Заявка на участие в конкурсе ученических проектов

Заявка на участие в конкурсе ученических проектов
Ф.И.О. педагога
Ф.И.О. участника
Область
Полное название УО
Ф.И.О. директора
Почтовый адрес педагога
E: mail
Номинация
Тема проекта
Соколова Галина Алексеевна
Прокопчук Татьяна Маратовна
Астраханская область , г. Астрахань
Муниципальное бюджетное образовательное
учреждение дополнительного образования детей Дом
детского творчества «Успех»
Каблукова Людмила Николаевна
414016, Астрахань, ул. Волоколамская 9, кв 111
warwara40@mail.ru
социосфера
Индикация загрязнения окружающей среды
по качеству пыльцы плодовых деревьев и томат
Индикация загрязнения окружающей среды
по качеству пыльцы плодовых деревьев и томат
Авторы: Прокопчук Татьяна ,
Ученица 9 класса,
МБОУ» СОШ села Старокучергановка,
Астраханская область , Наримановский район
Научный руководитель:
Соколова Г.А.
Астрахань2013
Аннотация
Используя пыльцу плодовых деревьев постаралась определить
степень загрязнения воздушной среды села Старокучергановка.
Содержание
1.Введение………………………………………………………………… 3
2.Цели и задачи
исследования………………………………………………………………3
3.Обзор литературы…………………………………………………… ..3
4.Физико-географические особенности исследуемого района ………..4
5.Методы исследования………………………………………………… 6
6.Результаты
исследования…………………………………………………7
7.Вывод……………………………………………………………………..8
8.Литература……………………………………………………………… 8
9.Приложение…………………………………………………………… 8
1.Введение
Пыльца растений может показать уровень загрязнения окружающей
среды, поэтому мы выбрали плодовые деревья, томаты и исследовали
их пыльцу. На основании вида пыльцы и ее целостности сделали
заключение об уровне загрязнения окружающей среды в нашем селе.
Работу начала с 2009 года и продолжаю сейчас.
2. Цель: Определить уровень загрязнения среды в селе
Старокучергановка и прилегающих территориях с помощью пыльцы
плодовых деревьев, овощных культур.
Задачи.
1.Проанализировать структуру пыльцы, просмотреть образцы
пыльцы с плодовых деревьев, овощных культур в пределах села
Старокучергановка.
2.Сделать вывод о степени загрязнения окружающей среды на
основании проведенных исследований пыльцы растений в районе села
Старокучергановки и ее окрестностей.
3. Обзор литературы.
2
В литературе часто встречается описание пыльцы, о ее развитии и
росте, но нет данных о возможных изменениях под воздействием
антропогенных факторов в нашей области. В основном описаны
методики работы с пыльцой злаковых(Ашихмина , 2000), но я
воспользовалась ей. Основные методики по работе с пыльцой нашла и
применила на плодовых деревьях, хотя в источниках указываются
травянистые растения (Жданов , 1996)Во всех источниках указывается
работа с травянистыми растениями, но выбрала плодовые деревья и
пыльцу томатов для проведения исследования окружающей среды в
селе Старокучергановка.
4. Физико-географическое описание села Старокучергановки.
Описала рельеф, почвы, близость промышленных предприятий в
зоне взятия проб пыльцы, погоду, температуру, осадки, ветер,
давление.
Село Старокучергановка расположено между ериками Дарма и Коньга
в восточном направлении (1 км) от реки Волга. Село находится среди
городских застроек, имеет асфальтированную дорогу, которая на
востоке села соединяется с городской автострадой, а на западе с
объездной дорогой российского значения. Село Старокучергановка
находится на Бэровском бугре на высоте 20метров над уровнем моря. В
подбугровом пространстве как раз и находятся все поля и сады.
односельчан. Вокруг села солончаковые почвы, так как колхоз не
функционирует с 1991 года, поля заброшены. Но раньше высаживали
томаты, капусту, перец и вносили много различных удобрений и
химикатов, вот и образовался устойчивый солончак.
Климат умеренно-континентальный, засушливый. Зимой редкие осадки
выпадают в виде дождя или снега, который как правило, быстро тает.
Характерны восточные ветры, определяющие сухость и запыленность
воздуха летом и сравнительно невысокие температуры зимой. Зима
начинается 15-20 ноября, лето (период со средней температурой
воздуха выше +25 °C) до 7 марта, а с марта по май и длится весна.
Однако, в 2012 году зима держалась с сильными морозами – 15
градусов до 19 марта, чем вызвала задержку сокодвижения у растений,
а значит и цветение. Абрикос так и не зацвел в этом году, так как почки
все померзли, не цвел и персик, очень мало цветов было у сливы.
Среднегодовая температура — +9,9 °C ,Среднегодовая влажность
воздуха — 69 %.
Среднегодовая скорость ветра — 3,3 м/c.
3
Исследовали деревья, растущие вдоль дороги и в садах односельчан,
расположенных на удалении 100метров от дороги.
5.Материал и методика исследования
Качество пыльцевых зерен в большинстве зависит от уровня
физического и химического загрязнения среды. Пыльца отличается
высокой чувствительностью к действиям отрицательных факторов и
может являться индикатором загрязнения среды генетически
активными компонентами. Методика анализа качества пыльцы
заключается в определении процента ненормальных (абортивных)
пыльцевых зерен.
Высокая чувствительность к действиям мутагенов(этиленимин,
нитрозоэтилмочевина, некоторые пестициды) проявляется у томатов и
плодовых деревьев. Генетически активные факторы среды резко
нарушают процесс образования пыльцы томатов, доводя до полного
отсутствия в пыльниках нормальных пыльцевых зерен.
Для работы мы взяли микроскоп, предметные стекла ,
препаровальные иглы, пипетки и слабый раствор йода. Для
приготовления слабого раствора йода необходимо взять 2мл. 5 %
йодной настойки и разбавить 10 мл. Этот раствор используется для
окрашивания пыльцы. После окраски нетрудно отличить нормальные
пыльцевые зерна от абортивных.
Для наблюдения использовали следующие объекты:
Пыльца взята с растения томат больших посевных площадей(1га),
обработанных и не обработанных химикатами. Сравнение полученных
результатов позволит следить за изменениями среды во время
наблюдений. Проводим эксперимент на домашних посадках томатов. 5
– 6 кустов, которые не обрабатываем ничем, а остальные как всегда
обработаем.. Взяли с каждого куста не обработанных по 3 пробы и так
же по 3 пробы с обработанных. Сравниваем в %.. Пыльцу взяли и с
плодовых деревьев. Выявляем наиболее чувствительные растения
среди плодовых деревьев и томатов к загрязнению окружающей среды
в селе Старокучергановка.. Пыльца одних и тех же сортов томатов,
выращиваемых на большом участке и дома различаются. Сравнение
результатов в течении ряда лет позволяет осуществить мониторинг, т.е.
слежение за изменением (или отсутствием таковых) качества пыльцы
во времени у данного объекта .Пыльца диких растений менее
чувствительна к действию загрязнений будет и составляет всего 2%.
Работу с пыльцой проводим следующим образом.
Препаровальной иглой извлекаем пыльцу из пыльников цветка и
помещаем ее на предметное стекло. С помощью пипетки наносим на
4
пыльцу каплю раствора йода и размешиваем каплю препаровальной
иглой так, чтобы все пыльцевые зерна были в растворе, а не плавали на
поверхности. Выдерживаем препарат в таком виде в течении двух
минут, после этого накрываем каплю покровным стеклом и
рассматриваем препарат под микроскопом. Подсчитываем количество
нормальных и абортивных пыльцевых зерен у томата из 50 пыльцевых
зерен, а у плодовых из 100.Определяем % нормальных (или
абортивных) пыльцевых зерен по каждому цветку, взятому для анализа.
Все данные заносим в полевой дневник, а затем в таблицу. На карту
наносим район взятия проб с описанием рельефа, погоды, ветер,
температура, влажность, осадки , давление, близость промышленных
предприятий, автотрасс, обработанные химикатами поля.
Описали внешний вид растений, с которых берется проба( возраст,
состояние, высота )
Сделали фото растений и их цветков , с которых берется проба.
6.Результаты исследования
Исследование проводила с 2009- 2013гг на плодовых деревьях села и
томатах.
Взятые для исследования плодовые деревья были приблизительно
одного возраста, в хорошем состоянии, произрастали на приусадебных
участках наших односельчан. Так же были взяты под контроль
растения томатов, которые росли на грядках во дворе и на больших
площадях (1га), эти томаты пойдут на продажу.
Обычно пыльца у растений, произрастающих в нормальных
условиях, имеет хорошее качество, процент нормальных пыльцевых
зерен близок к 100%. Повышение загрязнения может снизить процент
нормальных пыльцевых зерен до 50% и ниже
Таблица 1. Отличие нормальных пыльцевых зерен от абортивных
Нормальные пыльцевые
зерна
Абортивные пыльцевые
зерна
интенсивное
окрашивание
не окрашены
одинаковые по размеру
разных размеров
неправильной формы
одинаковые по форме
5
Для исследования взяли пыльцу с растения томата на большой
площади посева(1га), обработанных и не обработанных химикатами. В
некоторых пробах мы находили пыльцу поврежденную во всех взятых
для исследования растениях, иногда пыльники были , а пыльцы не
было., так как эти растения были обработаны этиленимином,
нитрозоэтилмочевиной.
Диаграмма 1..Сравнение больших посевных участков (1 га) томата
обработанных и необработанных химикатами в селе
Старокучергановка за 2009,2010, 2011, 2012 гг.
Пыльца обработанная химикатами
80
2009
60
2010
40
2011
20
2012
0
июль
Диаграмма 2..Количество поврежденной пыльцы на 5 кустах томатов (
50 штук пыльцевых зерен)2009.2012гг
Количество поврежденной пыльцы на 5
кустах томатов
200
150
100
необработанные
50
обработанные
0
2009
Из таблицы видно, что на формирование пыльцы влияет и сезонность,
но различия в количестве поврежденной пыльцы остается примерно
постоянной. На формирование пыльцы оказывает влияние и погодные
6
условия, а в июле в нашей зоне температура +35, начинает падать
только в августе, но здесь учащаются пыльные бури. Вот пыльца и
показала, что наибольшее ухудшение состояния окружающей среды
приходится на конец лета.
Провели эксперимент на домашних посадках томатов. 5 – 6 кустов не
обрабатывали ничем, а остальные как всегда обработали. Взяли с
каждого куста не обработанных по 3 пробы, а так же по 3 пробы с
обработанных. Сравнили в % пыльцу , которую взяли с плодовых
деревьев и томатов.
Из таблицы видно, что % поврежденной пыльцы больше на
обработанных кустах томатов.
Но, если после обработки эти кусты поливали, то могли смыть часть
химикатов и тогда поврежденной пыльцы, было меньше. Опыты надо
еще раз провести и более тщательно наблюдать за обработкой
химикатами.
Провели исследование пыльцы у плодовых деревьев: яблони, сливы,
персика, вишни, айвы. Все деревья примерно одного возраста,
состояние разное. У абрикоса и айвы отличное, ветки все здоровые, нет
сухостоя, нет трещин на коре. У остальных деревьев есть сухостой, на
коре повреждения в виде трещин. Плодовые деревья в возрасте 15-20
лет это зрелые и плодоносящие деревья в самом расцвете сил.
График 1. Количество поврежденной пыльцы на кустах томатов
количество
поврежденной пыльцы
Количество поврежденной пыльцы
80
70
60
50
Ряд1
40
Ряд2
30
Ряд3
20
10
0
1
2
3
4
5
6
№ куста
Таблица 1. Характеристика плодовых деревьев
Породы плодовых
возраст состояние
высота
7
деревьев
Яблоня
20 лет
хорошее
15м
Слива
20 лет
хорошее
8м
Абрикос
20 лет
отличное
10м
Вишня
20 лет
хорошее
6м
Айва
20 лет
Отличное
14м
1
2
3
4
5
Диаграмма 3.. Сравнительная характеристика пыльцы различных
плодовых деревьев из 100 штук пыльцевых зерен за 2009 -2012 гг.
Сравнительнаяхарактеристика пыльцы
плодовых деревьев не обработанных
химикатами (из 100экз.пыльцы)
60
яблоня
40
слива
абрикос
20
вишня
0
2009
айва
2010
2011
2012
Диаграмма4.Количество пыльцы на плодовых деревьях.
Слева обработанные деревья, справа не обработанные.
8
Количество пыльцы на обработанных
плодовых деревьях и справо на не
обработанных
80
60
40
2009
20
2010
0
яблоня
слива
2011
абрикос
вишня
2012
айва
Из-за сильного зимнего мороза в 2012 году абрикос и слива не цвели,
поэтому данные отсутствуют .Да и закончились морозы(-15)только 19
марта 2012 года, Что не характерно для Астрахани, в конце марта стоят
морозы , когда обычно уже начинают цвести плодовые деревья.
Больше всего поврежденной пыльцы на яблоне, а меньше всего на
айве.
Диаграмма5. Сравнительная характеристика пыльцы различных
плодовых деревьев из 100 штук пыльцевых зерен..
количество
поврежденной пыльцы
Поврежденная пыльца у плодовых деревьев
60
50
40
30
20
10
0
яблоня
слива
абрикос
вишня
айва
Виды плодовых деревьев
Синий цвет -2009г, а бордовый 2010
Выяснили, что больше всего повреждена пыльца у яблони, но как
правило, яблони высаживают ближе к дороге, возможно ,это оказывает
9
свое действие на пыльцу. И видимо яблоня из всех плодовых больше
реагирует на изменения в окружающей среде. Меньше всех реакция на
изменение окружающей среды у вишни, но вишня цветет самой первой
и в это время еще мало личного транспорта на дороге и меньше
выхлопных газов, которые действуют на пыльцу. Наиболее
достоверными данными можно считать реакцию пыльцы сливы и айвы,
а это 15,5 % поврежденной пыльцы на обработанных деревьях и 4%
поврежденной пыльцы на необработанных деревьях. Значит, уровень
загрязнения атмосферы в селе можно считать как среднее загрязнение.
Для улучшения окружающей среды в селе Старокучергановка
рекомендуем высаживать как декоративные деревья сливу , вишню и
айву, так как они имеют наименьший коэффициент повреждения
пыльцы. В настоящее время мы на пришкольном участке высадили
плодовые деревья и будем ухаживать за ними и наблюдать за пыльцой.
7. Вывод
Обычно пыльца у растений, произрастающих в нормальных
условиях, имеет хорошее качество, процент нормальных пыльцевых
зерен близок к 100%. Поэтому, исходя из этого, можно сделать вывод,
что повышенного загрязнения на всех ключевых участках не
наблюдается. Но необходимо отметить, что выбросы загрязняющих
веществ с осадками аккумулируются почвенным покровом, поэтому
особенно почва загрязнена вблизи автостоянок.
Выяснили, что больше всего повреждена пыльца у яблони, но как
правило, яблони высаживают ближе к дороге, возможно ,это оказывает
свое действие на пыльцу. И видимо яблоня из всех плодовых больше
реагирует на изменения в окружающей среде. Меньше всех реакция на
изменение окружающей среды у вишни, но вишня цветет самой первой
и в это время еще мало личного транспорта на дороге и меньше
выхлопных газов, которые действуют на пыльцу. Наиболее
достоверными данными можно считать реакцию пыльцы сливы и айвы,
а это 15,5 % поврежденной пыльцы на обработанных деревьях и 4%
поврежденной пыльцы на необработанных деревьях. Значит, уровень
загрязнения атмосферы в селе можно считать как среднее загрязнение.
Для улучшения окружающей среды в селе Старокучергановка
рекомендуем высаживать как декоративные деревья сливу , вишню и
айву, так как они имеют наименьший коэффициент повреждения
пыльцы. В настоящее время мы на пришкольном участке высадили
плодовые деревья и будем ухаживать за ними и наблюдать за пыльцой.
10
Выражаю благодарность Соколовой Галине Алексеевне, педагогу
дополнительного образования Дома детского творчества «УСПЕХ».
8.Литература
1. Алексеев С.В. и др. Практикум по экологии. - М.: АО МДС, 1996.192с.
Алексеев С.В. и др. Практикум по экологии. - М.: АО МДС, 1996.192с.
2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р.
Шуберта.- М.: Мир, 1988. - 350 с.
3. Жданов Н.В. Качество пыльцы как показатель загрязнения cреды.
Экология родного края / Под ред. Т.Я. Ашихминой.- Киров: Вятка,
1996. - С. 193.
4. Злотников Э.Г., Эстрин Э.Р. Химико-экологический анализ
различных природных сред: экспериментальный материал для
факультативных и кружковых занятий в средних школах. - Киров: Издво ВГПУ, 1996.- 111 с.
5. Кузнецов М. А. И др. Полевой практикум по экологии. М.: 1994.
6. Снакин В.В. и др. Экологический мониторинг: Методическое
пособие для учителей средних учебных учреждений. М.: РЭФИА,
1996.- 92 с.
7. Тарарина Л.Ф. Экологический практикум для студентов и
школьников (Биоиндикация загрязненной среды). М.: Аргус, 1997.- 80
с.
8. Школьный экологический мониторинг. Уч.- метод. Пособие. /Под
ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Агар, 2000. - 386 с.
9. Экологический мониторинг. Программа факультативного курса для
школьников 9-11 классов /Сост. Муравьев А.Г. – СПб.: Крисмас + /
ИСАР, 1998, -40с
10.Карта села Старокучергановка
11
11. Карта района школы
12