Действие электромагнитного поля ЛЭП-110 KB на концентрацию фотосинтетических пигментов в листьях подсолнечника

Новичкова Е.А., Подковкин В.Г.

ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЛЭП-110 КВ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ЛИСТЬЯХ ПОДСОЛНЕЧНИКА

В статье рассматриваются вопросы, связанные с анализом влияния электромагнитного поля высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП) на концентрацию пигментов в листьях подсолнечника сорта Поволжский 8, произрастающего в зоне размещения ЛЭП. Приводятся некоторые результаты исследований в районе прохождения ЛЭП-110 кВ вблизи с. Богатое Самарской области.

С интенсивным развитием современного информационного общества резко возрастает потребление электрической энергии. Значительно увеличилось количество источников и объектов энергоснабжения, которые в условиях регионов объединены в рамках единой энергетической инфраструктуры [1]. Технологии передачи электрической энергии сопровождаются электромагнитным загрязнением окружающей среды [6]. В рамках данной экологической проблемы представляет интерес изучение влияния линий электропередачи (ЛЭП) на жизнедеятельность живых организмов, в частности на рост и развитие растений.

Данные о биологических эффектах электромагнитных полей антропогенного происхождения в естественных условиях немногочисленны, неполны и противоречивы. Отсутствует нормативная документация, регламентирующая воздействие данного фактора на природные экосистемы [3]. При этом линии электропередачи обладают выраженной биологической активностью и могут вызывать снижение устойчивости живых организмов к абиотическим факторам среды обитания [6].

Как известно, общепризнанных индикаторов электромагнитного загрязнения не существует. В данной работе рассматривается возможность использования растений в этом качестве. Целью нашего исследования является изучение влияния электромагнитного поля линии электропередачи на концентрацию фотосинтетических пигментов в листьях подсолнечника сорта Поволжский 8.

В качестве объекта исследования был выбран подсолнечник - главная масличная культура Российской Федерации [4]. Для

изучения электромагнитного воздействия были взяты образцы растений в районе линии электропередачи с напряжением 110 кВ вблизи с. Богатое Самарской области, причем на расстоянии 50 м от кромки поля и параллельно ему проходила автодорога местного значения. Исследуемые площади были удалены от линии электропередачи соответственно на 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165, 180, 195 и 210 метров. Контрольные экземпляры брали на удалении 1 км от ЛЭП-110 кВ. Для определения количества пигментов брали по 5 образцов листьев с 5 растений исследуемого участка. Биохимические анализы концентрации хлорофиллов а и b, а также ка-ротиноидов в листьях проводили по Хольму - Веттштейну [7]. Все исследуемые растения находились в одной фазе вегетации - образование корзинки. Для оценки состава почвы в районе проведения эксперимента производили ее химический анализ на всех исследуемых площадях [2, 5]. Определяли гумусность, влажность, рН, механический состав и структуру почвенных образцов, концентрацию ионов Cl-, SO42-, Ca2+ полуко-личественным методом [2]. Полученные в эксперименте цифровые данные подвергали статистической обработке с использованием специализированных компьютерных приложений Excel. Измерения исследуемых показателей считались статистически значимыми при рВ 0,05.

Сравниваемые между собой растения находились практически в одинаковых условиях. Рельеф местности был ровным, освещенность, температура, влажность были одинаковыми. Состав почвы на всех исследуемых площадях по таким показателям, как

гумусность, влажность, концентрация ионов С1-, Б042", Са2+, рН, существенно не отличался (табл. 1).

Почвенные образцы со всех исследуемых точек имели кубовидную комковато-зернистую структуру, по механическому составу - тяжелосуглинистые, из новообразований содержали лишь растительные остатки. Все исследуемые почвенные образцы имели нейтральную (область рН = 6,5-7,0) или слабощелочную среду (область рН = 7,0-7,5), не содержали ионы Б042", но анализ показал наличие ионов Са2+ и С1- (табл. 1) [2, 5]. Для того чтобы исключить какое-либо влияние влажности, рН и содержния гумуса в почве на концентрацию фотосинтетических пигментов, нами был проведен корреляционный анализ, результаты которого представлены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что указанные параметры не коррелируют между собой, что полностью исключает влияние влажности, рН и количества гумуса почвы на содержание исследуемых пигментов в листьях подсолнечника. Следовательно, различия в фотосинтетической активности подсолнечника, расположенного на разном удалении от ЛЭП, не обусловлены различием состава почвы.

На следующем этапе нашего эксперимента была проанализирована концентрация фотосинтетических пигментов в листьях подсолнечника на разном удалении от ЛЭП-110 кВ [7]. Результаты исследования представлены в таблице 3.

Во всех исследованных образцах были обнаружены хлорофилл а, Ь и каротиноиды, причем уровень каротиноидов превышал количество хлорофилла обоих типов, из которых преобладал хлорофилл а (табл. 3). Изменение концентрации всех пигментов фотосинтеза под действием ЛЭП имело сходную зависимость.

Непосредственно под ЛЭП-110 кВ концентрация хлорофилла а, Ь и каротиноидов существенно от контрольных значений не отличалась, но уже на удалении 15 м (для хлорофилла Ь и каротиноидов) и 30 м (для всех пигментов) от источника излучения имел место значительный рост концентрации пигментов (табл. 3). Необходимо отме-

Таблица 1. Анализ почвенных образцов, взятых на разном удалении от источника излучения

ДЬ, м Влажность, % рН Г умус, % Ионы

СГ БО/- Са

0 24,40 6,90 6,21 + - +

15 21,60 6,85 6,08 + - +

30 23,40 6,75 6,31 + - +

45 22,00 6,65 6,14 + - +

60 23,10 6,90 6,00 + - +

75 24,50 7,10 6,19 + - +

90 22,90 7,20 6,17 + - +

105 24,20 6,90 6,21 + - +

120 23,70 6,80 6,07 + - +

135 23,70 6,85 6,13 + - +

150 22,80 7,00 6,14 + - +

165 23,20 7,05 6,06 + - +

180 23,00 6,70 6,00 + - +

195 23,10 6,90 6,19 + - +

210 22,50 6,85 6,17 + - +

1000 23,00 6,85 6,09 + - +

Примечание. ДЬ - расстояние от ЛЭП-110 кВ; «+» - ионы присутствуют (с точностью 1-0,1 мг/100 мл водной вытяжки); «-» - ионы отсутствуют.

Таблица 2. Коэффициенты корреляции между параметрами почвы и концентрацией пигментов

Влажность рН Гумус

хлорофилл а 0,06397 0,166096 0,468471

хлорофилл Ь -0,03537 0,094737 0,265698

каротиноиды -0,05134 0,060888 0,394351

Таблица 3. Изменение концентрации фотосинтетических пигментов в листьях подсолнечника в зоне действия ЛЭП-110 кВ и автодороги

ДЬ, м Хлорофилл а, мг/л Хлорофилл Ь, мг/л Каротиноиды, мг/л

0 0,767±0,067 0,390±0,010 0,944±0,045

15 0,885±0,155 0,522±0,032* 1,158±0,033*

30 0,944±0,057* 0,495±0,015* 1,112±0,056*

45 0,872±0,075 0,382±0,027 1,101±0,057*

60 0,719±0,066 0,392±0,032 0,871±0,054

75 1,040±0,057* 0,469±0,015* 1,196±0,065*

90 1,002±0,122 0,467±0,047 1,165±0,119

105 0,720±0,019 0,370±0,012 0,905±0,020

120 0,954±0,067* 0,468±0,010* 1,243±0,083*

135 1,045±0,066* 0,572±0,032* 1,224±0,073*

150 0,746±0,067 0,421±0,010 0,903±0,064

165 0,690±0,075 0,384±0,027 0,881±0,081

180 0,662±0,057 0,377±0,015 0,801±0,051

195 1,048±0,047* 0,508±0,020* 1,240±0,057*

210 0,928±0,047* 0,418±0,020 1,174±0,048*

1000 0,690±0,075 0,384±0,027 0,867±0,057

Примечание. * - отличие от контроля достоверно для р < 0,05; ДЬ - расстояние от ЛЭП-110 кВ.

тить, что достоверный рост уровня кароти-ноидов, в отличие от концентрации хлорофилла обоих типов, наблюдался и на расстоянии 45 м от ЛЭП.

Также значительное увеличение количества исследуемых пигментов в листьях подсолнечника было отмечено на расстоянии 75 м от ЛЭП-110 кВ, на отрезках 120-135 м и 195-210 м (в точке 210 м отличие уровня концентрации хлорофилла Ь от контрольных значений недостоверно) от источника излучения (табл. 3).

Из таблицы 3 видно, что значительного снижения уровня исследуемых показателей по сравнению с контрольными значениями не было.

Таким образом, можно отметить общую тенденцию к повышению концентрации фо-тосинтетических пигментов (хлорофилла а, Ь и каротиноидов) в листьях подсолнечника сорта Поволжский 8 в зоне действия электромагнитного поля ЛЭП-110 кВ.

Результаты проведенных исследований подтверждают, что электромагнитное излучение обладает выраженной биологической активностью, в частности воздействует на концентрацию фотосинтетических пигментов. Таким образом, на примере подсолнечника сорта Поволжский 8 нами доказана возможность использования растений в качестве индикаторов электромагнитного загрязнения.

Список использованной литературы:

1. Дубров, А.П. Геомагнитное поле и жизнь / А. П. Дубров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 63 с.

2. Кавеленова, Л.М. Науки о Земле. Практикум по курсу «Почвоведение с основами геологии»: учебное пособие / Л.М. Кавеленова, Н.В. Прохорова. - Самара, 2001. - 64 с.

3. Подковкин, В.Г. Влияние электромагнитных полей окружающей среды на системы гомеостаза / В.Г. Подковкин, И.Л. Слободянюк, М.В. Углова. - Самара: Изд-во «Самарский университет», 2000. - 108 с.

4. Подсолнечник / З.Б. Борисоник [и др.] // К.: Урожай, 1981. - 76 с.

5. Практикум по агрохимии / В.Г. Минеев // М.: Изд-во МГУ, 1989. - 304 с.

6. Сподобаев, Ю.М. Основы электромагнитной экологии / Ю.М. Сподобаев. - М.: Радио и связь, 2000. - 239 с.

7. Практикум по физиологии растений / Н.Н. Третьяков [и др.] // М.: Агропромиздат, 1990. - 271 с.