Влияние атмосферных загрязнений автомототранспортом на растения березы бородавчатой (стр. 2 из 3)
Сильное повреждение листового аппарата не всегда приводит к гибели растения. Благодаря регенерационной способности растения восстанавливают новые листья и побеги взамен поврежденных.
В изученной нами литературе имеются данные о различной степени устойчивости растений к загрязнению окружающей среды [1, 9, 12, 13].
При озеленении улиц города необходимо учитывать способность растений концентрировать и накапливать из атмосферы вещества антропогенного происхождения, которые могут оказывать негативное воздействие, как на растение, так и на здоровье человека. Все растения способны очищать атмосферу, различия возникают только в эффективности процесса. По данным сотрудников ЦБС АН Белоруссии наибольшей емкостью поглощения (за вегетацию) обладают тополь бальзамический, тополь лентовидный, ива белая, а из хвойных пород – пихта одноцветная, ель колючая, ель голубая [2]. Высокая газопоглотительная способность у бирючины обыкновенной, тополя китайского, боярышника колючего (всего около 30 видов).
Для озеленения городов и населенных пунктов в Кемеровской области Центральным Сибирским ботаническим садом СО АН РФ г. Новосибирска рекомендован ассортимент местных и интродуцированных древесных и кустарниковых растений, включающий в себя 158 видов. Из них древесные растения составляют 47 видов, а кустарниковые – 111 видов (см. приложение).
В озеленении г. Ленинска-Кузнецкого повсеместно используется несколько пород. Это – тополь сибирский, клен ясенелистный, карагач, акация желтая, сирень обыкновенная. За последние годы в посадки стали вводить новые растения: березу бородавчатую, липу мелколистную, лиственницу сибирскую, рябину сибирскую, клен татарский, лох серебристый, сирень венгерскую и др.При создании зеленого наряда г.Ленска-Кузнецкого необходимо учитывать морозо- и газоустойчивость деревьев и кустарников. По данным А.П. Баранник наибольшей морозоустойчивостью и газоустойчивостью обладают: ива белая, сибирские виды рябины, тополя, лиственницы, боярышник, кизильник черноплодный, береза бородавчатая, вяз гладкий, карагач, сирень обыкновенная, роза морщинистая, ясень зеленый и другие. Хвойные виды менее устойчивые к воздействию промышленных выбросов в озеленении используют реже.
В ассортименте растений, рекомендованных ЦСБС СО АН РФ г. Новосибирска, береза отнесена к растениям неустойчивым к действию воздушных загрязнителей (приложение 1).
Для защитных полос автомагистралей необходимо применять более долговечные виды растений, устойчивые к воздействию выхлопных газов автомобилей. Работа, выполненная мной, позволяет выявить влияние атмосферного загрязнения автомототранспортом на березу бородавчатую и определить возможности использования ее в озеленении улиц города Ленинска-Кузнецкого.
Загрязнение атмосферы приводит к различным нарушениям развития растений, вызывая сокращение сроков вегетации, уменьшение площади ассимилирующих органов, торможение процессов развития [9]. Осевшая на растениях пыль тормозит рост растений.
Наблюдения за состоянием побега осуществляли на живом растении, без отделения побега от основного растения. При измерении длины побега пользовались сантиметровой лентой. Из полученных измерений произвольно взяли каждое пятое измерение. Таким образом, n = 50. Затем провели статистическую обработку данных (приложение 2, табл.1).
При анализе полученных данных была установлена достоверность в различиях длины основного однолетнего побега в опыте и контроле. В условиях сильного атмосферного загрязнения происходит снижение величины прироста однолетнего побега березы бородавчатой за вегетационный период (диаграмма 1)Диаграмма 1. Средняя величина однолетнего побега березы
Разница в длине побега в зоне сильного загрязнения составляет: основного – 31,4 %, бокового – 42,3 %. В сравнении с 2005 годом происходит снижение средней длины побега в среднем на 1 %. Это может быть связано с увеличением количества загрязняющих веществ в воздухе или с климатическими условиями вегетационного периода, (сравнительный анализ не производился). Изучая данные по встречаемости побегов различной длины, было отмечено, что в опыте чаще всего встречаются побеги с длиной 21-23 см, а у контрольных растений – 25-35 см. диаграмма 2)
Диаграмма 2 Длина побега, см.
В процессе приспособления к условиям загрязненной атмосферы у растений появляется мелкоклеточность, утолщение клеточных оболочек, уменьшение площади листовой пластинки, увеличение жилкования и количества устьиц [7].
Анализируя длину листовой пластинки у растений произрастающих в зоне загрязнения и условно чистом по воздушному загрязнению регионе, мной было обнаружено, что в опыте происходит значительное снижение величины признака (диаграмма 3).
Диаграмма 3. Средняя длина листовой пластинки, мм
При статистической обработке данных в 2005 году опыт был признан недостоверным, хотя полученное значение t = 1,93 очень близко к достоверному (t = 2). Это позволило предположить, что загрязнение воздуха оказывает влияния на рост листа в длину (приложение 2, табл.2), а недостоверность опыта вызвана неточностью измерений.
При изучении зависимости ширины листа от величины атмосферного загрязнения было установлено, что растения вдоль автотрассы имеют более узкие листья (диаграмма 4).
Диаграмма 4.Средняя ширина листа, мм
Статистическая обработка данных и определение достоверности полученных результатов говорит о высокой точности опыта (приложение 2, табл.3).
Полученные данные позволяют утверждать об отрицательном воздействии автомобильного транспорта на ширину листовой пластинки березы бородавчатой.
Анализируя длину черешка листовой пластинки у растений разных участков произрастания (опыт и контроль) я получила следующие результаты: у растений, произрастающих в придорожной зоне, происходит уменьшение длины черешка листа (диаграмма 5).
Диаграмма 5. Длина черешка листовой пластинки, мм
При сравнительной характеристике длины черешка листьев, произрастающих в разных условиях загрязнения воздуха, было отмечено, что у опытных растений чаще встречаются листья с черешком длиной 21-22 мм., а у контрольных растений с черешком длиной 25-30 мм. (диаграмма 6).Диаграмма 6. Длина черешка листовой пластинки, мм
Достоверность опыта высокая, что позволяет говорить о прямой зависимости длины черешка от количества загрязняющих веществ в воздухе (приложение 2, табл. 4).
Изучение площади листовой пластинки проводилось на аналогах листьев, переведенных на миллиметровую бумагу, что позволило с большей точностью высчитать их поверхность.
Анализ полученных данных и статистическая обработка результатов позволили установить зависимость между площадью листа и экологическими условиями произрастания (приложение 2, табл. 5).
Сильная загазованность атмосферного воздуха вызывает резкое снижение площади листовой пластинки (диаграмма 7). Этот признак хорошо прослеживается, доступен для изучения, легко просчитывается, что позволяет использовать его как показатель загрязнения воздушной среды.
Диаграмма 7.Средняя площадь листовой пластинки, см2
При изучении количества жилок в листе, величины боковых и верхушечных почек не получено достоверных различий в результатах между данными опыта и контроля, что говорит о возможной устойчивости данных показателей к автомобильному загрязнению воздуха.Действующая на растения двуокись азота вызывает периферическое повреждение листьев, скручивание их вовнутрь, появление коричневой окраски на завершающем этапе развития листьев. Присутствие в атмосфере NO2 задерживает рост и развитие овощных культур, снижают их урожайность и качество продукции [7, 9, 14].
Большую опасность для растений представляют фтористые соединения, оказывающие фитотоксическое действие в небольших концентрациях (менее 0,6 мкг/ м3). Фтор не является необходимым для развития растений элементом и не участвует в обмене веществ. Поэтому и не происходит его детоксикация в растительной клетке. Фтор накапливается в растениях, создавая опасность для здоровья животных и человека при употреблении растений на корм или в пищу [7,9]. Большая часть фтора в виде пыли, осевшей на поверхности растений, смывается осадками и не проникает внутрь растений.
Появление симптомов повреждений связано с перемещением фторидов, поглощенных из воздуха к верхушкам и краям листьев. В начале на листьях образуются хлоротические пятна, сопровождающиеся некрозами и иссушением тканей. Листья покрываются пятнами светло-коричневого и бурого цвета. Газообразные токсиканты начинают оказывать влияние на растение с момента контакта с покровными тканями. Важную роль в проявлении устойчивости растений играет устьичный аппарат листьев, как механизм, с участием которого происходит проникновение газов внутрь листа [6].