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

ИЗМЕНЕНИЕ АНАТОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ХВОИ PINUS ELDARICA TEN. , ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В ПРИМАГИСТРАЛЬНЫХ ПОСАДКАХ Г. ХУДЖАНДА

Неверова О.А. 1 Легощина О.М. 1 Зокиров Р.С. 2
1 Институт экологии человека СО РАН
2 Таджикский государственный университет права, бизнеса и политики
Изучены анатомические показатели хвои Pinus eldarica Ten., произрастающей в примагистральных посадках г. Худжанда. В качестве общей тенденции изменений анатомических характеристик во всех примагистральных посадках следует отметить удлинение хвои, увеличение площади ее поверхности, снижение диаметра смоляных ходов и высоты кутикулы, степень данных изменений зависит от места произрастания. Наибольшее количество достоверных изменений анатомических показателей хвои адаптивного характера выявлено у сосны правобережной части города – на ул. 50 лет СССР, характеризующейся высокой интенсивностью грузового транспорта и близостью предприятий по добыче руд. У Pinus eldarica Ten. на ул. 50 лет СССР в сравнении с контролем достоверно удлиняется хвоя, увеличивается площадь ее поперечного среза, площадь центрального цилиндра и мезофилла.
анатомические показатели хвои
сосна эльдарская
примагистральные посадки
1. Зотикова А. П., Бендер О. Г., Собчак Р. О., Астафурова Т. П. Сравнительная оценка структурно-функциональной организации листового аппарата хвойных растений на территории г. Горно-Алтайска // Вестник ТГУ. - 2007. - № 299 (1). - С. 197-200.
2. Куровская Л. В. Морфофункциональные особенности хвойных растений в условиях городской среды: Автореф. дис... канд. биол. наук. - Томск, 2002. - 22 с.
3. Кулагин Ю. З. Древесные растения и промышленная среда. - М.: Наука, 1974. - 125 с.
4. Ладанова К. В., Плюснина С. Н. Анатомо-морфологические изменения разновозрастной хвои сосны обыкновенной в зоне действия Сыктывкарского лесопромышленного комплекса // Лесной журнал. - 1998. - № 1. - С. 7-11.
5. Николаевский В. С. Биологические основы газоустойчивости. - Новосибирск: Наука, 1979. - 280 с.
6. Онучин А. А., Козлова Л. Н. Структурно-функциональные изменения хвои сосны под влиянием поллютантов в лесостепной зоне средней Сибири // Лесоведение. - 1993. - №2. - С. 39-45.
7. Nuhoglu Y. The harmful effects of air pollutants around the Yenikoy thermal power plant on architecture of Calabrian pine (Pinus brutia Ten.) needles // J Environ Biol. 2005. Jun. - Vol. 26 (2 Suppl): 315-22.
Введение

Интенсивное развитие промышленности в городах приводит к загрязнению окружающей среды. Известно, что древесные растения обладают высокой чувствительностью  к антропогенной нагрузке, поэтому могут служить адекватными индикаторами  состояния городской среды [1]. Для ранней диагностики состояния  древесных растений  подходят характеристики ассимилирующих органов, которые в связи с их функцией газообмена являются первичным барьером при проникновении атмосферных токсикантов внутрь листа. В литературных источниках отмечается, что хроническое воздействие атмосферных токсикантов вызывает серьезные изменения анатомического строения листьев и хвои растений [1-3, 5].

Город Худжанд является крупным административным и промышленным центром Таджикистана, в атмосферный воздух которого выбрасывается большое количество твердых и газообразных отходов, среди которых существенная роль принадлежит автотранспорту.

Цель исследования. Изучение анатомических показателей хвои Pinus eldarica Ten. (сосны эльдарской), произрастающей в примагистральных посадках г. Худжанда.

Материал и методы исследования

Площадки наблюдения выбраны вдоль 4 улиц города, характеризующихся наиболее интенсивным движением автотранспорта: ул. Ленина, ул. К. Худжанди (левобережная часть города), ул. 34 микрорайон и ул. 50 лет СССР (правобережная часть города). Исследованы ленточные посадки по солнечной стороне улиц. Контрольная площадка располагалась на территории зеленстроя (удаленная от дорог). Исследования проведены в вегетационный период 2010 г., в июле - в период максимального развития и физиологической активности фотосинтетического аппарата древесных растений. Для исследований использовали деревья не менее 10 экземпляров с каждой площадки средневозрастного генеративного состояния. 

С каждой площадки наблюдения у сосны эльдарской собирали побеги с хвоей 2-го года с нижней трети кроны с южной стороны и фиксировали в 60 % растворе этилового спирта.  Из средней части хвои делали поперечные срезы и помещали их в глицерин. Измерения анатомо-морфологических признаков хвои проводили с помощью микроскопа Аксиоскоп-2+, модель ZEISSN HBO103 and N XBO75 (Германия) с фотонасадкой и программным обеспечением. Определяли длину хвои; площадь поперечного среза, площадь центрального цилиндра, смоляных ходов и поверхности хвои; число и диаметр смоляных ходов, высоту кутикулы, эпи-, эндо- и гиподермы. Для определения площадей анатомических показателей использовали программу Image Tools. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с применением программы Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные нами исследования выявили изменения анатомических признаков в строении хвои сосны эльдарской, произрастающей в примагистральных посадках г. Худжанда, степень данных изменений зависит от места произрастания.

В качестве общей тенденции изменений анатомических характеристик во всех примагистральных посадках следует отметить удлинение хвои, увеличение площади ее поверхности, снижение диаметра смоляных ходов и высоты кутикулы (табл. 1). Однако  на правобережной части города (ул. 50 лет СССР и 34 микрорайон) у сосны отмечается увеличение ксерофитизации хвои, что можно рассматривать как адаптивную реакцию в ответ на загрязнение окружающей среды. Наибольшее количество достоверных изменений анатомических показателей хвои адаптивного характера выявлено у сосны на ул. 50 лет СССР - в сравнении с контролем достоверно удлиняется хвоя (на 31 %), увеличивается площадь ее поперечного среза (на 18 %), площадь центрального цилиндра (на 33 %), площадь мезофилла (на 14 %) (рис. 1, табл.1). 

Анатомические признаки адаптивного характера также были выявлены рядом авторов у различных видов сосен. В частности, А. А. Онучиным и Козловой Л.Н [6], в зоне выбросов КАТЭКа у Pinus  sylvestris L.  обнаружено увеличение количества устьиц, числа смоляных каналов и их средней и суммарной площади поперечных сечений. Y. Nuhoglu [7] выявил увеличение диаметра смоляных каналов в хвое Pinus brutia в зоне влияния ТЭЦ вблизи турецкого города Еникёя.

Рис. 1.  Поперечный срез хвои сосны эьдарской (10*10)

А. П. Зотикова с соавт. [1] выявила защитные механизмы у Picea obovata Ledeb. и Pinus  sylvestris L. в условиях атмосферного загрязнения: у Picea obovata Ledeb.  увеличиваются толщина кутикулы, площадь мезофилла и центрального цилиндра, площадь поверхности хвои и длина хвои; у Pinus  sylvestris L. в техногенных условиях возрастает площадь мезофилла. К. В. Ладанова и С. Н. Плюснина [4] в зоне действия выбросов целлюлозно-бумажного комбината г. Сыктывкара отметили увеличение площади поперечного сечения хвои Pinus  sylvestris L.  в сосняке черничном.

Таблица 1

Анатомические показатели строения хвои сосны эльдарской, произрастающей в примагистральных посадках г. Худжанда

признаки

номер площадки наблюдения

1

2

3

4

5

длина хвои (мм)

107,8±2,4

119,1±1,7*

134,9±3,7*

123,9±3,5*

98,2±2,0

Площадь поверхности хвои (мм2)

274,70±1,2*

261,99±1,4

349,08±1,7*

320,62±1,8*

265,5±1,2

Площадь поперечного среза хвои (мм2)

0,43±0,02

0,45±0,03

0,52±0,02*

0,48±0,03

0,44±0,02

Площадь центрального цилиндра (мм2)

0,11±0,005

0,12±0,005

0,16±0,005*

0,14±0,005

0,12±0,003

площадь мезофилла (мм2)

0,21±0,01

0,22±0,01

0,24±0,01*

0,22±0,01

0,21±0,01

число смоляных ходов (шт.)

1-2

1-2

1-3

2

1-2

диаметр смоляных ходов (мкм)

117,4±4,9*

241,8±12,0*

218,7±7,1*

138,6±6,2*

290,7±6,2

Высота кутикулы (мкм)

3,1±0,1*

2,7±0,1*

2,4±0,1*

3,4±0,1

4,0±0,1

Высота  эпидермы (мкм)

18,9±0,6

17,1±0,9

17,7±0,8

19,3±0,8

19,3±0,6

Высота  эндодермы (мкм)

28,2±1,4

27,6±1,3

27,3±1,3

29,5±1,3

31,3±1,4

Высота гиподермы (мкм)

16,8±0,7

14,9±0,5

16,5±0,3

17,5±0,6

17,0±0,8

Примечание: 1 - ул. Ленина, 2 - ул. К. Худжанди, 3 - 50 лет СССР, 4 - ул. 34 микрорайон,

5 - контроль; * - отмечены достоверные отличия от контроля.

Заключение

Таким образом, у сосны эльдарской в примагистральных посадках г. Худжанда отмечаются как негативные изменения анатомической структуры хвои, так и перестройки адаптивного характера, проявляющиеся в увеличении ее ксероморности. К негативным изменениям анатомической структуры на всех исследуемых улицах относится  снижение диаметра смоляных ходов и толщины кутикулы, к адаптивным - увеличение длины хвои и площади ее поверхности. Наибольшее количество достоверных изменений анатомических показателей хвои адаптивного характера выявлено у сосны на ул. 50 лет СССР - в сравнении с контролем достоверно удлиняется хвоя, увеличивается площадь ее поперечного среза, площадь центрального цилиндра и мезофилла.

Рецензенты:

  • Куприянов А. Н., д.б.н., профессор, зав. отделом «Ботанический сад» ФГБУ науки Института экологии человека  СО РАН, г. Кемерово.
  • Гагина Т. Н., д.б.н., профессор, член корр. СО РАН, профессор кафедры зоологии и экологии ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», г. Кемерово.

Библиографическая ссылка

Неверова О.А., Легощина О.М., Зокиров Р.С. ИЗМЕНЕНИЕ АНАТОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ХВОИ PINUS ELDARICA TEN. , ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В ПРИМАГИСТРАЛЬНЫХ ПОСАДКАХ Г. ХУДЖАНДА // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=6676 (дата обращения: 27.09.2021).

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