З. В. Грицай, А. О.
Кузьмич, М. О. Трифонов
Дніпропетровський національний університет ім.
Олеся Гончара
Вплив техногенного навантаження на генеративну
сферу деревних
рослин
В оптимізації довкілля за умов техногенезу істотна роль належить деревним насадженням.
Штучні і природні лісові фітоценози виконують кліматоутворюючу, рекреаційну, санітарно-гігієнічну
функції. Рослини поглинають практично всі види хімічних сполук, що забруднюють
навколишнє середовище [7]. При підборі асортименту видів для озеленення
промислових майданчиків необхідно враховувати здатність рослин зберігати
декоративні якості в умовах забрудненого
середовища, а також їх толерантність
до токсикантів [3].
Оскільки
цвітіння є важливою ланкою
репродуктивного розвитку рослин, дослідження показників флоральний сфери дерев
в умовах промислового забруднення має суттєвий інтерес для оцінки стійкості лісових фітоценозів, розташованих на техногенно
забруднених територіях [2].
Метою даної
роботи є дослідження впливу викидів металургійного підприємства на
інтенсивність цвітіння і фертильність пилку деревних рослин.
Об'єктами дослідження були катальпа
бігнонієвидна (Catalpa bignonioides Walt.), айлант
найвищий (Ailanthus altissima Mill.), клен
гостролистий (Acer platanoides L.), клен несправжньоплатановий (A. pseudoplatanus L.), кінський каштан
звичайний (Aesculus hippocastanum L.).
Проби суцвіть відбирали у двох моніторингових точках: дослідна ділянка –
деревні насадження, що прилягають до території
ПАТ «ІНТЕРПАЙП
Нижньодніпровський трубопрокатний завод» м. Дніпропетровськ; контрольна
ділянка – територія Ботанічного саду Дніпропетровського національного
університету ім. О. Гончара, де за даними міської санепідемстанції концентрації
забруднюючих речовин не перевищують ГДК. Дослідження морфобіометричних
показників цвітіння проводили за загальноприйнятими методиками, фертильність
пилку визначали за З. П. Паушевою [6]. Результати опрацьовували за Г. Ф.
Лакіним [5].
Згідно з отриманими даними, в умовах впливу на
рослини викидів металургійного заводу в усіх досліджуваних видів
відзначається достовірне зниження інтенсивності цвітіння. Як видно з табл. 1, у
дерев, які ростуть в умовах проммайданчика, зменшується, порівняно з контрольним варіантом, як кількість суцвіть на модельній гілці, так і число квіток у суцвітті. За даними показниками найбільша
чутливість до техногенних токсикантів спостерігається у A. altissima і A. hippocastanum,
найменша - у A. рseudoplatanus. Як
наслідок пригнічення процесів детермінації суцвіть і закладання в них метамерів, у рослин, що ростуть у сфері впливу викидів
металургійного підприємства, відзначається зниження загального числа квіток на
модельній гілці. Серед досліджуваних
об'єктів цей параметр в умовах металургійного комбінату найбільш істотно
знижується в A. altissima (на 58,9% порівняно з контролем) і A. hippocastanum (на
41,0%), найменш суттєво – в A. рseudoplatanus (на 32,
0%), (табл.1).
При дослідженні флорального морфогенезу рослин в умовах техногенного забруднення суттєвий інтерес представляє показник фертильності пилкових зерен. Від життєздатності пилку залежить успіх
запилення і запліднення. Дані
про рівень стерильності пилку також мають важливе значення в моніторингу стану довкілля [1, 4]. Аналіз отриманих нами результатів свідчить,
що у дерев, які піддавалися хронічному впливові викидів металургійного підприємства,
фертильність пилку достовірно нижча порівняно з рослинами, що росли в
незабрудненій зоні. Даний параметр найбільш значно в умовах техногенного
середовища знижується у C. bignonioides
(на 32,9% порівняно з контролем) і в A.
hippocastanum (на 26, 9%), меншою мірою - в A. рseudoplatanus (на 15, 5% ), (табл.
1).
Таблиця 1. Вплив викидів
металургійного підприємства на інтенсивність цвітіння і фертильність пилку
деревних рослин
|
Вид |
Контрольна ділянка |
Дослідна ділянка |
Частка від контролю, % |
t |
|
Кількість суцвіть на модельній гілці, шт. |
||||
|
A. altissima |
5,70 ± 0,39 |
2,94 ± 0,22 |
51,6 |
6,16 |
|
C. bignonioides |
2,90 ± 0,11 |
2,35 ± 0,12 |
87,9 |
3,44 |
|
A. platanoides |
12,1 ± 0,56 |
9,17 ± 0,33 |
75,8 |
4,51 |
|
A. рseudoplatanus |
9,80 ± 0,26 |
8,22 ± 0,31 |
83,9 |
3,91 |
|
A. hippocastanum |
7,42 ± 0,38 |
5,18 ± 0,29 |
69,8 |
4,69 |
|
Кількість квіток у суцвітті,
шт. |
||||
|
A. altissima |
29,8 ± 1,12 |
21,0 ± 0,94 |
70,5 |
6,02 |
|
C. bignonioides |
31,4 ± 1,17 |
24,7 ± 1,09 |
78,6 |
4,21 |
|
A. platanoides |
59,4 ± 0,75 |
48,3 ± 0,68 |
81,3 |
10,9 |
|
A. рseudoplatanus |
67,3 ± 0,80 |
55,8 ± 0,87 |
82,9 |
9,73 |
|
A. hippocastanum |
109,2 ± 3,04 |
89,8 ± 2,39 |
82,2 |
5,02 |
|
Кількість квіток на модельній гілці, шт. |
||||
|
A. altissima |
151,4 ± 4,78 |
62,3 ± 1,52 |
41,1 |
17,8 |
|
C. bignonioides |
90,7 ± 2,14 |
57,4 ± 1,34 |
63,3 |
14,4 |
|
A. platanoides |
706,2 ± 16,4 |
436,9 ± 12,7 |
61,9 |
12,9 |
|
A. рseudoplatanus |
636,8 ± 14,5 |
433,2 ± 13,2 |
68,0 |
10,4 |
|
A. hippocastanum |
802,0 ± 19,6 |
473,4 ± 18,3 |
59,0 |
12,3 |
|
Фертильність пилкових зерен, % |
||||
|
A. altissima |
92,6 ± 1,68 |
85,3 ± 1,12 |
92,1 |
3,62 |
|
C. bignonioides |
72,9 ± 1,83 |
48,9 ± 1,27 |
67,1 |
10,8 |
|
A. platanoides |
95,2 ± 2,94 |
73,7 ± 2,16 |
77,4 |
5,89 |
|
A. рseudoplatanus |
97,2 ± 2,23 |
82,1 ± 2,07 |
84,5 |
4,97 |
|
A. hippocastanum |
95,8 ± 3,08 |
70,0 ± 2,73 |
73,1 |
6,27 |
Таким чином, згідно
з одержаними результатами, в деревних рослин, що піддаються впливу викидів
металургійного підприємства, відбувається порушення процесів флорального
розвитку, наслідком чого є встановлене нами зниження інтенсивності цвітіння,
підвищення показника стерильності пилку. Це може знижувати репродуктивну здатність дерев і, відповідно, спричинювати порушення
стану екологічної рівноваги в фітоценозах за умов антропогенного навантаження.
Зниження фертильності пилкових зерен
рекомендуємо використовувати як тест-параметр у фіто моніторингу стану довкілля на техногенно забруднених територіях.
Найбільш інформативними об'єктами за даним показником з досліджуваних нами
видів є C. bignonioides і A. hippocastanum.
Література:
1. Бессонова В. П. Использование цитогенетических критериев для оценки мутагенности промышленных поллютантов / В.П. Бессонова, Т.И. Юсыпива, З.В. Грицай // Цитология и генетика. – 1996. – Т. 30, № 5. – С. 70 – 76.
2. Бессонова В. П. Семенное возобновление древесных растений и промышленные поллютанты (SO2 и NO2) / В. П. Бессонова, Т.И. Юсыпива. – Запорожье: Изд-во Запорож. гос. ун-та, 2001. – 193 с.
3. Булах П. Е. Фенологические критерии устойчивости и интродукции растений // Iнтродукцiя рослин. – 2005. - №4. – С. 9 – 19.
4. Горовая А. И. Цитогенетическая оценка мутагенного фона в промышленном Приднепровье / А.И. Горовая, В.М. Дигурко, Т.В. Скворцова // Цитология и генетика. – 1995. – №6. – С. 16 – 22.
5. Лакин Г. Ф. Биометрия. Уч. пос. для биол. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1990. – 352 с.
6. Паушева З. П. Практикум по цитологи растений. – М.: Агропромиздат, 1988. – С. 208 – 215.
7. Смит У. Лес и атмосфера. – М.: Прогресс, 1985. – 429 с.