4.2 Соотношение между ответными реакциями растения и концентрациями загрязняющих веществ

Прежде чем проводить эксперимент в полевых условиях, необходимо четко представлять и знать ответную реакцию растения на воздействие определенного загрязняющего вещества или смеси таких веществ. Это в свою очередь требует строгого контроля отбора растений для установления зависимости доза – ответная реакция. Если ответной реакцией растения на воздействие является повреждение листа, изменение скорости роста, урожайности или биоаккумуляции, то следует провести тщательное исследование, для того чтобы понять, как растение реагирует на различные дозы одного и того же загрязняющего вещества или смеси этих веществ. Потребовалось много лет для построения кривых доза – ответная реакция для табака «Bel-W3» и озона, «хлоротической карликовости» сосны Веймутова или соевых бобов и SO₂ или О₃, а также Hypnum spp. и некоторых тяжелых металлов.

Повреждение листьев можно анализировать с помощью серии фотоснимков методом прямых сравнений снимков поврежденных листьев с контрольными снимками листьев растений, подверженных воздействию известных концентраций загрязняющих веществ в лабораторных условиях. В случае, когда опытный участок, на котором число растений статистически значимо, разбивают на квадраты, данные о повреждении листьев можно выразить количественно: число поврежденных листьев, степень повреждения, число повреждений на единицу поверхности и т. п., а также с помощью кривых зависимости повреждения листьев от времени и дозы загрязняющего вещества. Эти кривые можно сравнить с кривыми доза – ответная реакция, полученными ранее в лабораторных условиях. Затем качество воздуха определяется в отношении содержания определенной смеси загрязняющих веществ, для которой были построены контрольные кривые.Таким образом, с помощью растений можно будет определить качество окружающего воздуха при данных конкретных условиях за определенный период времени как хорошее, среднее или плохое и установить вид загрязняющего вещества или состав смеси таких веществ. Понятия «хорошее», «среднее» и «плохое» можно отнести к кривым доза – ответная реакция, построенным ранее для взаимодействия растения и загрязняющего вещества в лабораторных условиях, контролируя, таким образом, в ходе эксперимента концентрацию загрязняющих веществ.

4.3 Выбор растительного материала

При выборе растения для использования его в качестве биомонитора необходимо учитывать определенные требования. Растение должно иметь чётко выраженную реакцию на воздействие загрязняющего вещества, т. е. оно должно иметь видимые признаки повреждения, изменения скорости роста или морфологические изменения, нарушения цветения, плодоношения и образования семян или изменения продуктивности и урожайности. Возможность воспроизведения данной реакции можно обеспечить путем использования большого количества одинаковых легко получаемых семян или ростков растения. Следует выбирать растения, которые легко выращивать и за которыми нетрудно ухаживать, используя при этом обычную сельскохозяйственную практику. Растения, подверженные воздействию вредителей и болезней, не могут рассматриваться в качестве подходящих биомониторов. Для обеспечения единообразия результатов исследований, проводимых разными учеными в различных географических районах, следует использовать единый источник семян или ростков.

При проведении этих исследований очень важно понимать генетическую структуру используемого растительного материала. Генетические маркёры помогают исследователю в идентификации растительного материала и служат гарантией получения желаемой реакции данного материала. При использовании однолетних растений следует высаживать их несколько раз за сезон, применяя одинаковую почвенную смесь с целью проверить, насколько их поведение соответствует местным условиям, которые описываются специалистами, работающими в этих условиях.