Конкурс-конференции «современные аспекты изучения экологии растений»



страница2/10
Дата23.04.2016
Размер1.66 Mb.
ТипКонкурс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Лабораторная всхожесть семян Oxytropis kungurensis, собранных с растений в природной популяции (РБ, Учалинский р-н,

гора Бузхангай)


Год сбора семян

Год проведения опыта

Срок хранения семян (в годах)

Количество семян (в % от 100 шт.)

проросших (лабораторная всхожесть)

загнивших

оставшихся «твердыми»

1-й вариант опыта: семена без предварительной обработки

2003

2011

8

23 (100:0:0)

24

53




2012

9

34 (100:0:0)

18

48




2014

11

8 (100:0:0)

69

23

2004

2011

7

18 (100:0:0)

49

33




2014

10

26 (100:0:0)

46

28

2-й вариант опыта: скарифицированные семена

2003

2012

9

58 (58,6:41,4:0)

42

0




2014

11

62 (75,8:24,2:0)

38

0

2004

2014

10

82 (68,3:31,7:0)

18

0

Примечание. Здесь и далее в скобках дано соотношение по типу прорастания: корнем, семядолями, гипокотилем (в % от общего числа проросших семян)
Всхожесть семян, собранных в интродукционной популяции в питомнике в Ботаническом саду. Данные этого опыта по проращиванию семян представлены в таблице 2.

1 вариант опыта: семена без предварительной обработки (без нарушения покрова семян). Дата начала опыта 07.05.2011 г. Семена начинают прорастать на 4-10-й (20-й) день от начала опыта, прорастают по 1-2 шт. с интервалом в несколько дней (2-10 дней и более). Срок наблюдения 35 дней. Лабораторная всхожесть не более 21% [3].

2 вариант опыта: скарифицированные семена. Дата начала опыта 10.04.2011 г. Семена начинают прорастать на 2-й день от начала опыта, максимум проросших семян (3-9 шт.) отмечен на 4-й день наблюдения, семена прорастают ежедневно по 1-2 шт. Прорастание ускоренное, сокращается период прорастания. Срок наблюдения составил 12 дней. Наблюдается прорастание семян корнем, семядолями и гипокотилем, основная часть семян прорастает корнем (66,2-78,6%). Лабораторная всхожесть скарифицированных семян увеличивается до 56-65% [3].

Таблица 2



Лабораторная всхожесть семян Oxytropis kungurensis, собранных с растений, выращенных в условиях интродукционного питомника

(Ботанический сад, г. Уфа) (год проведения опыта – 2011)


Год сбора семян

Возраст растений, выращенных в условиях питомника, (в годах)

Срок хранения семян (в годах)

Количество семян (в % от 100 шт.)

проросших (лабораторная всхожесть)

загнивших

оставшихся «твердыми»

1-й вариант опыта: семена без предварительной обработки

2008

9

3

6 (100:0:0)

39

55

2009

10

2

21 (100:0:0)

25

51

2010

11

1

17 (100:0:0)

45

38

2-й вариант опыта: скарифицированные семена

2008

9

3

56 (78,6:21,4:0)

42

2

2009

10

2

65 (66,2:32,3:1,5)

35

0

2010

11

1

60 (71,7:25,0:3,3)

39

1

В обоих вариантах двух опытов значительную долю составляют загнившие семена. Это может быть связано с недоразвитостью зародыша, пересыханием семян при хранении, грибными заболеваниями, повышением температуры при проращивании семян, инфицированием семян при скарификации, проведением неконтролируемой скарификации (которая вызывает сильное повреждение семян) и др.


Заключение

Семена Oxytropis kungurensis собранные в природных популяциях сохраняют всхожесть в течение длительного времени (до 11 лет). В условиях культуры у Oxytropis kungurensis образуются ежегодно жизнеспособные семена. При хранении наблюдается увеличение твердосемянности. Всхожесть семян можно повысить с помощью механической скарификации, при этом сокращается срок от начала опыта до начала прорастания первых семян, продолжительность общего периода прорастания.



Исследования поддержаны грантом Президиума РАН по Программе фундаментальных исследований «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» в 2012-2014 гг.
Литература

1. Абачев К.Ю. Внутрипопуляционный полиморфизм семян астрагала Лемана // Фенетика и генетика природных популяций растений. Махачкала, 1978. С. 60-63.

2. Борисова И.В. Типы прорастания семян степных и пустынных растений // Ботан. журн. 1966. Т. 81, № 12. С. 9-22.

3. Галикеева Г.М., Маслова Н.В. Семенное размножение редкого уральского вида Oxytropis kungurensis Knjasev (Fabaceae) // Биоразнообразие: проблемы изучения и сохранения. Междунар. науч. конф., посвящ. 95-летию кафедры ботаники Тверского гос. ун-та (Тверь, 21-24 ноября 2012 г.). Тверь, 2012. С. 245-249.

4. Красная книга Республики Башкортостан. Т. 1. Растения и грибы / под ред д-ра биол. наук., проф. Б.М. Миркина. 2-е изд., доп. и перераб. Уфа: МедиаПринт, 2011. 384 с.

5. Маслова Н.В., Каримова О.А., Абрамова Л.М. Коллекция редких видов семейства Fabaceae Lindl. в Ботаническом саду // Биоразнообразие растений на Южном Урале в природе и при интродукции. Тр. Ботанического сада-института УНЦ РАН к 75-летию образования. Уфа: Гилем, 2009. С. 65-80.

6. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, 1985. 347 с.

7. Попцов А.В. Биология твердосемянности. М.: Наука, 1976. 157 с.

8. Снаговская М.С. О семенном размножении желтой люцерны (Medicago falcata L.) //Науч. докл. высш. шк. Биол. науки. 1964. № 2. С. 111-115.

9. Соболевская К.А. Исчезающие растения Сибири в интродукции. Новосибирск: Наука, 1984. 222 с.

10. Стешенко А.П. О всхожести семян растений Полярного Урала // Ботан. журн. 1966. Т. 51, № 2. С. 221-232.
Дударев Николай Андреевич1, Шахринова Надежда Викторовна2

1 – студент БФ БашГУ, г. Бирск, Россия

2 – доцент БФ БашГУ, к.б.н.
АКТУАЛЬНОСТЬ ФИТОИНДИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ

ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Возрастающая с каждым годом деградация природной среды под влиянием антропогенных загрязнений создает угрозу выживаемости человечества. Современные технические средства контроля, разработанные в первую очередь для оценки степени загрязненности в промышленных условиях, – не единственные способы определения состояния природной среды. Биоиндикация в этом плане является оптимальным и активно развивающимся методом ее оценки. Он подразумевает слежение за природными и антропогенными процессами в биологических средах, включающее всю совокупность взаимодействия живого с агентами внешней среды, в том числе выяснение ответных реакций биосред на природные и антропогенные воздействия [2].

Идею биоиндикации с помощью растений была сформулирована еще в I в. до н.э. «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам или по уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о свойствах почвы и знать, что может хорошо на ней расти» Луций Колумелла.

Растения представляют большой интерес в качестве эффективных объектов при биологическом мониторинге загрязнения окружающей среды. Они являются высокоинформативными индикаторами уровня доступных форм химических элементов в окружающей среде и основными источниками их для человека и животных [5].

Растения как биоиндикаторы проявляют дифференциальную чувствительность к различным видам антропогенных воздействий, помогают диагностировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ.

С помощью растений-биоиндикаторов принципиально возможно обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений, проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений, также можно судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы и прогнозировать дальнейшее развитие экосистемы.

Преимуществом методов биоиндикации перед физико-химическими является интегральный характер ответных реакций живых организмов, так как они суммируют все без исключения биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом, выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса загрязнителей.

В условиях хронической антропогенной нагрузки биоиндикаторы могут реагировать на очень слабые воздействия в результате аккумуляции дозы. К примеру, некоторые пестициды достаточно быстро разлагаются, что не позволяет выявить их исходную концентрацию в почве физико-химическими методами. Но, если в качестве биоидикаторов взять растения, то это можно определить точно, так как они в первую очередь концентрируют пестициды даже при минимальном их содержании в почве [1].

Основным антропогенным фактором, оказывающим стрессовое воздействие на растения, является нефтяное загрязнение. Нефть оказывает отрицательное влияние на рост, метаболизм и развитие растений, подавляет рост надземных и подземных частей растений, в значительной степени задерживает начало цветения. Загрязненные нефтью цветки редко образуют семена [3].

Изучение адаптационных механизмов растений в ответ на действие нефти делает возможным выявление признаков, обеспечивающих устойчивость растений в условиях нефтяного загрязнения, с целью их использования в процессе разработки методов рекультивации и подборки для неё устойчивых к нефтяному загрязнению растений. Изучаемые признаки можно использовать как индикаторы для характеристики состояния почв при нефтяном загрязнении [4].

Растения-биоиндикаторы способны также фиксировать скорость происходящих в окружающей среде изменений, указывать пути и места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих веществ в организм человека.

Методы фитоиндикации по сравнению с физико-химическими методами позволяют интерпретировать данные о концентрации в окружающей среде различных поллютантов (если их концентрация не запредельно высока). Физико-химические методы не содержат ответа на вопрос, насколько ситуация опасна для живой природы. Показатели предельно допустимой концентрации различных веществ разработаны лишь для человека. Эти показатели не могут быть распространены на живые объекты. С точки зрения охраны природы важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает фитоиндикация, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения среды.

Физические и химические методы дают качественные и количественные характеристики фактора, но лишь косвенно судят о его биологическом действии. Биоиндикация, а в частности фитоиндикация, наоборот, позволяет получить информацию о биологических последствиях изменения среды. Помимо того, актуальность фитоиндикации обусловлена простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды, поскольку в этом случае не требуются специальные лаборатории и высокая квалификация персонала.

Фитоиндикация нередко точнее и объективнее, чем использование прямых физических и химических методов. Последние оценивают среду одномоментно, не отражают максимальные и минимальные значения отдельных неблагоприятных факторов в их воздействии на живые организмы, игнорируют их сочетания, тогда как фитоиндикация интегрирует все химические и физические стрессовые факторы и наиболее информативна при социально-гигиенических оценках пригодности природной среды для человека.

Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые индикаторы:

– в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении некоторых критических значений суммарных дозовых нагрузок;

– суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;

– исключают необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;

– фиксируют скорость происходящих изменений;

– вскрывают тенденции развития природной среды;

– указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;

– позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, причем дают возможность контролировать их действие.

Биоиндикация растений в условиях техногенного загрязнения –актуальный и перспективный метод исследования состояния окружающей среды. Она позволяет существенно повысить точность прогнозов изменений в окружающей среде, вызванных деятельностью человека.

Биоиндикаторы в полной мере отражают степень опасности соответствующего состояния окружающей среды для всех живых организмов, в том числе и для человека. Подчеркивая всю важность биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ организмов. Но, отражая степень негативного воздействия в целом, биоиндикация не объясняет, какими именно факторам оно создано. Следовательно, наиболее эффективно оценка окружающей среды может производиться сочетанием физических, химических и биологических методов мониторинга.

Литература

1. Безель В.С., Жуйкова Т.В. Химическое загрязнение среды: вынос химических элементов наземной фитомассой травянистой растительности // Экология? 2007. – № 4. – С. 259-267.

2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / под ред. Р. Шуберта. – М.: Мир, 1988. – 350 с.

3. Бочарникова Е.Д. Влияние нефтяного загрязнения на свойства серо-бурых почв Апшерона и серых лесных почв Башкирии / Е.Д Бочарникова // Автореф. Дис. … канд. биол. наук.- М.: 1990.- 16 с.

4. Джамбетова П.М. Влияние нефтезагрязнений на морфологические и цитогенетические характеристики растений / П.М. Джамбетова, Н.В. Реутова, М.Н. Ситников // Экологическая генетика [электронный ресурс]: Рецензируемый научно-практический журнал.- СПб.- 2005.

5. Макеева Т.И., Никонова Г.Н. Оценка антропогенной нагрузки на территории по показателям стабильности развития растений // Проблемы и пути их решения: научно-практическая конференция, Москва, 30-31 окт., 2002. Материалы конференции. М., 2002. - С. 201-207.
Зайнитова Алина Рифовна1, Наумова Лениза Гумеровна2

1 – магистрант ФГБОУ ВПО БГПУ им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

2 – профессор БГПУ им. М. Акмуллы, к.б.н.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИИ TRIFOLIUM PRATENSE L. В СООБЩЕСТВЕ ОСТЕПНЕННОГО ЛУГА, ИСПЫТЫВАЮЩЕМ ВЛИЯНИЕ УМЕРЕННОМ ВЫПАСА
Введение

Актуальность исследования. Одним из актуальных разделов современной науки о растительности является популяционная экология растений [2,6,8]. Популяционная экология растений позволяет дать «диагноз» состояния видов в составе растительных сообществ. На основе данных популяционной экологии можно прогнозировать устойчивость популяций в растительном сообществе. В этой статье приведены результаты изучения популяции важного бобового растения Trifolium pratense L., которое является кормовым, лекарственным и интродуцировано в культуру (выведено много сортов [4]). Это растение негативно относится к выпасу [8].

Цель исследования: выполнить анализ состояния популяции Trifolium pratense в сообществе остепненного луга, испытывающего умеренное пастбищное воздействие.

Задачи исследования:

– получить репрезентативную выборку данных о состоянии популяции;

– выполнить статистический анализ основных биоморфологических признаков растений;

– оценить виталитет популяции с использованием разных признаков.

При выполнении работы были использованы подходы современной популяционной экологии растений [1,3,5].

Методика исследования

Объект исследования. Исследование выполнено в Чекмагушском районе РБ в растительном сообществе остепненного луга, расположенного в 2 км к северу от деревни Аблаево. Число видов в сообществе – 25. В составе сообщества представлены Poa angustifolia1 (обилие 3 балла), Ranunculus acris, Fragaria viridis, Lathyrus pratensis, Filipendula vulgaris, Leocanthemum vulgare, Festuca pratensis, Dactylis glomerata, Vicia cracca и др. Сообщество испытывает умеренное влияние выпаса. Вследствие этого в его составе представлены синантропные виды – Trifolium repens, Cichorium inthybus, Berteroa incana, Bunias orientalis и др. На основании анализа видового состава можно заключить, что сообщество представляет порядок Galietalia veri Mirk. et Naumova 1986 класса Molinio-Arrhenatheretea R.Tx. 1937 em. R. Tx. 1970.

Методы сбора и обработки данных. Для анализа популяции Trifolium pratense была получена случайная выборки из 20 растений. Измерялись три параметра, отражающих общее состояние растений в популяции (Наумова, Злобин, 2009): высота, число побегов, число соцветий [2].

Кроме того, поскольку мы не могли использовать показатель «вес особи», был использован синтетический показатель «мощность растения», который определяется как произведение числа побегов на высоту растения [1].

Выполнена статистическая обработка материала (рассчитаны основные параметры, характеризующие выборку). Виталитет популяции определялся по методике Ю.А. Злобина [1,2]: значения признаков ранжировались, ряд разбивался на три части и определялось соотношение частот в трех классах величины признаков. Использовалось четыре признака – высота, число побегов, число соцветий, мощность растений.

Результаты исследования и их обсуждение

Характеристика биоморфологических признаков приведена в таблице 1. Из таблицы очевидно, что средняя высота особей составляет 31 см, среднее число побегов – 5,2, а среднее число соцветий – 8,3.


Таблица 1

Статистическая характеристика основных биоморфологических признаков популяции Trifolium pretense


Признак

Высота

Число

побегов

Число

соцветий

Мощность растений

Среднее арифметическое, см

31

5,2

8,3

158,6

Ошибка выборочности, см

1,21

0,53

8,59

16,4

Коэффициент вариации, %

17,48

45,57

38,43

44,7

Пределы, см

20-40

2-9

3-14

68-324

Эмпирический интервал вариационного ряда

20

7

11

256

Эти признаки вариабельны. В наибольшей степени варьируют число побегов на растении и мощность растений: коэффициент вариации составляет 45,57% и 44,7%. Это можно объяснить тем, что число побегов в наибольшей мере испытывает влияние фитоценотического окружения и микровариации экотопа. В наименьшей степени варьирует высота растений (коэффициент вариации – 17,48%), что связано с тенденцией растений достигать высоты полога в сообществе. Число соцветий во многом определяется числом побегов, и потому коэффициент вариации этого показателя имеет довольно высокое значение – 38,43%.

В таблице 2 приведена оценка виталитета популяции по четырем признакам. По числу побегов, числу соцветий и мощности растений популяция оценивается как депрессивная (преобладают особи с малым числом побегов). Эти три параметра тесно коррелируют: чем больше число побегов, тем больше на растении соцветий и, соответственно, больше мощность растения.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал