897

УДК 574.2

Е.С. Ташкинова – студентка; Е.В. Пименова – научный руководитель, зав. кафедрой, доцент,

канд. хим. наук, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ОЦЕНКА ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ НА ТЕРРИТОРИИ ООПТ «БРОДОВСКИЕ ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ» КАК БИОИНДИКАТОРА

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Аннотация. Приведены морфометрические показатели и коэффициенты флуктуирующей асимметрии хвои сосны обыкновенной, дана оценка качества атмосферного воздуха на некоторых участках ООПТ «Бродовские лесные культуры».

Ключевые слова: оценка, хвоя, сосна обыкновенная, коэффициент флуктуирующей асимметрии, атмосферный воздух, ООПТ.

Проблема состояния окружающей природной среды является одной из наиболее актуальных и современных. В условиях даже небольших населенных пунктов, особенно если они находятся недалеко от автодорог, формируется совершенно иной комплекс условий, влияющие на отдельные виды и сообщества животных и растений.

ООПТ «Бродовские лесные культуры» представлен лесным массивом на пересечении Бродовского тракта и Восточного обхода, он считается «природным резерватом», здесь произрастают уникальные географические культуры пихты, сосны, лиственницы и ели. На лесосеменных участках сохраняется ценный генофонд хвойных пород России [2]. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса, что обусловливает выбор сосны как индикатора влияния.

Целью работы было оценить воздействие на Бродовского тракта и СНТ «Мечта» на загрязнение воздуха на ООПТ по состоянию хвои сосны обыкновенной.

На выбранных на разном удалении от источников возможного загрязнения четырех участках с нескольких деревьев сосны обыкновенной примерно одного возраста отбирали по 100 пар хвоинок. Проводили морфометрические измерения, выявляли характер повреждений: желтые пятна, некротические точки, хлорозы, некрозы кончиков хвоинок и всей поверхности, устанавливали класс повреждения хвои и процент пораженной хвои [1]. Для 50 пар хвоинок с каждого участка рассчитывали коэффициент флуктуирующей асимметрии (КФА) по формуле

КФА = 2×| (WL – WR) |/ (WL + WR),

где WL – длина одной хвоинки в паре; WR – длина другой хвоинки в паре [3].

Оценку состояния атмосферного воздуха по КФА проводили по шкале балльной оценки показателя стабильности развития, предложенной О.Н. Блащинской [1].

Условия произрастания влияют на состояние хвои сосны. В зависимости от удаленности от источников возможного воздействия меняются морфометрические показатели (табл. 1).

291

При приближении к Восточному обходу длина хвоинок увеличивается, причем разница между самым удаленным и самым близким к дороге участком более 2 раз. Вблизи дороги масса 100 хвоинок максимальна. Однако на участке 3 (500 м от дороги) она уменьшается, затем на участке 2 (600 м) увеличивается, а на 1 (700 м) снова уменьшается.

Были выделены следующие классы повреждения:1 класс – без пятен; 2 класс

– мелкие жёлтые пятна; 3 класс – большое количество коричневых и черных пятен. Для учета было взято 50 штук. По результатам исследования была построена гистограмма (рис.).

Рис. Соотношение хвои с разными классами повреждения, %

Гистограмма показывает, что по мере удаления от СНТ «Мечта» число хвоинок без повреждений уменьшается, а хвоинок 2 класса повреждений и 3 класса повреждений возрастает. Однако на 4 участке состояние хвои выпадает из общей закономерности: число хвоинок 3 класса повреждения здесь фактически такое же, как на 3 участке, однако число хвоинок с повреждениями 2 класса меньше, а число неповрежденных хвоинок больше.

Был произведен расчет коэффициента флуктуирующей асимметрии (КФА) и дана оценки качества воздуха (табл. 2). По КФА загрязнение воздуха на участке 4 вблизи автодороги характеризуется как значительное, однако самый грязный воздух на участке 2 на удалении 600 м от дороги.

Т. о., разные характеристики хвоинок сосны обыкновенной изменяются поразному по мере приближения к Бродовскому тракту и по мере удаления от СНТ. По мере приближения участка к Восточному обходу наблюдается увеличение длина хвоинок сосны обыкновенной почти в 2 раза, а массы 100 хвоинок почти в 3 раза, в то же время количество хвоинок без повреждений уменьшается, количество хвоинок с хлорозами и некрозами возрастает. КФА изменяется от 0,014 до 0,034, на втором участке он соответствует сильному загрязнению, а на четвертом – значительному.

Литература 1. Блащинская О.Н. Барьерные свойства древесного растительного покрова (сосна обыкно-

венная и береза повислая) урбанизированной территории (на примере города Ангарска Иркутской области): дисс. на соиск. учен. степ. к.б.н. ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения», 2014. 98 с.

2.Охраняемый ландшафт «Бродовские лесные культуры»: [сайт]. URL: http://www.priroda- perm.ru/osobo-ohranyaemye-territorii /2019/03/ 26/4366/

3. Palmer A. R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns // Ann. Rev. Ecol. Syst. 1986. V. 17. P. 391-421.

УДК 631.412

Д.А. Хабаров – студент; М.А. Кондратьева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

СВОЙСТВА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ НА ОСУШЕННЫХ УГОДЬЯХ

Аннотация. Представлены результаты изучения свойств почв, подверженных процессам осушения. Разрезы были заложены вблизи стенок дренажных каналов высотой до 1,5 м. Сумма обменных Ca2+ и Mg2+ в торфяных горизонтах варьирует от 110 до 210 мг-экв/100 г почвы, наблюдается изменение баланса обменных катионов в сторону магния.

Ключевые слова: осушение, пойма, аллювиальные почвы, торфяной гори-

зонт.

В ряду ландшафтов особое место занимают поймы, которые среди структурных частей зрелых речных долин являются самыми молодыми и самыми уязвимыми участками суши, где в современный период происходят сложные процессы становления и развития многих компонентов ландшафта, в том числе почв и почвенного покрова. Высокая продуктивность пойменных почв и ландшафтов в целом предопределяет их огромное экологическое и хозяйственное значение. Это обусловлено повышенным увлажнением лесостепных и степных пойменных ландшафтов. Пойменные почвы распространены по всей территории России и занимают около 50 млн. га. В почвенном покрове Пермского края аллювиальные почвы составляют 5,1 % от общей площади края [1].

Объекты исследований. Объектами исследований являются пойменные почвы, подверженные антропогенному воздействию. Почвенные разрезы были заложены на территории проведения осушительных мелиорационных работ, в пойме реки Мулянки. Угодьями является залежь на месте осушенной пашни. Разрезы были заложены вблизи дренажных каналов (Рис.1).

293

Дренажная система представляет собой сеть открытых каналов это система взаимосвязанных открытых канав, которые собирают лишнюю воду и отводят её за пределы участка.

Рисунок 1. Точки разрезов на карте

Рисунок 2. Дренажный канал на осушаемой пашне в пойме реки Мулянки

Глубина каналов составляет 1.5 метра (Рис.2), дренаж проводился в целях отвода грунтовых вод.

Почвы были классифицированы как аллювиально-агротёмногумусовые. Верхние слои данных почв представлены маломощным (от 6 до 16 см) тёмно-гумусовым горизонтом. В разрезах 13 и 23 присутствует глеевый горизонт, залегающий в глубине профиля (Рис.2,3).

Рисунок 5. Разрез 33, аллювиально-агротемногумусовая типичная

В разрезе 33 наблюдается погребенный гумусвый горизонт Ah (52-72 см) мощностью 20 см (Рис.5). В каждой почве имеется оглеёный переходный горизонт Bg большой мощности. Все исследуемые почвы образовались на торфяных горизонтах низинного типа.

Обработка результатов. Реакция среды аллювильно-агротёмногумусовых почв в гумусовом горизонте близкая к нейтральной, в переходных глееватых и глеевых горизонтах рН понижается до слабокислой, торфяные горизонты имеют сильнокислую реакцию среды (Таб.1).

Таблица 1

Физико-химические свойства аллювиальных почв

Сумма обменных катионов кальция и магния варьирует от 35 до 62 мг-экв в верхних горизонтах почвы, от 63 до 69 мг-экв в глеевых горизонтах и от 110 до 210 мг-экв в торфяных горизонтах, такое содержание обменных катионов в торфяных горизонтах обусловлено их повышенной поглотительной способностью. В торфяных горизонтах наблюдается изменение баланса обменных катионов в сторону магния. Ёмкость катионного обмена в торфяных горизонтах также превышает содержание в других и варьируется от 180 до 260 мг-экв.

Гидролитическая кислотность в верхних и глеевых горизонтах имеет содержание от 2 до 15 мг-экв. В торфяных от 50 до 82,5, что оценивается как очень высокая.

Выводы.

1.Почвы пойменных ландшафтов реки Мулянка представляют значительную ценность для сельскохозяйственного производства Пермского края. Почвы были классифицированы как аллювиально-агротёмногумусовые. В каждой почве имеется оглеёный переходный горизонт Bg большой мощности. Все исследуемые почвы образовались на торфяных горизонтах низинного типа.

2.Торфяные горизонты аллювильно-агротемногумусовых почв имеют сильнокислую реакцию среды. В торфяных горизонтах наблюдается изменение баланса обменных катионов в сторону магния. Ёмкость катионного обмена в торфяных горизонтах варьируется от 180 до 260 мг-экв. Гидролитическая кислотность торфяных горизонтов варьирует от 50 до 82,5 мг-экв/100 г.

Литература 1. Лавринова М.Г., Агрохимическая характеристика осушенных аллювиальных

почв ОАО "Лакша" Богородского района Нижегородской области // Инновационные разработки молодых ученых в сфере АПК: материалы Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 85-летию ФГБОУ ВО. Нижегородская ГСХА. 2016. С. 4245.

УДК 631.416.8: 504.064: 631.4

Н.М. Щуренко – аспирант; С.М. Горохова – старший преподаватель;

А.А. Васильев – научный руководитель, канд. с.-х. наук, зав. кафедрой, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В КОМПОНЕНТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация. Фиксация железа и тяжёлых металлов (Pb, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr), происходит многими биологическими объектами. В большей степени тяжелые металлы поглощаются листьями, хвоей, корой, ксилемой древесных пород, мхами, травянистыми растениями, с последующей их аккумуляцией в почве. Почвенный покров городов наиболее чутко реагирует на загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды.

Ключевые слова: почва, городские почвы, лесная подстилка, загрязнение, кора, древесина, магнитная фаза, тяжелые металлы.

296

За период с 1985 г. по 2015 г. отчетливо проявилась зависимость состояния здоровья жителей промышленных городов Западной Европы и России от экологической ситуации: увеличилось число случаев заболевания легких (рак, апоптоз) и заболеваний других органов, вызванные загрязнением воздуха и почвы. Загрязнители перемещаются в виде пыли, оседают на кожном покрове, поступают в верхние дыхательные пути. Наиболее чутко реагирует на загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды городов почвенный покров [1, 6]. Почвенная пыль – основной компонент частиц в воздухе, переносимый на большие расстояния [5]. В пыли г. Москва преобладают сферические частицы над полиэдрическими [1].

Присутствующие в почвах естественных ландшафтов, ферро-магнитные минералы наследуются от материнской породы, т.е. имеют литогенное происхождение. В природных почвах магнитная восприимчивость (МВ) низкая, МВ = 1,1 × 10- 5 СИ. На незагрязненных территориях, с преобладающим литогенным происхождением магнитных частиц, МВ горизонтов А почв обычно выше, чем у органогенных горизонтов О [2]. Почва, в которой отсутствует слой лесной подстилки, аккумулирует больше техногенных магнитных частиц (ТМЧ) и имеет значения МВ на порядок выше, МВ = 65,8 × 10-5 СИ [6]. Снижение МВ в минеральных поверхностных А горизонтах почвы связано с мощным растительным покровом или лесной подстилкой. На территориях, подверженных техногенному загрязнению, моховой покров на поверхности почвы аккумулирует ТМЧ и снижает проникновение тяжелых металлов в нижележащие слои почвы. Соответственно МВ мохового покрова выше, чем горизонта А [2].

Магнитная восприимчивость почвы под пологом лиственного леса (Верхняя Силезия, Польша) составляет 51,25 × 10-5 СИ. Различные породы деревьев имеют неодинаковые свойства инфильтрации. Лиственные деревья эффективнее перехватывают пыль, чем хвойные. Магнитная восприимчивость почвы под лиственным лесом составляет – 10,1-62,4 × 10-5 CИ; магнитная восприимчивость тополя – 38,9-61,4 × 10-5 CИ; мха – 33,0-51,5×10-5 CИ; уплотненной почвы – 31,4-49,6 × 10-5 СИ [6].

Магнитный биомониторинг с использованием листьев фикуса (Ficus infectoria) в Синграули (Индия) позволил установить высокую адсорбирующую способность листьями ТМЧ, с максимальной изотермической остаточной намагниченности (IRM, при 300 мТл) – 84,52 × 10-6 A вблизи углеперерабатывающего завода, с снижением IRM в парковой зоне до 24,25 × 10-6 A и в отдаленной сельской местности (Gharsari village) до 15,64 × 10-6 A [7].

Важным биологическим фиксатором загрязнения является хвоя древесных пород. В хвое Сосны Эльдарской (Pinus eldarica Medw.) на территории провинции Фас в Иране обнаружены наночистицы Fe, с интенсивными энергодисперсионными пиками и содержанием элементов: C – 53,08 %; O – 44,76 %; Ca – 0,30 %; Fe

– 1,87 %. Низкое содержание наночастиц железа связно с их плотным покрытием биологическими соединениями из экстракта листьев, эти соединения ограничивают проникновение металлов в хвою [4].

297

По мнению D. Brignole [3], элементный химический состав коры древесных пород позволяет получить информацию о концентрации микроэлементов в атмосфере. На поверхности коры происходит фиксация тяжелых металлов [8, 9]. Так, на территории пригорода уезда Синлун (Китай), где функционирует крупный чугуноплавильный завод, намагниченность насыщения Ms на поверхности коры Ивы Матсуды (Salix matsudana Koidz.) достигала 190 × 10-4 Ам2кг-1), а для внутренней части коры – 61,81 × 10-4 Am²kg ¹). Концентрация магнитных минералов в годичных кольцах Ивы Матсудана увеличивалась из года в год, особенно в течение последних 25 лет. Сканирующая электронная микроскопия выявила присутствие металлов (Fe, Mg, Al, Ca, Ni, Br) на поверхности ксилемы в древесине [9].

На территории г. Перми объектами наших исследований были урбо-дерново- подзолистые супесчаные почвы на древнеаллювиальных отложениях ООПТ «Верхне-Курьинский». Исследования показали, что сильномагнитная фаза горизонта А0А1 урбодерново-подзолистой почвы г. Перми имеет высокую магнитную восприимчивость (МВ) – 48,61 × 10-3 СИ. Фоновая магнитная восприимчивость почв этой территории города составляет 0,3-0,4 × 10-3 СИ. В составе магнитной фазы преобладают полиэдрические частицы, но также присутствуют сферические частицы техногенного генезиса. На рисунке 1 представлены частицы магнитной фазы почвы, содержащие силицид железа, магнетит, маггемит.

Рис.1. Общий вид частиц (50 мкм) магнитной фазы горизонта А0А урбо-дерново-подзолистой почвы г. Перми

На рисунке 1 А видно, что яркая серебристая частица размером 0,05 мм (выделена большими скобками) имеет неровные, волнообразные края. Микрозондовый энергодисперсионный анализ показал, что это частица вюстита Fe 1−xO или монооксида железа, характеризуемого небольшой дефектностью кристаллической решётки. Вюстит является типичным техногенным минералом в городских почвах. Микросферулы на рисунке 1 А представлены магнетитом – FeO · Fe O.

298

На рисунке 1 Б светло-серая железосодержащая частица никельзамещенного магнетита с неровной бороздчатой поверхностью, содержит небольшие алюмосиликатные фрагменты, которые образуют более темные полосы серой окраски (выделена большими фигурными скобками). По форме данная магнитная микрочастица имеет крючкообразный вид, что может свидетельствовать о её высокотемпературном генезисе. В элементном химическом составе крючкообразной частицы, кроме железа, содержится никель (13,26 %), что также указывает на техногенное происхождение этой частицы магнитной фазы почвы. Следовательно почвенный покров территория ООПТ «Верхне-Курьинский» испытывает техногенное воздействие выбросов промышленных предприятий г. Перми.

Выводы. Техногенные магнитные частицы накапливаются на поверхности листьев, в структуре коры деревьев, ствола, ветвях, листьях, иголках, корнях, в лесной подстилке. Основными загрязнителями являются: Pb, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr. Почва аккумулирует магнитные частицы техногенного происхождения, что может использоваться при оценке экологического состояния окружающей среды.

Литература

1.Гладышева М.А. Магнитная восприимчивость урбанизированных почв (на примере г. Москвы): автореф. дис. на соискание ученой степени к-та. биол. наук: 03.00.27 – Почвоведение / МГУ им. М.В. Ломоносова. – М., 2007. 27 с.

2.Boyko T. Topsoil magnetic susceptibility mapping as a tool for pollution monitoring: Repeatability of in situ measurements / R. Scholgera, H. Stanjekb // Journal of Applied Geophysics. 2004. № 55.

P. 249-259.

3.Brignole D. Chemical and magnetic analyses on tree bark as an effective tool for biomonitoring: A case study in Lisbon (Portugal) / G. Drava, V. Minganti, P. Giordani, R. Samson, J. Vieira, P. Pinho, C. Branquinho // Chemosphere. 2018. V. 195. P. 200-210.

4.Kheshtzar R. Optimization of reaction parameters for the green synthesis of zero valent iron nanoparticles using pine tree needles / A. Berenjian, S.-M. Taghizadeh, Y. Ghasemi, A.G. Asad, A. Ebrahiminezhad // Green Process Synth. 2019. № 8. P. 846-855.

5.Lazo P. Origin and spatial distribution of metals in moss samples in Albania: A hotspot of heavy metal contamination in Europe / E. Steinnes, F. Qarri, S. Allajbeu, S. Kane, T. Stafilov, M.V. Frontasyeva, H. Harmens // Department Chemosphere. 2018. V. 190. P. 337-349.

6.Magiera T. The influence of the wind direction and plants on the variability of topsoil magnetic susceptibility in industrial and urban areas of southern Poland / H. Parzentny, A. Lukasik // Environ Earth. 2016. V. 75. P 213-224.

7.Pandey S.K. Magnetic Properties of Vehicle-derived Particulates and Amelioration by Ficus infectoria: A Keystone Species / B.D. Tripathi, S. Prajapati, A.R. Upadhyaya // AMBIO: A J. of the Human Environment. 2005. V. 34. №. 8. Р. 645-646.

8.Vezzola L.C. Investigating distribution patterns of airborne magnetic grains trapped in tree barks in Milan, Italy: insights for pollution mitigation strategies / G. Muttoni, M. Merlini, N. Rotiroti, L. Pagliardini, A.M. Hirt, M. Pelfini // Geophysical Journal International. 2017. V. 210. I. 2. P. 989-1000.

9.Zhanga C. Biomonitoring of atmospheric particulate matter using magnetic properties of Salix matsudana tree ring cores / B. Huanga , J. D.A. Piperb , R. Luoc // Science of the total environment. 2008. V. 393. I. 1. P. 177-190.

299

УДК 631.871:635.656

К.О. Желудкова – студентка; М.Г. Субботина – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия.

ВЛИЯНИЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ БИОЛ АГРО НА ВСХОЖЕСТЬ И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ГОРОХА

Аннотация. Исследовано влияние органоминерального удобрения Биол Агро, содержащего фульвокислоты, природные фолаты, аминокислоты и макроэлементы, на всхожесть и биометрические параметры проростков гороха сорта Альфа. Установлено, что наибольший эффект достигается в концентрации 0,0025% по фульвовым кислотам: происходило увеличение энергии прорастания, длины корня и количества боковых корешков, биомассы проростков и содержания сухих веществ.

Ключевые слова: фульвокислоты, горох, органоминеральное удобрение Биол Агро, всхожесть, энергия прорастания.

Гуминовые и фульвокислоты – это часть специфического вещества гумуса почвы. Фульвокислоты, в сравнении с гуминовыми, обладают более низкой молекулярной массой, меньшим содержанием азота, высокой растворимостью во всем диапазоне кислотности, высокой степенью зольности, более высокой кислотностью, благодаря которой разрушают минеральную часть почвы и способствуют ее вымыванию в нижние слои [1, 4]. Фульвокислоты, благодаря низкой молекулярной массе, по сравнению с гуминовыми кислотами, могут быть поглощены растениями через корневую систему, поверхностью листьев или семян. Фульвокислоты являются естественными адаптогенами и стимуляторами роста, делают клеточную мембрану растений более проницаемой, способствуя быстрому усвоению питательных веществ из почвы [2, 5, 6]. Применение фульвокислот способно повысить всхожесть семян, что, в свою очередь, отражается на количестве получаемого уро-

жая [5].

На данный момент гумусовые кислоты изучены недостаточно, однако в отличие от гуминовых кислот фульвокислоты еще менее изучены [1, 4].

Органоминеральное удобрение Биол Агро – это водно-щелочной раствор, рН ≈ 11, содержащий фульвокислоты и элементы минерального питания растений: фульвокислоты – 3%, калий – 0,6%, азот – 0,3%, фосфор – 0,1%, фолаты – 40 мг/л, аминокислоты — 0,3%.

Цель настоящей работы - изучить влияние органоминерального удобрения Биол Агро на всхожесть и развитие проростков гороха.

Для реализации цели сформулированы следующие задачи: изучить влияние Биол Агро на всхожесть, энергию прорастания и биометрические параметры проростков гороха.

Исследования проводили в лабораторном опыте с горохом сорта Альфа. Проращивали по 10 семян на фильтровальной бумаге в чашках Петри, на кафедре агрохимии в период с 8.10.2021 по 16.10.2021. Условия проращивания по ГОСТу

300