Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ HEMEROCALLIS HYBRIDA ПО НЕКОТОРЫМ БИОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЫ

Седельникова Л.Л. 1 Цандекова О.Л. 2
1 ФГБУ науки «Центральный сибирский ботанический сад СО РАН»
2 ФГБУ науки «Институт экологии человека СО РАН»
Проведен анализ состояния Hemerocallis hybrida в условиях урбанизированной среды. В течение вегетации в листьях травянистых декоративных растений выявлены различные биохимические перестройки, которые позволяют рассматривать их как приспособительные и защитные реакции, направленные на выживание в городских условиях. Выявлена видовая специфика в накоплении азота, серы и золы у Hemerocallis hybrida. У сорта Regal Aire по накоплению исследуемых веществ выявлены наиболее высокие значения (в 1,5 раза больше), чем у сортов Speak ty me и Bambary Crismane. Установлено, что в условиях городской среды поглотительная способность Hemerocallis hybrida в 1,5–2 раза больше. Полученные результаты могут быть использованы в экологическом биотестировании городской среды.
урбанизированная среда
Hemerocallis hybrida
лист
зола
азот
сера
аккумуляция
1. ГОСТ 24027.2-80 Сырье лекарственное растительное. Метод определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла. – М.: Издательство стандартов, 1981.
2. Декоративные травянистые растения. – Л.: Наука, 1977. – 458 с.
3. Мочалова А.Д. Спектрометрический метод определения серы в растениях // Сельское хозяйство за рубежом. – 1975. – № 4. – С. 17–21.
4. Пивкин В.М., Чиндяева Л.Н. Экологическая инфраструктура сибирского города (на примере Новосибирской агломерации). – Новосибирск: Сибпринт, 2002. – 184 с.
5. Пироговская Г.В., Хмелевский С.С. Оценка уровня загрязнения городских почв и состояния зеленых насаждений (на примере г. Минска). В кн.: Проблемы озеленения крупных городов. Альманах. – 2007. – Вып.12. – С. 207–208.
6. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. – М.: Колос, 1985. – 255 с.
7. Седельникова Л.Л. Сибирский сортимент лилейников: состояние и перспективы // Сибирский вестник с.-х. наук, 2007. – № 7. – C. 59–65.
8. Седельникова Л.Л. Роль интродукционных исследований в озеленении городов Сибири // Проблемы озеленения городов Сибири и сопредельных территорий: Межд. науч.-прак. конф. – Чита, 2009. – С. 226–229.
9. Wannaz E.D., Zygadlo J.A., Pignata M.L. Air pollutants effect on monoterpenes composition and foliar chemical parameters in Schinus areira // Science of The Total Environment. – 2003. – V. 305. – P. 177–193.
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.


Библиографическая ссылка

Седельникова Л.Л., Цандекова О.Л. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ HEMEROCALLIS HYBRIDA ПО НЕКОТОРЫМ БИОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=21142 (дата обращения: 21.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074