Кресс салат как биоиндикатор почвы

Кресс-салат (рис.2) – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжёлыми металлами, а также загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Побеги и корни под действием загрязнителей подвергаются морфологическим изменениям (задержка роста, искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).
Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.

Родиной этого растения считается Иран. В диком виде растение встречается в Африке, а также в Азии - от восточного побережья Средиземного моря до Пакистана.

Во многих регионах, в том числе в европейской части России, это растение дичает, и его можно встретить на помойках и в других местах рядом с жильём, на железнодорожных насыпях.

Рисунок 2. Кресс-салат

Использование метода биоиндикации на практике

Для эксперимента по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата берем семена кресс-салата сорта «Дукат» ОАО «Аэлита-Агро» (рис.3) партии №2348, годность до 12.2016. Данные семена предназначены для любительского выращивания, проверены производителем и соответствуют ГОСТ 52171-2003.

Рисунок 3. Опытный образец семян кресс-салата

Для проверки всхожести семена кресс-салата проращиваем в чашках Петри, в которые насыпаем промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрываем фильтровальной бумагой и на неё раскладываем определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняем до полного насыщения водой. Сверху семена закрываем фильтровальной бумагой и неплотно накрываем стеклом. Проращивание ведем при температуре 20-25°С. Нормой считается прорастание 90-95% семян в течение 3-4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных называется всхожестью. После определения всхожести семян приступаем к проведению эксперимента.

Отбор проб был проведен в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Почвенные образцы были просеяны и распределены в однообразные полимерные емкости и были подписаны (рис.4):

· Емкость №1 - Образец земли, взятый в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга».

· Емкость № 2 - Образец покупной земли. Изготовитель: ЗАО «Селигер-Холдинг». ТУ 0391-030-57302407-05. Номер государственной регистрации: 0525-07-209-116-0-0-0-0. Грунт питательный «Я Земля» универсальный.

Заполняем до половины емкость №1 исследуемым субстратом. В емкость №2 кладем такой же объём заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.

Рисунок 4. Образцы почвы

Субстраты в емкостях увлажняем одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения. В каждую емкость на поверхность субстрата укладывают по два пакета семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым.

Покрываем семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разравнивая поверхность. Увлажняем верхние слои субстратов до влажности нижних.

В течение 10-15 дней наблюдаем за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне.

На третьи сутки появились первые ростки (рис.5):

Емкость №1 - 57шт., емкость №2 -77шт.

Рисунок 5. Побеги кресс-салата на третьи сутки

На седьмые сутки соответственно: 60 и 87 шт. (рис.6)

Рисунок 6. Побеги кресс-салата на седьмые сутки

Признаки, по которым производим биотестирование почвы: скорость прорастания семян и прирост высоты побегов. Результаты наблюдений записываем в таблицы (табл.1 и табл.2):

Таблица №1. Скорость прорастания семян кресс-салата

Таблица №2. Прирост высоты побегов кресс-салата

Для оценки морфологических изменений растения вынимаем из земли (рис.7 и рис.8), рассматриваем, фотографируем и систематизируем в таблицу (табл.№3).

Рисунок №7. Проба №1 Рисунок №8. Проба №2

Таблица №3. Морфологические изменения

Растения кресс-салата, выращенные на субстрате №2, заметно отличаются от растений, выращенных на субстрате №1. У этих растений сильнее развита (по массе и длине) корневая система и наземная часть, у них больше листьев на побеге и они длиннее, чем у других опытных растений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

История вопроса об использовании растений в качестве чувствительных организмов к загрязнению окружающей среды уходит своими корнями в древние века. Первые наблюдения сделали еще античные ученые: Теофраст, Катон, Плиний старший, Колумелла.

На современном этапе развития человечества происходит бурное развитие методов биотестирования, как единственного подхода адекватной оценки состояния биологических и экологических систем. Для первичной оценки состояния окружающей среды используют специально подобранные тест-организмы.
Разнообразные техногенные процессы и бурная «эпидемия автомобилизации» как фактор загрязнения городской окружающей среды ведут к накоплению различных соединений, в т.ч. и тяжелых металлов в почве, обуславливая ее загрязненность.

Городские почвы являются депонирующей средой практически для всех поллютантов и при геохимическом изучении транспортно-селитебных ландшафтов являются высоко информативными .[5]

В ходе исследования были получены следующие результаты. Опытное растение является регистрирующим биоиндикатором, так как реагирует на изменение состояния окружающей среды изменением фенооблика, изменением скорости роста, всхожестью и другими хорошо заметными признаками.

Как накапливающий индикатор, кресс-салат концентрирует загрязняющие вещества в своих тканях и частях тела, которые в последующем используются для выяснения степени загрязнения окружающей среды.

В результате проведенного эксперимента по выращиванию семян кресс-салата на почве, взятой из санитарно-защитной зоны ОАО «Электротяга», без специального дорогостоящего оборудования, приборов и реактивов были установлены уровни загрязнения почвы. Используя наблюдения за проростками кресс-салата и проанализировав полученные данные по внешним данным взошедших растений, можно сделать вывод, что в целом почва на данной территории действительно незначительно загрязнена, в целом безопасна, а в почве из магазина загрязнения отсутствуют.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура санитарного состояния».

2. ГОСТ 17.42.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».

Учебный год: 2008 / 2009

Материалы работы: 576448.zip * (20,1 кБ)

Описание работы:

Биоиндикация — метод, позволяющий судить о состоянии окружающей среды по особенностям развития организмов-биоиндикаторов. В качестве биоиндикатора я использовала в своей работе растение кресс-салат. Цель — определить степень загрязнения образцов почвы и снега по проросткам кресс-салата. Качественными показателями морфологических изменений растения являлись всхожесть семян, длина корешка, высота растения.

По современным представлениям биоиндикаторы- организмы, присутствия, количества или особенности развития, которые служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Растения реагируют на загрязнение окружающей среды, и морфологически, и физиологически. Все процессы жизнедеятельности, в том числе и рост разных частей органов растения подвержены очень большой изменчивости, в зависимости от воздействия на них факторов Исходя из этого целью данной работы является:

Определение качества состояния окружающей среды методом биоиндикации. Биоиндикаторами могут быть, как определённые типы объектов (почва, снег, вода, воздух) так и различные свойства этих объектов (механический, химический состав).

Важнейшими источниками вредных веществ являются:

- не плотные и не упорядоченные свалки;

- уличное движение (хлориды при посыпании соли, свинец, отходы минеральных масел).

- интенсивное сельское хозяйство (нитраты, пестициды, гербициды, фосфаты, тяжёлые металлы и фториды).

Купленные семена кресс-салата проверены на всхожесть. Она составила 100%.

В образцах почвы наибольший процент всхожести на 3 сутки-66% в почве из леса, 53%в почве из огорода, у дороги 42%.

Было определено, что наибольший % всхожести -95,5 % в первом образце почвы, 69% % - во 2 образце, 39%в 3-м образце почвы.

Средняя длина побегов была наибольшей в почве из леса -7см, далее на почве из огорода - 5,80 см, далее в почве у дороги - 4,3 см.

Согласно методике был определён уровень загрязнения почвы каждого участка, почвы из огорода и леса имеет слабое загрязнение, почва взятая у дороги - загрязнение среднее. ( см. таблица №1)

Пробы Почва, Почва, взятая с огорода Почва,

Показатели сравнения взятая взятая из леса у дороги

Длина главного корня 9,2см. 8,0см. 5,5см.

Длина побегов 7 см 5,8см 4,3см.

% всхожести 95,5% 69% 39%

Проводимые наблюдения за проростками кресс-салата, поливаемые снежной водой показали, что сильное загрязнение имеет снег, взятый с обочины дороги. Снежная вода, полученная из лесной пробы снега, оказала благоприятное воздействие на проростки растения- индикатора. Они резко отличались от растений других участков. ( см. Таблицу № 2)

Пробы Снег, Снег, Снег,

Показатели сравнения взятый взятый со двора взятый из леса с обочины дороги

Длина корешков проростков 4,0см. 2,71см. 1,8см.

Длина побегов 10,3 см 9,3см 7,4см

% всхожести 100% 100% 87%

Наибольшая средняя длина корешков оказалась у проростков, которые были замочены в снежной воде, взятой из леса (проба № 1)-4,0 см. Наименьшая средняя длина корешков оказалась у проростков, которые были замочены в снежной воде, взятой с обочины дороги (проба № 3)-1. 8см.

Самые длинные побеги оказались у кресс-салата пробы №1- 10,3 см.

Самые короткие побеги оказались у кресс-салата пробы №3-7,4 см.

Промежуточное положение занимают проростки, замоченные в снежной воде, взятой со двора - соответственно 2,71см. и 9,3 см.

В образцах почвы наибольший процент всхожести на 3 сутки в пробе из леса и двора-100%, 87% в почве у дороги.

Учеными отмечено, что экологическая ситуация в любом городе, может кардинально изменится не только за продолжительное время, но и за считанные часы, так как интенсивность выбросов предприятиями отходов в атмосферу, или в водоем иногда катастрофически увеличивается. Поэтому необходимо вести Регулярное наблюдение за состоянием экосистем и их элементов. Такие постоянные наблюдения называются экологическим мониторингом (от латинского слова «монитор» - тот, кто напоминают, предупреждает). .

Понятие «экологический мониторинг» определяется ведущими специалистами - экологами следующим образом:

- система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения

- слежение за биологическими объектами и мониторинг с помощью биоиндикаторов ;

Под "здоровьем среды" в самом общем смысле, понимается ее состояние (качество), необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живых существ.

Методы оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем часто называют биоиндикацией (лат. - indicare - указывать). В соответствии с этим, организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки, называют биоиндикаторами. При биоиндикации изменения биологической системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных факторов среды. Эта система реагирует на воздействие среды в целом в соответствии

6 со своей предрасположенностью, то есть такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически контролируемая устойчивость и уже присутствующими нарушениями. Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором. Аккумулятивные биоиндикаторы, напротив, накапливают антропогенное воздействие большей частью без быстро проявляющихся нарушений. Для биоиндикации пригодны в основном два метода - пассивный и активный мониторинг. В первом случае у свободно живущих организмов исследуются видимые или незаметные повреждения или отклонения от нормы, являющиеся признаками стрессового воздействия. При активном мониторинге пытаются обнаружить те же самые воздействия на тест - организмах, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории..

Используемые для целей экомониторинга виды-биоиндикаторы отвечают следующим требованиям:

- являются доказательно исследованными;

- методически хорошо отработаны;

- имеют адекватный отклик измеряемых параметров на изменение экологической ситуации;

- обладают достаточной чувствительностью;

- зарекомендовали себя как виды-биоиндикаторы в аналогичных исследованиях;

- широко распространены по всей обследуемой территории, являются массовымивидами;

- имеют четкие (заметные) и удобно читаемые изменяющиеся признаки, удобные для замеров в практической работе.

Заслуживает внимание индикаторная роль растений. Наблюдая за растениями, человек еще в глубокой древности усваивал ориентиры в пространстве и времени – растения, верно, служили ему вместо компаса. Некоторые растения довольно точно показывали человеку время суток. Другие растения выполняли функцию барометра и гигрометра, являлись индикаторами пресных и соленых вод. В настоящее время растения – индикаторы используют в своих исследованиях и практической деятельности геологии, гидрологии, землеустроители, почвоведы, климатические экологи, лесоводы, археологи и др. Например, с помощью растений удается обнаружить кимберлитовые трубки, скрывающие алмазы. Растения могут служить индикаторами плодородия почв. Ю. М. Колумелла был глубоким знатоком агрономической науки древнерусского государства. Он писал: «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам, или уже поспевшим плодам здраво судить о свойствах почвы и знать, что может расти на ней хорошо». Подобной точки зрения придерживался и его современник Плиний «Бузина, ежевика полевой лук клевер, дикая яблоня и груша является признаком хлебной почвы. Растения резко реагируют на изменение внешних условий. В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные виды растений. Отрицательные воздействия выхлопных газов автомобилей на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, автострадах с интенсивным движением. Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на листовых пластинах,

8 замедление роста растений свидетельствует на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей.

1. В ходе проведенного экологического исследования я убедилась, что растение кресс-салат реагирует на изменения (загрязнение) окружающей среды.

2. Полученные данные подтвердили, что растение кресс-салат удобно использовать в качестве биоиндикатора окружающей среды.

3. Количественным показателем морфологического изменения растения являются такие показатели как длина корешка, высота растения, всхожесть семян.

4. Уровень загрязнения почвы:

Образец почвы из огорода - загрязнение слабое

Образец почвы из леса- загрязнение слабое

Образец почвы у дороги – загрязнение среднее

5. Снежный покров у дороги значительно загрязнён, т. к. длина корешков растения-индикатора минимальная в этой пробе.

6. Максимальная длина корешков кресс-салата наблюдалась пробе № 1 (лесной снежный покров)-до 4 см.

7. Снежный покров леса является относительно чистым по сравнению с пробами двора и дороги.

8. Максимальная длина корешков кресс-салата наблюдалась пробе № 1 (лесной снежный покров)-до 4 см.

9. Снежный покров леса является относительно чистым по сравнению с пробами двора и дороги.

10. На собственном опыте убедились в возможности использования методов биологической индикации в оценке качества состояния окружающей среды.

Кресс-салат – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Кроме того, побеги и корни кресс-салата под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4-е сутки, а полный срок эксперимента может не превышать 2 недель.

Материалы и оборудование: чашки Петри, банки или горшочки, фильтры, семена кресс-салата, пинцет.

1) Прежде чем приступить к самому эксперименту, необходимо партию семян кресс-салата проверить на всхожесть. Для этого в несколько чашек Петри насыпать промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху песок накрыть фильтровальной бумагой. Далее песок и бумагу увлажнить до полного насыщения водой и на нее разложить определенное количество семян. Сверху семена закрыть фильтровальной бумагой и неплотно накрыть стеклом. Проращивание проводить при температуре 20-25 °С и желательно в стационарных условиях (в термостатах). Нормой считается прорастание 90-95 % семян в течение 3-4 суток. Просчитать процент проросших семян от числа посеянных. Эта величина называется всхожестью.

Определив всхожесть, приступить непосредственно к эксперименту;

2) Чашки Петри наполнить до половины исследуемым субстратом (загрязненной почвой, речным или озерным илом и т.п.). В другие чашки поместить точно такой же объем заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контрольного. Для получения достоверных результатов сделать несколько повторов (несколько чашек Петри) как исследуемого субстрата, так и контрольного;

3) Экспериментальные субстраты и контрольные во всех чашках увлажнить одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения;

4) В каждую чашку на поверхность субстрата уложить равное количество (30-50) семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами должно быть примерно одинаковым. Далее семена покрыть тем же субстратом, который насыпать почти до краев чашки, и его поверхность аккуратно разровнять. Затем верхний субстрат увлажнить до состояния нижнего;

5) В течение 10-12 дней производить наблюдения за прорастанием семян, поддерживая влажность и температуру на одинаковом уровне. Результаты наблюдения занести в таблицу 14.

В зависимости от результатов эксперимента субстратам присваивается один из четырех уровней загрязнения.

1. Минимальный уровень загрязнения, или оно отсутствует. Всхожесть семян достигает 90-100 %, всходы равномерные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контрольных образцов, с которыми сравниваются опытные.

2. Слабое загрязнение. Всхожесть 60-90 %. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение. Всхожесть 20-60 %. Проростки по сравнению с контрольными короче и тоньше. Некоторые из них имеют выраженные дефекты.

4. Сильное загрязнение. Всхожесть семян очень слабая (менее 20 %). Проростки мелкие и имеют выраженные дефекты.

Таблица 14 – Скорость прорастания семян кресс-салата

Число проросших семян, %

Примечание. При проведении опытов с кресс-салатом следует учитывать, что большое влияние на всхожесть семян и качество проростков оказывают водно-воздушный режим и плодородие субстрата. В хорошо аэрированной почве, богатой гумусом (чернозем, верхний горизонт лесной подзолистой почвы), всхожесть и качество проростков всегда лучше, чем в тяжелой глинистой или бедной песчаной почве. Поэтому при осуществлении данного эксперимента следует строго стандартизировать условия проведения для всех повторов и вариантов.

Следует помнить, что кроме загрязнения почвы, на кресс-салат оказывает влияние состояние воздушной среды. Газообразные выбросы автомобилей вызывают морфологические отклонения от нормы у проростков и в частности отчетливо уменьшают их длину. В этой связи кресс-салат можно использовать в качестве индикатора загрязнения воздуха, проводя эксперименты по проращиванию семян на незастекленных балконах многоэтажных зданий, расположенных вдоль оживленных автомобильных магистралей. Газообразные выбросы автотранспорта имеют плотность более высокую, чем воздух, и скапливаются в приземном слое до высоты 2 м. Одновременное проращивание семян кресс-салата на различной высоте в период теплой и безветренной погоды, как правило, показывает заметные различия в качестве и количестве проростков.

Методика индикации загрязнения атмосферы по состоянию хвои сосны обыкновенной

В лесных биоценозах наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает и выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного воздействия на окружающую среду. Информативными показателями такого техногенного воздействия являются изменения анатомического строения, морфологии и продолжительности жизни листовых пластинок хвои.

В незагрязненных сосняках основная масса хвои не имеет повреждений, и лишь незначительная часть хвоинок несет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности.

Материалы и оборудование: миллиметровая бумага, линейка, бюксы для сбора хвоинок, пинцет, бинокуляр.

1) Диагностику необходимо провести на разных пробных площадках, различающихся антропогенной нагрузкой. Для сравнительного анализа надо тщательно подобрать контрольный участок сосновых насаждений, где степень антропогенного воздействия относительно невысокая.

Можно сравнить один загрязненный участок соснового леса с контрольным, но если есть возможность выбрать несколько биотопов, которые будут различаться по интенсивности загрязнения атмосферы или по качественно различным загрязнителям, то лучше определить степень антропогенного загрязнения на каждом из них.

2) В точке обследования (загрязненные участки) выбрать 5-6 молодых сосновых деревьев в возрасте 10-15 лет, которые произрастают на более или менее открытых местах. Это важно так как здесь повреждения листовых пластинок выражены сильнее и они более заметны, чем в густых насаждениях;

3) С нескольких боковых побегов в средней и верхней частях кроны отобрать 200-300 хвоинок второго и третьего года жизни;

4) Анализ собранного материала провести в лабораторных условиях. Всю хвою поделить на несколько групп по степени повреждений листовой пластинки. Можно предложить такую классификацию повреждений:

а – неповрежденная хвоя;

6 – хвоя с небольшим количеством мелких пятен, нет сухих участков;

в – хвоя с большим количеством мелких пятен, есть сухие участки на кончике хвоинки;

г – хвоя с признаками усыхания на более чем треть поверхности листовой пластинки;

д – хвоя с полностью усохшей листовой пластинкой;

5) Полученные данные занести в итоговую таблицу.

6) По полученным результатам желательно построить гистограммы, отражающие различную степень повреждения хвойных пластинок.

Таблица 15 – Определение состояния хвои сосны

ГУО « УПК Полошковский детский сад – средняя школа Климовичского района»

Оценка загрязненности почвы

с использованием кресс-салата

в качестве биоиндикатора

Вигуро Анна Владимировна ,

учащаяся 9 класса.

Шалыгина Снежана Игоревна,

учитель биологии и химии

ГУО «УПК Полошковский детский

агр. Полошково, 2020 г

Тезисы на экологический проект

Почва – это природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Важнейшее из свойств почвы - это плодородие, связанное с наличием в ней гумуса и воды. Очень широкие масштабы приняло загрязнение земли. Методы оценки загрязнения почв имеют большое практическое значение в хозяйственном, агротехническом и экологическом отношении. Почва, содержащая токсичные элементы, тяжелые или радиоактивные металлы может представлять угрозу для человека, животных и растений. Поэтому в целях экологической безопасности и перед сельскохозяйственным использованием почвы обязательно следует проводить оценку качества почвы.

Цель проекта : определить, с помощью биологического индикатора (кресс-салат) уровень загрязнения исследуемых почв.

Выбрать пробные площадки в селе и провести отбор проб почвы.

Освоить методику оценки загрязнения почвы, используя в качестве тест-объекта кресс-салат.

Выявить всхожесть кресс-салата на различных почвах.

Выяснить возможные причины загрязнения почвы.

Объектом исследования являются почвенные пробы, взятые в агр. Полошково Климовичского района, кресс-салат.

Предмет исследования: изучить состояние местных почв и всхожесть семян кресс-салата.

Методы исследования:

Теоретический – анализ научной литературы;

Практический – наблюдение, биоиндикация.

Экспериментальный – выращивание кресс-салата.

Гипотеза: всхожесть семян кресс-салата зависит от состояния (качества) почвы, если почва загрязнена - всхожесть снижается.

По результатам наших исследований загрязнения отсутствуют в контрольной пробе. Всхожесть семян достигает 90-100%,всходы дружные, проростки крепкие, ровные; слабое загрязнение в пробе, взятой в лесу. Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные; среднее загрязнение в пробе, взятой около здания школы. Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства; сильное загрязнение (менее 20%) почв выявлено в пробе, находящейся рядом с дорогой. Проростки мелкие и уродливые. Всхожесть семян оказалась в опыте разной, хотя семена имели одинаковую всхожесть и прошли контроль. Всхожесть семян подтвердила нашу гипотезу, что состав и качество почвы влияет на прорастание и развитие проростков растений, особенно это было заметно при прорастании кресс-салата. Наименьшая длина зародышевых корешков и побегов у кресс-салата наблюдается в пробе, взятой в агр. Полошково около дороги. Это очень оживленная дорога (легковые, грузовые автомобили, общественный транспорт). Значит, почва здесь загрязнена ионами свинца. Наибольшая длина зародышевых корешков и побегов, по отношению к контролю, наблюдается в пробе, взятой в лесу, что близко к контрольному субстрату. Это можно объяснить удаленностью от дороги и меньшей интенсивностью движения автотранспорта.

Исходя из полученных результатов, по оценке загрязнения почвы, в качестве биоиндикатора рекомендуем использовать растения кресс-салата, так как они очень чувствительны к изменениям окружающей среды, всходы и проростки появляются за 3-12 дней, нет необходимости использования дополнительного оборудования, методика диагностики среды достаточно проста и адекватна.

1.1.Биологические особенности кресс-салата……………………..8

1.2. Кресс - салат как биоиндикатор……………………………….8

1.3. Факторы, влияющие на прорастание семян………………….9

Почва – наш самый драгоценный капитал.

Жизнь и благополучие всего комплекса

наземных биоценозов, естественных и искусственных,

зависят в конечном итоге от тонкого слоя, образующего

самый верхний покров Земли.

Сегодня экологические проблемы превалируют над всеми другими проблемами современности. В связи с усилением антропогенной нагрузки, испытываемой природными комплексами, становится необходимой разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природно-антропогенных сред. В экологическом мониторинге используют различные методы исследования.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. В наши дни человек все больше вмешивается в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. [9]

Получается, что люди косвенно вредят сами себе. Если мы в ближайшем будущем не научимся бережно относиться к природе, мы погубим себя.

По современным представлениям биоиндикаторы – группа особей одного вида или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей. Биоиндикация – определение качества среды с помощью биоиндикаторов.

Почва - это природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Важнейшее из свойств почвы - это плодородие, связанное с наличием в ней гумуса и воды. Очень широкие масштабы приняло загрязнение земли. Как часто встречаются участки, покрытые остатками строительных деталей: панелей, блоков, кирпичей, заваленные золой, шлаками. Древняя китайская мудрость гласит: «Состояние земли и прежде всего пашни – лучший показатель нравственного здоровья общества». А что представляет собой земля, почва? Это результат терпеливого многовекового труда природы. Это уникальное и легкоуязвимое природное образование. Растения получают воду и питательные вещества из почвы. [2]

Почва – главный фундамент жизни. Все живое на Земле зависит от этого тонкого, драгоценного, жизнеродящего слоя.

Методы оценки загрязнения почв имеют большое практическое значение в хозяйственном, агротехническом и экологическом отношении. Почва, содержащая токсичные элементы, тяжелые или радиоактивные металлы может представлять угрозу для человека, животных и растений. Поэтому в целях экологической безопасности и перед сельскохозяйственным использованием почвы обязательно следует проводить оценку качества почвы. [8]

Актуальность проекта

Мы выбрали эту тему, так как заинтересовал уровень загрязненности почвы на территории агр. Полошково. Актуальность проблемы загрязнения почвы обусловлена тем, что год от года увеличивается антропогенное воздействие на окружающую среду. В данный момент возросла необходимость сохранять почву. Мировое производство продуктов питания постоянно растет и это требует не только сохранения, но и постоянного повышения плодородия почвы. Всякая почва обладает той или иной плодородностью, но если постоянно только извлекать из нее элементы питания и не вносить органические и минеральные удобрения, то плодородие падает. С древних времен люди научились отличать по цвету, структуре и другим внешним показателям различать виды почв, одни из которых являются более благоприятными для выращивания растений, а другие вовсе не подходят для сельскохозяйственной и иной деятельности. Сохранение почвы жизненно важно для человека. Почва играет роль биологического нейтрализатора различных загрязнений, является важнейшим компонентом биосферы планеты. [3]

Почва - это природное образование, обладающая рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Важнейшие из свойств почвы - это плодородие, связанное с наличием в ней гумуса и воды. Существует множество методик по оценке качества почвы. Мы выбрали один из самых реагирующий на химический состав и другие качественные характеристики почвы, в настоящее время очень распространено. Таким образом, имеющаяся информация позволяет сделать вывод о том, что тема достаточно актуальна. Для этого мы взяли кресс-салат, обладающий повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, к загрязнению воздуха и газообразными выбросами автотранспорта, а также к плодородию почвы.

Научная значимость проекта определяется тем, что её материалы могут быть использованы экологическими службами, а также в учебном процессе в школе.

Практическая значимость проекта заключается в том, что данный метод определение всхожести семян позволяет быстро в домашних условиях определить наличие загрязнения в почве.

Цель проекта : определить, с помощью биологического индикатора (кресс-салат) уровень загрязнения исследуемых почв.

1) Выбрать пробные площадки в селе и провести отбор проб почвы.

2) Освоить методику оценки загрязнения почвы, используя в качестве тест- объекта кресс-салат.

3)Выявить всхожесть кресс-салата на различных почвах.

4)Выяснить возможные причины загрязнения почвы.

Литературный обзор

1.1 Биологические особенности кресс-салата

Кресс-салат — скороспелое холодостойкое растение семейства Капустные. Отличается обилием витаминов : аскорбиновая кислота — до 115; рутин — 80; каротин — до 4. Содержит также соли йода, калия, железа.

Растение сравнительно нетребовательно к почвенному плодородию, для него пригодны любые участки. Необходим постоянный полив — при пересушивании появляются цветочные стебли, листья грубеют и мельчают. Повреждается кресс-салат теми же вредителями, что редис и капуста.

Кресс-салат — однолетнее растение. Прикорневые листья у кресс-салата черешковые, перисто-рассеченные или цельные, овальные, по краю зубчатые. Стебель разветвленный, достигает высоты 1 м. Кресс-салат требует довольно много света и нуждается в хорошем увлажнении и высоком плодородии почвы. Цветки многочисленные, мелкие, белые. Цветет в мае - июне. Плод - стручок с овально-яйцевидными крылышками. Семена очень мелкие, продолговатые. Растение перекрестноопыляющееся. Это холодостойкая культура, оптимальная температура для ее роста около 15. 18°C. [4]

Растение любит свет, особенно на ранних этапах развития, хотя хорошо растет при частичном затенении. 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).

1.2 Кресс-салат как биоиндикатор.

Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнениям почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кресс-салат - скороспелое холодостойкое растение, но требовательное к почвенной влаге. Хорошо растет на всех почвах, правда , предпочитает легкие, плодородные. Привлекательны также весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 суток. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). При проведении опытов с кресс-салатом, следует учитывать, что большое влияние на всхожесть семян и качество проростков оказывают водно-воздушный режим и плодородие субстрата. В гумусированной, хорошо аэрированной почве ( чернозем, верхний горизонт серой лесной почвы ) всхожесть и качество проростков всегда лучше, чем в тяжелой глинистой почве, которая из-за малой проницаемости для воды и воздуха имеет плохой водно-воздушный режим. [1]

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.).

1.3. Факторы, влияющие на прорастание семян.

Почва – это рыхлый поверхностный слой земной коры, который образовался в процессе выветривания, деятельности живых организмов, разложения органических остатков и перемешивания полученных веществ.

Кислотность почвы.

Повышенная кислотность почвенного раствора ухудшает рост корней, отрицательно действует на набухаемость семян. Отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Ухудшается использование растениями питательных веществ почвы и удобрений. На кислых почвах происходит вымывание элементов питания, обеднение перегноя. Отрицательное действие высокой кислотности в значительной степени связано с увеличением растворимости соединений алюминия, железа и марганца в почве. Повышенное содержание их в растворе ухудшает растения. [6]

Загрязнение почв.

Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате не дозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению. [3]

Главными источниками загрязнения являются:

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Транспорт так же влияет на загрязнение почвы. 5

Содержание гумуса в почве.

Гумус (перегной) - сложное сочетание особых, присущих только почве органических веществ, синтезированных почвенными микроорганизмами в процессе разложения мертвых растительных и животных организмов. Это наиболее характерная и существенная часть почвы, с которой тесно и неразрывно связано почвенное плодородие. В перегное (гумусе) содержатся и сохраняются основные элементы питания растений.

Гуминовые вещества: стимулируют дыхание растений даже в условиях острого дефицита кислорода. Под действие гуминовых веществ потребление кислорода листьями молодых растений увеличивается, а в условиях засушливой погоды уменьшается, повышают качество сельскохозяйственной продукции. [7]

Цель работы: выявить уровень загрязнения почвы при помощи кресс-салата.

– Анализ литературы по теме

Результатами исследования являются:

– Проведен анализ литературы с целью выявления методики проведения эксперимента;

– Проведён эксперимент с целью выявления уровни загрязненности почвы при помощи кресс-салата

Практическое значение: результаты нашей работы можно использовать на уроках химии, экологии, биологии и в личных целях.

В наши дни серьезно стоит вопрос о защите окружающей среды. Бездумная деятельность человека на протяжении веков разрушала среду обитания. Наши потребности растут, и от природы мы берем все больше и больше. Получается, что человек косвенно вредит самому себе. Если люди в ближайшем будущем не научатся бережно относиться к природе, они погубят себя. А для этого надо воспитывать экологическую культуру и ответственность. [1]

Почва – один из главных объектов окружающей среды, центральное связующее звено между биотическим и абиотическим компонентами биосферы. Повсеместно идущая деградация почв выступает в качестве одной из главных причин снижения продуктивности сельскохозяйственных угодий и неблагоприятно влияет на состояние природных экосистем.

Под деградацией понимают следующие процессы, ухудшающие экологические свойства почвы [1]:

1. Физическая деградация – уменьшение мощности плодородного горизонта в результате антропогенной деятельности, водной и ветровой эрозии, замусорения почв, её уплотнения и т.д.;

2. Химическая деградация – уменьшение содержания органического вещества почвы, сокращение запасов питательных элементов (азота, фосфора, калия и др.), засоление почв, их загрязнение тяжелыми металлами и радионуклидами;

3. Биологическая деградация – сокращение численности и обилия почвенных микроорганизмов, почвенных грибов, привнесение в почву патогенных микроорганизмов, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей.

Негативные изменения в почвах длительно накапливаются с годами, а загрязняющие вещества задерживаются почвенными структурами надолго (десятки лет!).

Загрязнение почвы на территории Красноярского края по сравнению с показателями по Российской Федерации остается стабильно высоким. Результаты лабораторных исследований, проведенные учреждениями госсанэпиднадзора за период 2007-2014 гг., свидетельствуют о стабильно высоком химическом загрязнении почвы в районах размещения промышленных объектов и транспортных развязок автомобильных дорог, наметилась положительная динамика по содержанию в почвах кадмия и свинца [2].

Актуальность этой проблемы является очевидной. Помимо того, что загрязненная радионуклидами, пестицидами и другими вредными веществами почва не может воспроизвести экологически «чистые» продукты питания растительного происхождения, есть еще и большая вероятность загрязнения грунтовых вод. А значит, загрязнение почвы напрямую связано и с водным загрязнением.

Проблема: как определить загрязненность почвы?

Гипотеза: мы предполагаем, что с помощью растительных объектов возможно выявить уровень загрязненности образца почвы.

Разработанность исследуемой проблемы

По мнению Меженского В.Н., [3] при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых пользуются растениями-индикаторами. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов.

По состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно достаточно точно определить состав почвы, наличие в ней питательных веществ. Для нормального роста и плодоношения растениям нужны свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам растения, позволяет вовремя прийти к ним на помощь. Взамен они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами.

Как утверждает Бондарук М.М., [4]в качестве биоиндикатора рациональнее использовать кресс-салат. Кресс - салат однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжёлыми металлами, а также к загрязнению воздуха выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс - салат как биоиндикатор удобен ещё и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади. Привлекательны также весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 - 15 суток.

Цель научной работы: выявить уровень загрязнения почвы при помощи кресс-салата.

1) изучить литературу по данной проблеме

2) выполнить эксперимент, согласно методике

3) провести анализ полученных результатов

Объект исследования: почвенные пробы.

Предмет исследования: уровень загрязненности почвенных образцов.

Методы и методика исследования

Метод исследования – эксперимент. Закладка эксперимента проводилась согласно методике определения токсичности почвы Т.Г. Мирчинк (метод почвенных пластинок) троекратно. Суть методики состоит в следующем:

1. В чашки поместить по 60 г почвы без корней и растительных остатков, увлажнить и растереть до состояния густой пасты, ровно размазать шпателем.

2. Семена предварительно замочить в течение суток. В чашки посеять по 30 шт семян испытуемого растения. Семена должны быть мелкие без запаса питательных веществ, они лучше реагируют на изменения окружающей среды.

3. Семена проращивают в течение 5-7 дней при постоянной температуре и влажности, почву увлажняют равным количеством воды (5-10 мл).

4. При учете результатов измеряют длину проростков, корней, число проросших семян.

Для выполнения эксперимента, было взято три образца почвы: с пришкольного участка, дачная земля и земля для рассады «Универсальная».

Опыт закладывался троекратно. Результаты, которые вычислены как среднеарифметическое значение, представлены в таблице:

Результаты исследования токсичности разных видов почв при помощи кресс-салата

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Михайлова Ирина Николаевна, Алексеева Валентина Андреевна

Целью исследования было сравнить динамику прорастания и роста растения-индикатора кресс-салат на почве со снегосвалки по сравнению с почвой селитебной зоны и городского леса. На образцах почвы высадили по 200 семян кресс-салата в трех вариантах ( снегосвалка , двор, лес) по три повторности в каждом. Каждые 4 дня делали замеры корня, стебля, листа у пяти растений каждого варианта и повторности. По длине корня растения с почвы снегосвалки достоверно более угнетены по сравнению с контрольными варрантами, по длине стебля и в особенности листа различия менее заметны. Растения на почве со снегосвалки хуже прорастают и более угнетены по сравнению с растениями с почвы леса и жилой зоны.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Михайлова Ирина Николаевна, Алексеева Валентина Андреевна

Growth Dynamics of Bioindicator Watercress on the Soil from Snow Thrower in Cheboxary City

The purpose of the study was to compare the dynamics of germination and growth of the plant-indicator Watercress cress-salad on the soil from the snow thrower in comparison with the soil of the residential zone and urban forest. On the soil samples, 200 seeds of watercress were planted in three variants ( snow thrower , yard, forest) for three replicates in each. Every 4 days, measurements were made of the root, stem, leaf in five plants of each variant and repeat. The root length of the plants from the soil of the snow thrower is significantly more depressed compared to the control variants, along the length of the stem and, in particular, the leaf, the differences are less noticeable. Plants on the soil from snow thrower sprout worse and are more depressed compared to plants from the soil of the forest and residential area.

Текст научной работы на тему «Динамика роста биоиндикатора кресс-салата на почве со снегосвалки г. Чебоксары»

Биология, экология и сельское хозяйство

Growth Dynamics of Bioindicator Watercress on the Soil from Snow

Thrower in Cheboxary City

Mikhaylova I.N.1, Alekseeva V.A.2

1 RA «Expert-analytical Centre of Ecological and Industrial Security», Cheboxary,

2 MBEA «Primary school № 2», Cheboxary, Russia

Annotation. The purpose of the study was to compare the dynamics of germination and growth of the plant-indicator Watercress cress-salad on the soil from the snow thrower in comparison with the soil of the residential zone and urban forest. On the soil samples, 200 seeds of watercress were planted in three variants (snow thrower, yard, forest) for three replicates in each. Every 4 days, measurements were made of the root, stem, leaf in five plants of each variant and repeat. The root length of the plants from the soil of the snow thrower is significantly more depressed compared to the control variants, along the length of the stem and, in particular, the leaf, the differences are less noticeable. Plants on the soil from snow thrower sprout worse and are more depressed compared to plants from the soil of the forest and residential area.

Key words: snow thrower, bioindication, watercress.

Динамика роста биоиндикатора кресс-салата на почве со снегосвалки г. Чебоксары

Михайлова И.Н.1, Алексеева В.А.2

1 РУ «Экспертно-аналитический центр экологической и промышленной безопасности», Чебоксары, Россия

2 МБОУ «Начальная общеобразовательная школа №2» Чебоксары, Россия

Аннотация. Целью исследования было сравнить динамику прорастания и роста растения-индикатора кресс-салат на почве со снегосвалки по сравнению с почвой селитебной зоны и городского леса. На образцах почвы высадили по 200 семян кресс-салата в трех вариантах (снегосвалка, двор, лес) по три повторности в каждом. Каждые 4 дня делали замеры корня, стебля, листа у пяти растений каждого варианта и повторности. По длине корня растения с почвы снегосвалки достоверно более угнетены по сравнению с контрольными варрантами, по длине стебля и в особенности листа различия менее заметны. Растения на почве со сне-госвалки хуже прорастают и более угнетены по сравнению с растениями с почвы леса и жилой зоны.

Ключевые слова: снегосвалка, биоиндикация, кресс-салат.

Введение. Актуальность выбранной темы связана с тем, что зимой снег на дорогах загрязнен нефтепродуктами, взвешенными веществами, также дороги посыпают песком, солью, химическими веществами [1; 2]. Загрязненный снег вывозят на снегосвалки, при таянии он загрязняет почвы, грунтовые и поверхностные воды. Однако, несмотря на очевидные минусы, снегосвалки остаются основными местами складирования вывезенного с дорог снега в большинстве городов.

В настоящей работе мы задались вопросом, на самом ли деле негативное воздействие таящего снега на снегосвалках распространяется на почву и далее на растения. В качестве объекта исследования выбрано растение-биоиндикатор кресс-салат [3; 4; 5]. Это однолетнее овощное растение с повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами и выбросами автотранспорта. Отличается быстрым прорастанием и почти стопроцентной всхожестью, которая уменьшается в присутствии загрязнителей. Побеги этого растения под действием загрязнителей подвергаются изменениям.

Предмет исследования: реакция кресс-салата на загрязнение почвы под снегосвалкой г. Чебоксары (Чувашская Республика).

Новизна работы: впервые исследована почва под снегосвалкой г. Чебоксары методом биоиндикации на тест-растении кресс-салат с двумя вариантами контроля (жилая зона и лес).

Практическая значимость работы:

1. Обозначена актуальная для г. Чебоксары проблема - складирование снега с дорог.

2. Экспериментально обоснована необходимость в решении проблемы складирования снега.

Материал и методы.

Для определения загрязненности почвы под снегосвалкой мы выращивали тест-растение кресс-салат на почве. Нами взяты три варианта почвы (рис. 1): опытный - почва со снегосвалки г. Чебоксары, условный контроль - почва с дворовой территории по ул. Гастелло, д. 4/1, контроль - почва с городского леса по ул. Ашмарина. Из двух действующих снегосвалок г. Чебоксары мы выбрали снегосвалку по пр. Тракторостроителей, поскольку она:

1) занимает большую площадь,

2) эксплуатируется дольше по времени,

3) на протяжении последних 15 лет эксплуатируется в зимнее время непрерывно.

Рис. 1. Карта района проведения работ

Примечания: точка 1 - снегосвалка (по пр. Тракторостроителей, 400 м южнее кольца очистных сооружений, в сторону р. Кукшум), точка 2 - дворовая территория (жилой комплекс «Аврора», ул. Гастелло, д. 4, к. 1), точка 3 - городской лес (в районе ул. Аш-марина).

14 января 2017 года в трех вариантах были взяты пробы почв. Для чистоты эксперимента в каждом варианте закладывали три по-вторности, всего получилось девять контейнеров с почвой. Посадка кресс-салата также была произведена 14 января 2017 года. В каждый контейнер посажено по 200 семян. На следующий день началось прорастание кресс-салата во всех девяти пробах. Все контейнеры с почвой ежедневно поливали равным объемом воды, поворачивали разными сторонами по отношению к солнцу, меняли контейнеры местами, чтобы исключить влияние освещенности или температуры на рост растений. 21, 24, 27 и 30.01.2017 г. мы подсчитывали число проросших семян и измеряли длину корня, стебля и листа у пяти растений в каждом варианте и каждой повторности.

Результаты и обсуждение. Динамика прорастания семян

кресс-салата представлена в табл. 1.

Динамика прорастания кресс-салата (среднее число растений)

21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17

двор 80 100 110 100

лес 170 188 190 197

снегосвалка 38 50 50 60

Как видно из таблицы, наибольшая всхожесть семян кресс-салата выявлена на почве из леса, на почве со дворовой территории -почти в 2 раза меньше, на почве со снегосвалки - в 3,3 раза меньше, чем из леса и в 1,7 раза меньше, чем со двора.

Таким образом, семена кресс-салата на почве со снегосвалки прорастают в 3,3 раза хуже, чем на лесной почве и в 1,7 раза хуже, чем на почве с дворовой территории.

Динамика роста кресс-салата. По длине корня (табл. 2) в начале эксперимента растения снегосвалки были меньше растений лесной почвы в 4,7 раз (различия достоверны), ниже растений с почвы двора в 1,4 раза.

Динамика роста кресс-салата: длина корня (мм)

Варианты Повторности Дата

21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17

двор 1 8,0 15,0 14,0 10,2

2 8,0 15,4 17,2 11,6

3 7,2 19,6 16,0 14,0

лес 1 27,8 23,2 16,0 19,0

2 22,6 24,2 21,2 22,4

3 21,0 24,0 20,0 24,0

снегосвалка 1 5,0 12,0 6,6 9,0

2 5,6 14,2 12,2 10,6

3 4,8 15,6 13,0 14,0

Примечание: в табл. 2-4 приведены средние арифметические значения по результатам 5 замеров в каждом варианте и каждой повторно-сти.

24.01 растения с почвы снегосвалки и двора различаются недостоверно, по сравнению с растениями лесной почвы корень в 1,7 раза короче. 27.01 кресс-салат с почвы снегосвалки по длине корня угнетен, длина корня в среднем в 1,5 раза короче, чем растений с почвы двора и в 1,8 раз короче, чем растений лесной почвы. К концу эксперимента эти различия между нарушенными территориями и лесной зоной сохраняются и становятся еще более явными: растения с почвы снегосвалки имеют корень в 1,95 раз длиннее, чем растения с лесной почвы, тогда как различия корня у растений с почвы снегосвалки и дворовой территории становятся недостоверны.

Длина стебля кресс-салата является более слабым индикаторным признаком, чем длина корня, и то только в начале эксперимента (табл. 3).

Динамика роста кресс-салата: длина стебля (мм)

Варианты Повторности Дата

21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17

двор 1 37,6 43,0 44,0 44,0

2 32,6 46,0 43,8 42,0

3 31,0 35,6 39,0 41,0

лес 1 45,0 46,8 47,0 58,0

2 34,0 53,0 51,2 52,8

3 34,0 47,4 45,0 53,0

снегосвалка 1 35,0 43,0 35,0 41,0

2 25,2 40,2 33,0 35,0

3 25,0 34,0 36,2 40,0

В начале эксперимента по длине стебля растения снегосвалки были ниже растений лесной почвы в 1,3 раза, ниже растений с почвы двора в 1,2 раза. С 24.01 различия по длине стебля становятся недостоверны. К концу эксперимента растения, выращенные на лесной почве, в 1,3 раза выше, чем растения на почве дворовой территории и в 1,4 раза выше растений на почве снегосвалки, остальные различия недостоверны. Мы объясняем полученные результаты тем, что зимой все растения кресс-салата попали в условия слабой освещенности, и именно нехватка яркого света, а не загрязненность почвы оказалась ведущим фактором.

27.01 растения на почве со снегосвалки начали вянуть, стебель стал гнуться к земле. Растения на почве со двора и из леса растут без дефектов, выглядят здоровыми.

Длина листа кресс-салата - наиболее слабый индикаторный признак (табл. 4).

Динамика роста кресс-салата: длина листа (мм)

Варианты Повторности Дата

21.01.17 24.01.17 27.01.17 30.01.17

двор 1 4,6 5,4 8,2 22,0

лес 1 6,0 6,0 6,6 33,0

снегосвалка 2 3,4 4,4 4,4 22,0

Достоверные отличия растений с почвы снегосвалки от растений лесной почвы выявлены в начале и в конце эксперимента (в 1,3-1,5 раза), отличия от растений с почвы двора - только в начале эксперимента (в 1,2 раза).

Результаты, на наш взгляд, связаны с тем, что именно корень напрямую соприкасается с загрязненностью почвы, а стебель и лист кресс-салата более зависимы от условий освещенности. В дальнейших экспериментах в зимнее время можно ограничиться замерами длины корня.

1. Наша гипотеза подтвердилась: растения со снегосвалки хуже прорастают и более угнетены по сравнению с растениями с лесной почвы и жилой зоны.

3. Наибольшая всхожесть семян кресс-салата выявлена в лесу, на дворовой территории - почти в 2 раза меньше, на снегосвалке - в 3,8 раза меньше, чем в лесу и в 2 раза меньше, чем во дворе.

4. Лучший индикаторный признак кресс-салата - длина корня. По длине корня в начале эксперимента растения снегосвалки меньше растений лесной почвы в 4,7 раз, ниже растений с почвы двора в 1,4 раза, к концу эксперимента различия составили 1,95 и 1,5 раза соответственно.

5. По длине стебля и листа растения с почвы снегосвалки мельче растений лесной почвы и почвы двора только в начале эксперимента.

1. Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование. М.: Академия, 2007. - 288 с.

2. Мирный А.Н., Скворцов Л.С., Пупырев Е.И., Корецкий В.Е. Коммунальная экология. Энциклопедический справочник. М.: Прима-Пресс-М., 2007.

3. Ломаева С. Н. Биоиндикация загрязнений окружающей среды. Тюмень, 1998. 245 с.

4. Голополосова Т. В Биоиндикация как метод определения степени загрязнения окружающей природной среды // Тез. докл. XIII Междунар. н.-тех. конф. 2000. С. 64-66.

5. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений. СПб.: СПбГУ, 2004. 266 с.

1. Melekhova O. P. Biological control of the environment. Bioindication and biotesting. Moscow: Academy, 2007. 288 p.

2. Mirny AN, Skvortsov LS, Pupyrev EI, Koretskii V.E. Communal ecology. Encyclopedic reference book. Moscow: Prima-Press-M., 2007.

3. Lomaeva SN Bioindication of environmental pollution. Tyumen, 1998. 245 p.

4. Golopolosova, T. V Bioindication as a method for determining the degree of environmental pollution, Tez. Doc. XIII Intern. Conf. 2000. pp. 64-66.

5. Opekunova M. G. Bioindication of contaminants. St. Petersburg: St. Petersburg State University, 2004. 266 pp.

Михайлова Ирина Николаевна (oleum8352@mail.ru)

Кандидат биол. наук. РУ «Экспертно-аналитический центр экологической и промышленной безопасности», начальник лаборатории. Чебоксары, Россия.

Алексеева Валентина Андреевна (vip-cheb@mail.ru)

МБОУ «Начальная общеобразовательная школа №2», учащийся. Чебоксары, Россия.

Mikhaylova Irina Nikolaevna (oleum8352@mail.ru)

Expert-analytical Centre of Ecological and Industrial Security», head of laboratory. Cheboxary, Russia.

Alekseeva Valentina Andreevna (vip-cheb@mail.ru)

MBEA «Primary school № 2», student. Cheboxary, Russia

Министерство образования Российской Федерации

Муниципальное образование учреждение «Моркинская средняя (полная) общеобразовательная школа № 6» Моркинского района Республики Марий Эл

«Определение загрязнённости почвы

в пойме реки Ировка на участках с различной степенью антропогенного воздействия»

и сследовательская работа

Выполнили: Соколова Мария и Смирнова

Екатерина, 8 класс

Руководитель: Краснова Лидия Николаевна,

учитель химии и биологии

1. Обзор литературы

1.1 Экологическая биоиндикация ……………………………………….3-4

1.2 Кресс - салат как тест - объект ………………………………………. 5

2. Методика исследования ……………………………………………………6

4. Результаты исследования

- Скорость прорастания семян кресс - салата……………………………8

- Длина проростков в зависимости от загрязнённости почвы………….10

Введение.

В экологическом мониторинге используют различные методы исследования. Возможности использования живых организмов в качестве показателей определенных природных условий писали ещё ученые древнего Рима и Греции. В трудах М.В. Ломоносова и А.Н. Радищева есть упоминание о растениях-указателях особенностей почв, горных пород, подземных вод.

С XIX века с развитием экологии растений была показана связь растений с факторами окружающей среды. О возможности растительной биоиндикации писал геолог А.М. Карпинский. Другой геолог – П.А. Ососков – использовал характер распределения растительных сообществ для составления геологических карт, а почвовед С.К. Чаянов – почвенных карт. Большой вклад в развитие биоиндикации внёс русский ученый почвовед В.В. Докучаев.

В начале ХХ века, в период, когда началось освоение окраин нашей страны, биоиндикационные исследования стали развиваться особенно интенсивно.

По современным представлениям биоиндикаторы – организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды.

Почва – один из главных объектов окружающей среды, центральное связующее звено между биотическим и абиотическим компонентами биосферы. Повсеместно идущая деградация почв выступает в качестве одной из главных причин снижения продуктивности сельскохозяйственных угодий и неблагоприятно влияет на состояние природных экосистем.

Под деградацией понимают следующие процессы, ухудшающие экологические свойства почвы:

1. физическая деградация – уменьшение мощности плодородного горизонта в результате антропогенной деятельности, водной и ветровой эрозии, замусорения почв, её уплотнения и т.д.;

2. химическая деградация – уменьшение содержания органического вещества почвы, сокращение запасов питательных элементов (азота, фосфора, калия и др.), засоление почв, их загрязнение тяжелыми металлами и радионуклидами;

3. биологическая деградация – сокращение численности и обилия почвенных микроорганизмов, почвенных грибов, привнесение в почву патогенных микроорганизмов, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей.

Негативные изменения в почвах длительно накапливаются с годами, а загрязняющие вещества задерживаются почвенными структурами надолго (десятки лет!).

Цель моей исследовательской работы: изучить загрязнённость почвы в зависимости от антропогенного воздействия в пойме реки Ировка.

Задачи исследования:

- изучить загрязнённость на участках с разной степенью антропогенного

- выявить основные причины загрязнённости;

- предложить методы снижения загрязнённости.

Я считаю, что выбранная мною тема актуальна, т. к. в связи с возросшей степенью воздействия человеческого фактора на природные комплексы увеличивается её загрязнение. Источниками загрязненности в пойме р. Ировка являются:

- факторы вытаптывания и снижение органических веществ, связанное

- наличие бытового мусора;

- наличие промышленных выбросов;

- электромагнитное излучение, идущее от газокомпрессорной станции

Обзор литературы.

1.1. Экологическая индикация

Экологическая индикация основана на связи организма и среды его обитания. Её задача - определять свойства и изменения среды по признакам живых организмов, прежде всего отдельных растений.

В настоящее время индикационные данные учитываются при составлении почвенных, гидрологических и некоторых геологических карт. Широко используются растительные данные для уточнения климатических особенностей, для установления сроков сезонов года.

Очень важны индикационные признаки нарушений окружающей среды. Индикация загрязнений окружающей среды, нарушения её природных законов - особая забота общества «зелёных» и правительств стран мира. Индикационные функции могут выполнять растительные сообщества, их группы и объединения. Важное значение имеют индикаторные признаки отдельных растений и их групп. Броскими являются индикаторные морфологические признаки: жизненные формы, тераты (болезненные изменения, например, окраски цветков), механические повреждения.

Не менее важный индикаторный признак- изменение нормального жизненного цикла, при котором может увеличиваться или сокращаться период вегетации, наступать позднее или раннее цветение и плодоношение. Другие морфологические индикаторные признаки могут сопровождаться физиологическими и биохимическими изменениями водного баланса, накоплением химических элементов в тканях

При использовании тех или иных индикаторных функций растительности и индикаторных признаков отдельных растений следует учитывать разнообразие жизненных проявлений природы. Необходимо учитывать сопряжённость индикатора с объектом индикации (индикатом). Индикатор должен быть достоверным.

Если он сопряжён с индикатором в 100% случаев, то это абсолютный индикатор, если более чем в 90% - достоверный, если в 75 - 90% - удовлетворительный, если только в 60 - 75% - сомнительный индикатор, при сопряжённости менее чем 60% - вообще не индикатор.

Растения - индикаторы имеют характерные признаки для определения нарушения окружающей среды. Так, усыхание хвойных деревьев, прежде всего сосны, свидетельствует о большом количестве пыли в воздухе, который забивает устьица на многолетней хвое. Исчезновение лишайников на стволах деревьев говорит о примеси технических газов в воздухе.

Перераспределение поясов распространения водорослей в водоёмах, исчезновение отдельных видов - признаки загрязнения. 3

Чрезвычайно важно обнаружить заражение воды и почвы радиоактивными элементами, способными концентрироваться в растениях, животных, грибах. Площадь и степень заражения могут быть установлены по анализу многолетних растений на содержание радиоактивных веществ. («Биоиндикация наземных экосистем», 1988).

Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором.

Часто необходимо заблаговременно обнаружить биологическое действие антропогенного фактора, для того чтобы при известных условиях иметь возможность произвести направленное вмешательство. Наличие очень чувствительных биоиндикаторов приводит к ранней индикации, когда реакция заметна уже при минимальных дозах спустя очень короткое время и происходит в месте воздействия фактора на элементарные молекулярные или биохимические процессы.

Чем же привлекательны биологические индикаторы для исследования? В чем состоит актуальность биоиндикации окружающей среды? Таких причин несколько. Главная – реакция живого организма позволяет оценить антропогенное воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл, а за частую и таких, которые можно перенести на человека.

Физические факторы или химические соединения, воздействуя на среду, иногда очень сильно модифицируются факторами живой и неживой природы; их окончательное влияние не всегда легко предвидеть. А биоиндикаторы дают точную, интегральную картину, которая учитывает и те «сбросы» загрязнителей, которые могла пропустить, просмотреть контрольная служба, время от времени производящая замеры параметров среды. («Биоиндикация наземных экосистем», 1988).

При биоиндикации следует учитывать четыре основных требования:

1. Относительная быстрота проведения.

2. Получение достаточно точных и воспроизводимых результатов.

3. Присутствие объектов, применяемых в целях биоиндикации, по возможности в большом количестве и с однородными свойствами.

4. Диапазон погрешности по сравнению с другими методами тестирования должен быть не более 20%.

1.2. Кресс - салат как тест - объект

Кресс - салат однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжёлыми металлами, а также к загрязнению воздуха выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс - салат как биоиндикатор удобен ещё и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего стола. Привлекательны также весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 - 15 суток.

Он рекомендуется для исследования почвы на вредные вещества (соль, применяемая для таяния льда, свинцовые соли) и для определения загрязнения воздуха, например, выхлопными газами.

При проведении опытов с кресс - салатом следует учитывать, что большое влияние на всхожесть семян и качество проростков оказывает водно - воздушный режим и плодородие субстрата. Поэтому в качестве субстрата для контроля следует брать почву того же типа, что и для опытов. Кроме загрязнения почвы на кресс - салат оказывает влияние состояние воздушной среды. Газообразные выбросы автомобилей вызывают морфологические отклонения от нормы у проростков, в частности отчётливо уменьшают их длину. ( Сезонные работы в овощеводстве, 1999)

Использование кресс-салата для тестирования качества воды является государственным тестом в Голландии.

2. Методика исследования

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партию семян, предназначенных для опытов, проверила на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивались в чашках Петри, в которые был насыпан промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрыла фильтровальной бумагой, увлажнила песок и бумагу до полного насыщения водой, разложила по 50 семян. Сверху семена закрыла фильтровальной бумагой и неплотно закрыла стеклом. Затем проращивала их при комнатной температуре в течение 4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных (всхожесть) составил в разных случаях 90-95%, что считается нормой.

После определения всхожести был заложен эксперимент:

1. Для высева брала одинаковое количество семян (40 шт.).

2. Забор пробных образцов почв массой 200 г с 5 участков.

3. В качестве контроля был взят заведомо чистый субстрат.

4. Субстраты во всех чашках были увлажнены одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.

5. В каждую чашку на поверхность субстрата были уложены семена кресс- салата.

6. Семена были покрыты теми же субстратами почти до краёв чашки.

7. Увлажнили верхние слои субстратов до влажности нижних.

8. В течение 10 дней наблюдали за прорастанием семян.

9. Все чашки были помещены в одинаковые условия. (Дополнительные материалы к урокам по биологии, 2007)

3. Описание участков

Исследования проводились в Моркинском районе РМЭ , в 4 км от центра пгт. Морки, в пойме реки Ировка.

Оценка загрязнения почв и вод с использованием кресс-салата как биоиндикатора среды (Автор: Радаев Андрей, МОУ ДОД ДДТ «Успех», г. Астрахань. Руководитель: Соколова Г.А.)

Целью работы явилось исследования почв и вод ерика Солянка с использованием кресс-салата как биоиндикатора среды. Вокруг нашей школы идет бурное строительство и зачастую почвы подвергаются сильному антропогенному воздействию. Строительство дома окончено, а высаженные деревья погибают, так как почва содержит огромное количество строительного мусора. Часть этих веществ смывается в соседний ерик Солянка, который и так претерпевает большие изменения в составе воды из-за сброса населением населяющего его берега своих отходов, а во время полива в него смываются растворенные удобрения с частных огородов.

Начало моей работы связано с водой в ерике Солянка. Для ее исследования были взяты пробы в 4 местах: возле Хлебокомбината, возле школы №9, в частном секторе, через который он протекает, а так же в конце ерика Солянка в его естественных условиях. Для этого были взяты кюветы и в них положена фильтровальная бумага. На бумагу поместил в каждую емкость по 50 семян Кресс-салата, предварительно проверил всхожесть семян, она оказалась 100%. Затем взял пробы воды из ерика Солянка с указанных точек и оросил семена в плошках. Для контроля взял воду и из-под крана.

Объектом изучения был выбран кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). 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, поддон и т.п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий-четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.

Первый опыт был неудачен, так как я не учел температуру, а поставил все пробы на подоконник, где температура достигала до +35 градусов. Повторный эксперимент показал, что лучшая всхожесть семян отмечена в плошках с водопроводной водой и водой из ерика в естественной его части. Все пробы в черте города показали всхожесть не более 20%, а самая плохая всхожесть семян была в нашем микрорайоне, где идет строительство домов.

В дальнейшем повторил все опыты, но с почвой, взятой из 4 точек. В плошку насыпал землю, взятую из 4 мест, и одну плошку сделал контрольной, так как наполнил ее землей с известным химическим составом (земля в пакете для комнатных растений).

Прорастание длилось в течение 10 дней. Полив осуществлял отстоянной водопроводной водой. Проростки были свершено разные как по длине стебля и корня, так и по внешнему виду. Семена, высаженные на почвы ерика, строительной площадки, Хлебокомбината показали сильное загрязнение, так как всхожесть семян была слабая (менее 20%), а сами проростки мелкие и уродливые, корневая система практически не развивалась.

Предлагаю почву возле построенных домов облагородить илом из ерика Солянка, протекающего рядом. Известно, что ил, разлагаясь, дает много полезных веществ для растений, живущих на этих участках. В районе самого ерика Солянка привлекать население в уборке мусора с его берегов и провести разъяснительную работу среди учащихся нашей школы, которые донесут информацию до своих родителей. Для этого подготовил бюллетень о защите берегов ерика Солянка.

Работа продолжается и еще не все опыты мною обработаны. Думаю продолжать исследование окружающей среды с помощью кресс-салата как биоиндикатора окружающей среды.

Юго-восточное окружное управление образования

Проект по биологии по теме:

«Определение загрязненности почвы с помощью кресс-салата»

учащаяся 7 «А» класса:

Руководитель: учитель биологии

Фаттахетдинова Эльвира Абдуловна

Москва 2012 год

Содержание

1. 
   Введение
   
2. 
   Основная часть
   
3. 
   Практическая часть
   
4. 
   Выводы
   
5. 
   Заключение
   
6. 
   Литература
   
7. 
   Приложение
   

Цель исследовательской работы.

Выявить влияние уровня загрязнения почвы на прорастание семян кресс-салата.

Задачи исследовательской работы:

1. 
   Изучение литературных источников.
   
2. 
   Заложение и проведение опыта в течение 10 дней.
   
3. 
   Обработка результатов.
   
4. 
   Сделать выводы о проведенной работе.
   

Я считаю, что эта исследовательская работа очень актуальна в настоящее время. В наши дни серьезно стоит вопрос о защите окружающей среды. Бездумная деятельность человека на протяжении веков разрушала среду обитания. Наши потребности растут, и от природы мы берем все больше и больше. В этом главная задача охраны природы сегодня. Человек должен понимать, что его деятельность, в конце концов, приведет к полной гибели всего живого. Загрязнение окружающей среды выхлопными газами приведут к полному исчезновению растений. Получается, что человек косвенно вредит самому себе. Если люди в ближайшем будущем не научатся бережно относиться к природе, они погубят себя. А для этого надо воспитывать экологическую культуру и ответственность.

Я считаю, что экологическое воспитание - самое важное в наше время. Ученики, получившие определенные экологические представления, будут бережней относиться к природе.

^ 2. Главная часть

2.1 Биоиндикаторы загрязнений.

Биоиндикаторы - это биологические объекты (от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы), используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то, что биоиндикаторы могут принадлежать к разным уровням организации живого, употребляют термин «биоиндикаторные системы».

Методы биотестирования всё чаще используются для определения токсических свойств окружающих нас сред: воздуха, воды, почв, промышленных отходов, материалов и.т.д.

^ 2.2 Кресс-салат - растение биоиндикатор.

Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнениям почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий-четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.

При проведении опытов с кресс-салатом, следует учитывать, что большое влияние на всхожесть семян и качество проростков оказывают водно-воздушный режим и плодородие субстрата. В гумусированной, хорошо аэрированной почве (чернозем, верхний горизонт серой лесной почвы) всхожесть и качество проростков всегда лучше, чем в тяжелой глинистой почве, которая из-за малой проницаемости для воды и воздуха имеет плохой водно-воздушный режим. Поэтому в качестве субстрата для контроля следует брать почву того же типа, что и для опытов.

Кроме загрязнения почвы на, кресс-салат оказывает влияние состояние воздушной среды. Газообразные выбросы, автомобилей вызывают морфологические отклонения от нормы у проростков кресс-салата, в частности отчетливо уменьшают их длину.

Кресс-салат можно выращивать на незастекленных балконах многоэтажных домов, расп6ложенных вдоль автодорог. Газообразные выбросы автотранспорта имеют плотность более высокую, чем воздух, и скапливаются в приземном слое до высоты двух метров. Одновременное выращивание кресс-салата на балконах нижних и верхних этажей летом, в период теплой и безветренной погоды, обычно показывает заметные различия в качестве проростков. [3]

^ 2.3 Биологические особенности кресс-салата.

Кресс-салат - однолетнее растение семейства капустных. Стебель разветвленный, достигает высоты 1 м. Прикорневые листья черешковые, последующие - перисторассеченные. Цветки многочисленные, мелкие, белые. Цветет в мае - июне. Плод - стручок с овально-яйцевидными крылышками. Семена очень мелкие, продолговатые. Растение перекрестноопыляющееся. 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. Hедостаток 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).

^ 3. Практическая часть

Время проведения исследования: сентябрь – декабрь 2011 год.

Мониторинг загрязнения почвы с помощью кресс-салата. Семена проращивают в чашках Петри на фильтрах или исследуемой почве.

Наблюдение длится 10 дней. При наличии вредных веществ снижается процент всхожести семян и уменьшается скорость роста зародышевых корешков. У растений, высаженных в открытом грунте в городских центрах с интенсивным движением транспорта, под влиянием газовых выбросов отчетливо снижается длина проростков.

Материалы и оборудование: земля, семена кресс-салата, вода.

^ Ход работы:

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партия семян, предназначенная для опытов, я проверила на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращиваются в чашках в насыщенной водой среде. После определения всхожести семян я приступила к проведению опыта. Процент проросших от числа посеянных ( всхожесть) составил 90-95%, что считается нормой.

(См. Приложение 1)

1. 
   этап
   

1. 
   Я взяла землю с двух разных участков. Первая проба земли бралась рядом с автомобильной дорогой (Волгоградский проспект), вторая проба земли была взята из парка Кузьминки.
   
2. 
   Я взяла два цветочных горшка заполнила их исследуемой землей и увлажнила одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.
   
3. 
   В каждый горшок на поверхность земли уложила по 50 семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами было примерно одинаковое.
   
4. 
   В течение 10 дней я наблюдала за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне. Результаты наблюдений записывала в таблицу. (См. Приложение 2)
   

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения.
1. ^ Загрязнение отсутствует . Всхожесть семян достигает 90 – 100 %, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные образцы.
2. Слабое загрязнение. Всхожесть 60 —90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.
3. Среднее загрязнение. Всхожесть 20 — 60%. Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.
4. ^ Сильное загрязнение . Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые.

Субстрат около автомобильной магистрали. (1)

Почва, взятая из парка Кузьминки (2)

4.Вывод по проделанному опыту.

Я взяла землю с двух участков, взятых на разном расстоянии от автомобильной магистрали. И посадила в неё одинаковое количество семян кресс-салата. Оказалось, что чем ближе к непосредственному месту загрязнения (в нашем случае автомобильной дороге), тем меньше число, а, следовательно, и процент проросших семян. Чем дальше от непосредственного места загрязнения, тем число проросших семян больше. Кресс-салат как биоиндикатор определил состояние почвы. Этот опыт показывает о том, что повышенное загрязнение почвы отрицательно влияет на прорастающие вблизи растения, замедляя процесс роста растений, и может привести к их гибели.

1. 
   ^ Заключение по исследовательской работе.
   

Загрязнителем почвы в городских условиях служит автомобильный транспорт. В выхлопных газах двигателей содержится более 200 химических соединений и элементов. Загрязнения почвы отработанными газами автомобилей отличается значительной неравномерностью и в пространстве и во времени. Поэтому очень важен контроль над транспортными потоками, а также попадаемого в почву выхлопного газа, пагубно влияющего на растущие рядом растения. Культурные же растения следует сажать на значительном расстоянии от автомобильной магистрали.

В настоящее время значительная часть болезней человека связана с ухудшением экологической обстановки в нашей среде обитания: загрязнениями воды, атмосферы и почвы. Приспосабливаясь к неблагоприятным экологическим условиям, организм человека испытывает состояние напряжения и утомления.

Читайте также:

  
• Белковый крем для салата
  
• Как украсить салат пчелками фото
  
• Салат царский на зиму рецепт с фото очень вкусный
  
• Салат с авокадо и болгарским перцем рецепт с фото
  
• Как приготовить салат сацебели