Анализ токсической активности снеговых проб в серии первичного скрининга на растительной клетке (кресс-салата (Lepidium sativum)

УДК 5022 08 Л. В. КУБРИНА

Омский государственный педагогический университет

АНАЛИЗ ТОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СНЕГОВЫХ ПРОБ

В СЕРИИ ПЕРВИЧНОГО СКРИНИНГА НА РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКЕ

Изучен анализ токсичности снеговых проб в серии первичного скрининга на растительной клетке (кресс-салата (Lepidium sativum). Впервые определена токсичность снеговых проб в серии первичного скрининга на растительной клетке. Полученные данные позволяют расширить представления о генотоксическом действии снеговых проб на живые системы.

Ключевые слова: токсичность, первичный скрининг, снеговые пробы.

При реализации проекта используются средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии с распоряжением Президента Российской Федерации от 16 марта 2009 года № 160-рп.

Методы биотестирования и биоиндикации позволяют диагностировать состояние экосистемы по откликам на стрессовое воздействие извне отдельных компонентов биоты. Экологическая диагностика на уровне биотестирования и биомониторинга дает интегральную адекватную оценку качества среды обитания любой биологической популяции, включая человека.

В Омской области основную тяжесть экологической нагрузки несёт на себе областной центр, именно он определяет экологическую ситуацию в регионе.

Омск — крупнейший в России центр нефтепереработки и машиностроения. Здесь сосредоточено более 90 % промышленного потенциала области. Кроме того, город пронизан мощным потоком движущегося автотранспорта. Все это и определило место Омска в числе городов с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

Снежный покров отражает различные временные характеристики загрязнения атмосферного воздуха. В снежном покрове отражается текущее (за холодный период года) загрязнение атмосферного воздуха Изучение состава снежного покрова занимает значительное место, позволяя оценить масштабы химического загрязнения окружающей среды от источников выбросов в атмосферу.

На территории Омской области загрязнение снежного покрова сульфатами происходит в основном за счет выбросов сернистого газа, серной кислоты и сульфатов предприятиями Минэнерго, Мин-нефтихимпрома и котельными.

Среди специфических загрязняющих веществ в воздушном бассейне города важное место занимают металлы. Они содержатся в большинстве видов промышленных, энергетических и автотранспортных выбросов в атмосферу и являются индикаторами техногенного воздействия на окружающую среду. Распределение металлов в различных компонентах окружающей среды фиксируют источники загрязнения и зоны их воздействия [1 —3].

Особую роль в оценке состояния окружающей среды играют биологические тесты. Это связано с

тем, что результаты химического анализа, проводимого с помощью сложного аналитического оборудования, во многих случаях не позволяют оценить истинную опасность тех или иных загрязнителей на среду обитания, прогнозировать последствия их воздействия на живые организмы. Многообразные загрязняющие вещества, попадая в окружающую среду, могут претерпевать в ней различные превращения, усиливая при этом свое токсическое действие. По этой причине оказались необходимыми методы интегральной оценки качества среды (воды, почвы, воздуха). Огромную роль при этом играют методы биотестирования и биоиндикации.

Для оценки уровня загрязнений окружающей среды поллютантами применяют методы биотестирования с использование в качестве тест-объектов растения, отличающиеся чувствительностью к пол-лютантам, несложным культивированием и, что особенно важно, имеющие реакцию, сопоставимую с таковой других тест-объектов [4].

Методы биотестирования и биоиндикации позволяют диагностировать состояние экосистемы по откликам на стрессовое воздействие извне отдельных компонентов биоты. Экологическая диагностика на уровне биотестирования и биомониторинга дает интегральную адекватную оценку качества среды обитания любой биологической популяции, включая человека.

Цель: провести анализ токсичности снеговых проб в серии первичного скрининга на растительной клетке (кресс-салата (Lepidium sativum).

Научная новизна работы. Впервые определена токсичность снеговых проб в серии первичного скрининга на растительной клетке.

Практическое значение. Полученные данные позволяют расширить представления о генотоксическом действии снеговых проб на живые системы.

Материалы и методы работы

При оценке токсичности снеговых проб провели ряд опытов по биотестированию методом проростков тест-растений.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 ЭКОЛОГИЯ

1S3

ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

Таблица І

Энергия прорастания тест-объекта кресс-салата

Вариант Энергия прорастания

Контроль 94,0±0,57

Буферные пруды нефтезавода 81,0±0,57***

Полигон 84,0±0,57***

Красноярский тракт 95,0±0,57

площадь Ленина 89,0±0,57*

остановка «ул. Фрунзе» 91,0±0,57*

ДК «Шинник», Будеркина, 2 77,0±0,57***

Жилой комплекс «Кристалл», Архитекторов/Комарова 91,5±0,40*

Орджоникидзе, 13 93,0±0,57

парк Победы 94,5±0,57

Интернациональная, 6 86,0±0,57**

Дом творчества (дуб) 87,0±0,57***

Дом творчества (лиственница) 90,0±0,57*

Дом творчества (сосна) 90,0±0,57*

Дом творчества (береза) 90,0±0,57*

Агробиостанция 96,0±0,57

Русско-Полянский тракт, район комплекса Ясная Поляна 93,0±0,57

Подгородка 94,0±0,40

Примечание: * — р<0,05; ** — р< 0,01; *** — р< 0,001.

В качестве чувствительного организма использован кресс-салат. Lepidium sativum (кресс-салат) отличается быстрым ростом и почти стопроцентным прорастанием. Он рекомендуется для исследования почвы на вредные вещества для определения загрязнения воздуха.

Кресс-салат (Lepidium sativum) — однолетнее растение из семейства крестоцветных. Взрослое растение кресс-салата достигает 60 см высоты. Нижние листья черешковые, у курчавых сортов сильно рассечены, верхние сидячие линейные. Растение сильно ветвится в верхней части. Ветви оканчиваются многочисленными белыми цветками. Кресс-салат — перекрестноопыляющееся растение. Плод — небольшой округлояйцевидный стручок. Семена гладкие красновато-коричневого цвета. Это холодостойкая культура, оптимальная температура для ее роста около 15...18 °C. К влажности кресс-салат предъявляет умеренные требования, но хороший урожай получают только на увлажненной почве. Недостаток влаги в почве и сухость воздуха способствуют быстрому образованию побега, минуя фазу розетки. В летние жаркие месяцы растения быстро переходят к стеблеванию. Растение любит свет, особенно на ранних этапах развития, хотя хорошо растет при частичном затенении. При коротком дне кресс-салат дает продукцию лучшего качества и дольше не образует цветоносных стеблей, а при длинном дне и высокой температуре растения быстро стрелкуются. Вегетационный период его до технической спелости 15 — 25 дней, до созревания семян — 165 дней. Для кресс-салата наиболее пригодны легкие плодородные почвы (рН 6,5-6,8). Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессов можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддона и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки экспери-

мента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий-четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно ответить в течение 10—15 суток [5].

Всхожесть и энергия прорастания семян определялась по общепринятым методикам (ГОСТ 12039 — 82 и ГОСТ 12038-84).

Для биотестирования снеговых проб семена кресс-салата проращивали. Закладывались и снимались семена одновременно. Проводились опыты при комнатной температуре 20°С и естественном освещении. Наблюдения за прорастанием семян велись в течение шести дней. Семена для каждого варианта закладывали в чашки Петри, по 100 шт. в трех повторностях.

При проращивании семян в качестве подстилки использовалась фильтровальная бумага. Перед проращиванием семян фильтровальную бумагу увлажняли [5].

Результаты и их обсуждение

При сравнении токсического эффекта водных проб с контрольным вариантом (94,0 %) было установлено, что наименьшая энергия прорастания зарегистрированы в варианте ДК «Шинник», Будеркина, 2 (77,0 %) отличия от контроля достоверны и находятся на 99,9 % уровне значимости (табл. 1).

Снеговые пробы Буферные пруды нефтезавода, Полигон (81,0 и 84,0 % соответственно) также показывают высокий уровень токсичности (р < 0,001).

Снеговые пробы Площадь Ленина, Жилой комплекс «Кристалл», Архитекторов/Комарова (89,0 и 91,5% соответственно) достоверно отличаются от контроля и показывают уровень токсичности (р<0,05). На том же уровне находятся пробы остановка «ул. Фрунзе», Дом творчества (лиственница), Дом творчества (сосна), Дом творчества (береза) (91,0; 90,0;

90,0 и 90,0 % соответственно).

Наибольшая энергия прорастания достоверно не отличимая от контроля, зарегистрирована в вариантах Красноярский тракт, Агробиостанция, (95,0 и

96,0 % соответственно). На том же, не отличимом от контрольного варианта, уровне достоверности находятся Русско-Полянский тракт, район комплекса Ясная Поляна, Подгородка (93,0 и 94,0 % соответственно).

Заключение. Таким образом, анализ полученных данных подтверждает токсическое действие снеговых проб на живые системы. Наиболее высокий уровень токсичности показали снеговые пробы, собранные ДК «Шинник», Будеркина, 2, Буферные пруды нефтезавода, Полигон (77,0; 81,0 и 84,0 % соответственно).

Библиографический список

1. Кубрина, Л. В. Особенности оценки экологического состояния территории по данным изучения снежного покрова в г. Омске [Текст] / Л. В. Кубрина, А. И. Григорьев, Е. В. Донец // Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского

региона : матер. III Межд. науч.-пр. конф. — Омск : Изд-во ОмГПУ, 2010. — С. 68 — 73.

2. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование [Текст] / под ред. О. П. Мелеховой и Е .Е. Егоровой. — М. : Академия, 2007. — 287 с.

3. Григорьев, А. И. Индикация состояния окружающей

среды : монография [Текст] / А. И. Григорьев, ОмИПП —

Омск, 2003. — 124 с.

4. Индикация состояния экосистем урбанизированных территорий Юго-Западной Сибири [Текст] / А. И. Григорьев [и др.]. — Омск, 2005. — 228 с.

5. Кубрина, Л. В. Биомониторинг урбанизрованных территорий на примере города Омска. [Тест] / Л. В. Кубрина // Естественные науки и экология : ежегодник ОмГПУ. — Омск, 2010. — Вып. 14. — С. 150—153.

КУБРИНА Людмила Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии и природопользования.

Адрес для переписки: email: kubrina-lyudmila@

mail.ru

Статья поступила в редакцию 14.03.2011 г.

© Л. В. Кубрина

УДК 631.95:631.174:633/635 С. В. КУЛИКОВ

Н. А. ВОРОНКОВА

Омский государственный технический университет

Сибирский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии,

г. Омск

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА КАЧЕСТВО РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ__________________________________________

Исследованиями, проведенными в длительном стационарном опыте при систематическом применении удобрений на черноземных почвах в южной лесостепной зоне Западной Сибири, установлено, что содержание нитратного азота, тяжелых металлов и остаточного количества пестицидов в зерне пшеницы, ячменя, зеленной массе люцерны не превышало предельно допустимых концентраций.

Ключевые слова: удобрения, нитратный азот, тяжелые металлы, пестициды, продукция растениеводства, экология, агроценоз.

Средства химизации являются основными факторами воздействия на агроэкосистему в агроландшафтах. Известно, что на почвы и растения оказывают действие не только питательные вещества удобрений, но и так называемые балластные элементы. Ряд микроэлементов в составе удобрений и других средств химизации, относимых к разряду тяжелых металлов, потенциально могут загрязнять почву, растения и грунтовые воды. Вследствие высокой биологической активности тяжелые металлы, попадая в природные среды в миграционно-активном со-

стоянии, включаются в той или иной степени в биологический круговорот. Рост концентрации тяжелых металлов в окружающей среде способствует увеличению их содержания во всех компонентах экосистемы, передвижению по трофической цепи. Поэтому получение достоверной информации о содержании накопления их, а также выявление вклада различных источников тяжелых металлов в загрязнение агроценозов приобретают важное значение [1, 2].

Наиболее полная информация о влиянии агротех-нологических факторов на экологическую сбаланси-

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 ЭКОЛОГИЯ