Сравнительный анализ фитотоксичности почв с. Магинск Караидельского района

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

БИРСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИИ И ХИМИИ

КАФЕДРА БИОЛОГИИ РАСТЕНИИ И МПБ

Курсовая работа на тему:

Фитотоксичность почв с. Магинск

Бирск 2014

Содержание

Введение

Глава 1. Антропогенное загрязнение почв и их влияние на развитие растений

1.1 Виды загрязнений почв

1.2 Понятие и виды приоритетных веществ-загрязнителей почвы, их характеристика

1.3 Методы контроля загрязнений почвы

Глава 2. Характеристика объектов исследования, места проведения эксперимента, используемые методики

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Характеристика места проведения эксперимента

2.3 Используемые методики

Глава 3. Результаты и их обсуждение

Выводы

Список литературы

Введение

Актуальность темы. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

Токсичность почвы влияет на жизнедеятельность позвоночных и беспозвоночных животных, на рост и развитие растительности. Фитотоксичность почв изучалась во многих регионах, однако в условиях с. Магинск Караидельского района подобные исследования не проводились, поэтому тема настоящего исследования является актуальной.

Цель исследования: провести сравнительный анализ фитотоксичности почв с. Магинск Караидельского района на растения семейства тыквенные

Задачи: загрязнение почва растение фитотоксичность

1) изучить влияние автотранспорта на токсичность почв;

2) изучить влияние загрязненности почвы на рост и развитие растений-оценить рост и развитие растений на разных образцах почв;

3) обработать полученные данные и сделать выводы

Методы исследования:

1. Закладка почвенных разрезов и отбор образцов на территории г.Бирска.

2. Постановка вегетационного опыта в лабораторных условиях (фитотест сем.Тыквенные).

Объект исследования: почва с. Магинск

Предмет исследования: фитотоксичность почв с. Магинск на представителей сем. Тыквенные

Научная новизна: впервые проведен анализ почв с. Магинск на определение фитотоксичности

Практическая значимость: Результаты исследования могут быть использованы при биомониторинге почвенной среды.

Структура работы: Курсовая работа изложена на 27 страницах компьютерного набора и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы. В первой главе дан литературный обзор темы, во второй показана характеристика объектов исследования, места проведения экспериментов и используемые методики, в третьей главе представлены результаты исследования и их обсуждение. В работе 10 таблиц. Список литературы включает 27 источника.

Глава 1.Антропогенное загрязнение почв и их влияние на развитие растений

1.1 Виды загрязнений почвы

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а по видам загрязнений различают четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков лет.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами.

Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

1.2 Понятие и виды приоритетных веществ-загрязнителей почвы, их характеристика

Приоритетный компонент загрязнения почвы - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь. Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.

Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно - экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.

Использование единых методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения почв.

Оценка опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется:

1) эпидемической значимостью;

2) ролью ее как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при непосредственном контакте с человеком.

Санитарная характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно - химических, санитарно - бактериологических, санитарно - гельминтологических, санитарно - энтомологических показателях.

Определение приоритетности компонентов загрязнения производится в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва.»

Таблица 1

Классификация химических веществ для контроля загрязнения

Класс опасности	Химическое вещество
1	Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бенз(а)пирен
2	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
3	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально:

- Транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение,

- миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники,

- миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух,

- общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.

Основные приоритетные (обязательные для всех субъектов Российской Федерации) показатели - это ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк;

Дополнительные (для территорий с развитой промышленностью, для проведения комплексной гигиенической оценки на определенных территориях) - это никель, медь, хром, марганец, кобальт; ванадий, бенз(а)пирен, фтор.

Источники поступления приоритетных загрязнителей почвы можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2.

Возможное поступление металлов в биосферу при исчерпании достоверных запасов руд, угля, торфа, млн. т.

Элемент	Суммарный техногенный выброс металлов	Содержится в гумосфере	Отношение техногенного выброса к содержанию в гумосфере
Свинец	207,5	24,0	8,6
Мышьяк	739,0	12,0	61,6
Кадмий	7,4	1,2	6,2
Уран	590,4	2,4	246,0
Ртуть	0,55	0,024	27,1
Олово	295,7	19,0	15,6
Серебро	3,0	0,24	12,5

Всевозрастающее внимание к охране окружающей среды вызвал особый интерес к вопросам воздействия на почву тяжелых металлов, которые в первую очередь относятся в приоритетным веществам - загрязнителям почвы.

С исторической точки зрения интерес к этой проблеме появился с исследованием плодородия почв, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь, цинк, молибден и, возможно, кобальт, очень важны для жизни растений и, следовательно, для животных и человека.

Они известны и под названием микроэлементов, потому, что необходимы растениям в малых количествах. К группе микроэлементов относятся также металлы, содержание которых в почве довольно высокое, например, железо, которое входит в состав большинства почв и занимает четвертое место в составе земной коры (5%) после кислорода (46,6%), кремния (27,7%) и алюминия (8,1%) .

Все микроэлементы могут оказывать отрицательное влияние на растения, если концентрация их доступных форм превышает определенные пределы. Некоторые тяжелые металлы, например, ртуть, свинец и кадмий, которые, по всей видимости, не очень важны для растений и животных, опасны для здоровья человека даже при низких концентрациях.

Выхлопные газы транспортных средств, вывоз в поле или станции очистки сточных вод, орошение сточными водами, отходы, остатки и выбросы при эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесение фосфорных и органических удобрений, применение пестицидов и т.д. привели к увеличению концентраций тяжелых металлов в почве.

До тех пор, пока тяжелые металлы прочно связаны с составными частями почвы и труднодоступны, их отрицательное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющие эти растения. Кроме того, тяжелые металлы могут быть загрязнителями растений и водоемов в результате использования сточных ила вод. Опасность загрязнения почв и растений зависит: от вида растений; форм химических соединений в почве; присутствия элементов противодействующих влиянию тяжелых металлов и веществ, образующих с ними комплексные соединения; от процессов адсорбции и десорбции; количества доступных форм этих металлов в почве и почвенно-климатических условий. Следовательно, отрицательное влияние тяжелых металлов зависит, по существу, от их подвижности, т.е. растворимости.

Тяжелые металлы в основном характеризуются переменной валентностью, низкой растворимостью их гидроокисей, высокой способностью образовывать комплексные соединения и, естественно, катионной способностью.

К факторам, способствующим удержанию тяжелых металлов почвой относятся: обменная адсорбция поверхности глин и гумуса, формирование комплексных соединений с гумусом, адсорбция поверхностна и окклюзирование (растворяющие или поглощающие способности газов расплавленными или твердыми металлами) гидратированными окислами алюминия, железа, марганца и т.д., а также формирование нерастворимых соединений, особенно при восстановлении.

Миграция тяжелых металлов в почвах может происходить с жидкостью и суспензией при помощи корней растений или почвенных микроорганизмов. Миграции растворимых соединений происходит вместе с почвенным раствором (диффузия) или путем перемещения самой жидкости. Вымывание глин и органического вещества приводит к миграции всех связанных с ними металлов. Миграция летучих веществ в газообразной форме, например, диметила ртути, носит случайный характер, и этот способ перемещения не имеет особого значения. Миграция в твердой фазе и проникновение в кристаллическую решетку являются больше механизмом связывания, чем перемещения.

Тяжелые металлы могут быть внесены или адсорбированы микроорганизмами, которые в свою очередь, способны участвовать в миграции соответствующих металлов.

Дождевые черви и другие организмы могут содействовать миграции тяжелых металлов механическим или биологическим путями, перемешивая почву или включая металлы в свои ткани.

Из всех видов миграции самая важная - миграция в жидкой фазе, потому что большинство металлов попадает в почву в растворимом виде или в виде водной суспензии и фактически все взаимодействия между тяжелыми металлами и жидкими составными частями почвы происходит на границе жидкой и твердой фаз.

Почвы с высокой адсорбционной способностью соответственно и высоким содержанием глин, а также органического вещества могут удерживать эти элементы, особенно в верхних горизонтах. Это характерно для карбонатных почв и почв с нейтральной реакцией. В этих почвах количество токсических соединений, которые могут быть вымыты в грунтовые воды и поглощены растениями, значительно меньше, чем в песчаных кислых почвах. Однако при этом существует большой риск в увеличении концентрации элементов до токсичной, что вызывает нарушение равновесия физических, химических и биологических процессов в почве. Тяжелые металлы, удерживаемые органической и коллоидной частями почвы, значительно ограничивают биологическую деятельность, ингибируют процессы иттрификации, которые имеют важное значение для плодородия почв.

Песчаные почвы, которые характеризуются низкой поглотительной способностью, как и кислые почвы очень слабо удерживают тяжелые металлы, за исключением молибдена и селена. Поэтому они легко адсорбируются растениями, причем некоторые из них даже в очень малых концентрациях обладают токсичным воздействием.

Содержание в почве свинца обычно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Свинец отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, ингибирует активность ферментов уменьшением интенсивности выделения двуокиси углерода и численности микроорганизмов.

Содержание цинка в почве колеблется от 10 до 800 мг/кг, хотя чаще всего оно составляет 30-50 мг/кг. Накопление избыточного количества цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов: вызывает изменение физических и физико-химических свойств почвы, снижает биологическую деятельность. Цинк подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, вследствие чего нарушаются процессы образования органического вещества в почвах. Избыток цинка в почвенном покрове затрудняет ферментацию разложения целлюлозы, дыхания, действия уреазы.

Тяжелые металлы, поступая из почвы в растения, передаваясь по цепям питания, оказывают токсическое действие на растения, животных и человека.

Среди наиболее токсичных элементов прежде всего следует назвать ртуть, которая представляет наибольшую опасность в форме сильнотоксичного соединения - метилртути. Ртуть попадает в атмосферу при сжигании каменного угля и при испарении вод из загрязненных водоемов. С воздушными массами она может переноситься и откладываться на почвах в отдельных районах. Исследования показали, что ртуть хорошо сорбируется в верхних сантиметрах перегнойно-аккумулятивного горизонта разных типов почв суглинистого механического состава. Миграция ее по профилю и вымывание за пределы почвенного профиля в таких почвах незначительна. Однако в почвах легкого механического состава, кислых и обедненных гумусом процессы миграции ртути усиливаются. В таких почвах проявляется также процесс испарения органических соединений ртути, которые обладают свойствами летучести.

Свинцовая пыль оседает на поверхности почв, адсорбируется органическими веществами, передвигается по профилю с почвенными растворами, но выносится за пределы почвенного профиля в небольших количествах.

Благодаря процессам миграции в условиях кислой среды образуются техногенные аномалии свинца в почвах протяженностью 100 м. Свинец из почв поступает в растения и накапливается в них. В зерне пшеницы и ячменя количество его в 5-8 раз превышает фоновое содержание, в ботве, картофеле - более чем в 20 раз, в клубнях - более чем в 26 раз.

Кадмий, подобно ванадию и цинку, аккумулируется гумусовой толще почв. Характер его распределения в почвенном профиле и ландшафте, видимо, имеет много общего с другими металлами, в частности с характером распределения свинца. Многие почвенные беспозвоночные концентрируют кадмий в своих организмах. Кадмий усваивается дождевыми червями, мокрицами и улитками в 10-15 раз активнее, чем свинец и цинк. Кадмий токсичен для сельскохозяйственных растений, и даже, если высокие концентрации кадмия не оказывают заметного влияния на урожай сельскохозяйственных культур, токсичность его сказывается на изменении качества продукции, так как в растениях происходит повышения содержания кадмия.

Мышьяк попадает в почву с продуктами сгорания угля, с отходами металлургической промышленности, с предприятий по производству удобрений. Наиболее прочно мышьяк удерживается в почах, содержащих активные формы железа, алюминия, кальция. Токсичность мышьяка в почвах всем известна. Загрязнение почв мышьяком вызывает, например, гибель дождевых червей. Фоновое содержание мышьяка в почвах составляет сотые доли миллиграмма на килограмм почвы.

Фтор и его соединения находят широкое применение в атомной, нефтяной, химической и др. видах промышленности. Он попадает в почву с выбросами металлургических предприятий, в частности, алюминиевых заводов, а также как примесь при внесении суперфосфата и некоторых других инсектицидовэ

Загрязняя почву, фтор вызывает снижение урожая не только благодаря прямому токсическому действию, но и изменяя соотношение питательных веществ в почве. Наибольшая адсорбция фтора происходит в почвах с хорошо развитым почвенным поглощающим комплексом. Растворимые фтористые соединения перемещаются по почвенному профилю с нисходящим током почвенных растворов и могут попадать в грунтовые воды. Загрязнение почвы фтористыми соединениями разрушает почвенную структуру и снижает водопроницаемость почв.

Цинк и медь менее токсичны, чем названные тяжелые металлы, но избыточное их количество в отходах металлургической промышленности загрязняет почву и угнетающе действует на рост микроорганизмов, понижает ферментативную активность почв, снижает урожай растений.

Следует отметить усиление токсичности тяжелых металлов при их совместном воздействии на живые организмы в почве. Совместное воздействие цинка и кадмия оказывает в несколько раз более сильное ингибирующее действие на микроорганизмы, чем при такой же концентрации каждого элемента в отдельности.

Вблизи предприятий естественные фитоценозы предприятий становятся более однообразными по видовому составу, так как многие виды не выдерживают повышения концентрации тяжелых металлов в почве. Количество видов может сокращаться до 2-3, а иногда до образования моноценозов.

1.3 Методы контроля загрязнений почвы

Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использовать для этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов, анализ распространения и поведения видов - индикаторов среди растений, беспозвоночных и микроорганизмов.

Для выявления пространственных закономерностей проявления загрязнения почв используют сравнительно-географический метод, методы картирования структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют прогнозировать изменение состояния природной среды.

Рекомендовано отбирать образцы почв и растительности по радиусу от источника загрязнения с учетом господствующих ветров по маршруту протяженностью 25-30 км.

Расстояние от источника загрязнения для выявления ореола загрязнения может колебаться в значительных пределах и в зависимости от интенсивности загрязнения и силы господствующих ветров может изменяться от сотен метров до десятков километров.

Выявление уровня токсичности тяжелых металлов непросто. Для почв с разными механическими составами и содержанием органического вещества этот уровень будет неодинаков. В настоящее время сотрудниками институтов гигиены предприняты попытки определить ПДК металлов в почве. В качестве тест-растений рекомендованы ячмень, овес и картофель. Токсичным уровень считался тогда, когда происходит снижение урожайности на 5-10%. Предложены ПДК для ртути - 25 мг/кг, мышьяка - 12-15, кадмия - 20 мг/кг. Установлены некоторые губительные концентрации ряда тяжелых металлов в растениях (г/млн.): свинец - 10, ртуть - 0,04, хром - 2, кадмий - 3, цинк и марганец - 300, медь - 150, кобальт - 5, молибден и никель - 3, ванадий - 2.

Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами базируется на совершенствовании производства.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами, когда они концентрируются в больших количествах, но в самых верхних сантиметрах почвы, возможно удаление этого слоя почвы и его захоронение.

В последнее время рекомендован ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсичность. В ФРГ предложено применение ионообменных смол, образующих хелатные соединения с тяжелыми металлами. Их применяют в кислотной и солевой формах или в смеси той и другой форм.

В Японии, Франции, ФРГ и Великобритании одна из японских фирм запатентовала способ фиксирования тяжелых металлов меркапто-8-триазином. При использовании этого препарата кадмий, свинец, медь, ртуть и никель прочно фиксируются в почве в виде нерастворимой и недоступной для растений форм.

Известкование почв уменьшает кислотность удобрений и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или слабощелочной среде также не оказывают токсического действия на растения.

Органические удобрения, подобно органическому веществу почв, адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство тяжелых металлов. Внесение органических удобрений в высоких дозах, использование зеленых удобрений, птичьего помета, муки из рисовой соломы снижают содержание кадмия и фтора в растениях, а также токсичность хрома и других тяжелых металлов.

Оптимизация минерального питания растений путем регулирования состава и доз удобрений также снижает токсическое действие отдельных элементов. В Англии в почвах, зараженных свинцом, мышьяком и медью, задержка появления всходов снималась при внесении минеральных азотных удобрений.

Однако, известно, что уровень токсичности тяжелых металлов неодинаков для разных видов растений. Поэтому снятие токсичности тяжелых металлов оптимизацией минерального питания должно быть дифференцировано не только с учетом почвенных условий, но и вида и сорта растений.

Одно из основных условий охраны почв от загрязнения биоцидами - создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений и внесение их в почву и уменьшение доз их внесения в почву. Существует несколько способов, позволяющих уменьшить дозу биоцидов без снижения эффективности их возделывания.

Глава 2. Характеристика объектов исследования, места проведения эксперимента, используемые методики

2.1 Характеристика объектов исследования

Караидельский район расположен в северной части Республики Башкортостан. Благодаря преобладанию известняков характерны карстовые формы рельефа-суходолы,воронки,поноры ручьев.Преобладают подзолистые,светло-серые и серые лесные почвы.Они часто маломощные и щебнистые.Климат влажный,умеренно-холодный.

Во взятых нами образцах с. Магинск преобладает черноземы и подзолистые почвы.

Фитотоксичность почвы определяется при помощи растений семейства Тыквенные (огурец,кабачок,тыква).

Огуремц обыкновемнный, или Огурец посевномй (лат. Cucumis sativus) --однолетнее травянистое растение, вид рода Огурец (Cucumis) семейства Тыквенные. Стебель стелющийся, шершавый, заканчивает усиками, которыми он может зацепиться за опору, при этом стебель может вытянуться на 1--2 м.

Листья сердцевидные, пятилопастные.

Плод -- многосемянный, сочный, изумрудно-зелёный, пузырчатый. Строение плода характерно для семейства тыквенных и в ботанической литературе определяется как тыквина. Он может иметь различную форму и размер в зависимости от сорта. В кулинарном отношении огурцы традиционно относят к овощным культурам.

Геном огурца посевного насчитывает 350 миллионов пар оснований ДНК. Пять из семи хромосом огурцов возникли из десяти хромосом общих предков с дыней.

Кабачок (уменьш. от укр. кабак, «тыква», из тюркских языков) -- кустовая разновидность тыквы обыкновенной с продолговатыми плодами, без плетей^[3]. Плоды могут быть зелёного, жёлтого, чёрного или белого цвета. Мякоть нежная и быстроваркая^[4], употребляется также и в сыром виде (в салатах).

Тымква (лат. Cucurbita) -- род травянистых растений семейства Тыквенные (Cucurbitaceae). Под словом «тыква» в России обычно понимается вид Тыква обыкновенная (Cucurbita pepo).

Однолетние или многолетние жёстко-шершавые или волосистые травы; стелющиеся по земле и цепляющиеся при помощи ветвистых усиков стебли, покрытые более или менее крупными лопастными листьями.

Крупные, жёлтые или белые цветки сидят поодиночке или пучками; цветки однополые (растения однодомные). Чашечка и венчик колокольчатые или ворончато-колокольчатые о пяти (редко четырёх -- семи) долях; тычинки спаялись пыльниками в головку, пыльники извитые; в женском цветке развиты три -- пять стаминодиев ипестик, с толстым коротким столбиком, с трёх- или пятилопастным рыльцем и с нижней, 3--5-гнёздной многосемянной завязью.

Плод -- тыквина, обыкновенно с твёрдым внешним слоем (корой) и с многочисленными сплюснутыми, обрамлёнными толстым вздутием семенами, без белка.

Признаки фитотоксического действия пестицидов на культурные растения различны и могут проявляться в:

· Уменьшении всхожести и энергии прорастания семян,

· Снижении накопления сухого вещества.

Химические соединения (пестициды и удобрения) могут:

· Вызывать хлорозы листьев, их опадение, ожоги;

· Приводить к образованию стерильной пыльцы, опадению завязей, повреждению плодов («сетка»), нарушению нормального плодообразования, разрастанию некоторых тканей и органов, а также угнетать рост и развитие растения,

· Приводить к искривлению стеблей, нарушению обмена веществ, накоплению остаточных количеств пестицидов в урожае, снижению урожайности, ухудшению качества плодов.

В основе формирования устойчивости различных сортов и видов растений к пестицидам лежат различия в их биохимических и физиологических реакциях обмена веществ. Установлено, что среди растений нет ни одной систематической группы (род, семейство, класс), в пределах которой были бы одинаково устойчивы все до единого представители. Даже в пределах вида отдельные сорта растений могут вести себя по-разному по отношению к действующим веществам пестицидов.

2.2 Характеристика места проведения эксперимента

Пробы почвы для определения её фитотоксичности были произведены в с.Магинск,в четырех пунктах.Пробы почвы отбирались 11 мая 2014 года.

Пункт № 1-территория,вблизи которой расположена автотрасса(1-2 м.от обочины);

Пункт № 2-территория огорода около дома;

Пункт № 3-территория ул.Коммунистической;

Пункт № 4-контрольный(участок с меньшей антропогенной нагрузкой-парк им.Чиркова).

2.3 Используемые методики

Выращивание семян проводили по методике Н.В. Маячкиной, М.В. Чугунова «Токсилогическая оценка почвы»:

Почвенная вытяжка

Для определения фитотоксичности почвы готовят почвенную вытяжку. Для этого около 200--250 г почвы смешивают с 0,5 л отстоянной водопроводной воды и выдерживают 1--2 часа, периодически взбалтывая, после чего суспензию отстаивают и фильтруют; воду используют для тестов. Тесты фитотоксичности воды и почвенных вытяжек принципиально одинаковы и будут рассматриваться вместе.

Тестовые растения

Как уже говорилось, чувствительность разных растений к разным вредным веществам неодинакова. В идеальном варианте тест нужно проводить на тех растениях, которые будут выращиваться, но это не всегда возможно. Довольно часто в подобных тестах используют кукурузу, лук и ряд других широко доступных растений. При тестах на проростках желательно использовать семена строго определенного сорта.

Тест фитотоксичности на проростках

В лабораториях для таких тестов используют чашки Петри. В нашем случае специальную лабораторную посуду вполне можно заменить подручными средствами.

Вполне подойдут чистые полиэтиленовые крышки от банок, мелкие пластиковые или фарфоровые блюдца . На дно помещают круг из фильтровальной бумаги (можно вырезать также из простой бумажной салфетки, только без ароматизаторов и т. п.). На фильтровальную бумагу кладут семена и аккуратно заливают водой так, чтобы семена частично находились над поверхностью воды (не задохнулись). Тестовые семена замачивают в исследуемой воде или почвенной вытяжке 24 ч; контрольные семена (одновременно с этим) -- в отстоянной водопроводной воде. Потом семена перекладывают для проращивания и заливают отстоянной водопроводной водой (так же, как описывалось выше). Ставят как минимум две контрольные чашки и две тестовые. Проращивают семена в течение недели (время может варьироваться в зависимости от скорости роста используемых растений), при комнатной температуре, в тени, доливая отстоянную водопроводную воду, чтобы они не высохли. Возможен вариант, когда проростки в тестовых чашках и далее поливают исследуемой водой. Чувствительность теста при этом может быть выше, однако и влияние помех возрастает. После того как корни проростков в контрольных чашках в длину достигли не более 5 см, измеряют длину корней в тестовых и контрольных чашках.

Интерпретация результатов

Как правило, достоверным считается результат, если средняя длина корней тестовых растений отличается от контрольной группы на 20%. Меньшая длина корней тестовых растений свидетельствует о замедлении их роста, а значит, и о возможной токсичности. Может быть и так, что в тестовой группе растений длина корней больше, чем в контрольной. Это возможно либо при слабой фитотоксичности, либо при высоком содержании в исследуемой воде питательных для растений минеральных солей и длительном опыте. Кстати, последнее можно рассматривать как мешающее влияние.

Выводы

1. С. Магинск является благополучным в экологическом отношении, что связано с меньшей автотранспортной нагрузкой. Почва вблизи трассы загрезнена тяжелыми металлами .

2. Фитотоксичность почв взятых с разных мест с. Магинск заметно различается. Самая грязная и токсичная почва оказалась вблизи трассы. Менее токсичной оказалась местность вблизи парка им.Чиркова, она является более чистой и свежей.

3. По приведенным таблицам мы составили таблицы всхожести и энергии прорастания семян. Наши вычисления дали неодинаковые ряды ранжирования, в котором территория вблизи парка им.Чиркова занимает первую строку и является лидером, как в всхожести семян так и в энергии их прорастания. А вблизи трассы имеет самые плохие показатели во всех случаях, для всех трех проведенных опытов.

Список литературы

1. ГОСТ 27593-88 (СТ СЭВ 5298-85) "Почвы. Термины и определения".

2. ГОСТ 17.2.2.01-81 (СТ СЭВ 4470-84) "Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния".

3. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб".

4. ГОСТ 17.4.3.03-85 "Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ".

5. ГОСТ 17.4.4.02-84 "Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа".

6. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5101-85) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ".

7. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами N 4266-87. Утв. МЗ СССР 13.03.87.

8. Приказ от 21.08.2007 № 246 «О мерах по организации проведению социально-гигиенического мониторинга» // СПС Гарант.

9. Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991.

10. Девятова Т.А. Биодиагностика техногенного загрязнения почв // Экология и промышленность России. 2006. Январь. - С. 36 - 37.

11. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. - М.: Наука, 2001.

12. Евреинова А.В., Колесников С.И. Влияние загрязнения черноземов тяжелыми металлами на рост и развитие растений // Материалы IV Международного симпозиума «Степи северной Евразии». Оренбург. 2006.

13. Завистяева Т.Ю. Значение почвы как одного из показателей состояния здоровья населения в системе социально-гигиенического мониторинга // Здоровье населения и среда обитания.- 2006 -- № 1(154). -- С. 18-22.

14. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г. Инглунда. - М.: «Металлургия», 1991.

15. Исмаилов Н. М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почв. - М.: Наука, 1991.

16. Колесников С.И., Попович А.А., Евреинова А.В. Сравнительная оценка действия различных химических элементов на экологическое состояние почвы // Материалы Международной научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации». Ростов-на-Дону. 2006. С. 264-268.

17. Кормилицын В.И. и др. Основы экологии - М.: ИНТЕРСТИЛЬ, 2007.

18. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. - М.: АО «МДС», 2006.

19. Методы оценки экологической опасности / Под ред. Хоружей Т.А. - М.: Экономика, 1991, 220 с.

20. Монин А. С.. Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. -- М.: Знание, 2008.

21. Попович А.А., Евреинова А.В., Колесников С.И. Использование микробиологических показателей при мониторинге и диагностике загрязнения почв фтором и бором // Материалы Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв». Москва. 2004. С. 263-264.

22. Смирнова Н.В., Шведова А.В. Влияние свинца и кадмия на фитотоксичность почвы // Экология и промышленность России. 2005. Апрель. - С. 32 - 35.

23.http://www.ogorodnica.ru/sovet14_98.html

24.http://shmain.ru/nauchnye-stati/fitotoksichnost-pochvennogo-pokrova-gorodskoj-territorii.html

25. http://farmer35.ru/stati/test-fitotoksichnosti-pochvy.html

26. http://enc-dic.com/ecology/Fitotoksichnost-Pochvy-1020.html

Размещено на Allbest.ru

...