sphagnicola и Synedra ulna (Nitzsch.) Ehr., создававших 73,4% и
17,4% от общей биомассы соответственно. На 3 исследуемой станции в
течение всего вегетационного сезона значения биомассы фитопланктона
находились в пределах, характерных для слабопродуктивных водных
объектов (до 1 г/м³). Однако в середине июля в планктоне преобладала
десмидиевая водоросль Staurastrum pseudopelagicum W. Et G. S. West (2,85
г/м³), формировавшая 68% от общей биомассы данного сообщества.
Высокая доля мелкоклеточных форм (80-86%) на всех станциях
отбора проб характеризовала данный водоток как нестабильную
экосистему с преобладанием видов – r-cтратегов, имеющих небольшие
размеры, короткий жизненный цикл и высокую скорость оборота
биомассы. Доля крупноклеточных организмов в течение вегетационного
периода была низкой и колебалась от 7% до 38%. Максимум (38%)
зафиксирован в октябре в средней части реки (2 ст.) и обусловлен
развитием планктонных хлорококковых и диатомовых водорослей. Доля
колониальных форм, в целом, была небольшой и находилась в пределах 46% на всех изучаемых станциях. Это объясняется присутствием в каждой
пробе лишь 1-2 видов, формирующих колонии. Организмы монадной
организации таллома присутствовали в большем количестве (23-35%) и, в
основном, являлись представителями отдела Euglenophyta.
Среди доминирующих видов фитопланктона, создававших более
10% от общей биомассы в пробе, преобладали представители отдела
Euglenophyta. По частоте доминирования лидировали Trachelomonas
intermedia Dang. и T. volvocina (их частота доминирования составила 24%),
T. hispida (Perty) Steinemend. Defl (20%), Euglena limnophila Lemm. (17,7%).
Почти 63% обнаруженных водорослей являлись показателями
сапробности воды. Индексы сапробности, вычисленные по биомассе (SB) и
по численности (SN) фитопланктона находились в пределах от 1,5 до 2,64 и
были несколько выше на ст.1. Максимальные значения (SB) (2,2-2,4) и (SN)
(2,15-2,63) на всех исследуемых станциях были зарегистрированы в летний
сезон и обусловлены преобладанием в планктоне видов-индикаторов
средней степени органического загрязнения (Chlamydomonas globosa Snow,
Trachelomonas volvocina).
Вывод: Альгофлора р. Левинки в 2011 г. являлась зелено-диатомовоэвгленовой. Средневегетационные значения численности и биомассы
фитопланктона характеризовали р. Левинку как слабопродуктивный
водоток. По значениям индекса сапробности воды р. Левинки относились к
III классу качества воды («умеренно загрязненные»), а ее экологическое
состояние оценивалось как «относительно удовлетворительное».
Список литературных источников
1. Гелашвили Д.Б., Охапкин А.Г., Доронин А.И., Колкутин В.И., Иванов
Е.Ф.Экологическое состояние водных объектов Нижнего Новгорода:
Монография. Н. Новгород: ННГУ, 2005. 414 с.
96
2. Косинская Е.К. Флора споровых растений СССР. Конъюгаты или
сцеплянки (2). Десмидиевые водоросли. Т. 4. Вып. 1. М.-Л.: Изд-во АН
СССР, 1960. 706 с.
3. Кузьмин Г.В. Таблицы для вычисления биомассы водорослей. Магадан,
1984. 48 с.
4. Мордухай-Болтовской Ф.Д. Методика изучения биогеоценозов
внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. 240 с.
5. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М. 1992.
184с.
6. Перминова О.С. Фитопланктон реки Левинки (г. Н. Новгород) как
показатель качества
воды // Биосистемы: организация, поведение,
управление. Материалы 65-й ежегодной научной студенческой
конференции биологического факультета ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Н.
Новгород: Изд-во Микс-принт, 2012. С. 50-52.
7. Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли – показатели
солёности воды // Диатомовый сборник. Л., 1953. Вып. 1. С. 187-205.
8. Унифицированные методы исследования качества вод: Методы
биологического анализа вод. М., 1975. Ч. 3. 176 с.
9. Царенко П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей
Украинской ССР. Киев: Наук.думка. 1990. 208 с.
10. Pantle R., Buck H. Die biologische Uberwachung der Gewasser und
Darstellung der Ergebnisse // Gas und Wadderfach. 1955. Vol. 96. № 18. S. 604.
11. Sladecek V. System of water quality from the biological point of view //
Ergebn. Der Limnol. H. 7. Arch. Fur Hydrobiol. Beinheft 7. 1973. P. 1-218.
Сайсанова Алиса Юрьевна
ФГБОУ ВПО Бирский филиал БашГУ, г.Бирск, Россия
Научный руководитель: Черных И.В., к.б.н., Бирский филиал БашГУ
ХРИЗАНТЕМА НЕПАХУЧАЯ (CHRYSANTHEMUM INODORUM
L.) КАК ОБЪЕКТ ЦВЕТОЧНОГО ОФОРМЛЕНИЯ В
ЛАНДШАФТНОМ ДИЗАЙНЕ
Хризантема непахучая как объект цветочного оформления в
ландшафтном дизайне используется незаслуженно редко и практически
забыта цветоводами. Очевидно, это связано с тем, что хризантемы в целом,
а не только данный вид, часто повреждаются болезнями и вредителями,
при выращивании через рассаду довольно быстро отцветают [1]. Но у
хризантемы непахучей много и неоспоримых достоинств, которые
позволяют успешно применять этот вид и в клумбах, и в рабатках, на
каменистых горках, а также на срезку. Современные сорта хризантемы
непахучей можно выращивать и через рассаду, и посевом семян прямо в
97
грунт, они нетребовательны к почве, имеют различную высоту и окраску
цветков, с простыми и махровыми соцветиями [5; 10].
Биологические особенности этого вида в условиях лесостепной зоны
северной части Башкирии не изучались, поэтому тема нашего
исследования актуальна. Изучение таких особенностей и явилось основной
целью настоящей работы. В задачи исследования входило: 1.Определение
посевных качеств семян. 2. Проведение морфометрических исследований.
3. Сбор фенологических данных. 4. Изучение семенной продуктивности.
Экспериментальные исследования проводили с марта по октябрь
2012 г. на базе биолого-химического факультета Бирского филиала БашГУ,
кафедра биологии растений и МПБ. В работе использовали общепринятые
методики: фенологические наблюдения проводили по методике И.Н.
Бейдеман [2] и др. [7], семенную продуктивность изучали, используя
методики И.В. Вайнагия и Р.Е. Левиной [4; 6], посевные качества семян –
по методике М.К. Фирсовой [11] и др. [8]. Морфометрические измерения
проводили раз в неделю. Объектом изучения послужили семена
хризантемы непахучей сорта «Торжество» и, выращенные из них особи.
Фенологические наблюдения проводили на 25 особях, семенную
продуктивность и морфометрические измерения проводили на 10 особях,
посевные качества семян изучали, используя 150 семян. В работе были
использованы аналитический, экспериментальный, математический
методы, а также метод наблюдения.
Проведенные исследования показали, что семянки (в дальнейшем
семена) хризантемы непахучей мелкие, длиной 1,5-2,0 мм, удлиненные,
суженные с одного конца, светло-коричневые. Масса 1000 шт. равна
0,2±0,01г. По нашим данным всхожесть равна 92%, энергия прорастания
(на 4-ые сутки) – 85%. При посеве семян 23 марта первые всходы
появились на 4-ые сутки.
Морфометрические данные показали, что в фазу цветения средняя
высота главного побега хризантемы непахучей была равна 31±2,9 см,
варьируя от 23 до 40 см. Средняя длина листа – 10,5±0,7 см, ширина –
5,0±0,3 см, диаметр соцветия 4,5±0,6 см. Этот вид относится к сильно
ветвящимся, что подтверждается и нашими наблюдениями. Число боковых
побегов в среднем оказалось равно 13±1,4 шт. Число корзинок на одной
особи в среднем составило 10±1,2 шт. Наши данные в целом совпадают с
описанными сортовыми особенностями [3; 9].
По фенологическим наблюдениям оказалось, что продолжительность
вегетативного периода (от массового появления всходов до фазы
бутонизации) хризантемы непахучей составляет 58 дней. В фазу
бутонизации растения вступили в третьей декаде мая. И
продолжительность этой фазы составила 8 суток. Распускание первых
цветков в соцветии наблюдали 2 июня, а массовое цветение пришлось на
17 июня. Продолжительность цветения одного соцветия составило 9-10
98
дней, а – одной особи в среднем 32 дня. Плодоношение началось в конце
третьей декады июня и продолжалось до середины июля. Первые
созревшие семена нами были отмечены 4 июля. Эта фаза продолжалась до
середины июля. Начиная с 16 июля, особи хризантемы непахучей засыхали
и отмирали. Массовое отмирание зафиксировали в третьей декаде июля.
Таким образом, продолжительность вегетационного периода объекта
исследования в условиях эксперимента (от появления всходов до
отмирания) составила 120 суток.
Изучение семенной продуктивности показало, что общее число
цветков в одной корзинке в среднем равно 295±23,16 шт., из них 200±12,7
шт. – это бесплодные ложноязычковые цветки и 95±9,3 – плодущие
трубчатые. На одной особи в среднем образуется 950±56,3 трубчатых
цветков. Известно, что в каждой семянке формируется только один
семязачаток, следовательно, ПСП хризантемы непахучей в условиях
эксперимента равна – 902500 шт. Не все образовавшиеся плоды имели
зрелые семена. На каждой особи зрелых полноценных семян было в
среднем 885±48,9 шт. По нашим данным РСП равна 783225 шт. При этом
КП составил 86,8%, процент плодоцветения оказался равен 93, а процент
семенификации – 59.
Результаты исследования можно использовать в практике
промышленного и любительского цветоводства, в цветочном оформлении
приусадебных участков, парков, улиц и т.д.
Полученные нами
результаты
позволили
сформулировать
следующие выводы:
1.Семена хризантемы непахучей имеют высокую всхожесть (92%) и
энергию прорастания (85%).
2. Значения изученных морфометрических параметров в целом
совпадают с описанными сортовыми особенностями.
3. В условиях эксперимента хризантема непахучая проходит все
фенологические фазы от всходов до созревания полноценных семян и
отмирания (при выращивании через рассаду). Продолжительность
вегетационного периода при этом составила 120 суток.
4. Показатели семенной продуктивности объекта исследования
следующие: РСП равна 783225 шт., КП – 86.8%, процент плодоцветения –
93; процент семенификации – 59.
Список использованных источников
1. Бабин Д.М. Энциклопедия цветовода. – М.: Миринда, 2000. – 547с.
2. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных
сообществ. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1974. – 154 с.
3. Бочкова И.Ю. Создаём красивый цветник. М: Фитоне, 2010. – 256с.
4.Вайнагий И.В. Методика статистической обработки материала по
семенной продуктивности растений на примере Pottentilla aurea L.
//Растительные ресурсы, 1973. –Т. 9. – Вып. 2. – С. 287-296.
99
5. Вовченко Н.О., Орехов М.С. Энциклопедия цветовода. – СанктПетербург: Издательский Дом Литера, 2000. – 480 с.
6. Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений. Обзор
проблемы. – М. – 1983. – 163 с.
7. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. –
М. – 1975. – 147 с.
8. Методы определения всхожести //Семена и посадочный материал с.-х.
культур: ГОСТ 120 38-66. – Сб.- М. – 1991. – 345 с.
9. Соколова Т.А. Декоративное садоводство: цветоводство. М.: Академия,
2007. – 352 с.
10. Сиснова С. Цветы осени // Цветоводство. – 2009. – №6. – с. 52-53.
11. Фирсова М. К. Государственные стандарты СССР. Семена и
посадочный материал сельскохозяйственных культур. – М. – 1973. –192 с.
Салихов Данил Мубаракович
БГПУ им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия
Научный руководитель: к.б.н., профессор Л.Г. Наумова
АНАЛИЗ РАЗЛИЧИЙ ВИДОВОГО СОСТАВА
РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ЛЕСА И ВЫРУБКИ
Одной из глобальных экологических проблем современности
является массированное уничтожение лесов практически во всех странах
мира из-за плановых и внеплановых вырубок. Анализ естественного
восстановления лесной растительности на месте вырубок представляет
интерес для прогнозирования тенденций развития современных лесов и в
связи с этим является актуальной проблемой экологической науки. В этой
статье приводится результаты сравнительного анализа видового состава
лесных растительных сообществ леса и вырубки.
Материалы исследования были собраны в 2011 году во время работы
в составе экспедиции Лаборатории геоботаники и охраны растительности
Института биологии УНЦ РАН под руководством В.Б. Мартыненко.
Объектом исследования послужили лесные растительные
сообщества сухих зеленомошных сосняков класса Vaccinio-Piceetea и
сообщества, сформировавшихся на вырубке в ходе вторичной
восстановительной сукцессии. Место исследования – Южно-Уральский
государственный природный заповедник. Климат территории умеренно
континентальный, с умеренно теплым летом и продолжительной холодной
зимой. Среднегодовая температура воздуха (°С) около плюс 0,5, средняя
температура января – минус 16,2, июля – плюс 16,5. Среднегодовое
количество осадков составляет 550-600 мм/год [4].
В ходе исследования были использованы следующие методы:
100
метод трансекты. Трансекта была заложена в средней части
пологого склона в направлении с юга на север. Южная граница вырубки
была выше по склону, а северная – ниже. Полоса вырубки шириной 15–
20м вдоль ее южной границы основное дневное время остается в затенении
от стены леса, а полоса леса у северной границы наоборот сильнее
освещается вследствие вырубки;
метод геоботанического описания. Размер площадок в лесу
составлял 400м2, а на вырубке, из-за высокой мозаичности – 100м2 и менее
(в зависимости от однородности контура). Проективное покрытие видов
указывалось по шкале Ж. Браун-Бланке [2];
метод фитосоциологических спектров. Фитосоциологический
статус видов устанавливался с использованием продромуса [5]: определена
связь видов с классами системы Браун-Бланке;
метод спектров жизненных форм. Использовалась система
жизненных форм И.Г. Серебрякова [2].
Было выбрано по три геоботанических описания леса и вырубки.
При расчете спектров использовались списки видов из трех описаний.
Результаты и их обсуждение. Общая характеристика растительных
сообществ леса и вырубки приведена в табл. 1. Очевидно, что на вырубке
отсутствует древесный ярус, но увеличилось проективное покрытие
травяного яруса и резко снизилось покрытие яруса мхов. Число видов на
вырубке увеличилось до 50-52 (в лесу оно составляло 41-47).
Таблица 1
Характеристика структуры и видового богатства сообществ леса и вырубки
(проективное покрытие/%)
Проективное покрытие
Тип сообщества
ярусов
лес
вырубка
Древесный
40-45
0-0
Кустарниковый
0-1
0-1
Кустарничково-травяной
40-50
50-75
Моховой
80-90
10-15
Число видов
41-47
50-52
В табл. 2 показаны спектры жизненных форм изученных сообществ.
Нетрудно видеть, что в растительных сообществах вырубки резко
снизилось долевое участие жизненной формы деревьев и несколько
возросло долевое участие жизненной формы многолетних трав.
Результаты оценки фитосоциологических спектров сравниваемых
сообществ приведены в табл. 3. Ее содержание представляет наибольший
интерес для понимания процессов, протекающих при формировании
растительных сообществ вырубок на месте леса.
Несмотря на то, что изученное лесное сообщество представляет
класс бореальных лесов Vaccinio-Piceetea, доля видов этого класса
сравнительно невелика – 36,5%. Однако в составе этой группы – типичные
101
бореальные виды: Picea obovata, Pleurozium schreberi, Hylocomium
splendens, Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea, Lycopodium annotinum
и др. На вырубке доля видов класса Vaccinio-Piceetea снижается в первую
очередь за счет мхов.
Таблица 2
Спектры жизненных форм сообществ леса и вырубки
Жизненная
Число видов (абсолютное/%)
форма
лес
вырубка
Дерево
8/15
2/4
Кустарник
2/4
3/6
Кустарничек
3/6
3/6
Трава многолетняя
34/65
39/76
Трава малолетняя
1/2
1/2
Мох
4/8
3/6
Всего
52/100
51/100
Большое участие в составе лесных сообществ принимают виды
светлохвойных березово-лиственничных гемибореальных лесов класса
Brachypodio-Betuletea (Pinus sylvestris, Betula pendula, Rubus saxatilis,
Calamagrostis arundinacea, Carex rhizina и др.). На вырубке роль этих
светолюбивых видов возрастает.
Таблица 3
Фитосоциологический спектр сообществ леса и вырубки
Число видов (абсолютное/%)
Класс
лес
вырубка
20/38,5
22/43,1
Brachypodio-Betuletea
19/36,5
13/25,5
Vaccinio-Piceetea
8/15,4
9/17,7
Querco-Fagetea
3/5,8
4/7,8
Molinio-Arrhenatheretea
2/3,8
2/3,9
Trifolio–Geranietea sanguinei
1/2,0
Artemisetea vulgaris
Всего
52/100
51/100
Некоторое участие в сообществах лесов принимают виды
неморальных лесов класса Querco-Fagetea: Sorbus aucuparia , Galium
boreale, Lathyrus vernus , Geranium sylvaticum , Stellaria holostea и др. На
вырубке роль этих видов сохраняется, как и видов класса луговой
растительности Molinio-Arrhenatheretea (Sanguisorba officinalis, Lupinaster
pentaphyllus, Molinia caerulea) и растительности ксеротермных опушек
класса Trifolio–Geranietea sanguinei (Campanula glomerata, Potentilla
erecta).
Изменения, произошедшие в составе растительных сообществ при
уничтожении древостоя связаны в первую очередь с изменением режима
освещенности [1, 3]. Однако поскольку изученные сообщества хвойных
лесов имеют ажурный древесный ярус с невысоким покрытием
102
(затенением), видовой состав напочвенного покрова лесных растительных
сообществ и сообществ вырубки оказывается довольно сходным.
Список использованных источников:
1. Мартыненко В.Б. Влияние осветления в результате вырубки на
напочвенный покров зеленомошных сосняков центрально возвышенной
части Южного Урала // Известия Самарского научного центра РАН. 2012.
Т. 14. № 1 (6). С. 1493-1496.
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных
концепций науки о растительности. Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. 488 с.
3. Уланова Н.Г., Маслов А.А. Многомерный анализ горизонтальной
структуры растительности вырубки // Ботанический журнал. 1989. Т. 74. №
9. С. 1316-1323.
4. Флора и растительность Южно-Уральского государственного
природного заповедника. Уфа: Гилем, 2008. 528 с.
5. Ямалов С.М., Мартыненко В.Б., Абрамова Л.М. и др. Продромус
растительных сообществ Республики Башкортостан. Уфа: АН РБ, Гилем,
2012. 100 с.
Силеенкова Екатерина Александровна
Институт озероведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Научный руководитель: Трифонова Ирина Сергеевна, д.б.н.,
профессор, заместитель директора Института озероведения РАН
ОСОБЕННОСТИ ВЕСЕННЕГО ФИТОПЛАНКТОНА РЕКИ
ВЕЛИКОЙ
Река Великая является важнейшей рекой Псковской области и
главным притоком Псковского-Чудского озера, имеющего статус
крупнейшего трансграничного водоема Европы [4]. На ней расположены
такие города как Опочка, Остров и Псков. Воды реки используются не
только для хозяйственных целей, но и для водоснабжения городов. При
этом река подвергается значительному антропогенному воздействию со
стороны
предприятий
жилищно-коммунального
хозяйства
и
агропромышленного комплекса. В связи с этим изучение биоты реки и ее
экологических особенностей представляется актуальной задачей. До
настоящего времени целенаправленным изучением водорослей реки
Великой, как и рек Псковской области в целом, не занимались. Имеются
лишь некоторые данные о фитопланктоне дельты реки Великой [9] и
некоторых ее притоков [10,11].
Цель данной статьи проанализировать таксономический состав
весеннего фитопланктона, его пространственное распределение, динамику
биомассы по течению реки, и оценить экологическое состояние реки по
параметрам фитопланктона.
103
Характеристика реки
Река Великая расположена в Северо-Западном федеральном округе и
относится к бассейну Балтийского моря. Она берет начало из озера Малый
Вяз на юге Псковской области, и впадает на севере в Псковское озеро,
образуя обширную дельту. Длина реки 406 км, площадь бассейна 25420
км2. В верховье на протяжении 124 км река протекает через систему озер
(21 озеро), соединенных протоками [4]. Минерализация воды р. Великой
не превышает 200-500 мг/л. Вода реки имеет слабощелочную реакцию,
относится к гидрокарбонатному классу группе кальция и отличается
повышенной цветностью, обусловленной растворенными в воде
органическими веществами, поступающими из заболоченных участков [5].
Материал и методика
Качественные и количественные пробы фитопланктона собирали на
13 участках по всему течению реки весной 2011 года. Всего было собрано
и обработано 59 образцов. Пробы фитопланктона объемом 1 л
фиксировали раствором Люголя, концентрировали отстойным способом и
просматривали в камере Нажотта (0,01 см3) с использованием микроскопа
МБР-1. Диатомовые водоросли обрабатывали по методу холодного
сжигания хромовой смесью [1]. Параллельно были отобраны пробы для
гидрохимического анализа воды. Определение водорослей и уточнение их
таксономического положения и экологических характеристик проведено с
использованием «Определителя пресноводных водорослей СССР» [2] и
ряда монографий. Индексы сапробности рассчитывали по методу ПантлеБукка в модификации Сладечека [13]. Анализ сходства видового состава
проведен методом кластеризации с использованием индексов Съеренсена
[14].
Результаты и обсуждение
Видовой состав. В фитопланктоне изученных участков реки
Великой выявлено 253 вида и внутривидовых таксонов из 8 отделов.
Наиболее разнообразно по числу видов и внутривидовых таксонов
представлен отдел Bacillariophyta – 128 (50,6%). Второе место занимает
отдел Chlorophyta – 67 таксонов (26,5%). Представители этих отделов в
том или ином соотношении встречались на всех исследованных участках и
составляли основу видового списка [6,7,8,12]. Отдел Cyanophyta в
весенний период насчитывал всего 22 таксона (8,7%). Меньшим
разнообразием отличаются эвгленовые водоросли – 4,7% и золотистые
водоросли – 4%. Отделы Cryptophyta, Xanthophyta, Dinophyta были менее
разнообразны. Преобладание диатомовых характерно для большинства рек
умеренной зоны [3]. Число видовых и внутривидовых таксонов изменяется
от 31 до 106 и в целом возрастает от истока к устью. Исключение
составляет участки 5, 6 и 10, где видовое разнообразие меньше по
сравнению с пунктами, находящимися выше по течению. В среднем
течении реки отмечены водоросли из всех 8 отделов, включая виды из
104
отдела Xanthophyta. Разнообразие всех групп водорослей увеличивается
вниз по течению и достигает максимума в устьевом участке, и только
разнообразие Dinophyta выше в верхнем течении, где река проходит через
систему озер.
Кластерный анализ показал, что сходство видового состава
водорослей в основном объясняется непосредственной близостью
расположения станций по течению реки.
Среди доминантных видов (согласно роли в общей биомассе) в
основном преобладают диатомеи, зеленые и криптофитовые [10].
Основные виды-доминанты: Cyclotella comta (Ehr.) Kütz., Melosira varians
Ag., Aulacoseira ambigua (Grun.) Simonsen, Scenedesmus quadricauda (Turp.)
Breb., Сhroomonas acuta Utermöhl и др.
Динамика биомассы фитопланктона. Биомасса весеннего
фитопланктона изменялась от 0,2 до 2,15мг/л и достигала максимума в
устьевом участке ниже г. Пскова в основном за счет развития диатомовых
из родов Cyclotella, Cyclostephanos, Fragilaria и криптофитовых
водорослей: Chroomonas acuta, Cryptomonas erosa Ehr. (рис.1). Довольно
высокая биомасса также была зарегистрирована на станции 3 – стоке из
крупного озера – 2,01мг/л, где доминировали виды Fragilaria,
Cryptomonas, Chlamydomonas и др. На всех исследованных станциях в
общей биомассе преобладали диатомовые водоросли. Вторую по величине
группу составляли Cryptophyta (до 41% биомассы на станциях 6 и 8) и
Chlorophyta (до 20% биомассы на станциях 5 и 7). Биомасса
фитопланктона уменьшалась на станциях 6,10 и увеличивалась на станции
8, расположенных ниже по течению от крупных городов. Это может быть
связано с антропогенным влиянием: в реку поступают городские сточные
воды и стоки с полей.
Рис.1. Динамика биомассы фитопланктона.
Примечание. Участки реки: 1 – д. Большой Вяз, 2 –д. Юшково, 3 – д.Копылок, 4
– т/б Алоль, 5 – пос. Идрица, 6 – выше г. Опочка, 7 – д. Барабаны, 8 – д. Селихново, 9 –
г. Остров, 10 – д. Крюки, 11 – д. Промежицы, 12 – г. Псков, 13 – д. Муровицы.
105
Распределение биомассы фитопланктона подтверждает соотношение
пигмента хлорофилла «а» на исследованных участках, которое менялось от
0,22 (верхнее течение) до 7,15 мг/м3 (устьевой участок). По значениям
биомассы фитопланктона река Великая может характеризоваться как
водоток мезотрофного типа [15] .
Наибольшие значения индексов сапробности были отмечены в
устьевом участке (2,14), наименьшие – на станциях в верхнем течении
реки (1,83; 1,84).
В среднем течении в районе станций 6, 9 и 10 довольно высокие
индексы указывают на антропогенное загрязнение. Однако согласно
значениям индексов сапробности наибольшее антропогенное влияние
испытывают три станции в нижнем течении реки (около г.Пскова), что
также может объясняться влиянием притоков.
Заключение
По уровню биомассы и содержанию хлорофилла «а» р. Великая
может быть отнесена к мезотрофному типу. Анализ структурных
показателей фитопланктона и индексов сапробности позволяет
охарактеризовать реку как умеренно загрязненную (индексы сапробности
1,83-2,14).
Список использованных источников
1. Баллонов И.М. Подготовка водорослей к электронной
микроскопии // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов.
М., 1975. С. 87–90.
2. Определитель пресноводных водорослей СССР. – Забелина и др.,
1951; Голлербах и др., 1953; Киселев, 1954; Матвиенко, 1954; Попова,
1955; Дедусенко-Щеголева и др., 1959; Дедусенко-Щеголева, Голлербах,
1962; Паламарь-Мордвинцева, 1982. (in Russian).
3. Оценка экологического состояния рек бассейна Ладожского озера
по гидрохимическим показателям и структуре гидробиоценозов / Под ред.
И.С. Трифоновой. СПб., 2006. 130 с.
4. Природа псковской области / Под. ред. Р.А Зубакова. Псков, 1974.
171 с.
5. Природа районов Псковской области /Под. ред. В.К.
Маляревского, Л., 1971. 288 с.
6. Силеенкова Е.А. Использование водорослей для определения
экологического состояния реки Великой (Псковская область) // ВОДА:
ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ №6, июнь 2010 г. с. 36-41.
7. Силеенкова Е.А. Сапробиологическая оценка состояния р.
Великой по составу альгофлоры // Биоиндикация в мониторинге
пресноводных экосистем: Сборник тезисов докладов II Международной
конференции (Санкт-Петербург, 10-14 октября 2011г). СПб., 2011. С. 149.
8. Силеенкова Е.А. Таксономический и эколого-географический
анализ альгофлоры р. Великой // Проблемы социально-экономической и
106
эколого-хозяйственной политики стран бассейна Балтийского моря:
Материалы международной научно-практической конференции 24-25
ноября 2011 года. Псков: Изд. ПсковГУ, ООО «ЛОГОС Плюс», 2011. С.
108-111.
9. Судницына Д.Н. Фитопланктон дельты реки Великой // Эколог.
мониторинг р.Великой. Псков, 2003. С. 25 – 34.
10. Судницына Д.Н., Ястремский В.В. Фитопланктон устьевых
участков рек, впадающих в Псковско-Чудское озеро // Природа и
хозяйственное использование озер Северо-Запада Русской равнины. Вып.
1. Л., 1976. С. 73-84.
11. Ястремский В.В., Асельборн Н.А., Ястремская С.В., Концевая
Н.Я.,
Дорожкина
Т.Я.,
Яковлева
Н.А.
Гидрохимическая
и
гидробиологическая характеристика малых рек бассейна ПсковскоЧудского озера // Тезисы докл. ХХI науч. конфер. по изучению и освоению
водоемов Прибалтики и Белоруссии. Псков, 1983. Т.1. С. 128-129.
12. Sileenkova E. Distribution of spring phytoplankton in the Velikaya
River (North-West of Russia) // Abstracts. 8th International Symposium Use of
Algae for Monitoring Rivers, Alcala de Henares, Madrid. 2012. P. 51.
13. Sladecek V. System of water quality from biological point of view. –
Arch. Hydrobiol. Ergebn. Limnol. 7. 1973. P. 1-218.
14. Statistica for Windows. Computer program manual. Tulsa, 1995.
O.K.: StatSoft, Inc.
15. Trifonova I.S., Pavlova O.A., Rusanov A.G. Phytoplankton as an
indicator of water quality in the rivers of the Lake Ladoga basin and its relation
to environmental factors. – Arch.Hydrobiol. Suppl. 17. 2007. P. 527-549.
Такиуллина Гульназ Захитовна
Бирский филиал БашГУ, г.Бирск, Россия
Минина Н.Н., к.б.н., доцент, Бирский филиал БашГУ
ОСНОВНЫЕ МИКОЗЫ РАСТЕНИЙ Г. БИРСК
Настоящее время – это период урбанизации. Так, растет не только
население городов, постоянно увеличивается занимаемая городами
территория, а это влияет на все элементы окружающей природной среды.
Крупные города можно сравнить с небольшими, но постоянно
действующими вулканами, ежесуточно выбрасывающими в атмосферу,
воду и почву десятки тысяч тонн различных загрязняющих веществ.
Поэтому именно в городах в результате антропогенной деятельности
созданы неблагоприятные условия жизни не только для человека, но и для
растений. Зеленые насаждения на территории города зачастую не
выдерживают существующего техногенного пресса, болеют и погибают
[4]. Именно сейчас становится важным вопросом изучение заболеваний у
107
растений и причин их вызывающих. Грибковые болезни – самые
распространенные и разнообразные. На их долю приходится больше 80%
всех заболеваний растений [1]. В связи с актуальностью проблемы нами
было проведено исследование грибных болезней растений г. Бирск и
окрестностей. Целью исследования является изучение грибных болезней
растений. Исходя из объекта и предмета исследования для достижения
поставленной цели были определены следующие задачи: 1.Выявить
основные микозы растений, встречающиеся на территории г. Бирск и
окрестностей; 2. Охарактеризовать симптомы микозов; 3. Выявить
внешние воздействия, являющиеся причинами этих нарушений; 4.
Предложить меры борьбы с данными заболеваниями.
Автором был собран материал по микозам, определены и описаны
заболевания у 26 видов растений. Работа выполнялась на кафедре
Биологии растений и методики преподавания биологии в течение 2-х лет.
Публикаций по данной теме нет.
Под воздействием грибов-возбудителей болезней в растениях
возникают патологические процессы, сопровождающиеся нарушением
структуры и физиологических функций растения или отдельных его
частей, например образованием наростов, наплывов, изменением дыхания,
ассимиляции, ферментативной деятельности, нарушением роста и
развития, отмиранием пораженных тканей. Внешне грибные болезни
растений характеризуются тем или иным типом поражения, которое
бывает местным или общим. К местному поражению, охватывающему
небольшие участки растения или его отдельные органы, относятся
пятнистости (церкоспороз свёклы, парша яблони и груши и др.), грибные
налёты (мучнистая роса и др.), язвы, пустулы (ржавчина растений); к
общему – увядание растений [5].
Нами были обнаружены на растениях на территории и окрестностях
г.Бирска следующие болезни растений, вызываемые грибами.
1) Мучнистая роса барбариса обыкновенного (Phyllactinia berberidis
Palla), березы повислой (Microsphaera betulae Magn.), боярышника
кроваво-красного (Podosphaera oxyacanthae d. By.f. Crataegi Jacz.), горошка
мышиного (Erysiphe communis (H.A. Dietr.) Jacz.f. pisi), дуба черешчатого
(Microsphaera alphitoides Griff. Et Maubl.), земляники (Oidium fragariae
Harz), жимолости татарской (Microshaera lonicerae Wint.), караганы
древовидной (Phyllactinia suffulta Sacc.), клевера ползучего и лугового
(Erysiphe communis (H.A. Dietr.) Jacz. f. trifolii), клена американского и
платанолистного (Uncinula aceris Sacc.), крапивы двудомной (Leveilulla
faurica (Lev.) G. Arnaud.), люпина многолистного (Erysiphe communis Grev.
f. lupini), люцерны хмелевидной (Erysiphe communis (H.A. Dietr.) Jacz. f.
medicaginis), полыни горькой (Erysiphe cichoracearum D.C. f. asterisJacz),
сирени (Microsphaera syringae Jacz.), чины луговой (Peronospora fulva
Syd.), чистотела большого (Erysiphe cichoracearum Df. Astenis Jacr). Белый
108
мучнистый налет на растениях вызывают сумчатые грибы семейства
мучнисторосяных (Erysiphaceae). У заболевших растений на стеблях,
побегах, черешках, плодоножках и даже на плодах в начале или середине
лета появляется порошистый, паутинистый или войлочный налет. Вначале
очаги поражения небольшие (до 1 см). Затем они охватывают все большие
и большие участки. Зеленые части растений буреют, на них появляются
бесчисленные черные точки. Заболевшие листья и побеги становятся
хрупкими и преждевременно усыхают. Древесина пораженных мучнистой
росой деревьев и кустарников не успевает вызреть, и они плохо переносят
зиму, часто вымерзают. Болезнь не проходит бесследно и у других
растений. В следующем году они отстают в росте, плоды растрескиваются
и загнивают. Профилактикой и лечением мучнистой росы являются:
использование устойчивых к патогену сортов, уничтожение пораженных
остатков, обрезка и сжигание больных побегов; глубокая зяблевая вспашка,
внесение фосфорно-калийных удобрений. Развитие мучнистой росы
можно подавить, опрыскиванием специальными препаратами для защиты:
коллоидная сера, хлорид меди, медный купорос и другие соединения меди,
железа, цинка [6].
2) Cепториоз листьев крыжовника (Septoria ribis Desm.), смородины
(Septoria ribis Desm.), флокса (Septoria phlogis Sacc. et Speg.), сирени
(Septoria syringae Sacc. et Speg.). Возбудитель болезни – грибы рода
Septoria. На листьях пораженных растений развиваются серо-коричневые
или ржавые пятна с желтой каймой неправильной формы. Разрастаясь, они
могут занимать всю поверхность листа. В центре пятен с верхней стороны
листа можно наблюдать черные точки – пикниды гриба. При сильном
поражении больные листья и побеги засыхают, стебли буреют,
сморщиваются и, часто, перегибаются, наблюдается преждевременное
опадание листьев. Меры борьбы: Обработка кустов бордоской жидкостью.
Сбор листьев осенью [6].
3) Антракноз смородины. Возбудитель – гриб Pseudopeziza ribis Kleb.
Заболевание выражается в появлении на листьях очень мелких бурых
пятен (конидиального спороношения гриба). Ткань листа буреет, лист
засыхает и преждевременно опадает. Антракнозом поражаются также
черешки листьев, молодые побеги, плодоножки. Сильного развития
антракноз достигает во 2-й половине лета (конец июля – август). Особенно
высокой плотностью и интенсивностью заражения отличаются зрелые
листья. Меры борьбы: уничтожение основного источника болезни –
опавших листьев. Позднеосенняя перекопка участка, обрезка пораженных
побегов, прореживание кустов, уничтожение сорняков. Предупреждение
застоя воды на ягодниках. Выращивание устойчивых сортов. Следует
избегать смежных посадок черной, красной, белой смородины и
крыжовника. Эффективны опрыскивания (особенно осенние) 2процентным препаратом 125, 1-процентным денитроортокрезолом
109
(ДНОК), 6-процентным карболинеумом [6].
4) Черная пятнистость клена. Возбудитель – сумчатый гриб Rhytisma
acerinum (Pers.) Fr. Заражение листьев осуществляется в начале лета.
Позже, в июле-августе на листьях появляются многочисленные светложелтые пятна, на которых возникают мелкие, черные, постепенно
сливающиеся точечные бугорки. К концу лета, слившиеся отдельные
бугорки образуют строму, имеющую вид черных, выпуклых, округлых
пятен с блестящей поверхностью диаметром 10-15 мм, с хорошо заметной
желто-зеленой каймой. Меры борьбы заключаются в сжигании опавших
листьев. При появлении в июне первых признаков, болезни помогает
обработка препаратами меди или другими фунгицидами. Одной из главных
мер борьбы с этим грибом в парковом хозяйстве является сгребание в кучи
и сжигание опавших листьев [6].
5) Охряная пятнистость листьев боярышника. Возбудитель –
Coryneum folicolum Fuck. Симптомы болезни: на листьях появляются
многочисленные пятна неправильной или округлой формы, охряного
цвета, без окаймления. При сильном распространении пятнистости листья
преждевременно засыхают. Инфекция сохраняется в почве и на
растительных остатках.
Меры борьбы: сбор растительных остатков осенью. Опрыскивание
растений при появлений пятнистости медным купоросом, бордоской
смесью или ее заменителями [6].
6) Ржавчина на листьях мать-и-мачехи. Возбудителем болезни
является Cronartium flaccidum (Alb. et Schwein.) G. Winter из порядка
Ржавчинные грибы. Ржавчинные грибы паразитируют на высших
сосудистых растениях из многих семейств. При развитии ржавчины на
растении обычно происходит местное, локальное заражение, т.е.
поражение наблюдается на небольшом участке, куда попала одна спора
гриба. Меры борьбы: обработка фунгицидами, удаление растительных
остатков [6].
Микозы причиняют существенный вред лесному хозяйству, плодовоягодным и сельскохозяйственным культурам, поселяясь на их поверхности
или проникая во внутренние ткани растения, вызывая их изменения,
ослабление растений и снижение урожая. Болезни дикорастущих растений
часто передаются на культурные, вызывая эпифитотии. Поэтому
необходимо знать самые распространенные грибные болезни и методы
борьбы с ними, для предотвращения массовых заболеваний.
Список использованных источников
1. Гарибова Л.В., Сидорова И.И. Грибы. М.: Просвещение, 1997. 352с.
2. Горленко М.В. Фитопатология. Ленинград, 1990. 436с.
3. Журавлев И.И., Соколов Д.В. Лесная фитопатология. М.: Лесная
Промышленность, 1969. 368с.
4. Попкова. К.В. / Общая фитопатология: учебник для вузов / К.В. Попкова,
110
В.А. Шкаликов, Ю.М. Стройков и др. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Дрофа,
2005. 445 с.
5. Рубин Б.А. Растение в борьбе с заболеваниями (Фитоиммунитет). М.:
Знание, 1977. 164с.
6. Трейвас Л. Ю. Болезни и вредители декоративных садовых растений:
Атлас-определитель. М., 2008. 192с.
Хаматдинова Гузель Филюсовна, Сафиуллин Салават Юлаевич
ФГБОУ ВПО Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы,
г.Уфа, Россия
Научный руководитель: Гайсина Лира Альбертовна, к.б.н., доцент
каф. ботаники, биоэкологии и ландшафтного проектирования
ВЛИЯНИЕ ХЛОРИДА МАРГАНЦА НА ОБЪЕМ КЛЕТОК
BRACTEACOCCUS MINOR VAR. DESERTORUM (FRIEDMANN &
OCAMPO-PAUS) (CHLOROPHYTA)
Исследование влияния экстремальных факторов на наземные
водоросли является одной из актуальных задач современной альгологии.
Среди многочисленных загрязнителей особое место занимают тяжёлые
металлы (ТМ). Присутствие ТМ в почве обусловлено как геологическими
предпосылками, так и загрязнением окружающей среды. Почвенные
водоросли, являясь обязательным компонентом эдафофильных ценозов,
подвергаются влиянию ТМ [4].
Одним из распространенных ТМ в почве являтся марганец. В
докладе исполнительного директора программы ООН по окружающей
среде (ЮНЕП) за 1980 г. марганец наряду с медью и никелем был отнесён
к числу наиболее опасных загрязнителей окружающей среды [5].
Токсическое воздействие марганца на водоросли подтверждается многими
исследованиями [1].
Целью нашего исследования было изучение влияния хлорида
марганца на морфологию клеток аутентичного штамма ACKU 507-06*
Bracteacoccus minor var. desertorum (Friedmann & Ocampo-Paus).
Работа проводилась на базе лаборатории экологии водорослей им.
Л.С. Хайбуллиной кафедры ботаники, биоэкологии и ландшафтного
проектирования. Суспензию культуры выращивали на питательной среде
Болда [3]. При проведении экспериментов суспензию B.minor var.
desertorum выдерживали в течение 7 дней в растворах хлорида марганца
при концентрациях от 10-9 до 1моль/л, контролем служила питательная
среда. Просмотр осуществляли с использованием микроскопа Axio Imager
A2 с ДИК-контрастом и программным обеспечением Axio Vision 4.8. В
111
каждой повторности измеряли диаметр 100 клеток и описывали
морфологические нарушения. Для оценки влияния токсиканта на объем
клеток водоросли проводили регрессионный анализ. Кроме того,
вычисляли значения средней арифметической и ее ошибки, медианы,
стандартного отклонения и коэффициента вариации. Достоверность
результатов определяли при помощи критерия Стьюдента. Для
статистической обработки результатов использовали программу Statistica
8.0 и Past 2.14.
Таблица 1.
Влияние хлорида марганца на диаметр клеток B.minor var. Desertorum
Концентрация
MnCl2, моль/л
Xmin
Xmax
X±S
σ
Me
cv, %
tфакт
Контроль (0)
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
1
3,47
2,90
2,84
3,26
2,95
3,16
2,64
3,68
3,40
3,42
3,41
15,81
12,05
11,15
13,64
19,29
16,04
13,42
10,33
10,58
9,22
8,50
6,73±0,23
6,10±0,18
6,48±0,16
6,73±0,17
6,80±0,18
6,58±0,24
6,45±0,21
6,15±0,12
5,87±0,14
6,13±0,11
5,24±0,10
2,50
1,92
1,70
1,81
1,94
2,63
2,29
1,27
1,50
1,24
1,13
6,03
5,86
6,31
6,33
6,57
5,91
6,19
5,81
5,61
6,02
4,99
37,23
31,51
26,18
26,98
28,56
40,00
35,48
20,75
25,46
20,17
21,50
2,17
0,87
0,00
0,27
0,44
0,87
2,25
3,20*
2,34*
5,90*
Примечание. Xmin – минимальное значение признака; Xmax – максимальное
значение признака; X±Sx – средняя арифметическая и ее ошибка; Me – медиана;  –
стандартное отклонение; cv – коэффициент вариации; tфакт – значения коэффициента
Стьюдента, знаком * отмечены достоверные значения критерия Стьюдента при Р=0,05.
При концентрации 10-4-3 моль/л были обнаруженные единичные
мертвые клетки. В концентрациях хлорида марганца 10 -2 и 10-1 моль/л 8590% клеток были живыми. Выявлено, что концентрация 1 моль/л вызывала
гибель всех клеток B.minor var. desertorum, при этом наблюдалось полное
обесцвечивание хлоропласта и деформация клеток. Установлено, что с
ростом концентрации соли отмечалось уменьшение объема клеток
водоросли согласно линейной регрессионной модели (Wilks’lambda:
0,9826; F: -24,22; P(regr): 9,656E-07) (Рис. 1). Сходный тип изменения
объема клеток водорослей был установлен при влиянии засоления на
целый ряд аутентичных штаммов микроскопических водорослей и
цианобактерий [2].
112
Таким образом, хлорид марганец оказывал воздействие как на объем
клеток водоросли B.minor var. desertorum, так и на морфологию
хлоропластов и целостность клеток водоросли.
2250
2000
объем клеток, куб.мкм
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
концентрация хлорида марганца, моль/л
Рис. 1. Влияние хлорида марганца на объем клеток Bracteacoccus minor var.
desertorum
Список использованных источников
1. Бингам Ф.Т., Коста М., Эйхенбергер Э. Некоторые вопросы
токсичности ионов металлов. М.: Мир, 1993. 368 с.
2. Гайсина Л.А., Сафиуллин С.Ю., Хаматдинова Г.Ф.,
Габдрахманов Д.С., Каназырская В.Ю., Каримова Л.Н., Иванова А.П.
Оценка влияния засоления на морфологию наземных водорослей и
цианобактерий с использованием показателя биологического объема //
Актуальные проблемы современной альгологии. Тезисы докладов IV
Международной конференции. Киев, 2012. С. 66-67.
3. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные
методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. Уфа:
Изд-во БГПУ, 2008. 152с.
113
4. Гайсина Л.А., Хайбуллина Л.С. Влияние тяжелых металлов на
морфологию почвенной водоросли Xanthonema exile (Klebs) Silva
(Xanthophyta) // Почвоведение. №3. 2007. С.343-347.
5. Состояние окружающей среды. Программа ООН по окружающей
среде. ВИНПТИ, 1980.
Хусаинова Светлана Айратовна
ФГБОУ ВПО Башгоспедуниверситет им. М.Акмуллы, г. Уфа, РФ
Научный руководитель: Хусаинов А.Ф., к.б.н., доц.
АНАЛИЗ ФЛОРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ НАСЫПЕЙ
СТАНЦИИ ДАВЛЕКАНОВО (РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН)
Воздействие человека на окружающую среду с каждым годом
усиливается. Под влиянием антропогенного фактора с одной стороны
происходит внедрение адвентивных видов во флоры регионов, а с другой –
вымирание части аборигенных видов, что в свою очередь вызывает
унификацию флор Земного шара, маскирует и обедняет их специфичность
[3]. Особый интерес в этом отношении вызывает флора техногенных
биотопов, отдельные из которых не имеют природных аналогов. На
данных
типах
ландшафтов
формируются
антропогенно
трансформированные флористические комплексы [6].
Одним из специфических комплексов техногенных местообитаний
являются железнодорожные насыпи. Железные дороги в настоящее время
выполняют ряд важнейших функций на антропогенно преобразованных
территориях. Они отчасти восстанавливают разорванные системноинформационные связи между отдельными фрагментами ранее целостных
природных комплексов [7]. Именно железные дороги играют решающую
роль в заносе и расселении адвентивных растений [1] и, таким образом,
определяют степень и интенсивность модернизации флоры той или иной
территории. В практическом плане флора насыпей представляет интерес
как главный источник появления новых сорных, ядовитых видов, а также
растений, вызывающих аллергию. Своевременное выявление и
элиминация популяций таких видов может принести существенную пользу
для экономики и здоровья населения региона. Таким образом, без
детального изучения флоры железнодорожных насыпей невозможно
установить закономерности современного процесса становления и
развития региональных флор.
В связи с этим целью данной работы заключалась в выявлении и
анализе флоры железнодорожных насыпей станции Давлеканово
Башкирское отделение Куйбышевской железной дороги.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены
следующие задачи: выявить видовой состав сосудистых растений
114
железнодорожных насыпей ст. Давлеканово; выполнить анализ флоры:
систематический, по жизненным формам, по происхождению, по
фитосоциологической и географической структурам, по хозяйственному
значению; рассмотреть возможность использования результатов работы.
Материал для написания работы был собран в полевые сезоны 20112012 гг. Обследовалось железнодорожное полотно в границах балластной
призмы, на обочинах
путей и на территории вокзала, основным
покрытием которых является щебнистая насыпь с деревянными и
железобетонными шпалами. В общей сложности автором, совместно с
к.б.н. Хусаиновым А.Ф., было собрано 200 листов гербарного материала.
Список видов сосудистых растений железнодорожных насыпей
анализировался по общепринятым методикам [2, 4]. Для анализа
адвентивной фракции использовалась классификация, изложенная в работе
В.В. Туганаева и А.Н. Пузырева [5]. Номенклатура видов приводится по
сводке С.К. Черепанова [8]. Работа выполнена на кафедре ББиЛП
Башгоспедуниверситета им. М.Акмуллы.
Город-станция является районным центром Давлекановского района
и находится в 105 км км юго-западу от республиканского центра г. Уфы.
На основе анализа таксономического состава было выявлено
следующее: флора железнодорожных насыпей станции Давлеканово
насчитывает 131 вид растений, относящихся к 98 родам, 30 семействам,
что позволяет оценивать флору как сравнительно богатую.
Сравнение ведущих семейств по занимаемым ими местам с общей
флорой Республики Башкортостан показало – у обеих флор I-II места
занимают семейства Asteraceae (23,6%) и Poaceae (11,4%), что характерно
для флор Голарктики. На III месте во флоре железнодорожных насыпей
станции находится семейство Fabaceae (10,7%), а во флоре Башкортостана
– Cyperaceae. IV место во флоре насыпей принадлежит семейству
Brassicaceae, а в РБ – Rosaceae. На V месте – Caryophyllaceae и Fabaceae,
соответственно. Это указывает на высокую синантропизацию флоры
железнодорожных насыпей станции, так как именно в этих семействах
велико количество рудеральных и сегетальных видов, т.е. значительна
степень антропогенного воздействия.
Анализ флоры по жизненным формам показывает, что для ее состава
характерно преобладание гемикриптофитов – 64,9% (85 видов): Achillea
millefolium, Artemisia serice, Amoria montana, Campanula patula и др. Это
свидетельствует о преобладании видов естественных растительных
сообществ (степных и луговых). Другой широко представленной
жизненной формой являются терофиты – 27,5% (36 видов): Atriplex patula,
Chenopodium album, Polygonum aviculare и др. Высокое участие терофитов
является показателем подвижности субстратов и постоянного нарушения.
Анализ флоры по времени заноса показал, что среди выявленных
сосудистых растений высока представленность апофитов – 83 вида,
115
антропотолерантов местной флоры. Также выявлено 48 адвентивных
видов, из них 16 – археофиты, 32 – кенофиты. Участие заносных видов во
флоре железнодорожных насыпей ст. Давлеканово составляет 36,6%, что
также определяет степень ее синантропизации.
По способам иммиграции среди адвентов доминируют эргазиофиты
– 38 видов, а по степени натурализации – эпекофиты – 37 видов.
Анализ фитосоциологической структуры флоры показал, что
большую роль во флоре играют виды синантропных классов,
составляющие в настоящее время в совокупности 70 видов – 53,4 %.
Высокий показатель классов синантропной растительности
(Stellarietea mediae, Artemisietea vulgaris, Plantaginetea majoris и др.)
указывает на сильное антропогенное воздействие на флору. Идет активный
процесс синантропизации и внедрения рудеральных и сегетальных видов.
В составе классов естественной растительности значительную часть
представляют выходцы из: луговой (Molinio-Arrhenatheretea), степной
(Festuco-Brometea), лесной
(Querco-Fagetea,
Salicetea
purpureae),
опушечной (Trifolio-Geranietea sanguinei) и сообществ засоленных почв
(Scorzonero-Juncetea gerardii, Festuco-Puccinellietea). Виды естественных
классов показывают связь флоры насыпей с исходной коренной
растительностью – степями, лугами, лесами и т.д. В целом флора
естественных классов включает 42 вида, что составляет 32,1% от всей
совокупности.
Анализ структуры флоры по составу долготных групп показал, что в
ее составе преобладают евроазиатские виды (66,4%). На втором месте –
голарктическая группа видов (23,7%). Это указывает на географическую
приуроченность ст. Давлеканово.
По составу широтных групп видно во флоре железнодорожных
насыпей станции преобладают плюризональные виды (58,8%), это связано
с усилением влияния человека, которое проявилось в увеличении доли
рудеральных видов с широким экологическим спектром. Лесостепные
(29%) и степные (8,4%) виды – это антропотолеранты местной флоры, что
указывает на их зональную приуроченность и способность видов
выдерживать антропогенный пресс
Флора
железнодорожных
насыпей
станции
Давлеканово
представляет значительную хозяйственную ценность. В ее составе: 70
медоносных, 46 лекарственных, 44 сорных, 32 кормовых, 24 пищевых
растений, также на ее территории встречается ряд ядовитых растений (15
видов: Aquilegia vulgaris, Convolvulus arvensis, Euphorbia virgata, Galium
aparine, Linaria vulgaris, Ranunculus acris и др.). На насыпях
распространены и декоративные растения (10 видов).
Изучение флоры насыпей может с успехом использоваться в
фитомониторинге антропогенно нарушенных территорий, как для
116
выявления новых заносных видов, так и для контроля распространения
агрессивных видов.
Список использованных источников
1. Бочкин В.Д. Сравнительный анализ парциальных флор трех железных
дорог г. Москвы // Актуальные проблемы сравнительного изучения флор:
Материалы совещ. – СПб, 1994. –С. 276-296.
2. Ильминских Н.Г. Флорогенез в условиях урбанизированной среды:
Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – СПб., 1993. – 36 с.
3. Малышев Л.И. Изменения флор земного шара под влиянием
антропогенного давления // Научн. Докл. Высшей школы. Биол. науки,
1981. – №3. – С. 5-20
4. Толмачев Ф.И. Введение в географию растений. – Л.: Изд. Ленингр. гос.
ун-та, 1974. – 244 с.
5. Туганаев В.В., Пузырев А.Н. Гемерофиты Вятско-Камского междуречья.
– Свердловск: Изд-во Уральск. Ун-та, 1988. – 128 с.
6. Туганаев В.В., Веселкова Н.Р., Туганаев А.В. Флоро- и ценгенез
растительного покрова возделываемых земель на территории Среднего
Поволжья и Вятско-Камского Предуралья // Бюллетень Ботанического сада
Саратовского гос. ун-та. - Саратов: Изд-во Научная книга, 2006. – Вып. 5.
С. 54-56.
7. Хмелев К.Ф. Проблемы антропогенной трансформации растительного
покрова Центрального Черноземья // Состояние и проблемы экосистем
Центрального Подонья. — Воронеж, 1996. – Вып. 6. - 138 - 143.
8.Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств
(в пределах бывшего СССР). Рус. издание. – СПб.: Мир и семья, 1995. –
992 с.
Шарагина Екатерина Михайловна
Нижегородский государственный университет им. Н. И.
Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Научный руководитель: Охапкин А. Г., д. б. н., проф., зав. каф.
ботаники ННГУ
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИТОПЛАНКТОННОГО
СООБЩЕСТВА Р. КУДЬМЫ
В последние годы экологическая ситуация в пределах бассейнов р.
Волги, как и других крупных рек, становится всё более напряженной.
Процесс антропогенного эвтрофирования принимает глобальные
масштабы и влечёт значительные негативные экологические последствия
для водных экосистем. Эвтрофирование в водах р. Волги принимает
гораздо большие масштабы в связи с зарегулированием стока у г.
Чебоксары и образованием Чебоксарского водохранилища. Необходимо
117
разностороннее изучение данного вопроса для принятия мер по
оздоровлению экологической ситуации, особое место в которой
принадлежит небольшим по протяженности водотокам, в значительной
степени определяющим гидрологический и гидрохимический режимы
крупных рек, оказывающим заметное влияние на формирование их биоты
[2].
Водоросли составляют существенную часть речного биоценоза,
являются не только основным продуцентом органического вещества, но и
важным фактором формирования качества воды. В связи с чем изучение
основных структурных характеристик альгоценозов является актуальным и
позволяет решать задачи контроля санитарно-биологического состояния
водных экосистем, определить возможные пути их регулирования и
охраны.
Нижегородская область богата водными ресурсами. По территории
области протекает 550 рек протяженностью более 10 км и 8650 речек и
ручьёв длиной менее 10 км. Суммарная длина всех водотоков составляет
33 тыс. км. Все реки области являются притоками первого, второго и более
порядков р. Волги. В отличие от левобережных притоков, правобережные
изучены в меньшей степени; они характеризуются более высокой
минерализацией и интенсивным антропогенным воздействием [3].
Цель настоящего исследования: оценка экологического состояния
правого притока р. Волги – р. Кудьмы по основным структурным
характеристикам фитопланктона. Для решения данной цели были
поставлены следующие задачи: 1. Определить видовой состав
фитопланктона р. Кудьмы, провести его таксономический и экологогеографический
анализ;
2.
Провести
сравнительный
анализ
таксономической структуры фитопланктона р. Кудьмы в разные периоды
исследования: до зарегулирования р. Волги (1966-1975 гг.), в первое
десятилетие после строительства Чебоксарского водохранилища (19851992 гг.) и в современный период (2004-2011 гг.); оценить сходство
видового состава водорослей в эти периоды; 3. Изучить межгодовую
динамику численности и биомассы фитопланктона р.Кудьмы,
охарактеризовать трофический статус реки и определить состав
структурообразующих видов; 4. Провести сапробиологический анализ р.
Кудьмы по данным разных лет исследования, оценить качество воды реки
по фитопланктону.
Река Кудьма является правобережным притоком Волги, протекает
через Богородский и Кстовский районы Нижегородской области, длина её
составляет 144 км, площадь бассейна – 3200 км². Питание
преимущественно снеговое. По водному режиму Кудьма относится к
восточно – европейскому типу. Исток реки находится в 15 км от села
Селитьба, устье возле села Ленинская Слобода [3].
118
Материалом для работы послужили сборы фитопланктона,
отобранные в следующих участках реки Кудьма:
1. верхний (пос. Лукино, д. Крашово), средний (д. Митино, пос. Дружный),
нижний (д. Ветчак) участки течения (2009 г.),
2.устьевой участок течения в районе с. Ленинская Слобода (2010 г.),
3.средний участок реки в районе пос. Дружный (2011 г.).
Отбор проб производился ежедекадно, за период исследования была
собрана и проанализирована 71 проба. Также для анализа в работе были
использованы литературные (1966-1975 гг.) и архивные (1985- 2004 гг.)
данные кафедры ботаники ННГУ [1]. Качественная и количественная
обработка материала проводилась на базе кафедры ботаники ННГУ.
Концентрирование проб проводили седиментационным (осадочным)
методом с последующей декантацией. Для количественной обработки
фитопланктона использовалась счетная камера "Нажотта" объемом 0,01
см3. Сбор и обработка альгологического материала в период 2009-2011 гг.
проводились автором лично.
Таксономический состав водорослей р. Кудьмы по результатам 19661975 [1], 1985-1992, 2004-2011 гг. был представлен 544 видовыми и
внутривидовыми таксонами и водорослями, определёнными до рода,
которые принадлежали 9 отделам, 15 классам, 25 порядкам, 167 родам.
Флористическое богатство фитопланктона р. Кудьмы до зарегулирования
р. Волги (1966-1975гг.) и спустя первое десятилетие после строительства
Чебоксарского водохранилища (1985-1992 гг.) оказался схожим, составляя
171 и 169 таксонов рангом ниже рода, соответственно. В современный
период исследования (2004-2011 гг.) отмечалось заметное возрастание (в
2,8-2,9 раз) видового богатства растительного планктона реки, которое
составляло 473 видовых и внутривидовых таксонов. В период до
зарегулирования р. Волги в альгофлоре отмечалась пропорция “зелёные–
диатомовые–эвгленовые” (рис. 3). В первое десятилетие после
зарегулирования выявлено заметное снижение роли эвгленовых (с 7,6 до
3,8%) и возрастание вклада цианобактерий (с 9,3 до 11,3%). В
современный период пропорция флоры растительного планктона р.
Кудьмы остаётся схожей и характеризуется как “зелёные–диатомовые” с
практически равным вкладом синезелёных и эвгленовых. Ведущее
положение рода Scenedesmus отмечалось во все периоды исследования,
составляя 9,3-13,1%. Вторая и третья ранговые позиции в списке
различались. Так, в 1966-1975 гг. их занимали рода
Nitzschia и
Trachelomonas (составляя по 3,5%), в 1985-1992 гг. – Monoraphidium (4,4%)
и Aulacosira (3,7%), в 2004-2011 гг. – Trachelomonas (4,0%) и Navicula
(3,8%). Общим можно отметить присутствие в родовом спектре родов,
характерных для эвтрофных, загрязнённых водоёмов.
Эколого-географический анализ выявил преобладание во все
периоды исследования истинно-планктонных (59% от общего состава
119
водорослей), космополитных (96%), индифферентных по отношению к pH
(65%) и галобности среды (78%) видов. По отношению к сапробности
преобладали индикаторы β-мезосапробной степени загрязнения (48%).
Коэффициенты сходства Сёренсена в разные периоды исследования
р. Кудьмы характеризовались невысокими значениями. Общность видовых
списков водорослей до строительства Чебоксарского водохранилища и в
первое десятилетие после составила 49%, в первое десятилетие после –
всего 38%, что может свидетельствовать об изменении видового состава в
связи с зарегулированием стока.
В многолетней динамике биомассы наиболее высокие ее величины
(до 45 г/м3), характерные для эвтрофных вод, отмечались в первое
десятилетие после зарегулирования. Комплекс структурообразущих видов
в период 1966-1975 гг. определяли диатомовые при сопутствии
фитофлагеллят из отделов эвгленовых, криптофитовых и зеленых. После
зарегулирования возрастала ценотическая роль центрических диатомей –
показателей эвтрофирования (Cyclotella meneghiniana Kütz., Stephanodiscus
hantzschii Grun.), а также цианопрокариот. В современный период фон
растительного планктона по-прежнему определяют диатомовые водоросли
при высоком участии представителей отдела Euglenophyta.
По результатам исследования 1992 г. значения индекса сапробности,
рассчитанного по численности и биомассе индикаторных видов
водорослей в низовьях реки варьировали в пределах от 2,20 до 2,52 и от
2,13 до 2,69, соответственно; в устье реки – 2,13-2,55 и 2,30-2,64. Степень
органического загрязнения р. Кудьмы в 2010 г. по величинам индекса
сапробности по биомассе колебалась в пределах от 1,48 до 2,07, по
численности – от 0,94 до 2,16. В 2011 г. величины индекса сапробности,
рассчитанного по численности и биомассе фитопланктона, в среднем
участке течения р. Кудьмы варьировали от 1,73 до 3,00 и от 1,82 до 2,49,
соответственно.
Степень органического загрязнения р. Кудьма по средним величинам
индекса сапробности оценивалась как β-мезосапробная, а воды реки
характеризовались III классом качества – умеренно загрязненные. В
отдельные
годы,
а
также
сезоны
вегетационного
периода
сапробиологическое состояние реки повышалось до β-α-мезосапробного
уровня, класс качества вод оценивался как переходный между III-IV, воды
умеренно загрязненные-грязные.
Выводы. Таким образом, в период до зарегулирования р. Волги
состав фитопланктона р. Кудьмы характеризовался преобладанием
зеленых, диатомовых и эвгленовых водорослей. После строительства
Чебоксарского водохранилища возрастал вклад цианобактерий. Состав
таксономически значимых родов в разные годы исследования различался,
общим являлось высокое ранговое положение рода Scenedesmus и
присутствие в спектре ведущих родов, характерных для загрязненных
120
эвтрофных вод. Максимальные показатели количественного развития
растительного планктона зарегистрированы в первое десятилетие после
строительства Чебоксарского водохранилища и соответствовали
эвтрофному уровню. В современный период отмечено снижение
трофического статуса водотока до олиготрофного-слабомезотрофного
уровня.
Список использованных источников:
1. Есырева В. И., Юлова Г. А. Динамика фитопланктона устьевой
части р. Кудьмы. Биологические основы повышения продуктивности и
охраны лесных, луговых и водных фитоценозов. Сб. статей. В. 4. Горький.
1975. С. 52-59.
2. Охапкин А. Г., Юлова Г. А. Фитопланктон Линды как компонент
экосистемы малой реки // Наземные и водные экосистемы. Горький: изд.
ГГУ. 1989. С. 10-22.
3. Природа Горьковской области. Горький, 1974. 328 с.
121
Содержание
1. Ананьева А. Ю. ВЛИЯНИЕ СУЛЬФАТОВ ЖЕЛЕЗА (II) и (III) НА
ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В
ПРОРОСТКАХ ТЕСТ-КУЛЬТУРЫ ЯЧМЕНЯ………………………………4
2. Асадуллина Г.Р. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ
МОНИТОРИНГА
РЕК
НА
ТЕРРИТОРИИ
Г.СТЕРЛИТАМАК
(РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН) ……………………………………….8
3. Ахиярова Л.Г. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕТУНИИ
ГИБРИДНОЙ (PETUNIA Х HYBRIDA HORT. EX E.VILM.) В УСЛОВИЯХ
ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО БАШКОРТОСТАНА…………….12
4. Ахунова В.Р. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ
В РАЗНЫХ СОРТАХ КАПУСТЫ…………………………………………..16
5.
Бикбаев
И.Г.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА
РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ГРЯД И МОЧАЖИН БОЛОТА
УРОЧИЩА НАРАТСАЗ…………………………………………………….19
6.
Волгин
М.Ю.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ
АЛЬГОСООБЩЕСТВ ПОДСТИЛОК СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ
САМАРСКОГО ЛЕСА (ДНЕПРОПЕТРОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, УКРАИНА)
…………………………………………………………………………………23
7. Габдрахманов Д.С. МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ ПОПУЛЯЦИИ НИТЧАТОЙ
ЗЕЛЕНОЙ ВОДОРОСЛИ Klebsormidium flaccid (Kützing) P.C.Silva,
K.R.Mattox & W.H.Blackwell В ТОКСИЧНОЙ СРЕДЕ…………..………25
8. Гагина Е.О. ОСОБЕННОСТИ СЕМЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ ВИДОВ
РОДА LARIX……………………………………………………………........28
9. Галимьянова Э.Ф. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ПИОНА ТОНКОЛИСТНОГО (Paeonia tenuifolia L.) СЕМЕЙСТВА
ПИОНОВЫЕ (Paeoniaceae Rudolphi )…………………………………..…30
10. Гатиятова Г.Ф. АНАЛИЗ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ
БИОИНДИКАТОРОВ………………………………………………………..32
11. Густова Т.С. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ СЮНЬ
БАКАЛИНСКОГО РАЙОНА………………………………………………..35
12. Егорова С.Б. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОЗЕРА ГОРОДСКОЕ
В ОСЕННИЙ ПЕРИОД ПО ДАННЫМ ФИТОПЛАНКТОНА…………….37
13. Зиннатуллин А.И. УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ
ВОДОРОСЛИ EUSTIGMATOS MAGNUS (B. PETERSEN) HIBBERD
(EUSTIGMATOPHYTA) К ЗАСОЛЕНИЮ…………………………………41
14.
Зиннатуллина
А.Р.
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ACHILLEA MILLEFOLIUM L. КАК КОМПОНЕНТА
ЛУГОВОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА……………………..…44
15. Иванова А.П. ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ И ЦИАНОБАКТЕРИИ
РАЗНОВОЗРАСТНЫХ
ОТВАЛОВ
УЧАЛИНСКОГО
ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО
КОМБИНАТА
(УГОК),
РЕСПУБЛИКА
БАШКОРТОСТАН…………………………………………………………..48
122
16. Ишкузина М.Е. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФЛОКСА
ДРУММОНДИ (PHLOX DRUMMONDI HOOK.)
В УСЛОВИЯХ
ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО БАШКОРТОСТАНА……………52
17 Кабирова Л.Р. МОНИТОРИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА
ПРИМЕРЕ ЛЮТИКА ЕДКОГО (RANUNCULUS ACRIS L.) С. БАЙКИ
КАРАИДЕЛЬСКОГО РАЙОНА РБ…………………………………………55
18. Каназырская В.Ю. К ВОПРОСУ О ВЫДЕЛЕНИИ И
КУЛЬТИВИРОВАНИИ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ…………59
19. Каримова Л.Н. К ВОПРОСУ О СМЕНЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ
СООБЩЕСТВ НА ОТВАЛАХ ГОРНЫХ ПОРОД ……………………..…63
20. Каримова Э.А. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ВЕТРЕНИЦЫ ЛЕСНОЙ (Anemone sylvestris L. ) СЕМ. ЛЮТИКОВЫЕ
(Ranunculaceae Juss)…………………………………………………………66
21. Кисляков А.С. ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА
МИКРОСКОПИЧЕСКУЮ
ВОДОРОСЛЬ
VISCHERIA
HELVETICA
(VISCHER & PASCHER) HIBBERD (EUSTIGMATOPHYTA)……………68
22. Королесова Д.Д. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАРОСЛЕЙ ДОННЫХ МАКРОФИТОВ ТЕНДРОВСКОГО ЗАЛИВА
ЧЕРНОМОРСКОГО БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА…………………72
23. Костерина Л.И. СОСТАВ И ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ФИТОПЛАНКТОНА В ОЗ. СВЕТЛОЯР В 2010-2011 гг………………….75
24.
Лабутина
Л.П.
ВЛИЯНИЕ
ФИТОНЦИДОВ
НА
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ…………………….…79
25. Мальцев Е.И. ЧИСЛЕННОСТЬ И БИОМАССА ВОДОРОСЛЕЙ В
ЛЕСНЫХ
ПОДСТИЛКАХ
РАЗНЫХ
НАСАЖДЕНИЙ
СТАРОБЕРДЯНСКОГО ЛЕСА (ЗАПОРОЖСКАЯ ОБЛАСТЬ, УКРАИНА…..…83
26. Муратова К.Р. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ И ЗООСПОРОГЕНЕЗ
МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ ВОДОРОСЛИ EUSTIGMATOS POLYPHEM
(PITSCHMANN) HIBBERD 1981 (EUSTIGMATOPHYTA)…………..….86
27. Неходимова С.Л. ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНО-ВОДОРОСЛЕВЫЕ
ЦЕНОЗЫ
ПОЧВ ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКОВ КРАСНОЯРСКОГО
КРАЯ...................................................................................................................90
28. Перминова О.С. ФИТОПЛАНКТОН Р. ЛЕВИНКИ (Г. НИЖНИЙ
НОВГОРОД)……………………………………………………………..…...94
29. Сайсанова А.Ю. ХРИЗАНТЕМА НЕПАХУЧАЯ (CHRYSANTHEMUM
INODORUM L.) КАК ОБЪЕКТ ЦВЕТОЧНОГО ОФОРМЛЕНИЯ В
ЛАНДШАФТНОМ ДИЗАЙНЕ……………………………………………..97
30. Салихов Д.М. АНАЛИЗ РАЗЛИЧИЙ ВИДОВОГО СОСТАВА
РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ЛЕСА И ВЫРУБКИ…………………100
31. Силеенкова Е.А. ОСОБЕННОСТИ ВЕСЕННЕГО ФИТОПЛАНКТОНА
РЕКИ ВЕЛИКОЙ …………………………………………………………...103
32. Такиуллина Г.З. ОСНОВНЫЕ МИКОЗЫ РАСТЕНИЙ Г. БИРСК…107
33. Хаматдинова Г.Ф., Сафиуллин С.Ю. ВЛИЯНИЕ ХЛОРИДА
123
МАРГАНЦА НА ОБЪЕМ КЛЕТОК BRACTEACOCCUS MINOR VAR.
DESERTORUM (FRIEDMANN & OCAMPO-PAUS) (CHLOROPHYTA)...111
34. Хусаинова С.А. АНАЛИЗ ФЛОРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ
НАСЫПЕЙ
СТАНЦИИ
ДАВЛЕКАНОВО
(РЕСПУБЛИКА
БАШКОРТОСТАН)…………………………………………………………114
35.
Шарагина
Е.М.
СОВРЕМЕННОЕ
СОСТОЯНИЕ
ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА Р.КУДЬМЫ…………………117
124
Научное издание
Современные аспекты изучения экологии растений
Материалы Международного дистанционного конференцииконкурса научных работ студентов, магистрантов и аспирантов
им. Лилии Хайбуллиной
125
Download