Пидюра Ю.В., Лихолат Ю.В.

Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара

Фізіологічні процеси індивідуального розвитку Солідаго (Solidago canadensis L.) в умовах промислового міста

Фізіологічні процеси індивідуального розвитку Солідаго канадського (Solidago canadensis L.), які вивчалися в ході досліджень зміни морфології, анатомії та фізіології листкових пластинок, в залежності від часу їх появи на рослині та екологічних умов розвитку є чудовою моделлю морфогенезу. Вона дає змогу вивчити окремі аспекти формування вегетативних органів та окремих тканин і відкриває можливості регуляції цих процесів з метою отримання рослин з необхідними властивостями: стабільним ростом та розвитком в умовах промислового міста.

Дослідження фізіологічних процесів індивідуального розвитку в умовах промислового міста у Солідаго канадського проводилося у декількох напрямках.

Перший – це польові дослідження: збір матеріалу в певні періоди року у різних моніторингових точках Дніпропетровська. Візуальні спостереження за розвитком змін фізіологічних процесів (формування вегетативної та генеративної частин рослини, старіння та відмирання листків та впливу хімічних забруднювачів).

Другий напрямок – це лабораторні дослідження, які повинні бути підґрунтям польових . Збір даних про ростові процеси рослин, динаміка змін концентрації та вмісту хлорофілу в листках вегетативної та генеративної частин рослин.

Третій – це переважно теоретичні дослідження, які стосуються вивчення залежності динаміки ростових процесів і роботи апарату фотосинтезу від місця зростання рослин. Залежність динаміки вмісту хлорофілу від часового періоду року в якій протікають ті чи інші фізіологічні зміни та екологічних умов розвитку.

Об’єкт дослідження – Солідаго канадський. Ця рослина є представником багаторічної трави родини Астрових, які широко розповсюджені в природних екосистемах. Це декоративна лікарська рослина та добрий медонос. Тому результати досліджень можна екстраполювати на ці види рослин з перспективою одержання хороших результатів при їх господарському використанні в умовах промислових міст.

Мета роботи полягала у вивченні змін фізіологічного процесу індивідуального розвитку, які відбуваються в листках Солідаго в умовах промислового міста.

Розміри рослин та кількість листків

Згідно з отриманими даними, рослини з ботанічного у травні місяці мали середні розміри вегетативної частини - 125см, генеративної частини - 43 см, кількість листків – 66 шт.

У вересні місяці середні розміри вегетативної частини становили 131 см. Середні розміри генеративної частини також збільшилися у незначній мірі (до 47 см). Середня кількість листків підвищилася до 71 шт., що вказує на продовження формування вегетативних органів.

Рослини, що зростали у промисловому районі у травні місяці мали середні розміри вегетативної частини 122 см, генеративної частини – 40,4 см, кількість листків – 61 шт.

У вересні місяці середні розміри вегетативної частини становлять 128,1см, генеративної - 43,7 см, кількість листків – 67шт.

Порівнюючи дані ростових процесів рослин які відбиралися з ботанічного саду та рослин з промислового району, спостерігаємо таку картину розвитку рослин:

- вегетативна частина рослин у травні місяці із промислового району менша по відношенню до вегетативної частини рослини з ботанічного саду на 3см (2,4%);

- генеративна частина у травні місяці із промислового району менша по відношенню до генеративної частини із ботанічного саду на 2,6 см (6,04%);

- кількість листків менша на 5шт. (7,5%)

- вегетативна частина рослин у вересні місяці із промислового району менша по відношенню до вегетативної частини рослини із ботанічного саду на 2,9см (2,2%);

- генеративна частина у травні місяці із промислового району менша по відношенню до генеративної частини із ботанічного саду на 3,3 см (7,02%);

- кількість листків менша на 4шт. (5,6%)

Тенденція до зменшення лінійних розмірів вегетативної та генеративної частин, зменшення кількості листків рослин із промислового району свідчить про те, що фізіологічний розвиток цих рослин протікав у більш несприятливих екологічних умовах ніж рослин із ботанічного саду.

Площа листків визначалася за формулою: Sлист.=nкв.Sкв.+n кв.20,5Sкв.

Де Sлист.- площа листка, nкв- кількість квадратів, Sкв.- площа цілого квадрата, n кв.2- кількість квадратів з коефіцієнтом 0,5.

Середня площа листків рослин із ботанічного саду - нижнього ярусу у травні місяці дорівнює 29,66см², середнього ярусу - 27,89 см², а верхнього - 27,66 см². Середня площа листків у вересні місяці нижнього ярусу становить 24,84 см², середнього ярусу - 27,20 см², а верхнього ярусу - 30,75 см².

З динаміки середніх показників площ листків з нижнього, середнього та верхнього ярусів видно, що площа листків нижнього ярусу у вересні місяці зменшилася на 4,82 см² (16,25%), площа середнього ярусу залишилася практично без змін, площа верхнього ярусу у вересні збільшилася на 3,09 см² (10,04%)

Площа листків

Відповідно для рослин відібраних із промислового району середня площа листків - нижнього ярусу у травні місяці дорівнює 27,98 см², середнього ярусу - 26,31 см², а верхнього - 26,09 см². Середня площа листків у вересні місяці нижнього ярусу становить 23,43см², середнього ярусу - 27,20 см², а верхнього ярусу - 29,01см² .

З динаміки середніх показників площ листків з нижнього, середнього та верхнього ярусів видно, що площа листків рослин відібраних із промислового району має такі ознаки:

- у травні місяці площа листків нижнього ярусу зменшилася на 1,68 см² (5,66%), площа середнього ярусу зменшилася на 1,58 см² (5,51%), площа верхнього ярусу у вересні збільшилася на 1,57 см² (6,01%)

- у вересні місяці площа листків нижнього ярусу зменшилася на 1,41 см² (5,67%), площа середнього ярусу зменшилася на 1,54 см² (5,70%), площа верхнього ярусу у вересні збільшилася на 1,74 см² (5,65%)

Зменшення площі листків на рослинах із промислового району по відношенню до рослин із ботанічного саду свідчить про різні умови фізіологічного розвитку цих рослин.

Візуальне спостереження за впливом атмосферного повітря на ріст і розвиток рослин велося як у ботанічному саду так і у промисловому районі у травні та вересні місяці. Порівнюючи фото листків які були відібрані із нижнього, середнього та верхнього ярусів S. Canadensis L. видно, що листкові пластини рослин із промислового району пошкоджені практично на всіх ярусах хімічними забруднювачами. Характерно, що цей процес зріс у вересні місяці у декілька раз у порівнянні з травнем місяцем. У ботанічному саду процес дії хімічних забруднювачів на листкові пластини S. Canadensis L практично не спостерігався, за винятком рослин які проростали відносно наближено до проїзної частини дороги.

Рис. 1 Вплив атмосферного повітря на листки

1. Злобін Ю.А. Курс фізіології і біохімії рослин. – Суми: ВТД: Універсальна

книга, 2004. – 464 с.

2. Волгін С.О., Прокопів А.І. Морфологія і анатомія вищих рослин. Ч. 1. –

Львів: ЛНУ ім. Івана Франка, 2000. – 85 с.

3. Красільнікова Л.О., Авксентьєва О.О., Жмурко В.В. Біохімія рослин. –

Харків, 2007. – 191 с.

4. Щербина И.П., Касьянов П.Ф., Бояр Е.В. Об определении площади листьев

различных видов пшеницы // Научные доклады высшей школы.

Биологические науки.– 1985. - № 5. – С. 105-108.

5. Усманов И.Ю., Рахманкулова З. Ф., Кулагин А. Ю. Экологическая

физиология растений. – М.: Логос, 2001. – 224 с.

6. Машинский Л.О. Город и природа.- М.: Стройиздат, 1973. -228с.

7. Невская Г. В. Защита окружающей среды от техногенных воздействий М.:

МГОУ, 1993, стр. 113