Биологические науки/ 2. Структурная ботаника и биохимия растений.

К.б.н. Джиган О.П.

Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет

викладач Овчаренко Ю.В.

ССЗШ №9 м. Дніпропетровська

Зміни показників анатомічної будови листків декоративних рослин за умов Дніпропетровського мегаполісу

Листки рослин, як деревних так і квіткових, виконують не тільки фотосинтетичну функцію, але й є потужними фільтрами для пилу та різноманітних полютантів. Вони поглинають з повітря велику кількість шкідливих домішок. Проте у відповідь на дію промислових та інших емісій рослини реагують цілою низкою фізіолого-біохімічних реакцій, які можуть викликати зміни структури органів та тканин. [4,8]. Саме тому заслуговують на увагу дослідження впливу інгредієнтів автотранспортних викидів на анатомічну будову асиміляційного апарату, від формування якого залежить ріст та розвиток рослини в цілому. Крім того, вивчення зміни мезоструктури асиміляційних органів за дії техногенних викидів довкілля дозволяє оцінити характер впливу на різні види і оцінити ступінь адаптованості рослин.

Метою даної роботи було дослідити вплив інгредієнтів автотранспортних викидів на анатомічну будову асиміляційного апарату деяких видів декоративних квітникових рослин за умов Дніпропетровського мегаполісу.

Об’єктами дослідження були обрані квітникові рослини дванадцяти різних видів. Контрольні рослини зростали в умовах відносно чистої зони – Ботанічного саду ДНУ на значній відстані від автошляхів. Дослідні – у культурфітоценозах Дніпропетровського мегаполісу, які розташовувалися в примагістральній зоні, з автотранспортним навантаженням 26200 автомобілей за добу (ділянка 1) та 36280 автомобілей за добу (ділянка 2). При вирощуванні контрольних і дослідних рослин дотримувалися вирівняності агрохімічного фону. Листки з досліджуваних рослин відбирали за загальноприйнятою методикою [5]. При проведенні анатомічних досліджень виготовляли поперечні зрізи листкової пластинки товщиною 10–15 мкм за допомогою мікротому марки МПС-2 з парафінових проб [2]. Вимірювали товщину кутикули, епідермісу, палісадної і губчастої паренхіми. Кількість продихів розраховували методом відбитків у 50 полях зору для кожного варіанту [6]. Визначали коефіцієнт палісадності, індекс ксероморфності та продиховий показник [3]. Назви рослин подані за В.Н. Головкіним [1]. Статистичну обробку даних проводили за допомогою пакету прикладних программ MS Excel 2003 та методів математичної статистики.

Покровна тканина, що складається з клітин епідермісу, який вкритий кутикулою, являє собою своєрідний бар’єр для проникнення промислових токсикантів в листки. Як показали наші дослідження, хронічна дія на рослини викидів автотранспорту спричинила неоднакову реакцію досліджуваних видів стосовно їх змін [7]. Менше всього змінювалася кутикула листків у рослин Aster novi-belgii L., які зростали на ділянках з різним рівнем автотранспортного навантаження. Найсуттєвіше кутикула за дії викидів автотранспорту потовщується у листів Coreopsis lanceolata L. та Heliopsis scabra L. Її товщина на ділянці 1 у цього виду перевищувала контрольні показники на 59,57 та 66,24 %, на ділянці 2 − на 60,85 та 66,31% відповідно. Як у Coreopsis lanceolata L. , так і Heliopsis scabra L. збільшення товщини кутикули на ділянках 1 і 2 було майже однаковим, статистично не відрізнялося. Найбільша різниця у зміні товщини кутикули в залежності від рівня забруднення спостерігалася у листків Chrysanthemum leucanthemum L., Paeonia lactifolia L., Cosmos bipinatos L., середнє положення за зміною показника займає Canna indica L., невелике потовщення кутикули спостерігається на ділянці 1 у Sedum spectabiles L., у листків Petunia × hybrida Vilm. та Calendula officinales L. зміни показника недостовірні. Зменшення товщини кутикули на ділянці з високим рівнем забруднення відносно ділянки з середнім рівнем забруднення достовірно відбувалося у Paeonia lactifolia L.. У деяких видів забруднення довкілля слабко впливає або не впливає зовсім на товщину кутикулиСтупінь зміни товщини забруднення на обох ділянках призводить до зростання відношення його товщини до товщини губчастого мезофілу у Tagetes patula L., Aster novi-belgii L., Heliopsis scabra L. та Sedum spectabiles L. У таких видів, як Salvia splendens Ker.-Gawl., Petunia × hybrida Vilm., Cineraria maritime L., Calendula officinales L., Canna indica L., Coreopsis lanceolata L., Chrysanthemum leucanthemum L. та Paeonia lactifolia L. даний показник знижений на дослідних ділянках щодо контролю. Отже, у ряду видів відбувається зміни, що характерні для надбання рис ксероморфності. Слід зазначити, що єдиної спрямованості у напрямку ксероморфізації структури листка не спостерігаються. У одних рослин потовщується кутикула (Salvia splendens L., Petunia × hybrida Vilm., Coreopsis lanceolata L., Chrysanthemum leucanthemum L., Paeonia lactifolia L., Cosmos bipinatos L., Cineraria maritime L., Sedum spectabiles L.), у інших збільшується товщина епідерми (Aster novi-belgii L., Heliopsis scabra L.), зростає відношення товщини стовпчастої до губчастої паренхими (Tagetes patula L.). Результати досліджень свідчать про зміни у структурі листка досліджуваних видів декоративних квітникових рослин, що зростали поблизу автошляхів. На ділянках з середнім та високим рівнем забруднення не виявлено однозначної направленості у всіх досліджуваних видів рослин щодо зміни таких показників як товщина листкової пластинки, кількості продихів, індексу ксероморфності. Виходячи з узагальнення вище перелічених показників, можна розбити рослини на дві групи. До першої групи можна віднести рослини, у яких спостерігається посилення сукулентності – Salvia splendens Ker.-Gawl., Calendula officinales L., Canna indica L., Coreopsis lanceolata L., Sedum spectabiles L., Heliopsis scabra L., Chrysanthemum leucanthemum L., Paeonia lactifolia L. та Cosmos bipinatos L., про що свідчить збільшення товщини губчастої паренхіми, і відповідно зменшується відношення стовпчастої паренхіми до губчастої, зменшується щільність розташування продихів на поверхні листка. Другу групу складають види з вираженим посиленням ксероморфності – Tagetes patula L., Petunia × hybrida Vilm. , Cineraria maritima L. та Aster novi-belgii L., що проявляється у збільшенні кількості продихів на одиницю поверхні листка, товщини палісадної паренхіми мезофілу листка, потовщенні кутикули. Найсуттєвіші зміни показників відбуваються за дії високого рівня забруднення.

Слід зазначити, що у Tagetes patula L., Petunia × hybrida Vilm., Cineraria maritima L. та Aster novi-belgii L. стійкість за морфологічними ознаками до дії інгредієнтів автомобільних вихлопів може бути пояснена посиленням ксероморфності структури листкової пластинки.

Література:

1. Головкин В. Н. Декоративные растения СССР / В. Н. Головкин, Л. А.

Китаева, Э. П. Немченко. – М.: Мысль, 1986. – 320 с.

2. Дженсен У. Ботаническая гистохимия /У. Дженсен. – М.: Мир, 1965.–377 с.

3. Жалдак С. Н. Взаимодействие в сообществах однолетних галофитов и их влияние на анатомо-морфологические структуры растений / С. Н. Жалдак // Питання біоіндик. та екології. – 2000. – Вип. 5. – № 3. – С. 16–21.

4. Илькун Г. М. Загрязнители атмосферы и растения / Г. М. Илькун. ‒ К. : Наукова думка, 1978. ‒ 247 с.

5. Клейн Р. М. Методы исследования растений / Р. М. Клейн, Д. Т. Клейн. ‒М.: Колос, 1974. - 527 с.

6. Кустова О. К. Будова епідермісу листків Ocium basilicum L. (Lamiaceae Lindl.)/ О. К. Кустова // Укр. ботан. журн. – 2000. – В. 57, №4. – С. 450–454.

7. Приймак О. П. Вплив інгредієнтів автотранспортних викидів на анатомічну будову листків Salvia splendens Ker.- Gawl. та Tagetes patula L. / О. П. Приймак // Рослини та урбанізація : перш. міжнар. наук.-прак. конф., 21-23 лист. 2007 р. : матер. перш. міжнар. наук.-прак. конф. ‒ Дніпропетровськ, 2007. ‒ С. 138‒141.

8. Третьякова И. Н. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса / И. Н. Третьякова, Н. Е. Носкова // Экология. ‒ 2004. ‒ №1. ‒ С. 26‒33.