Биотестирование почв города Стерлитамака с использx

Мелихова Татьяна Витальевна
МАОУ СОШ № 2 г. Стерлитамак, Республика Башкортостан
Научный руководитель: Гизатуллина Гульназ Фанисовна, учитель
биологии.
Биотестирование почв города Стерлитамака с использованием
растительных организмов.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент
биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы,
происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в
аккумулировании органического вещества, различных химических
элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции
биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных
загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так
как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 9597 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено
биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы
необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального
биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния
и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как
эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов
невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.
Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие
стабильность отдельных биоценозов и биосферы, в целом получают при
помощи специальных методов исследования загрязненных почв.
В связи с этим цель нашей исследовательской работы
Цель: определить степень загрязнения почвы в различных
экологических зонах города Стерлитамака с использованием растительных
организмов.
Для достижения поставленной цели, и исходя из поставленной
гипотезы, потребовалось решение следующих задач:
-изучить различные информационные источники по данной теме;
-овладеть методикой
Ашихминой;
биотестирования,
предложенной
-определить уровень загрязнения почвы различных участков;
-проведение экологической акций по очистке земли от мусора.
Т.Я
Гипотеза: выявление наиболее чувствительных тест систем позволит
определить загрязненность почв с повышенным содержанием тяжёлых
металлов.
Методы исследования: реферативно-аналитический, эксперимент
(натурный и лабораторный), метод растительных тестов , анализ
результатов, выводы.
Материалы и оборудование: земля, семена кресс-салата, семена
редиски, вода, чашка петри.
Методика
(Рис.1)
1
1
Отбор почв проводился методом конверта. (Рис.1)
Биологические объекты.
2 биологических объекта:
1) кресс-салат посевной (Lepidium sativum)отличается быстрым
ростом и почти стопроцентным прорастанием. Рекомендуется для
определения загрязнения вредными веществами почвы и воздуха. Этот тестобъект очень чувствителен к загрязнению почвы свинцом;
2) редис посевной (Raphanus sitvis) применяется для биотестирования
сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения,
является чувствительным тест-организмом к загрязнению почвы кадмием,
цинком, медью и никелем.
Исследования проводятся по методикам, предложенным А.И. Федоровой
и А.Н. Никольской в «Практикуме по экологии и охране окружающей
среды», 2003, а также в учебном пособии для вузов «Экологический
мониторинг»
под
редакцией
Т.Я.
Ашихминой,
2005.
Опыты закладываются в следующей последовательности.
-Чашку Петри заполняют до половины исследуемым субстратом
(почвой). В другую чашку кладут такой же объем заведомо чистого
субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к
исследуемому материалу.
-Субстраты во всех чашках увлажняют одним и тем же количеством
отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.
-В каждую чашку на поверхность укладывают по 30 семян кресссалата и редиски. Расстояние между соседними семенами должно быть по
возможности одинаковым.
-Покрывают семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев
чашек и аккуратно разравнивая поверхность.
-Увлажняют верхние слои субстратов до влажности нижних.
В течение 10-15 дней наблюдают за прорастанием семян,
поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне. Результаты
наблюдений записывают в таблицу.
В зависимости от результатов опыта субстратам присваивается один
из 4 уровней загрязнения: принимали следующую градацию (Федорова
А.И., Никольская А.Н., 2000)
1. Загрязнение отсутствует: всхожесть семян 90-100%, всходы
дружные, крепкие, ровные.
2. Слабое загрязнение: всхожесть семян 60 – 90%, проростки почти
нормальной длины, крепкие, ровные.
3. Среднее загрязнение: всхожесть 20-60%, проростки короче и
тоньше, некоторые проростки имеют уродства.
4. Сильное загрязнение: всхожесть семян очень слабая, менее 20%,
проростки мелкие и уродливые.
Ход эксперимента и его результаты
Исследовательская работа по использованию метода биоиндикации
для оценки загрязнения почвы с различных техногенных зон г.
Стерлитамака, исследования проводилось во время летнего профильного
лагеря в 2013 г. Для решения задач исследования и достижения его цели мы
применяли методику использования кресс-салата и редиски как тестобъекта для оценки загрязнения почвы, описанную Т.Я.Ашихминой (3,
с.155-157).
Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений,
партию семян, предназначенных для опытов, проверила на всхожесть.
Для этого семена кресс-салата проращивали в чашках, в которые положили
смоченную фильтровальную бумагу, разложили по 30 семян. Сверху семена
закрыли фильтровальной бумагой и неплотно закрыли стеклом. Затем
проращивали их при комнатной температуре в течение 3 суток. Процент
проросших от числа посеянных (всхожесть) составил 95%, что считается
нормой (Фото 1).
После определения всхожести семян я приступила к проведению
опытных экспериментов по проращиванию кресс-салата и определению
экологического состояния почв.
Я взяла пробу землю с трех разных участков г. Стерлитамака:
1) Парковая зона (Парк Гагарина)
2) Пришкольный участок (МАОУ СОШ№2)
3) Промышленная зона (около Химзаводского кольца)
Чашки я заполнила до половины исследуемой землей и увлажнила
одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления
признаков насыщения. В каждую чашку на поверхность земли уложила по
30 семян кресс-салата и редиски. Расстояние между соседними семенами
было примерно одинаковое. Покрыла семена теми же субстратами, насыпая
их почти до краев чашек и аккуратно разгладила поверхность. Увлажнила
верхних слои субстратов до влажности нижних. В течение 10 дней я
наблюдала за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов
примерно на одном уровне. Полученные данные занесла в таблицу и сделала
выводы.
Данные биоиндикации почв по кресс-салату
№
Средняя
Пробы
всхожесть, %
Уровень загрязнения
1 зона
86%
Слабое загрязнение:
2 зона
76%
Слабое загрязнение:
3зона
50%
Среднее загрязнение
Данные биоиндикации почв по редиске
№
Средняя
Пробы
всхожесть, %
Уровень загрязнения
1 зона
88%
Слабое загрязнение:
2 зона
76%
Слабое загрязнение:
3зона
56%
Среднее загрязнение
Таким образом, проведённые исследования показали, анализ данных
таблиц показывает, что в целом почвы г. Стерлитамака являются
слабозагрязненными.
Выводы:
1. В ходе исследования выяснили, что опытное растение кресс-салат
и редиска является регистрирующим биоиндикатором, реагируя
на изменения состояния окружающей среды изменением
фенооблика, изменением скорости роста, всхожестью и другими
хорошо заметными признаками.
2. Овладела методикой, предложенным А.И. Федоровой и А.Н.
Никольской в и Т.Я. Ашихминой .
3. Оказалось, что чем ближе к непосредственному месту
загрязнения, тем меньше число, а, следовательно, и процент
проросших семян. Чем дальше от непосредственного места
загрязнения, тем число проросших семян больше. Этот опыт
показывает о том, что повышенное загрязнение почвы в
городских агломерациях отрицательно влияет на прорастание и
развитие растений, замедляет процесс их роста и может
привести к их гибели..
4. Планируются продолжить исследования по изучению степени
загрязнения почвы г. Стерлитамака.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Амосова Я. М. Охрана почв от химических загрязнений/Я. М.
Амосова, Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова. - М.: Изд-во МГУ, 1989. –
96 с.
2. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в
экологическую химию/Г. Фелленберг. – М.: Мир, 1997. - С. 135-165.
3. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений/М. Г. Опекунова. – СПб.:
СПбГУ, 2004. – 266 с.
4. Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование/О. П. Мелехова. – М.: Академия,
2007. – 288 с.
5. Голополосова Т. В Биоиндикация как метод определения степени
загрязнения окружающей природной среды/Т. В. Голополосова, Л. Н.
Савинова, В. К. Глушанков, Ситникова Н. С.//Реактивы, 2000. Тезисы
локладов XIII Международной научно-технической конференции. –
2000. - С. 64 - 66.
6. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии/Ф. Х. Хазиев. – М.:
Наука, 1990. – С. 3-13.
7. Орлов Д. С. Химия почв/Д. С. Орлов. - М.: Изд-во МГУ, 1985. – 376 с.