ЗМІСТ Людина – рослина: чи є співіснування?! Грицан Ю. І., Андрух А. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Рослини як детермінанти розвитку вторинних екосистем на порушених гірничими роботами землях Шапар А. Г., Сметана С. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Этиология аллергических заболеваний на примере Приднепровского региона Дитятковская Е. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Рідкісні види урбанофлори містечок східного Поділля як структурних елементів регіональної екомережі Драпалюк Н. В., Мудрак О. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Оцінка комбінованого впливу забруднюючих речовин на фізіологічний стан рослин Феденко В. С., Шемет С. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Екологічно безпечні регулятори росту рослин Гармаш С. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
Влияние лесной растительности на миграцию органо-минеральных веществ в степной зоне Цветкова Н. Н., Дубина А. А., Якуба М. С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Фізіолого-біохімічні показники стану деревних рослин в умовах промислових зон Степового Придніпров’я Василюк О. М., Кулік А. Ф. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Використання деяких рослин штучних екосистем для визначення рівня техногенного забруднення Попов В. Я. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Оцінка ефективності застосування сорбент-меліорантів для детоксикації ґрунтів, забруднених важкими металами Шевченко О. А., Крамарьова Ю. С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
УДК 502.75 ЛЮДИНА – РОСЛИНА: ЧИ Є СПІВІСНУВАННЯ?! Грицан Ю. І., Дніпропетровська обласна організація Всеукраїнської екологічної ліги, Дніпропетровський державний аграрний університет, Андрух А. М., Дніпропетровська міська організація Всеукраїнської екологічної ліги Рослина – важлива складова довкілля, утворювач органічної речовини, регулятор якості повітря, незамінний учасник кругообігу речовини, основа трофічних ланцюгів та й взагалі життя на Землі. Нині рослину сприймають здебільшого як ресурс, який ми експлуатуємо, а не як живу істоту зі своїми правами на існування, що й спричинило в цілому споживацьке ставлення до неї. З півмільйонного видового складу рослин людина безпосередньо стикається майже 10 % видів, однак ускладнила існування переважної їх більшості. Зникнення будь-якого виду рослин – це небезпека не лише для всієї системи рослинних угруповань, їх стійкості, тривалості життя, відновлення, а й для стабільності середовища існування самої людини, тому якість життя неможлива без збереження рослинного світу планети. Все це свідчить про необхідність вивчати рослини, їхні життєві функції, роль у природі, щоб запобігти впливу негативних чинників, які спричинюють загибель як окремих видів, так і угруповань. Роль рослини в житті людини багатогранна й незамінна, та чи віддячуємо ми повною мірою тій істоті, яка створює основу життя? Порушивши взаємозв’язки та саморегуляцію природних екосистем, людина спричинила істотні зміни умов життя рослин, призвела до зникнення зі складу фітоценозів в першу чергу тих, хто їй допоміг на шляху еволюції. На жаль, такі форми охорони природного середовища, як заповідання, червоні списки, природоохоронні закони, популяризація самі по собі не вирішать питання зникнення рослинних організмів. Необхідна передумова – формування культури співіснування між людиною та рослиною, розуміння прав на життя і самої рослини. Якого б рівня не досягла цивілізація, життя людини буде завжди пов’язане з природним середовищем, в тому числі і з рослиною, а звідси – необхідність збереження видового складу флори як частини загальної екологічної проблеми відтворення середовища. Ще в 1923 р. А. Швейцер запропонував принцип нової етичної системи – первинності життя, де зробив акцент на тому, що, шукаючи відмінності між 2
різними формами життя, можна дійти висновку: можливе існування життя, яке нічого не варте, якому можна заподіяти шкоду і знищенню якого можна не надавати значення. Сьогодні в суспільстві, як ніколи раніше, запанували ідеї антропоцентризму замість екоцентризму, відбувається непрофесійне висвітлення у ЗМІ реклами різних виробників начебто з екологічним підтекстом, де сповідується швидше нетерпимість до інших форм життя, а зміст екології як науки став характеристикою речей. Реальні екологічні знання не поширюються та значно відстають від аудиторії через недостатнє впровадьження системи екологічної освіти і не впливають на мотивацію вчинків людей, що призвело до нинішніх дилем: «людина–тварина», «людина–рослина» і «людина–мікроорганізми» тощо. Тому формування екологічної культури як окремих осіб, так і суспільства в цілому, а також навичок, фундаментальних екологічних знань, екологічного мислення і свідомості, що ґрунтуються на ставленні до природи як універсальної, унікальної цінності, – передумова гармонійного розвитку людства. Попереду – формування усвідомлення безперспективності технократичної ідеї розвитку цивілізації й необхідності заміни її на екологічну, що базується на розумінні єдності всього живого й неживого у складно організованій універсальній екосфері гармонійного співіснування й розвитку.
УДК 504:349.417 РОСЛИНИ ЯК ДЕТЕРМІНАНТИ РОЗВИТКУ ВТОРИННИХ ЕКОСИСТЕМ НА ПОРУШЕНИХ ГІРНИЧИМИ РОБОТАМИ ЗЕМЛЯХ Шапар А. Г., Сметана С. М., Інститут проблем природокористування та екології НАН України Україна входить до десятки світових лідерів за рівнем розвитку гірничодобувної промисловості. Наслідками такого розвитку є процеси порушення земель, що зумовлюють деградацію ґрунтового та рослинного покриву, зміни фауністичних комплексів, гідрологічного режиму місцевості, утворення техногенного рельєфу. Порушеними називають землі, що втратили свою первісну господарську цінність і стали джерелом негативного впливу на навколишнє середовище [1]. Сьогодні налічується 162 тис. га таких земель. У той же час в Україні в процесі створення екологічної мережі виникає цілий ряд правових, організаційних та соціальних проблем. Дефіцит природоохоронних земель, значне сільськогосподарське та промислове використання територій, недосконалість правових, фінансових можливостей держави для відчуження та приватна власність на землю не дають змоги говорити про успішність формування екологічної мережі. В Інституті проблем природокористування та екології НАН України розроблено механізм, який дає можли3
вість вирішити більшість згаданих питань у техногенно навантажених регіонах за рахунок використання порушених гірничими роботами земель для потреб збереження та охорони біорізноманіття. Ключовим фактором тут є використання посттехногенних ландшафтів як природоохоронних територій [2]. Підприємства, на балансі яких перебувають ці землі, не виплачують податок за місцем реєстрації, а натомість виділяють кошти на облаштування та прискорення процесів відновлення екосистем. Поліпшується стан навколишнього середовища. Місцеве населення одержує доступ до рекреаційних та туристичних зон, науковці – унікальну можливість для дослідження розвитку екосистем на порушених гірничими роботами землях. Розроблена схема відрізняється від прийнятої за державними стандартами. Адже традиційна технологія передбачає терасування схилів, що призводить до знищення майже половини деревних та чагарникових угруповань, збільшення площ під об’єктами гірничодобувної діяльності, формування примітивних ценозів та ґрунтів. Тому й виникла ідея створення ландшафтних форм, сприятливих для розвитку певних угруповань біоти. В цілому на посттехногенних ландшафтах схема передбачає створення територій, що охороняються, відновлення екосистем, ґрунтів, ландшафтів, біорізноманіття тощо, забезпечення їх сполучення з природними елементами екологічної мережі і в подальшому використання у рекреаційно-туристичній та господарській діяльності [12]. Для цього фахівці Інституту створили, а обласна Рада народних депутатів затвердила програму «Використання порушених земель гірничодобувних підприємств в якості відновлювальних елементів екомережі Криворізького залізорудного та Нікопольського марганцеворудного басейнів», яка передбачає створення Інгулецького та Солоно-Базавлуцького екологічних коридорів [1]. Відповідно до розробок Інституту виникає необхідність вибору ефективних заходів відповідно до типу створюваних екосистем (типу рослинності). Ще В. Р. Вільямс у своїх роботах відзначав 4 рослинні формації відповідно до ідеї біологічного кругообігу речовин: деревну, лучну, степову та пустельну. Спрямованість наших робіт, які мають задовольнити потреби будьякого користувача, орієнтована на створення лісової, степової, прибережноводної та рудеральної рослинності. Лісова формація представлена деревними, чагарниковими та трав’янистими видами, лучна – трав’янистими вологолюбними видами, які потребують значного зволоження та здатні витримувати певне засолення, степова – трав’янистими видами, засухостійкими, часто злаковими, прибережно-водна – специфічною вологолюбною рослинністю, приуроченою до водойм, специфічна рудеральна формація представлена бур’янистими та часто інвазійними видами. Остання створюється у разі необхідності швидко покрити субстрат рослинністю. Для розподілу місцезростань на зони та вибору відповідних активізаційних заходів ми створили комплексну систему врахування визначальних факторів відновлення вторинних екосистем, зокрема якість порід, зволожен4
ня та кут нахилу схилу у трьох шкалах триграм (рисунок 1). Запропонована нами схема «триграм зонування» дає змогу визначити можливості розвитку певного типу рослинності у конкретному місці, що разом зі специфічними технологічними рішеннями активізації відновлення рослинності допоможе сформувати необхідний тип екосистем (таблиця 1). Пріоритетним напрямом розвитку рослинності на посттехногенних ландшафтах є створення «вузлів відновлення» з груп по кілька рослин в локалітетах з найоптимальнішими умовами і з програмуванням розселення організмів найактивнішими літогеохімічними потоками. Для цього знову ж таки є потреба у визначенні оптимальних умов існування рослинності.
Рис. 1. Триграма визначення умов формування рослинності
Створення умов, необхідних для лісової рослинності, у степовій жаркій, посушливій зоні на порушених гірничими роботами землях є дуже складною, але здійсненою справою. Зробити це можна, моделюючи ландшафтні форми на всіх етапах відновлення. У жодному разі не слід вирівнювати форми рельєфу (проводити планувальні роботи), адже саме в западинах, борознах, заглибинах формуються «м’якіші» мікрокліматичні умови. Остаточне відсипання слід здійснити кам’янистими насипами, що створює передумови для конденсаційного зволоження. По заглибинах, борознах, западинах потрібно розподілити незначну кількість поживного субстрату (осадів стічних вод) у суміші з насінням деревних рослин (таблиця 2). Для формування стабільного лісового покриву слід висаджувати деревні та чагарникові саджанці у запланованих місцях, дерева у найнижчих локалітетах, в яких накопичуватимуться волога та поживні речовини, а чагарники можна рекомендувати для схилів та підвищень. Така схема дасть можливість сформувати для дерев специфічні затінені та захищені від вітрів умови. Для лісової рослинності рекомендують знижені форми рельєфу (западини), стики різноспрямованих схилів, схилів та рівних поверхонь тощо. 5
Таблиця 1 Необхідні умови для формування різних типів екосистем № пп 1.
2.
3.
4.
Рослинна формація Лісова
Специфічні технологічні рішення Западини, борозни, Кам’янисті наси- Конденсаційне зволожензаглибини, що черпи, поживний ня, змішування насіння гуються з пагорбами субстрат чорнодеревних рослин з насипзем, суглинок по ним субстратом, осадами заглибинах стічних вод, висаджування саджанців дерев та чагарників Степова Вирівняні поверхні, Необхідність на- Нанесення осадів стічних підвищення, схили несення родючо- вод, їх змішування з наго шару сінням трав (люцерна, буркун, конюшина) Прибережно- Заглибини з підпором Впресована глина Селективне відсипання водна води (кар’єри, хвосу водопідпорі, порід, концентрація водтосховища) та значні суміші на берегах них потоків, внесення площі водозбору осадів стічних вод по берегах Рудеральна Будь-які Не потребує Внесення органічних речовин та насіння Рельєфні параметри
Субстрат
Створити угруповання, подібні до степових, набагато легше, однак цей процес потребує знання особливостей сукцесійного розвитку рослинності на техногенних ландшафтах. Важлива умова, яку необхідно реалізувати – створити родючий шар ґрунту. Тому для степової рослинності найкраще підійдуть вирівняні поверхні, підвищення з нанесеним родючим шаром (чорноземи, суглинок), можливе додавання осадів стічних вод. Істотною перешкодою розвитку степової рослинності є заселення рудеральних (сміттєвих) видів на щойно створеному родючому шарі. Для подолання цієї проблеми рекомендують вносити насіння степових трав та злаків, особливо перспективними є бобові – люцерна, буркун, конюшина тощо, які пришвидшують сукцесійні процеси та створюють умови для формування злакової стадії формування рослинного покриву. Прибережно-водна рослинність приурочена до водойм, тому для її розвитку необхідно провести планувальні роботи з їх створення. Такий напрям є перспективним на хвостосховищах, в яких вода вже є, та у кар’єрних ландшафтах, в яких вода надходить з водоносних горизонтів та акумулюється з поверхонь навколишніх територій. Однак є достовірні відомості про тимчасові та постійні водойми на відвалах Кривбасу. Розмір їх невеликий, однак значення для екосистем важко переоцінити. Функціонування водойм потребує додержання трьох основних умов: підпір води – водоізолюючий шар у ложі водойми (впресована глина), значні площі водозбору або штучне подавання води та захист від засмічення. Найпростіше створити рудеральні угруповання (бур’янисті). Часто вони самостійно заселяються на покинутих та порушених землях. Для швидкого створення високопроективного рослинного покриву рекомендують у про6
цесі відвалоутворення й при остаточному використанні інших ландшафтів засипати їх четвертинними породами (глини, суглинки) та додавати осади стічних вод, насіння некарантинних бур’янів. Це активізує розвиток бур’янистих угруповань. Бур’яниста рослинність розвивається також на кам’янистих, шламових та інших субстратах, і в цьому, напевно, полягає її цінність як стартового елемента розвитку вторинних екосистем на порушених гірничими роботами землях. Рудеральна рослинність створює умови для формування інших типів рослинних формацій. Отже, формування вторинних екосистем на порушених гірничими роботами землях потребує визначення спрямованості формування рослинного покриву та вибору відповідних активізаційних заходів. Це в свою чергу дає можливість говорити про рослинність як про визначник розвитку вторинних екосистем. Література: 1. Шапар А. Г., Скрипник О. О., Копач П. І. та ін. Науково-методичні рекомендації щодо поліпшення екологічного стану земель, порушених гірничими роботами (створення техногенних ландшафтних заказників, екологічних коридорів, відновлення екосистем) / За ред. А. Г. Шапара. – Дніпропетровськ: Моноліт, 2007. – 270 с. 2. Шапар А. Г., Півень В. О., Скрипник О. О., Романенко В. Н., Сметана С. М. Примноження рекреаційно-туристичного потенціалу шляхом створення ландшафтних заказників на девастованих територіях Кривбасу // Екологія і природокористування: Збірник наукових праць Ін-ту проблем природокористування та екології НАН України. Випуск 10. – Дніпропетровськ, 2007. – С. 71–82.
УДК 614.7:614.8.026.1 ЭТИОЛОГИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ НА ПРИМЕРЕ ПРИДНЕПРОВСКОГО РЕГИОНА Дитятковская Е. М., заведующая городским аллергическим центром, главный аллерголог г. Днепропетровска Заболевания, возникающие в результате сенсибилизации организма к пыльце ветроопыляемых растений, называют поллинозами. Они широко распространены во всем мире. По данным экспертов ВОЗ, ими страдают от 10 % до 40 % населения разных стран, а удельный вес поллинозов среди других аллергических заболеваний достигает 29 %. 7
Традиционно термины поллиноз и сезонная аллергия отождествляют. Однако сезонные проявления связаны не только с пыльцой растений. Вегетация некоторых видов микроскопических грибов также имеет определенную сезонность. Часто концентрация спор в атмосферном воздухе в несколько десятков раз превышает уровень пыльцы растений. Пыльца растений и спектр спор грибов в атмосферном воздухе индивидуальны и зависят от климатографических условий, метеоситуации, а потому распространенность гиперчувствительности к плесневым грибам разнообразна. Специалисты отмечают необходимость широкого внедрения и использования результатов аэробиологических исследований в клиническую практику для улучшения контроля за течением сезонной аллергии. В Украине существует три волны поллиноза: первая связана с деревьями, вторая – с луговыми травами и злаками, третья – с сорными травами. Разнообразие клинических проявлений поллинозов обусловлено полиморфизмом симптомов заболевания, поэтому их ранние признаки часто не связывают с этиологическими факторами – пыльцой и тем более грибками, а диагноз аллергического заболевания ставится через много лет при уже сформировавшейся патологии. Проявления аллергического ринита: сезонность заболевания (четкое начало и конец), перекрестная аллергия на препараты, изготовленные на основе трав или соцветий, перекрестная аллергия на пищу: мед, орехи, семечки, халву, подсолнечное и кукурузное масло, арбуз, горчицу, майонез, дыни. За последние годы в нашем регионе отмечается «эпидемиологический всплеск» поллинозов, пик которых приходится на август–сентябрь, в период палинации сорных трав (амброзии, лебеды, полыни, подсолнечника, кукурузы, циклахены). В сезон цветения этих растений количество вызовов скорой помощи по причине обострения поллинозов в нашем городе в 2008 г. достигало 220 в день, треть из которых – к детям. Обращаемость населения за медицинской помощью по поводу обострения поллиноза в период с 6 июля по 21 сентября 2008 г. в г. Запорожье можно проиллюстрировать следующими показателями (человек/сутки): с 6 июля по 9 августа количество обращавшихся за помощью колебалось в интервале 80–120 человек в сутки, начиная с 9 августа оно стало резко возрастать и достигло максимального значения (310 человек/сутки) 31 августа. Было выявлено, что обращаемость за СМП в зависимости от пика концентрации пыльцы приходится в третью волну поллиноза (26–31 августа): обращаемость – 80 человек в сутки при максимальной концентрации пыльцы в это время. Рассматривая структуру гиперчувствительности населения к сезонной аллергии, следует отметить, что 91,4 % населения страдает от пыли, 85 – от строительства, 81,8 – подвержены пищевой и кожной гиперчувствительности и 75 – грибковой. В таблице приведены данные кожных аллергопроб на пыльцу наиболее распространенных растений степной зоны. 8
Таблица – Спектр пыльцевой гиперчувствительности по данным кожных аллергопроб Растение Амброзия Циклахена Подсолнечник Мятлик Полынь Одуванчик
Гиперчувствительность, % 64,4 48,8 46,6 43,0 32,2 27,6
Растение Кукуруза Овсяница Береза Лебеда Пырей Тополь (пух)
Гиперчувствительность, % 23,6 23,6 21,6 21,4 10,3 9,0
Необходимо обратить внимание на плесневые грибы (alternaria и сladosporium), так как их споры проявляются как этиологический фактор сезонной аллергии. Аlternaria – повсеместно распространена на многих растениях, в почве, пищевых веществах и тканях. Ее много в областях, где произростают злаковые. Сladosporium – обнаруживается во всех частях света в воздухе. Часто колонизирует отмирающие растения. Обнаруживается в немытых холодильниках, на серых оконных рамах, в зданиях с плохой вентиляцией. Рассматривая спектр гиперчувствительности кожи к плесневым грибам, можно отметить, что она наиболее чувствительна к грибам alternaria – 55,9 %, к грибам сladosporium – 28 %. Воздушный спектр спор грибов распределен следующим образом: сladosporium – 69 %, alternaria – 10 %, другие споры – 21 %. Способы контроля поллиноза, которые в настоящее время рекомендуются и широко внедряются в медицинскую практику, следующие: мониторинг концентрации пыльцы в атмосферном воздухе, предсезонная медикаментозная профилактика обострений, адекватное лечение в случае обострения, лечение поллинозов в межсезонье – специфическая аллерговакцинация. В заключение можно совершенно определенно утверждать, то этиологическим фактором сезонной аллергии в нашем регионе выступают пыльца растений и споры грибов. Предложенная схема предсезонной профилактики обострения поллиноза, а также адекватная терапия в случае возникновения симптомов позволили нам в большинстве случаев контролировать сезонные проявления аллергии. Для оптимизации профилактики заболевания поллинозом и повышения эффективности контроля его течения необходимо внедрять и учитывать результаты регионального аэробиологического мониторинга основных видов спор и пыльцы.
9
УДК 504.6(477.43/44):502.7 РІДКІСНІ ВИДИ УРБАНОФЛОРИ МІСТЕЧОК СХІДНОГО ПОДІЛЛЯ ЯК СТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ РЕГІОНАЛЬНОЇ ЕКОМЕРЕЖІ Драпалюк Н. В., Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Мудрак О. В., Національний авіаційний університет Вступ. В сучасних умовах антропогенного тиску на екосистеми одним з найефективніших заходів збереження рослинності є надання статусу заповідності об’єкту та включення його до екологічної мережі. Дієвим аспектом охорони і збереження флористичного різноманіття, у т. ч. раритетних видів рослин, є інвентаризація та встановлення сучасного стану популяцій рідкісних видів, дослідження їх біоекології та розроблення заходів охорони. Важливим структурним елементом регіональної екомережі є біоцентри – територіально замкнуті ділянки з натуральною чи близькою до неї рослинністю, що має велике значення для збереження генофонду ландшафту і виявляє оптимізуючий вплив на прилеглі території. Для агроландшафту функції біоцентрів виконують окремі ліси, гаї (діброви), ділянки степів, лук, боліт, закрайки полів, сіножаті, пасовища, інша природна рослинність, екотони, для урболандшафту – парки (дендро-, зоо, парки-пам’ятки садово-паркового мистецтва), ботанічні сади, лісопарки, сквери, бульвари, алеї, клумби, оранжереї, заплави, надзаплавно-терасові комплекси, ареали приватної забудови з присадибними садовими чи парковими насадженнями, де збереглися рідкісні види. Мета дослідження. Визначення сучасного стану популяцій рідкісних видів судинних рослин урбанофлори містечок Калинівка, Козятин, Немирів, Іллінці та проведення інвентаризації насаджень й систематичного аналізу дендрофлори. Об’єкт та методи досліджень. Об’єктом дослідження обрано території, на яких є рідкісні види судинних рослин урбанофлори містечок Східного Поділля – Калинівки, Козятина, Немирова, Іллінців. Досліджуванні містечка є досить розвинутими промисловими районними центрами, що істотно впливає на їх урбанофлору та екологічний стан. Дослідження рідкісних видів рослин проводили напівстаціонарним способом у 2006–2008 рр. (метод маршрутних обстежень). У роботі використано також порівняльний морфолого-географічний метод; досліджено власні збори гербарію. При обстеженні визначали такі показники, як вид, кількість особин, місцезростання. 10
Результати дослідження та їх обговорення 1. Стислі відомості про об’єкт Досліджувані містечка знаходяться на території Східного Поділля (Вінницька область). Калинівка – місто районного підпорядкування, площею 9,8 км2, розташоване на рівнині Подільського плато вздовж берегів річки Жердь – притоки Південного Бугу. Місто знаходиться на півночі регіону, відстань до обласного центру – 25 км. З 1938 р. Калинівку віднесено до категорії селищ міського типу. З 1969 р. населені пункти Варшиця, Вільхова і Шевченівка об’єднали з Калинівкою, вони стали її околицями. У 1979 р. Калинівці Президією Верховної Ради України надано статус міста районного підпорядкування. Станом на 1 січня 2005 р. у Калинівці проживало 19,8 тис. чоловік [6]. Козятин розташований на відстані 75 км від обласного центру – м. Вінниці, в північно-східній частині області у верхів’ях річки Гуйви, за 150 км від столиці держави – м. Києва. Козятин – важлива вузлова станція Південно-Західної залізниці, через місто проходить автомагістраль Київ – Біла Церква – Кременець. Площа міста – 1229,04 га. За переписом (2001), населення Козятина разом з передмістям Залізичне становило близько 27,7 тис. чол. [6]. Місто Козятин відрізняється від інших досліджуваних міст потужним залізничним вузлом, за рахунок цього збільшується відповідно територія міста і відбувається розвиток промисловості. Місцевість, де розташований Немирів, заселена здавна. В урочищі Городище неподалік Немирова виявлено залишки поселення трипільської культури. В цьому ж урочищі є одне з найбільших (150 га) скіфських городищ VII–VI ст. до н. е. Воно оточене могутніми валами – 32 м завширшки, 9 м заввишки та 5,5 км завдовжки. У Х–ХІ ст. на цьому місці було давньоруське поселення. За переказами, на місці цього поселення утворилося місто Мирів, яке під час монголо-татарської навали було вщент зруйноване. Наприкінці XIV ст. виникло нове місто Немирів. Нині це одне з найбільших міст області, його площа – 13 км2, населення – 11,7 тис. чол. [6]. Іллінці знаходяться в північно-східній частині Східного Поділля, площа – 10,87 км2, відстань до обласного центру – 74 км. Тут проживає 12 557 чоловік. Містечко розташоване на Волинсько-Подільському кристалічному масиві і частині давнього Сарматського моря. Тому на його околицях трапляються кристалічні породи – граніт, гнейс, пісковик, з осадових порід – різні глини, які вкриті степовими ділянками. Великим природним багатством Іллінеччини є ліси з породами дуба, ясена, граба, клена та осики [6]. 2. Рідкісні види рослин урбанофлори Калинівки, Козятина, Немирова, Іллінців В результаті проведених досліджень на території містечок Калинівки, Козятина, Немирова, Іллінців складено список рідкісних рослин, які занесено до Червоної книги України (1996) та регіонального списку рідкісних рослин Вінницької області (2008), який налічує 11 видів, занесених до другого видання Червоної книги України: Allium ursinum L., Heracleum pubescens (Hoffm.) Bieb., Epipactis heleborine (L.) Crantz, Cypripedium calceolus L., 11
Leotopodium alpinum Cass, Lilium martagon L., Platanthera bifolia (L.) Rich., Platanthera chlorantha (Cust.) Reichenb., Sternbergia colchiciflora Waldst., et Kit., Trapa natans L. s. str., Galanthus nivalis L. [4]. Ряд рідкісних видів рослин малих міст Вінниччини потребує охорони на регіональному рівні. У досліджених урбанофлори виявлено 9 видів судинних рослин, які охороняються на регіональному рівні: Equisetum hyemale L., Valeriana exaltatfa Mixan, Nymphaea alba L., Narcissus angustifolius Curt., Scilla bifolia L., Primula veris L., Crambe tataria Sebeok, Corydalis solida (L.) Clairv., Convallaria majalis L. Більшість видів рослин представлена в зовнішній субурбанзоні Іллінців та Козятина, нині це територія двох заказників загальнодержавного значення: «Сестринівська дача» – 8 квартал Козятинського лісництва та «Іллінецький» – 35, 37 і 47–50 квартали Іллінецького лісництва. Також виявлено ряд популяцій в містах Немирів та Калинівка [2]. Нижче подаємо відомості про рідкісні і зникаючі види рослин міст Калинівки, Козятина, Немирова, Іллінців [1, 3, 5]: 1. Epipactis heleborine (L.) Crantz (ІІ категорія) – трав’янистий полікарпик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому заказнику на рівнині, яка вкрита грабово-ясеново-дубовим лісом. Цей вид утворює нечисленні популяції. 2. Platanthera bifolia (L.) Rich. (ІІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зростання виду виявлено в 35 кварталі Іллінецького лісництва і у 8 кварталі Козятинського лісництва. Також цей вид виявлено в м. Калинівці, зокрема в дубово-грабовому лісі, кількість популяцій незначна. 3. Platanthera chlorantha (Cust.) Reichenb. (ІІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому заказнику, в 35 кварталі Іллінецького лісництва. 4. Scopolia carniolica Jacq. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому лісництві. 5. Allium ursinum L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому лісництві. Кількість популяцій досить значна. 6. Cypripedium calceolus L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Реліктовий вид, відомий з дольодовикової епохи. Місце зростання виду виявлено у 8 кварталі Козятинського лісництва. Кількість популяцій незначна. 7. Lilium martagon L. (ІІ категорія) – трав’янистий полікарпик, диз’юнктивно-ареальний вид. Місце зростання виду виявлено в Калинівському лісі. Цей вид досить поширений, проте утворює нечисленні популяції, в яких трапляються особини різного віку. 8. Leotopodium alpinum Cass (І категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зростання виду виявлено в м. Калинівці. Цей вид має незначні популяції. 9. Trapa natans L. (ІІ категорія) – трав’янистий полікарпик. Місце зростання виду виявлено в ставку м. Калинівки. Вид має нечисленні популяції. 10. Heracleum pubescens (Hoffm) Bieb. (І категорія) – трав’яний полікарпик, ендемічний вид. Місце зростання виду виявлено в м. Іллінцях, перева12
жно на околицях при дорозі. Цей вид має незначні популяції, можна сказати, поодинокі. 11. Sternbergia colchiciflora Waldst. et Kit. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Реліктовий вид. Місце зростання виду виявлено в м. Немирові, на території дендросаду. Цей вид утворює нечисленні популяції, кількість квітуючих особин становить 30–35 екземплярів. 12. Galanthus nivalis L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик, підсніжник білосніжний – типовий ефемероїд, важлива лікарська рослина. Місце зростання виду виявлено в основному в листяних лісах, зокрема в містах Калинівці, Іллінцях. Вид утворює нечисленні популяції. Висновки. Отже, раритетні види досліджуваних містечок представлені нечисленною кількістю видів. Найпоширеніші види в м. Іллінцях – 8 видів. На нашу думку, це зумовлено; по-перше, збереженням значних природних ділянок, по-друге, збереженням рідкісних рослин в діючому Іллінецькому заказнику загальнодержавного значення. Разом з тим негативно діє антропогенний чинник: збирання рослин на продаж, випасання худоби та скошування, несанкціоноване приватне будівництво, а також значний вплив має промислове виробництво міст. Значно краще представленні рослини, що охороняються на регіональному рівні.
1. 2. 3. 4.
5. 6.
Література: Определитель растений Украины. – К.: Наукова думка, 1987. – 547 с. Реєстр природно-заповідного фонду Вінницької області. – Вінниця, 2005. – 52 с. Липа О. Л., Федоренко А. П. Заповідники та пам’ятки природи України. Реєстраційний довідник. – К.: Урожай, 1969. – 187 с. Червона книга України. Вони чекають на нашу допомогу / Упорядники О. Ю. Шапаренко, С. О. Шапаренко. – 2-ге вид., зі змінами. – Х.: Торсінг плюс, 2008. – 384 с. Григора І. М., Соломаха В. А. Рослинність України. – К.: Фітосоціоцентр, 2005. – 452 с. http://uk.wikipedia.org.
13
УДК 58.04:581.142:547,587 ОЦІНКА КОМБІНОВАНОГО ВПЛИВУ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН НА ФІЗІОЛОГІЧНИЙ СТАН РОСЛИН Феденко В. С., Шемет С. А., Науково-дослідний інститут біології Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара Тенденції змін фізіологічного стану рослин за умов полікомпонентного техногенного забруднення залежать як від концентрації токсичних речовин у природних середовищах, так і від ефектів їхньої взаємної дії. Закономірності змін функціонального стану рослин, індукованих комбінованою фітотоксичністю ксенобіотиків, не з’ясовано. На цей час облік ефекту сумації при нормуванні забруднень базується на регламентованих гранично допустимих концентраціях ксенобіотиків для деяких природних середовищ. Такі нормативні показники визначають за умов роздільного впливу конкретного токсиканта, не враховуючи можливі ефекти сумісної дії за наявності інших ксенобіотиків. Неадекватність сучасної системи оцінювання допустимого рівня полікомпонентного забруднення може призвести до непрогнозованих наслідків у функціонуванні рослинних організмів за умов зростаючого антропогенного навантаження на екосистеми. Мета роботи – розроблення методичних основ об’єктивної оцінки комбінованого впливу ксенобіотиків на фізіологічний стан рослин. Розв’язання цієї актуальної проблеми базується на нових теоретичних результатах та методичних підходах, розроблених у процесі системних досліджень фізіолого-біохімічних аспектів токсичного впливу ксенобіотиків на рослини. Враховуючи двофазний характер загальної реакції рослинного організму на стресорну дію, на першому етапі дослідження з використанням математичного моделювання розроблено метод визначення роздільного впливу токсикантів на функціональний стан рослин (пат. № 71291). Метод дає можливість проводити тестування адекватно наявності обох фаз відповідної реакції – стимуляції («hormesis») або пригнічення тест-функцій залежно від дози токсиканта. Зміни фізіологічного показника залежно від концентрації ксенобіотика визначаються функціональною залежністю, яка має вигляд модифікованої експоненти. За наявності обох фаз відповідної реакції організму математична модель становиться з двох блоків. Вплив токсикантів діагностують за значеннями коефіцієнтів залежності, які розраховують на основі експериментальних результатів. З використанням цього методу з’ясовано особливості біологічного ефекту важких металів і гербіцидів з різними сайтами дії. Використовуючи таку функціональну залежність, розроблено метод визначення комбінованої дії ксенобіотиків (пат. № 25709). Цей метод ґрун14
тується на встановленні співвідношення експериментальної та теоретичної залежності фізіологічного показника від концентрації токсикантів. Результатом тестування є залежність діагностичного показника від дози факторів, що також має вигляд модифікованої експоненти і дає змогу встановлювати тип взаємної дії стресорів (антагонізм, синергізм, адитивність). Розроблено також інший варіант діагностики (пат. № 23658), який включає встановлення співвідношення інкременту нелінійної регресивної функції тестового показника у разі взаємної дії факторів за довільної комбінації їхніх доз до інкременту функції при незалежній дії факторів. Цей метод має такі переваги порівняно з відомими діагностичними прийомами: тестування рослинного об’єкта проводять у діапазоні доз різних факторів за їхньої довільної комбінації; на основі функціональних залежностей можливі прогнозні оцінки за різних варіантів комбінацій факторів; нелінійність відгуку об’єкта дає можливість встановити зміни тестового показника у складних процесах; проведення аналізу усіх можливих поєднань доз факторів у межах заданих діапазонів; прогнозування комбінацій факторів з максимальним синергізмом або антагонізмом; довільність у виборі схеми тестування; можливість діагностики впливу комбінацій природних та антропогенних факторів середовища; використання для оцінки тест-функцій різних біологічних об’єктів; формалізація алгоритму визначення та можливість комп’ютерної реалізації. На основі системних досліджень проблеми комбінованого впливу стрес-факторів сформульовано такі загальні положення: антагонізм, адитивність або синергізм взаємної дії факторів може виявлятись при їхньому інгібуючому та стимулюючому впливі; тип взаємної дії факторів виявляється специфічно для певної тестфункції організму та може змінюватись залежно від дози і токсичності ксенобіотика; значущість типу взаємної дії факторів слід розглядати відповідно до ролі тест-функції в життєдіяльності рослини і напряму роздільного впливу факторів. На прикладі тест-дії комбінацій металів і гербіцидів виявлено тенденції змін інтегральних параметрів фітотоксичності та прояв адаптивної реакції за показниками метаболізму фенольних сполук, які проявляють властивості антиоксидантів та ендогенних хелаторів. Запропоновано концепцію координованих змін типів взаємної дії стрес-факторів та тест-функцій рослин. Згідно з цією концепцією комбінована дія стрес-факторів призводить до токсичного ефекту, який зумовлює прояв адаптивної реакції. З підсиленням токсичного ефекту послаблюється адаптивна реакція з послідовною зміною типів взаємної дії факторів на тест-функції рослин. За цих умов спостерігається така за15
кономірність: координованість типів взаємної дії факторів спрямована на мінімізацію токсичного ефекту за рахунок антагоністичного або адитивного впливу на ростові процеси та оптимізацію адаптивної реакції за рахунок синергізму при стимуляції метаболізму фенольних сполук. Для адекватної оцінки різноспрямованості метаболічних перетворень фенолів, спрямованих на реалізацію адаптивних реакцій, розроблено метод диференційної діагностики впливу ксенобіотиків на стійкість рослин на основі дозової залежності накопичення цих метаболітів, яка має характер коливальної функції (пат. № 85040). Для діагностики фізіологічного стану рослин за умов окиснювального стресу запропоновано методичний прийом (пат. № 71468), який базується на відмінностях у спектральних характеристиках рослинних тканин, пов’язаних з утворенням пігменту внаслідок окислювальної кон’югації за участю фенольних сполук. Встановлено механізм детоксикації металів і гербіцидів на внутрішньоклітинному рівні за участю фенольних біоелімінаторів, які здатні на стадії вакуолярної компартментації утворювати метаболічно неактивні кон’югати з токсикантами. Таким чином, одержані результати поглиблюють теоретичні уявлення щодо закономірностей спільної дії факторів середовища. Розроблені методи діагностики, які захищені патентами, створюють основу для екологічних інновацій в системі оцінки антропогенного навантаження на рослини, а також в різних напрямах агроекологічної сфери: фітоіндикація на різних рівнях організації рослинного організму, фізіолого-біохімічне обґрунтування використання сумішей гербіцидів з різними механізмами дії, вивчення регуляції активності гербіцидних препаратів у разі дії елементів мінерального живлення та хімічних сполук, створення технологій фіторемедіації.
УДК 631.811.98 ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНІ РЕГУЛЯТОРИ РОСТУ РОСЛИН Гармаш С. М., ДВНЗ Український державний хіміко-технологічний університет Останнім часом спостерігається зменшення захисних властивостей у рослин у зв’язку зі зміною їх гормональної системи. Це призводить до втрати опірності рослин різним захворюванням, морозо-, засухостійкості та ін. Вчені багатьох країн у процесі досліджень довели ефективність екзогенної обробки рослин фітогормонами для одержання високих урожаїв і екологічно безпечної продукції. Ауксини й ауксиноподібні речовини мають велике значення для ростових процесів рослин. Ці сполуки синтезуються самими рослинами, але додаткове постачання ними рослин поліпшує їхній ріст і розвиток. 16
Встановлено, що найкраще джерело вуглецю для синтезу ауксину – глюкоза, а з джерел азоту – нітратний азот. Визначено, що такі культури, як Aspergillus terreus, Asp. flavus, Alternaria tenuis, Gliocladium viridis і види роду Macrosporium здатні синтезувати ауксин. Накопичено значну кількість даних щодо здатності азотобактера до синтезу індолоцетної кислоти. Азотфіксатори стимулюють ріст рослин не лише за рахунок постачання їх азотом, а й за рахунок синтезу речовин гормональної природи. Цитокінини знайдено серед продуктів метаболізму актиноміцетів і ризосферних бактерій. Здатність до синтезу цитокінинів було виявлено у більшості перевірених штамів азотобактера. Відкриття антистресових властивостей у цитокінинів стало підставою для створення їх синтетичних віддалених аналогів. Обприскування цитокінином декоративних рослин (петунія, бегонія, жоржини) з концентрацією 10 г/л стимулює розвиток асиміляційного апарата рослин, збільшує вміст хлорофілу в умовах забруднення навколишнього середовища і ослаблює шкідливу дію цих умов на розвиток листової поверхні. У Дніпропетровському державному хіміко-технологічному університеті одержано витяжку з біогумусу (продукту біопереробки рослинних відходів червоним каліфорнійським черв’яком), яка містить фітогормони (гібереліни, ауксини та цитокінини). Метою проведеної роботи є дослідження впливу біогумату та окремих синтетичних стимуляторів на ріст, розвиток важливих зернових та овочевих культур. До завдання наших досліджень входило вивчення впливу обробки рослин ячменю біогуматом на процеси його росту і продуктивності. Дослідження енергії проростання та лабораторної схожості насіння ячменю проводили згідно з ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Насіння попередньо замочували в чашках Петри на 1 добу в розчинах біогумату 0,01 % (10 мл біогумату в 1 л води), 0,005 % (5 мл біогумату в 1 л води) і в дистильованій воді (контроль). У кожній пробі взято 100 насінин. Повторюваність дослідів – трикратна. Середні результати для контрольної і дослідної груп насіння наведено в таблиці 1. Таблиця 1 – Вплив біогумату на посівні властивості насіння ячменю Показники Енергія проростання, % Лабораторна схожість, %
Контроль
Розчин біогумату 0,01 %
Розчин біогумату 0,005 %
85
93
89
91
95
93
Енергія проростання насіння ячменю у дослідах з 0,01 і 0,005 % розчинами біогумату відповідно на 9,4 % і 4,7 % вища за контроль. Лабораторна схожість у дослідах з 0,01 % і 0,005 % розчинами біогумату перевищувала контроль відповідно на 4,2 % і 2,2 %. Результати досліджень свідчать, що оптимальною концентрацією біогумату є 0,005 %. 17
Для вивчення впливу живильних середовищ з різними концентраціями біогумату на ріст ячменю проведено досліди трикратною повторюваністю з 10 паростками. В таблиці 2 наведено дані зміни сумарного приросту 10 паростків ячменю під впливом досліджуваних живильних середовищ за 15 днів. Таблиця 2 – Вплив біогумату на сумарний приріст паростків ячменю Варіант досліду Вода (контроль) Біогумат (0,005 %) Біогумат (0,01 %) Гіберелін (0,005 %) – еталон
Сумарний приріст 10 паростків, см 7,50,81 13,80,62 12,50,75 10,30,93
% до контролю – 84 53 36
Найбільший сумарний приріст за 15 днів мають рослини, вирощені на середовищі з концентрацією біогумату 0,005 %. Сумарний приріст 10 рослин ячменю становив 84 % до контролю. Сумарний приріст під впливом екзогенного гібереліну (еталона) становив 36 % до контролю. Біогумат впливає не лише на висоту паростків ячменю, а й на їхню масу (таблиця 3). Таблиця 3 – Вплив біогумату на масу паростків ячменю Варіант досліду Вода (контроль) Біогумат (0,005 %) Біогумат (0,01 %) Гіберелін (0,005 %) – еталон
Сира маса 10 рослин, см 2,20,81 3,50,62 2,60,75 2,80,93
% до контролю – 60 19 27
Біогумат при концентрації 0,005 % впливає на масу 10 паростків ячменю більше порівняно з іншими варіантами досліду. Приріст біомаси порівняно з контролем становив 60 %. Результати досліджень розчинів екстрактів з біогумусу на схожість і проростання насіння огірків, капусти, томатів свідчать, що оптимальною концентрацією біогумату є 0,005 %, що було підтверджено польовими вип.робуваннями в навчально-дослідному господарстві «Самарський» Дніпропетровського державного аграрного університету (1998–2002 рр.). Одержані результати було покладено в основу розробленої нормативно-технічної документації на виробництво біогумату. Використання фіторегуляторів росту є обов’язковим прийомом інтенсивних технологій. Для максимального підвищення індукції ембріогенезу для такої важливої сільськогосподарської культури, як соя підібрано оптимальні співвідношення і концентрації ауксинів, цитокінинів і гіберелінів. Калюсна культура сім’ядолей сої дуже чутлива до дії цитокінинів. Відсутність у поживному середовищі цитокінинів призводить до припинення росту калюсної культури, а введення їх у середовище відновлює ріст калюсної тканини. 18
Для встановлення оптимальних співвідношень ауксинів, цитокінинів, гіберелінів готуємо поживні середовища, склад яких наведено в таблиці 4. Таблиця 4 – Склад поживних середовищ з різним вмістом регуляторів росту Співвідношення кінетин:гетероауксин:гіберелін 2:1:0,5 1:1:1 0,5:1:0,5
Склад поживного середовища Кінетин, 0,1 мг/л + гетероауксин, 0,05 мг/л + гіберелін, 0,025 мг/л Кінетин, 0,05 мг/л + гетероауксин, 0,05 мг/л + гіберелін, 0,05 мг/л Кінетин, 0,025 мг/л + гетероауксин, 0,05 мг/л + гіберелін, 0,025 мг/л
В ламінар-бюксі висаджували калюсну тканину сої на досліджувані поживні середовища. Калюсну тканину культивували в термостаті при температурі 25-26 С, відносній вологості повітря 60–70 % без доступу світла. Через кожні 7 днів знімали ростові характеристики калюсних тканин. Ріст калюсної тканини сої відновлюється при співвідношенні кінетин:гетероауксин:гіберелін = 2:1:0,5. Таким чином, для підвищення ефективності використання стимуляторів росту рослин у сільському господарстві встановлено оптимальні співвідношення фітогормонів, а також оптимальну концентрація біогумату. Одержані результати можуть бути використані при розробленні технології вирощування сільськогосподарських культур.
УДК 630*23 (477.63) ВЛИЯНИЕ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА МИГРАЦИЮ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ Цветкова Н. Н., Дубина А. А., Якуба М. С., Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара Учение о миграции веществ нашло свое отражение в работах ряда исследователей. Среди них основатель биогеохимии В. И. Вернадский отмечал, что «на Земле нет более могучей геохимической силы, чем растительность, благодаря которой совершается непрерывный ток вещества из живой в косную материю и обратно». «Создавая лес в степи, – пишет А. Л. Бельгард, – мы фактически стремимся втиснуть в рамки степного биологического круговорота лесное сообщество, обладающее особыми путями биологического круговорота и весьма отличающееся от степного сообщества продолжительностью вегетационного 19
периода, накоплением органического вещества, годовым коэффициентом увлажнения, реакцией почвенных растворов, скоплением надземной и подземной массы растений и т. д.». Изменение степного типа биологического круговорота в сторону лесного является одной из основных задач степного лесоразведения. В программу настоящих исследований входило изучение миграции – биологического круговорота веществ в природных лесных биогеоценозах и искусственных лесных насаждениях зоны настоящих степей Украины для оценки средопреобразующей способности степного леса и прогнозирования его дальнейшего развития. Для характеристики особенностей миграции веществ в лесном сообществе в настоящее время используется серия всевозможных показателей. Одним из наиболее важных является интенсивность круговорота или коэффициент утилизации органики – опадо-подстилочное соотношение. Интенсивность круговорота веществ многие исследователи объективно оценивают опадо-подстилочным коэффициентом (ОПК), который представляет собой отношение запаса подстилки к запасу годового опада, и называют его индексом интенсивности. В работе определяли ОПК, типы круговоротов веществ и устанавливали степень влияния лесного сообщества на круговорот в степи. Объектами исследования были природные и искусственные биогеоценозы долиннотеррасового и приводораздельно-балочного мезоландшафтов. Долиннотеррасовый ландшафт состоит из поймы, арены и древних террас, примыкающих к коренным берегам степных рек. К долинно-террасовому ландшафту приурочены продолжительно- и краткопоемные, аренные и «пристенные» леса. Приводораздельно-балочный мезоландшафт – это межбалочные равнинные пространства, чередующиеся с балочными понижениями. Круговорот веществ изучали в разнотравно-типчаково-ковыльной степи, в «пристенных» дубравах, прирусловых вязо-липово-ясеневых дубравах и аренных лесах – свежих суборях и суховатых борах Присамарского стационара. Для некоторых перечисленных биогеоценозов характерна горизонтальная расчлененность на ряд биогеоценотических структур _ парцелл. В связи с такой структурой биогеоценоза учет запасов опада, подстилки и расчет показателей биологического круговорота проводили в биогеоценозе дифференцированно по парцеллам, а затем рассчитывали средневзвешенные показатели для экосистемы в целом. Тип биологического круговорота органо-минеральных веществ определяли по десятибалльной шкале числовых показателей биологического круговорота Н. И. Базилевич и Л. Е. Родина. Запасы подстилки и опада определяли в течение ряда лет, когда климатические факторы (температура и влажность воздуха, осадки) широко варьировались. Характеристики биологического круговорота представлены среднестатистическими данными за 20 лет. Разнотравно-типчаково-ковыльная степь расположена на вершине водораздельного плато между реками Самарой и Сороковушкой. Типологиче20
ский шифр по А. Л. Бельгарду – ОЧСГ1. Почва – чернозем обыкновенный, малогумусный. Длительный выпас скота привел к выпадению ковылей, они встречаются в виде отдельных куртинок. Основу травостоя составляет типчак гребенчатый (60 %). В меньшем количестве растут тонконог изящный, ковыли Лессинга и волосатик. Из разнотравья – шалфей поникший, молочай болотный, тысячелистник обыкновенный. Общее покрытие травостоя – 85 %. Средняя зольность опада – 10,7 %. Опадо-подстилочный коэффициент – 0,50,3, круговорот веществ – интенсивный. «Пристенная» липово-ясеневая дубрава расположена в пристенной части долины р. Самары. Крутизна склона – 30 юго-западной экспозиции. Порослевая липово-ясеневая дубрава с развитым кустарниковым подлеском. Сомкнутость древостоя – 0,7–0,8. Возраст насаждения – 60–80 лет. В кустарниковом подлеске преобладает бузина черная, бересклет европейский. Травостой представлен разрозненными куртинами звездчатки ланцетовидной, будры плющевидной и др. Мощность подстилки – 2,3–2,7 см. Почва – чернозем лесной, декарбонированный, среднегумусный, среднесуглинистый. Четко выделяются две парцеллы: дубово-кустарнико-звездчатковая и дубово-кустарниково-мертвопокровная. Запасы подстилки в парцеллах варьируются в интервале 61,6–81,7 ц/га, опада – 26,8–32,4 ц/га; опадо-подстилочный коэффициент – 1,9–2,6; круговорот – заторможенный. Зольность опада – 8–16 %. Скорость разложения мертвых растительных остатков в звездчатковой парцелле в 1,3 раза превосходит таковую в мертвопокровной парцелле. Прирусловая вязо-липово-ясеневая дубрава расположена на прирусловом валу поймы р. Самары. Сомкнутость крон – 0,7. Кустарниковый подлесок представлен бересклетами бородавчатым и европейским. Травостой носит пятнисто-зарослевый характер. В травостое: будра плющевидная, чистотел большой, кирказон ломоносовидный и др. Почва пойменнолесная, слабовыщелоченная, малогумусная, супесчаная на аллювиаьных отложениях. Средний запас лесной подстилки варьируется в интервае 100–121 ц/га, опада – 26,3 ц/га. Опадоподстилочный коэффициент – 3,90,9. Тип круговорота – заторможенный. Зольность опада – 6,8 %. Центральнопоемная липово-ясеневая дубрава расположена на участке центральной поймы р. Самары. В травостое – купырь лесной, звездчатка ланцетолистная, сныть обыкновенная, крапива двудомная. Возраст – 70– 80 лет. Сомкнутость древостоя – 0,7–0,8. В первом древесном ярусе господствует ясень обыкновенный, меньше клена остролистного и дуба обыкновенного. Во втором ярусе – клен полевой. В дубраве выделены парцеллы: дубово-кустарниково-звездчатковая, дубовокустарниково-купыревая и дубово-кустарниково-мертвопокровная. Почва – пойменная, лугово-лесная, среднегумусная, суглинистая. Опадо-подстилочный коэффициент для купыревой парцеллы – 3,7, мертвопок-
21
ровной – 3,6, звездчатковой – 3,45. ОПК для биогеоценоза – 3,6 0,9; тип круговорота органо-минеральных веществ – заторможенный. Свежая суборь находится в понижении рельефа на второй песчаной террасе р. Самары. Тип лесорастительных условий – супесь свежая. Световая структура – полуосветленная. В первом ярусе биогеоценоза представлена сосна обыкновенная, во втором – дуб черешчатый, береза повислая. В подлеске – клен остролистный, липа сердцелистная, бересклет обыкновенный, скумпия. Возраст сосны составляет 40–60 лет. Средняя высота насаждения – 30 м. Высота второго яруса достигает 6–7 м. Сомкнутость первого яруса – 0,3. Сомкнутость вместе с подлеском – 0,6. Неоднородность древостоя по плотности кроны создает парцеллярную структуру биогеоценоза. Основными парцеллами являются: сосново-дубоволандышевая, дубово-сосново-купеновая, сосново-разнотравно-злаковая. Отношение запасов подстилки к запасам опада в ландышевой парцелле – 8,6, купеновой – 8,1, разнотравно-злаковой – 3,2; для всего биогеоценоза в целом опадо-подстилочный коэффициент равен 6,62,8. Круговорот вещества – заторможенный. Подстилка мощная, цельная, сложена сухими листьями и хвоей, слабо дифференцирована по слоям, мощность – 4,9 см. Сухой бор расположен на второй песчаной террасе долины р. Самары, на вершине дюнного всхолмления, представляет собой типичный бор. Тип лесорастительных условий – песок суховатый. Тип световой структуры – осветленный, световое состояние нормальное. Тип древостоя – 10 С. об. без кустарникового подлеска. Возраст сосны – 50–60 лет. Сомкнутость крон – 0,5. В травяном покрове встречаются полынь песчаная, типчак Беккера, дрок красильный, тмин песчаный, ежа сборная и др. Покрытие под деревьями – 25–30 %, на полянах – 65–70 %. Лесная подстилка трехслойная, цельная, рыхлая, труховидной структуры. Мощность подстилки – 3,6 см. Почва – дерново-боровая, малогумусная, средневыщелоченная, песчаная, слаборазвитая на древнеаллювиальных отложениях. Увлажнение атмосферное. Грунтовые воды – на глубине 3,9 м. В бору выделено три парцеллы: сосново-зубровковая, песчано-степная, сосново-мертвопокровная. Индекс интенсивности круговорота веществ в сосново-зубровковой парцелле равен 6,9, в песчано-степной – 2,7, в мертвопокровной – 5,1. Для всего биогеоценоза в целом опадо-подстилочный коэффициент равен 5,63,3. Тип круговорота – заторможенный. Сравнительный анализ показателей круговорота органо-минеральных веществ в природных биогеоценозах степной зоны Украины показал, что в пойменных пристенных и аренных лесах, где растительный покров отличается от степного, создаются новые типы круговорота веществ. Если в степи круговорот веществ интенсивный, то в природных лесных экосистемах степи круговорот веществ заторможенный. Аналогичное изменение круговорота веществ от интенсивного к заторможенному происходит в искуственных насаждениях степной зоны. Например, в искусственных дубовых насаждениях на плакоре, которые созданы 22
на распаханной исходной разнотравно-типчаково-ковыльной степи с небольшим наклоном северной экспозиции (2–4) в 3 км от с. Всесвятского Новомосковского р-на Днепропетровской обл. Возраст насаждения – 45 лет. Сомкнутость древостоя – 0,5–0,9. Средняя высота насаждения – 12 м. Диаметр стволов – 50 см. Почва – чернозем обыкновенный, суглинистый, средневыщелоченный, слабосмытый, малогумусный. Материнская порода – лессы. Увлажнение атмосферное, грунтовые воды – на глубине 40 м. Тип насаждения рядовой. Исследование биологического круговорота показало, что индекс интенсивности для дубового насаждения равен 3,30,6. Круговорот – заторможенный. Это подтверждает, что в условиях степного юга большую роль в формировании круговорота играет растительность, созданное насаждение, его тип и соответствующая структура. Искусственное белоакациевое насаждение суховатого типа увлажнения на пристене расположено в верхней трети склона южной экспозиции правого коренного берега р. Самары в 3 км от с. Андреевки Новомосковского района Днепропетровской области. Опадо-подстилочный коэффициент – 2,91,1; тип биологического круговорота – заторможенный. Проведенные мониторинговые исследования подтверждают существующее положение о пертинентной роли лесных систем, высказанное рядом исследователей. Лесные экосистемы степи смещают интенсивность миграции органо-минеральных веществ в сторону торможения (коэффициент интенсивности миграции увеличивается). Если в степном биогеоценозе в условиях Днепропетровщины он лежит в интервале 0,4–1,2, то в созданном и природном лесных – варьируется в пределах 2,0–9,0. В природных лесных системах индекс интенсивности (коэффициент миграции веществ) варьируется широко от парцеллы к парцелле; в искусственных насаджениях – зависит от типа древостоя и типа лесорастительных условий (по А. Л. Бельгарду). Индекс интенсивности искусственного биогеоценоза изменяется в зависимости от степени развития насаждения. Если насаждение создано правильно для данных условий и биогеоценоз развивается в сторону сильватизации, абсолютное значение индекса увеличивается. При деградации лесного насаждения под полог леса начинают проникать степные травы и значение ОПК падает. Проведенные исследования позволяют использовать индекс интенсивности веществ для характеристики современного состояния леса и прогноза его дальнейшего развития.
23
УДК 577.1 ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ СТАНУ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН В УМОВАХ ПРОМИСЛОВИХ ЗОН СТЕПОВОГО ПРИДНІПРОВ’Я Василюк О. М., Кулік А. Ф., Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара В умовах промислового Придніпров’я, де видобуток залізної руди становить 84 %, продукція чорної металургії – 42, електроенергетики – 18, хімічної та нафтохімічної промисловості – 24 %, значних змін зазнали ґрунти, атмосфера, вода [1–5]. Загальними забруднювачами є тверді та газоподібні полютанти [6]. Такі неорганічні сполуки, як окис вуглецю, двоокис сірки, двоокис азоту та тверді частинки взагалі характерні для західної групи заводів Дніпропетровська (ВАТ «Дніпрококс», «Лакофарбовий завод», «Дніпропетровський металургійний завод ім. Петровського», ДЗМО, «Завод пресів», «Дніпропетровський трубний завод»), внесок який у забруднення атмосфери промислового міста є найбільшим. Викиди сполук сірководню здійснюють завод ім. Петровського та «Дніпрококс». Специфічними забруднювачами довкілля керосином є завод ім. Петровського; аміаком, бензолом, фенолом, нафталіном та ціанідом – «Дніпрококс»; ацетон, ксилол, уайт-спірит, цинк та свинець викидає у повітря лакофарбовий завод. Таким чином, в умовах промислових підприємств спостерігається спільне забруднення рядом токсичних речовин [2, 6]. Метою нашої роботи було дослідити вплив полютантів на активність ферментів переамінування аланінамінотрансферази (АлАТ, 2.6.1.2) та аспартатамінотрансферази (АсАТ, 2.6.1.1), що відіграють важливу роль у білковому обміні рослин [3, 7], входять до складу білок-синтезуючої системи [2–5, 7–11], яка реагує на стрес-чинники неспецифічною реакцією [12–14]. Така система спрямована на адаптаційні процеси зі збереження стану іонного гомеостазу та інших параметрів організмів в умовах тривалого хронічного стресу. Тому вивчення цього ланцюжка метаболізму в умовах антропогенного навантаження набуває важливого наукового значення [1, 15–18]. Ці показники досліджували у насінні деяких деревних культур як в об’єкті-носії генетичної інформації виду та його збереження. Насіння збирали з південносхідного боку дерев середнього рівня крони [19]. Об’єкти досліду – поширені види деревних рослин в умовах Придніпров’я: клен гостролистий (Acer platanoides K.) та робінія звичайна (Robinia pseudoacacia L.), що ростуть у штучних насадженнях зелених зон зазначених заводів. Важають, що ці види є газостійкими [20]. Рослини з екологічно чистого району Присамарського біосферного стаціонару використовували як контроль №1 та рослини з Дніпропетровського ботанічного саду як контроль №2 [21]. Активність ферментів (нМ/мл•с) визначали за загальною методикою 24
[22], концентрацію білка (мг/мл) водорозчинної фракції – за методом Бредфорд [23]. Питому активність ферментів АлАТ та АсАТ розраховували по відношенню загальної активності відповідного ензиму до концентрації білка у відповідній водорозчинній фракції (нМ/мг•с). Одержані результати відповідають 5 % рівню значущості [24]. Вивчаючи вплив факторів навколишнього середовища на активність ферментів переамінування, спостерігали вірогідне підвищення питомої активності АлАТ в насінні Acer platanoides K. стосовно контролю №1 на 21– 106 % для всіх варіантів досліду. Відносне підвищення питомої активності у спорідненого ензиму АсАТ стосовно контролю становить 1,5–2 рази, тоді як абсолютні показники АлАТ перевищують відповідні значення питомої активності АсАТ у 2–3 рази, що, можливо, пов’язано з підвищенням активності біохімічних процесів із залученням АлАТ (див. таблицю). У насінні Robinia pseudoacacia L. навпаки, абсолютні характеристики питомої активності АсАТ перевищують АлАТ у 2–3 рази порівняно з насінням Acer platanoides K., тобто напрям регуляції білок-синтезуючої системи пов’язаний з використанням ензимів аспартатамінотрансфераз, що, можливо, пояснюється збільшенням накопичення субстратного забезпечення для АсАТ внаслідок хронічного тривалого стресу. Питома активність аланінамінотрансферази перевищує контроль №1 у 2–3,3 раза для всіх варіантів досліду (див. таблицю). Питома активність АсАТ в усіх варіантах досліду інгібована відносно контролю №1. Відносні показники питомої активності АсАТ становлять 68–98 %. Таким чином, енергетичні затрати на забезпечення процесів з участю АлАТ перекриваються затратами із залученням АсАТ, що захищає рослинний організм від перевантаження та виснаження (див. таблицю). Висновки В умовах тривалого хронічного стресу антропогенного походження відбувається зміна напрямку функціонування білок-синтезуючої системи взагалі. У наведеному польовому досліді з’ясовано наявність неспецифічних загальнобіологічних механізмів адаптації рослинного організму до екзогенних чинників, пов’язаних з детоксикацією токсичних.
25
УДК 577.15 ВИКОРИСТАННЯ ДЕЯКИХ РОСЛИН ШТУЧНИХ ЕКОСИСТЕМ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ РІВНЯ ТЕХНОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ Попов В. Я., Науково-дослідний інститут біології Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара Місце та роль рослин у штучних екосистемах досить різноманітні. Це, насамперед, збільшення кисню в атмосфері та поживних речовин у ґрунтах, а також розмноження численних представників фауни внаслідок розвитку рослинності. Через підвищену чутливість деяких рослин (особливо таких дерев, як дуб і каштан) до дії геопатогенних та геопозитивних зон, техногенного забруднення довкілля досить перспективним є застосування їх в геоекоінформативних системах для інформаційного забезпечення підсистем біоекологічного моніторингу та менеджменту у сфері природокористування та охорони довкілля на національному, регіональному й міжнародному рівнях. Одним з проблематичних напрямів екологічного моніторингу є виявлення і дослідження маркерних характеристик впливу техногенного забруднення довкілля на рослини. Проблема особливо ускладнюється у разі комбінованої дії на рослини системних ксенобіотиків, коли неможливо визначити конкретну мішень інгібіторної дії, при цьому фізико-хімічні основи цього впливу важко інтерпретувати на молекулярному рівні. Результати аналізу сучасних публікацій, пов’язаних з вивченням фізіологічних, біохімічних та анатомо-морфологічних основ комбінованої дії ксенобіотиків на рослини, розкривають складну картину порушень численних метаболічних систем та структурних утворень [1]. При цьому більшість публікацій присвячено дослідженню специфічних характеристик впливу ксенобіотиків на рослини у випадках, коли визначено ланку метаболізму, яка є мішенню їхньої інгібіторної дії. Метою роботи було виявлення та дослідження маркерної інтегральної біофізичної ознаки комбінованого впливу ксенобіотиків на деревні рослини в рамках точкової моделі прогнозу екологічного моніторингу. Тест-об’єктом, як приклад, вибрано насіння Aesculus hippocastanum L. Контрольний варіант насіння був сформований в умовах відносно чистої зони (вміст Pb в рослині – 20÷25 мкг/г, Zn – 25÷30, Cu – 8÷10 мкг/г сухої речовини); досліджуваний варіант – в умовах комбінованої дії металургійних підприємств і автомобільної траси (Pb в рослині – 500÷1300 мкг/г, Zn – 3000, Cu – 1600 мкг/г сухої речовини). Як маркерну ознаку запропоновано криву розподілу вибіркової сукупності насіння деревної рослини, що бере участь в модельному експерименті, за індексом корелятивного росту певних показників органів її морфологічної 26
структури. Як індекс корелятивного росту вибрано відношення маси насіння до об’єму, тобто густоту. Густоту насіння, яке має неправильну форму, вимірювали за допомогою закону Архімеда та аналітичних терезів [2]. Оцінка рівня коефіцієнта кореляції між масою і об’ємом насіння контрольної рослини дорівнює 0,991 при 5 %-му рівні значущості. В роботі одержано гістограми і полігони розподілу вибіркової сукупності насіння A. hippocastanum щодо індекса корелятивного росту в умовах відносно чистої (контрольний варіант) та техногенно забрудненої (досліджуваний варіант) зон проростання. Емпірично одержані полігони розподілу значно відрізняються один від одного формою кривої розподілу та статистичними показниками, що характеризують сукупність насіння. При цьому розподіл контрольного насіння наближається до нормального, а досліджуваного – до істотно зруйнованого нормального. В сучасних умовах прогресуючого техногенного забруднення довкілля урбанізованих регіонів існує проблема забезпечення модельних експериментів контрольними зразками насіння рослин, тобто зразками, одержаними у чистих зонах проростання. В роботі замість контрольної кривої розподілу вибіркової сукупності насіння A. hippocastanum за індексом корелятивного росту запропоновано застосування квазіеталонної кривої. Ця крива може обґрунтовано наближатись до еталонної за рахунок проведення «навчання», тобто збору і відповідної обробки інформації щодо розподілу вибіркової сукупності насіння, одержаного у відносно чистих зонах проростання, за індексом корелятивного росту. У роботі наведено квазіеталонну криву розподілу, яка характеризується конкретним значенням генеральної середньої і стандартного відхилення генеральної сукупності насіння. Одержану криву сформовано з урахуванням деяких результатів «навчання». У роботі рівень техногенного забруднення в окремій точці урбанізованого району оцінюють індексом техногенного забруднення І ТЗ = 1 – rЗЧ, де rЗЧ – коефіцієнт кореляції між кривими розподілу вибіркової сукупності контрольного та досліджуваного насіння за індексом корелятивного росту. Чутливість A. hippocastanum до комбінованої дії ксенобіотиків має забезпечувати в інтервалі зміни ІТЗ від 0 до 1 чотири рівня, що відрізняються один від одного, відповідно до рекомендованих Всесвітньою організацією охорони здоров’я гранично допустимих концентрацій ксенобіотиків у довкіллі [3]. Тип і рівень ксенобіотиків у довкіллі можна прогнозувати на основі застосування методів розпізнавання образів, що відповідають конкретним деформаціям кривих розподілу насіння за індексом корелятивного росту під впливом техногенного забруднення. Для цього необхідно провести відповідне «навчання». Таким чином, одержані результати досліджень створюють передумови для подальшого удосконалення методичного забезпечення оцінки стану довкілля з використанням маркерних ознак впливу техногенного забруднення на деревні рослини на рівні екологічного моніторингу. 27
Література: 1. Серегин И. В., Иванов В. Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. – 2001. – Т. 48, № 4. – С. 606–630. 2. Кузьмичев В. Е. Законы и формулы физики // Справочник. – К.: Наук. думка, 1989. – С. 123. 3. Ковальчук П. І. Моделювання і прогнозування стану навколишнього середовища. – К.: Либідь, 2003. – С. 67.
УДК: 614.7:614.8.026.1.614.76:669.018.674 ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ СОРБЕНТМЕЛІОРАНТІВ ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦІЇ ҐРУНТІВ, ЗАБРУДНЕНИХ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ Шевченко О. А., Крамарьова Ю. С., Дніпропетровська державна медична академія В умовах технологічного прогресу пріоритетне значення при організації заходів з охорони та раціонального використання об’єктів довкілля мають землі сільськогосподарського призначення, які найчастіше зазнають антропогенного впливу. Особливо потужне навантаження припадає на сільськогосподарські ґрунти урбанізованих територій поблизу промислових підприємств, автомагістралей, неподалік від місць зберігання промислових відходів. Досить поширеними способами детоксикації рухомих форм неорганічних токсикантів, зокрема, важких металів (ВМ), у техногенно забруднених ґрунтах є меліоративні, спрямовані на хімічне зв’язування їх та перетворення на малорозчинні сполуки. Відомо, що фітотоксичність ВМ значною мірою залежить від рухомості їх у ґрунті, адже лише рухомі форми поглинаються кореневими системами рослин і акумулюються в їхніх тканинах. Загальновідомим є те, що для зменшення вмісту найнебезпечніших – рухомих форм ВМ найдієвішим є ефект хімічного осадження, який базується на внесенні у ґрунт речовин, здатних утворювати у ґрунтовому розчині важкорозчинні солі ВМ. Для практичної реалізації цього ми запропонували новий спосіб хімічного зв’язування рухомих форм ВМ у нерозчинні сполуки за допомогою сорбент-меліорантів – карбонату калію (K2CO3) та сульфіду калію (K2S), який було запатентовано та висвітлено у фахових виданнях екологічного напрямку Проведені нами на протязі трьох років натурні експерименти свідчать про істотні переваги використання сорбент-меліорантів для детоксикації 28
ґрунтів, забруднених ВМ внаслідок негативної дії промислових відходів. Як тест-культуру в мікропольових дослідах було використано просо сорту Миронівське-51. На початку експерименту попередньо штучно забруднювали ґрунт дослідних ділянок у межах орного шару до 30 см нітратними солями ВМ з розрахунку 5 ГДК за валовою формою цих металів. Надалі на відповідних ділянках рухому водорозчинну форму ВМ перетворювали на нерозчинні сполуки за допомогою кількох видів сорбент-меліорантів. Як меліоранти ми використали: органо-мінеральні добрива (ОМД) на основі агримусу з розрахунку 1,5 ц/га; крейду з розрахунку 1,5 ц/га; біогумус з розрахунку 1,0 ц/га; водні суспензії K2S та K2CO3 з розрахунку 150 % кількості, необхідної для повного хімічного зв’язування катіонів ВМ2+ та переведення їх у нерозчинні сполуки. На всіх дослідних ділянках забруднених варіантів у рослин з початкових етапів онтогенезу спостерігався токсикоз, який тривав до збирання врожаю. Проявом токсичного впливу металу на дослідні рослини були хлорози, некрози, затримка етапів органогенезу в середньому на 3–5 днів, пригнічення показників росту вегетативних і генеративних органів рослин. Кількість листків та їх довжина у рослин, вирощених на забруднених варіантах, були меншими на 27,4–31,3 % та 28,8–31,3 % порівняно з показниками на контрольних ділянках. Найбільша кількість листків у рослин проса спостерігалась на варіантах з внесенням ОМД – 5,73–6,47 шт. на одну рослину, максимальна довжина – у варіантах з K2CO3, K2S і ОМД. Найістотніше збільшення кількості листків при максимально можливій їх довжині було на варіантах з внесенням K2CO3 . На варіантах, забруднених ВМ, висота волоті зменшувалась на 13,8–25,7 %, кількість гілочок майже вдвічі, порівнюючи з контрольним варіантом. На варіантах ділянок з внесенням K2CO3 , K2S і ОМД рослини мали найбільшу висоту волоті при максимально можливій кількості гілочок. Забруднення рухомими формами ВМ істотно впливає також на урожайність. Маса 1000 зерен, одержаних з ділянок забруднених варіантів, була меншою на 1,5–3,8 % за контроль. Застосування K2CO3, K2S і ОМД сприяло значному збільшенню маси 1000 зерен, у середньому за 3 роки на 4,5–15,4 %. Урожайність проса сорту Миронівське-51 знижувалася під токсичним впливом ВМ в середньому на 31,46 %. Найзначніші втрати врожайності спостерігались при внесенні кадмію (37,8 %) та свинцю (33,6 %), найменші при забрудненні ґрунту цинком (23 %). Внесення у ґрунт відходів акумуляторного заводу, що містили свинець, призводило до зменшення врожайності зерна проса порівняно з контрольним варіантом майже на 5,0 ц/га, а також зниження висоти рослин на 5 см, зменшення колоса на 1,5 см, кількості зерен в ньому на 4,8 шт. і маси 1000 зерен – на 9,4 г. Внесення меліорантів, за рахунок сукупності механізмів усунення токсичної дії ВМ, зокрема кадмію, сприяло підвищенню врожайності зерна (таблиця 1). Найбільший приріст урожаю зерна проса забезпечувало внесення рекомендованих як меліоранти K2CO3 і K2S, а також біогумусу. Ефективність детоксикуючої дії органічної складової ОМД, на наш погляд, нівелювалась підкислюючим ефектом їхньої мінеральної складової, що сприяла під29
вищенню рухомості ВМ у ґрунті. Незначний приріст урожаю на варіантах з крейдою ймовірно був зумовлений недостатньою кількістю її внесення (1,5 ц/га) та слабкою розчинністю в нейтральних ґрунтах. Важливим гігієнічним фактором при вирощуванні рослинної сільськогосподарської продукції на відновлених ділянках, поряд з її нешкідливістю для людини за вмістом токсичних речовин, є збереження харчової цінності. Як свідчать результати досліджень (таблиця 2), вміст поживних елементів – фосфору, нітратів та білка у зерні проса прямо залежав від накопичення ними ВМ. Таблиця 1 Вміст кадмію в зерні та урожайність проса сорту Миронівське-51 на ділянках із застосуванням та без застосування сорбент-меліорантів № п/п
1 2 3 4 5 6 7
Варіант
Вміст ВМ, мг/кг
Контроль Cd Cd + ОМД Cd + біогумус Cd + крейда Cd + K2CO3 Cd + K2S НІР0,95 Р, %
Урожайність, ц/га роки 2001
2002
2003
16,4 15,4 15,6 15,7
10,9 5,2 7,1 8,3
13,2 9,1 11,0 11,3
20,2 13,2 17,1 18,4
середня 14,8 9,2 11,7 12,7
15,8 16,4 16,5 0,23–0,37 0,43–0,68
8,9 10,1 9,9 0,3 1,29
12,4 12,8 12,5 0,5 1,28
18,6 19,2 18,3 0,9 1,60
13,3 14,0 13,6 – –
Cd
Pb
Zn
0,037 0,83 0,42 0,40
0,30 0,17 0,26 0,25
0,38 0,18 0,16 0,35–0,60 0,87–1,50
0,24 0,27 0,28 0,01 0,98–1,15
Таблиця 2 Вплив ВМ і меліорантів на якість зерна проса сорту Миронівське-51 Варіант
Білок, %
Жир, %
1 2 3 4 5 6 7 НІР0,95
7,0 7,42 7,32 7,30 7,25 7,22 7,32 0,16– 0,22 0,66– 0,91
4,88 5,03 4,46 4,82 4,95 5,15 5,10 0,02–0,18
Р, %
0,14–1,11
КрохКліткомаль, вина, % % Забруднення Cd 42,3 3,22 45,8 3,18 44,4 3,30 46,3 3,21 45,1 3,09 44,0 3,16 43,3 3,18 0,8–0,9 0,04–0,06 0,56–0,60
0,34–0,56
* Номери варіантів аналогічні таблиці 1.
30
NO3–, мг/кг
Р2О5, %
К2О, %
24,9 27,3 25,0 24,0 23,5 22,8 22,2 0,9–1,3
0,660 0,703 0,673 0,664 0,658 0,669 0,660 0,006–0,007
1,18–1,61
0,27–0,31
0,325 0,325 0,325 0,325 0,325 0,325 0,325 0,001– 0,002 0,11–0,18
Була встановлена також достовірна залежність підвищення вмісту білка в зерні проса сорту Миронівське-51, одержаного з ділянок з меншою врожайністю за рахунок їх забруднення ВМ. Між вмістом жиру, крохмалю і клейковини в зернах, одержаних з контрольних і забруднених варіантів, не вдалося простежити будь-якої залежності. Аналіз усієї сукупності даних, одержаних при вивченні впливу сорбент-меліорантів на показники рослинної продукції з ділянок, забруднених найпоширенішими складовими промислових відходів – важкими металами, дав можливість зробити таке узагальнення: внесення в техногенно забруднений ґрунт запропонованих сорбент-меліорантів забезпечує зменшення токсичного впливу ВМ на рослинний організм, підвищує врожайність культури, зберігаючи при цьому харчову цінність одержаної продукції. Порівняння різних варіантів (контрольних, забруднених кадмієм) і варіантів з проведенням детоксикації дало можливість встановити, що під впливом сорбентмеліорантів відбувається зменшення вмісту в ґрунті рухомих форм ВМ майже до рівня контрольних, що дає можливість одержувати навіть на забрудненому ґрунті екологічно чисту продукцію, яка буде відповідати чинним санітарно-гігієнічним вимогам.
31