Тест-растения, применяемые на практике

Чтобы иметь представление о практическом применении биоиндикации на морфологическом уровне, мы рассмотрим несколько примеров.

Табак - как биоиндикатор для мониторинга озона

Один из сортов табака был выведен специально для биоиндикации. Он настолько восприимчив к содержанию озона в воздухе, что в промышленных странах его разведение абсолютно нерационально. Уже при слабом воздействии озона через несколько дней по всей листовой пластинке густо образуются некротические пятна серебристого цвета. Для сравнения одновременно высаживают относительно устойчивый к озону другой сорт. При этом важны определенные условия выращивания. Сначала выращиваются оба сорта в лабораторных условиях, затем через пять недель табак пересаживают в открытый грунт. Оценка некрозов в процентах листовой площади производится еженедельно для каждого листа.

Несмотря на довольно сложную методику, табак этого чувствительного сорта хорошо зарекомендовал себя во многих странах и сейчас более широко применяется по сравнению с другими биоиндикаторами озона (виноград, фасоль, шпинат, крапива). Основываясь на высаженном табаке, составляется картосхема наиболее загрязненных районов определенного региона.

КРЕСС-САЛАТ КАК ТЕСТ-ОБЪЕКТ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ И ВОЗДУХА

Кресс-салат, отличающийся быстрым и почти стопроцентным прорастанием, предлагают высаживать в чашках Петри. Он рекомендуется для исследования почвы на вредные вещества (соль, применяемая для таяния льда, свинцовые соли) и для определения загрязнения воздуха, например, выхлопными газами.

Берут по 50 семян на чашку Петри и проращивают на фильтровальной бумаге или на исследуемой почве. Наблюдают в течение десяти дней. При наличии вредных веществ снижаются процент всхожести и рост зародышевых корешков («кресс-салатный тест»). Высаживать растения можно и в открытый грунт; в городских центрах с интенсивным движением под влиянием газообразных выбросов отчетливо снижается общая длина проростков.

Эти изменения неспецифичны, т. е. нельзя сделать выводов относительно воздействующего стрессора. Однако на его примере хорошо исследовано влияние различных условий выращивания (почва, температура, влажность) на индикаторные свойства. Оказалось, что при благоприятных условиях культивирования влияние газодымовых выбросов на количественные показатели растений (длину проростков и корешков, число семян, общий вес) проявляется особенно отчетливо.

ЛИПЫ КАК ИНДИКАТОРЫ СОЛИ, ПРИМЕНЯЕМОЙ ДЛЯ ТАЯНИЯ ЛЬДА НА УЛИЦАХ

Во многих европейских странах наблюдали повреждение листвы лип под действием соли, применяемой для таяния льда. Сначала появляются ярко-желтые, неравномерно расположенные краевые зоны, затем край листа отмирает, а желтая зона продвигается к середине и к основанию листа. Эта характерная желтая кайма наблюдается при действии соли, применяемой для таяния льда, и у других деревьев.

При индикации этого стрессового воздействия возникают затруднения, связанные с ограничением во времени (из-за преждевременного опадения листвы некрозы могут оцениваться только с середины июля по август) и с идентификацией деревьев. На улицах высаживаются различные виды липы, имеющие различную восприимчивость, но с трудом различающиеся в поврежденном состоянии. Несколько более устойчивая липа войлочная оценивается особо.

РЕАКЦИИ ХВОИ СОСНЫ ПРИ ОЦЕНКЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ, НАБЛЮДАЕМЫХ ПРИ ГАЗОДЫМВЫХ ВЫБРОСАХ

Даже при пассивном мониторинге SО₂ с помощью сосны остается проблема ее генетической неоднородности. Тем не менее, на этом объекте было предпринято большинство биоиндикационных исследований, так как для оценки лесных повреждений лучших индикаторов, чем сами лесные породы, не существует. Кроме определения прироста побегов особенно удобными параметрами являются характерные темные верхушечные некрозы хвои и продолжительность ее жизни. Их можно определять круглогодично.

Для определения у 25 взрослых деревьев на каждой тест-площади из средней части кроны вырезают по одной ветви. Некрозы, оцениваемые по определенной шкале, появляются обычно весной сразу после образования хвои, а затем увеличиваются незначительно. На продуваемых местах (опушка леса, наветренная сторона) они явно сильнее, чем в густом насаждении.

Продолжительность жизни и некрозы хвои дают при картографировании очень похожие результаты. Возраст и некротизация хвои положены в основу индикации газодымовых повреждений. Сокращение продолжительности жизни хвои связано с потерей продуктивности. На основе обоих названных признаков, например на юге ГДР удалось оконтурить зоны газодымового стресса.

ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ КАК БИОИНДИКАЦИЯ ГАЗОДЫМОВЫХ ВЫБРОСОВ

Измерения продуктивности с помощью морфометрических параметров позволяют с малыми затратами труда провести довольно точную (правда, неспецифическую) биоиндикацию.

Наиболее известным методом является измерение годичных колец у деревьев, позволяющее проследить воздействие газо-дымовых выбросов за многие годы. Правда, такое кольцо отражает условия роста не только текущего года, но и предыдущих лет. Применение этого метода для биоиндикации затрудняется тем, что кольцо у поврежденных деревьев может и не образоваться.

Снижение объемного прироста на территориях с сильным загрязнением SО₂, и засолением почвы составляет у елей и сосен около 50 % и примерно столько же у дубов в районах выброса цементной пыли. Сходные результаты получены при измерении прироста в длину горизонтальных ветвей взрослых деревьев. Этот метод менее трудоемок, и стал применяться в последние годы.

Измерение годичных побегов очень удобно и для определения продуктивности кустарников, чувствительно реагирующих на стрессовые факторы. У разнотравья и злаков могут быть использованы для индикации суммы длин листьев. Преимущество этих морфометрических методов, заключается в том, что они не повреждают растения и позволяют продолжать наблюдения за ними.