Оценка экологического состояния почвогрунтов в микрорайоне гимназии № 441

Авторы: Кузнецов Иван, Лещев Павел, 7 класс

ГБОУ гимназия № 441 Фрунзенского района Санкт-Петербурга

Руководитель: Деларова Е.В.

Почва – важный компонент экосистем. В городских условиях происходит формирование особых искусственно созданных почв – убраноземов или почвогрунтов. Особенностью загрязнения городских почв химическими веществами является то, что загрязнения происходят одновременно от множества источников, в результате этого в почве накапливается сложная многокомпонентная смесь химических веществ различной природы… Накопление в почве вредных для живых организмов веществ вызывает изменение биологических свойств почв и появление токсических свойств.

Определить степень токсичности почвы можно с помощью биотестирования. Биотестирование - метод определения качества среды по реакции живых организмов (тест-объектов). Энергия прорастания и всхожесть семян – важные показатели состояния почвогрунтов, потому что в этот период растения наиболее чувствительны к условиям среды.

В своей работе мы попытались оценить экологическое состояние почвогрунтов с различной антропогенной нагрузкой

Цель работы: Оценить экологическое состояние почвогрунтов с различной антропогенной нагрузкой в микрорайоне гимназии № 441

Задачи:

Провести биотеститрование почвогрунов с использованием Кресс-салата (Lepidium sativum L.) и Овса посевного (Avena sativa L.);

Определить энергию прорастания и всхожесть семян.

Методы исследования – экспериментальные. Энергия прорастания и всхожесть определялась с использованием водной вытяжки из почвенных проб 1:2,5 (почва : вода) в лабораторных условиях. Время настаивания проб почвы – 1 сутки. На фильтры, смоченные фильтратами, помещали по 20 семян овса и кресс-салата.

Место исследования. Отобраны 3 образца почвогрунтов с различной антропогенной нагрузкой и садовая земля для комнатных растений в качестве контроля, так как в состав готовых питательных смесей входят все необходимые для растений компоненты. Пробы отобраны во Фрунзенском районе Санкт-Петербурга

В октябре 2011 года проведен отбор проб почвогрунтов в микрорайоне гимназии № 441 Фрунзенского района Санкт-Петербурга.

Отбор проб осуществлялся с глубины 0 – 20 см. каждая проба сопровождалась этикеткой, на которой указывались место взятия пробы, дата и характеристика почвогрунта. Пробы почв высушивались, затем приготавливалась водная вытяжка из почвенных проб 1:2,5 (почва:вода). Время настаивания проб почвы – 1 сутки (5).

На фильтры, смоченные фильтратами, помещали по 20 семян овса и кресс-салата. Энергия прорастания определялась для кресс-салата на 3 сутки, для овса – на 4 сутки. Всхожесть определялась соответственно на 5 и 7 сутки (2,5). Одновременно с подсчетом проросших семян измерялись размеры корешка и проростка. Все данные фиксировались в журнале наблюдений ежедневно с 14.00 до 15.00. Корешки и проростки измерялись линейкой.

Энергия прорастания и всхожесть определялись в процентах от общего числа семян в пробе. Показатель степени деградации почв (8) определялся как отношение всхожести семян контроля к всхожести данного образца.

Энергия прорастания и всхожесть семян овса для образцов почвы из сквера и садовой земли составляет 100 %. Энергия прорастания семян овса образца у школы (№ 1) – 60 %, на газоне Бухарестской улицы (№ 3) – 47 %. Это на 40 % и 43 % соответственно ниже контрольного образца и только на 10 % и 7 % превышает результаты, полученные при полном отсутствии питательных веществ (дистиллированная вода) (табл.1).

Показатель всхожести семян овса выше: 85 % у школы и 80 % у проезжей части на Бухарестской улице.

По показателю степени деградации для семян овса почвы взятые на газоне улицы Бухарестской слабодеградированные, а почвы у школы и в сквере недеградированные (табл. 1).

Для семян кресс-салата не выявлено резких различий энергии прорастания для всех 4 образцов, она составляет 40 % - 50 %. Всхожесть семян кресс-салата в контрольном образце 100 %. Для образцов № 1, № 2, № 3 всхожесть семян практически одинаковая 70% - 74 %.

Степени деградации почв по всхожести семян кресс-салата оцениваются как среднедеградированные (табл.1).

В контрольной пробе изучаемые показатели были самыми высокими.

Таким образом, загрязнение почв от автотранспорта и вытаптывание снижают качество почв и приводят к уменьшению энергии прорастания и всхожести семян. Семена тест-растений по-разному реагируют на антропогенную нагрузку. Более чутко реагируют семена овса посевного.

 

№ пробы	Места взятия проб	овес посевной			кресс-салат
		Всхожесть	Энергия прорастания	Кратность уменьшения всхожести	Всхожесть	Энергия прорастания	Кратность уменьшения всхожести
1	Вытоптанная площадка перед школой	85%	60%	1,17	70%	50%	1,43
2	Центральная часть сквера	100%	100%	1,0	75%	40%	1, 33
3	Бухарестская улица, газон у проезжей части	80%	55%	1,25	75%	40%	1,33
4	Садовая земля	100%	100%	–	100%	50%	–
5	Вода	50%	40%	–	45%	15%	–

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1. Энергия прорастания, всхожесть семян и степень деградации почв (8)

Во всех пробах к концу опыта сохранились проростки, причем размеры их (длина корешка и высота проростка) в контрольной пробе в 10 и более раз меньше, чем в почвенных пробах.

При прорастании первым появляется корешок. За время проведения наблюдений у овса во всех образцах почвы сформировались корешки и проростки. Формирование проростков в образцах № 2 (сквер) и № 4 (садовая земля), которые испытывают наименьшую антропогенную нагрузку, началось уже на 3 сутки и к концу опыта составили 10-15 см. Образец № 3 (Бухарестская улица) – проростки овса в 3 раза меньше и составили 4 см.

У кресс-салата проростки появились только на 5 сутки. Лучше всего проростки и корешки развивались в образцах № 2 и № 4 и достигли 1,8 см и 0,8 см соответственно. В контрольном образце и образце с газона на Бухарестской улице размер проростков составил 0,1 – 0,2 см, только появились семядольные листочки.

Для образца почвогрунта около проезжей части на Бухарестской улицы длина корешка овса в 1,4 раза, а кресс-салата в 3 раза меньше, чем в контрольной пробе. Высота проростка овса в 2,5 раза, кресс-салата в 9 раз меньше контроля.

Таким образом, самые низкие показатели энергии прорастания, всхожести семян, медленное развитие проростков отмечены для пробы отобранной около проезжей части на Бухарестской улице. Это связано, вероятно, с наибольшей антропогенной нагрузкой на почвы.

Вытаптывание и уплотнение почв так же снижает энергию прорастания и всхожесть семян. Однако на эти процессы в ходе наших исследований более чутко реагировали семена овса.

В результате наших исследований можно сделать следующие выводы:

Самые низкие показатели энергии прорастания и всхожести семян отмечены для образцов, испытывающих наибольшую антропогенную нагрузку (воздействие автотранспорта и вытаптывание), что указывает на неблагоприятное состояние почвогрунтов в местах взятия этих проб;

Семена тестовых растений по-разному реагируют на антропогенную нагрузку.

Литература

Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: Учеб. пос. / Под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Егоровой. М.: Академия, 2007. 288 с.

Государственный Стандарт Союза ССР. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. ГОСТ 12038-84.

Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения. Докл. По экологическому почвоведению, № 1, вып. 13, 2010, с 1-18

Маячкина Н.В., Чугунова М.В. Особенности биотестирования почв с целью их экотоксикологической оценки. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2009, № 1, с. 84–93

Методика выполнения измерений всхожести семян и длины корней проростков высших растений для определения токсичности техногенно загрязненных почв. ФР.1.39.2006.02264.

Пятуха, В.И. Биологические особенности и агротехника выращивания Кресс-Салата на продовольственные и семенные цели в условиях Тюменской области : Автореферат дис. ... кандидата сельскохозяйственных наук: Тюменская государственная сельскохозяйственная академия, 2004

Стрижова Ф.М. Биологические особенности и технология возделывания основных полевых культур в Алтайском крае: учебное пособие. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. 124 с.

Чеснокова С.М., Чугай Н.В. Биологические методы оценки качества объектов окружающей среды : учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 2. Методы биотестирования: Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008, 92 с.

Шабалина О.М., Демьяненко Т.Н. Фитотестирование городских почв с помощью салата посевного (Lactuca Sativa) и Клевера белого (Trifolium Repens) Мат.межд.заоч.науч.конф. «Проблемы современной аграрной науки». – Красноярск: Изд-во Красноярского государственного университета. 2008, с. 29-30.