Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

EVALUATION HEMEROCALLIS HYBRIDA ON SOME BIOCHEMICAL PARAMETERS IN THE CONDITION OF URBANISED ENVIRONMENT

Sedelnikova L.L. 1 Tsandekova O.L. 2
1 Science federal state budgetary Central Siberian Botanical Garden of the SB RAS
2 Science federal state budgetary Institution Institute of human ecology of the SB RAS
Analysis of Hemerocallis hybrida in a condition of urbanised environment was conducted. During vegetation in the leafs herbaceous ornamental plants various biochemical reconstruction were identified. They allow to see them as adaptive and protective reactions for survival in an urban setting. The specificity of varieties in accumulation nitrogen, sulfur and ash in four varieties Hemerocallis Hybrid was marked. Species specificity in accumulating of the nitrogen, sulphur and ashes in Hemerocallis hybrida was revealed. In the variety Regal Aire revealed the highest values of the accumulation of analytes materials than in varieties Speak ty me and Bambary Crismane (in 1,5 times more). It was established that in the condition of the urban environment the absorption capacity of Hemerocallis hybrida in 1,5–2 times more. The data obtained can be used in ecological biotesting of urban environment.
urbanised environment
Hemerocallis hybrida
leaf
ashes
nitrogen
sulphur
accumulation
Существенную дополнительную нагрузку на атмосферу городов оказывает увеличение количества автомобильного транспорта. Особенно критическими к загрязнению водорастворимым соединениям и тяжелым металлам являются придорожные зоны, расположенные на расстоянии 50-200 м от автомобильных дорог [4]. Выхлопные газы автотранспорта выделяют более 200 соединений загрязняющих веществ [5]. Основную долю составляют диоксид серы, оксиды азота и пыли различного химического состава. Они вызывают нарушения роста и развития растений, образование некрозов на листьях, что приводит к снижению их декоративности и гибели [9].

При озеленении улиц крупных населенных пунктов подбор декоративных растений осуществляется с учетом устойчивости к неблагоприятным городским условиям, в частности к загазованности. Изучение динамики накопления загрязняющих веществ у цветочно-декоративных растений, которые используются в озеленении городской среды, представляет актуальность. Одним из широко распространенных корневищных многолетников, обладающих длительной декоративностью и сроком цветения, является лилейник гибридный или красоднев - Hemerocallis x hybrida Hort. из семейства Красодневовых (Hemerocallidaceae R. Br.) [2, 8].  В условиях городской среды дикорастущие и культурные декоративные растения адаптируются на уровне различных физиолого-биохимических перестроек. По степени экологической лабильности вида можно прогнозировать его дальнейшее использование в озеленении городов.

Цель работы

Оценить состояние Hemerocallis  hybrida по некоторым биохимическим показателям в условиях урбанизированной среды.

Материалы и методы исследований

Работа выполнена в Центральном сибирском ботаническом саду Сибирского отделения  СО РАН г. Новосибирск и Институте экологии человека СО РАН г. Кемерово. Наблюдения и сбор материала проводили в 2013 г. в Советском районе г. Новосибирска и г. Бердска. Этот вегетационный период по гидротермическому режиму был прохладный и избыточно увлажненный.

В работе использованы растительные объекты из семейства  Красодневовых (Hemerocalliaceae) - Hemerocallis  hybrida разных сортов: Speak ty - Спик ту ми, Regal Aire - Регал Айр, Bambary Crismane - Бэмбари Крисман, Bamby Doll - Бэмби Долл). Это корневищные длительно вегетирующие, цветущие многолетники, используемые в озеленении [7]. Сбор растительного материала, произрастающего вблизи автомагистрали, проводили на следующих площадках: 1 - Наукоград, Кольцово (поселок городского типа Новосибирской области); 2 - г. Бердск (Новосибирская область), ул. Рогачева; 3 - г. Бердск, ул. Ленина; 4 - контроль. Контролем служили образцы, выращиваемые на экспозиционном участке лаборатории интродукции декоративных растений Центрального Сибирского ботанического сада СО РАН. Участок расположен в районе п. Кирово, Приобский округ, лесостепная климатическая провинция, в 250-300 м от дороги второстепенного значения.

Для проведения исследований растительные образцы высушивали, перемалывали в молотилке до мелкой фракции. В фиксированных и измельченных листьях определяли содержание общего азота (N) методом Къельдаля, модифицированным З.В. Чмелевой и С.Л. Тютеревым [6], количественное содержание общей серы (S) - спектрофотометрическим методом [3]. Определение общей золы проводили путем сухого озоления в муфельной печи при температуре +400-5000С по ГОСТ 24027.2-80 [1].  Данные представлены в виде средних арифметических значений и их стандартных ошибок. Статистическую значимость различий между вариантами определяли с помощью t-критерия Стьюдента (p<0,05). Экспериментальные данные обработаны статистически с помощью компьютерных программ  Microsoft Office Excel 2007 и Statistica 6.1.

Результаты исследований

Анализ проведенных исследований показал, что по накоплению общего азота, серы и золы в надземных органах  Hemerocallis  hybrida отмечены некоторые отличия от контроля. Содержание азота в листьях у лилейника гибридного в зоне главной автомагистрали по ул. Ленина (г. Бердск) выше в 3 раза, в Кольцово - в 1,5-2 раза, по сравнению с контролем и зоной второстепенных дорог (г. Бердск).  Отмечено, что по ул. Рогачева они практически не отличаются от контроля. По сере аккумулирующая способность листьев лилейника гибридного в 1,5 раза выше по сравнению с контролем на ул. Рогачева и ул. Ленина (г. Бердск). Зольность представляет собой важный биогеохимический показатель, характеризующий соотношение минеральных и органических веществ в растении. Зольность можно считать показателем приспособительных свойств растений к экологическим условиям их произрастания. Нашими исследованиями установлено, что в ассимиляционном аппарате у лилейника гибридного содержание зольности увеличивалось в 1,5 раза по ул. Рогачева и ул. Ленина по сравнению с  контролем (табл. 1).

Таблица 1

Средние значения содержания общей золы, серы и азота в надземных органах

Hemerocallis  hybrida, % массы сухого вещества

Вариант

Зола, M±m

Сера, M±m

Азот, M±m

 

Контроль

6,51±0,241

0,072±0,004

0,61±0,030

Кольцово

6,21±0,045

0,065±0,008

1,07±0,40

ул. Рогачева

11,64±0,351

0,112±0,006

0,55±0,024

ул. Ленина

9,75±0,251

0,103±0,003

1,77±0,027

При сравнении содержания  этих веществ  на примере четырех сортов Hemerocallis  hybrida в период массового цветения (20-28.08.13) на коллекционном участке (контроль)  установлена межсортовая изменчивость по накоплению общей серы, азота и золы. Отмечена индивидуальная особенность по содержанию  данных веществ даже при выращивании сортов в условиях выравненного агрофона. Наибольшую аккумулирующую способность наблюдали у раннецветущего сорта Regal Aire, наименьшую - у сорта Speak ty me. Оба сорта отличаются устойчивостью к внешним факторам среды, используются в озеленении, однако первый имеет более высокие декоративные качества (табл. 2).

Таблица 2

Содержание исследуемых веществ в надземных органах разных сортов Hemerocallis  hybrida, % массы сухого вещества

Сорт

Зола, M±m

Сера, M±m

Азот, M±m

1.

Regal Aire

10,08±0,261

0,157±0,003

1,13±0,045

2.

Speak ty me

6,51±0,241

0,072±0,004

0,61±0,030

3.

Bambary Crismane

7,08±0,070

0,082±0,004

0,74±0,039

4.

Bamby Doll

9,76±0,160

0,097±0,003

0,82±0,029

Выводы

1. У Hemerocallis hybrida в ассимиляционном аппарате в течение вегетации выявлены различные биохимические перестройки, которые позволяют рассматривать их как приспособительные и защитные реакции, направленные на выживание в условиях урбанизированной среды.

2. Отмечена сортоспецифичность в накоплении азота, серы и золы у четырех сортов Hemerocallis hybrida. Сорт Regal Aire содержит в 1,5 раза больше общей серы и азота, чем сорта Speak ty me и Bambary Crismane. В городской среде аккумулирующая способность Hemerocallis hybrida в 1,5-2 раза больше.

3. Цветочно-декоративные растения из рода Hemerocallis можно использовать в качестве биотестирования экологического состояния городской среды г. Новосибирска и г. Бердска.

Рецензенты:

Куприянов А.Н.., д.б.н., зав. отд. «Кузбасский ботанический сад», ФГБУ науки «Институт экологии человека СО РАН», г. Кемерово;

Заушинцена А.В., д.б.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», г. Кемерово.