Привет студент

3.9. Кресс-салат как тест-объект для оценки загрязнения почвы и воздуха

Кресс-салат — однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.).

Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента.Семена кресс-салата прорастают уже на третий — четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10— 15 суток.

Методика

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партия семян, предназначенных для опытов, проверяется на

всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивают в чашках Петри, в которые насыпают промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрывают

фильтровальной бумагой и на нее раскладывают определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняют до полного насыщения водой. Сверху семена закрывают фильтровальной бумагой

и неплотно накрывают стеклом. Проращивание ведут в лаборатории при температуре 20 — 25 °С. Нормой считается прорастание 90 — 95% семян в течение 3 — 4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных называется всхожестью. После определения всхожести семян приступают к проведению эксперимента, закладывая один или несколько опытов в следующей последовательности.

1. Чашку Петри заполняют до половины исследуемым субстратом (почвой, илом и т. п.). В другую чашку кладут такой же объем заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.

2. Субстраты во всех чашках увлажняют одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.

3. В каждую чашку на поверхность субстрата укладывают по 50 семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности

одинаковым.

4. Покрывают семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разравнивая поверхность.

5. Увлажняют верхние слои субстратов до влажности нижних.

6. В течение 10 — 15 дней наблюдают за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне. Результаты наблюдений

записывают в таблицу (табл. 16).

Таблица 16. Скорость прорастания семян кресс-салата

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения.

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90 — 100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать

опытные образцы.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть 60 — 90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20 — 60%. Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.

4. Сильное загрязнение.

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые.

При проведении опытов с кресс-салатом следует учитывать, что большое влияние на всхожесть семян и качество проростков оказывают водно-воздушный режим и плодородие субстрата. В гумусированной, хорошо

аэрированной почве (чернозем, верхний горизонт серой лесной почвы) всхожесть и качество проростков всегда лучше, чем в тяжелой глинистой почве, которая из-за малой проницаемости для воды и воздуха имеет

плохой водно-воздушный режим. Поэтому в качестве субстрата для контроля следует брать почву того же типа, что и для опытов. Кроме загрязнения почвы, на кресс-салат оказывает влияние состояние воздушной среды. Газообразные

выбросы автомобилей вызывают морфологические отклонения от нормы у проростков кресс-салата, в частности, отчетливо уменьшают их длину.

Кресс-салат можно выращивать на незастекленных балконах многоэтажных домов, расположенных вдоль автодорог. Газообразные выбросы автотранспорта

имеют плотность более высокую, чем воздух, и скапливаются в приземном слое до высоты 2-х метров. Одновременное выращивание кресс-салата на балконах

нижних и верхних этажей летом, в период теплой и безветренной погоды, обычно показывает заметные различия в качестве проростков.

3.10. Учет беспозвоночных при помощи биоценометра

Работа с биоценометром представляется одним из наиболее достоверных методов при работе на маленьких площадках. Биоценометр представляет собой ящик размером 1 м х 1 м и высотой 0,5 м, обтянутый марлей. Учеты беспозвоночных таким способом проводятся в часы наименьшей активности их. При этом исследователь идет так, чтобы его тень не падала на сидящих насекомых и не отпугивала их. Затем какой-то участок быстро накрывают ящиком, плотно прижимая его к земле и выбирая всех членистоногих, оказавшихся внутри его. Сначала вылавливают из биоценометра летающих насекомых, затем собирают спрятавшихся насекомых с растений и с поверхности земли. Бегающих насекомых ловят руками или пинцетом, мелких — смоченной спиртом кисточкой или эксгаустером и переносят в пробирку со спиртом. После того как все быстробегающие животные собраны, обрезают вокруг биоценометра растения до поверхности почвы, удаляют биоценометр и продолжают обследовать изучаемую площадку. Сначала срезают траву и переносят ее в мешочки для детального анализа в лаборатории; собирают насекомых, обнаруженных у корней, в отдельные пробирки; выкапывают дернину и переносят ее также в мешочки для детального изучения. После обработки материала все данные заносят на карточку по следующей форме.

Карточка учета беспозвоночных биоценометром

№ _____Название биоценоза __________________Дата_________________

Время взятия пробы_______ Характер растительного покрова___________

Метеоусловия____________ Способ взятия пробы_____________________

При учете численности нестадных саранчовых можно использовать метод трансект. Метод трансект заключается в том, что исследователь медленно продвигается по прямой полосе длиной 25 — 100 м, внимательно осматривает

пространство впереди себя шириной 1 м, регистрируя всех замеченных саранчовых. Трансекты лучше всего делать по 100 м и в 10-20-кратной повторности. Это обеспечивает достаточную достоверность полученных

результатов. Исследователь с помощью метода трансект может определить общую плотность насекомых, рассчитать абсолютную плотность для каждого

вида. Если набор видов саранчовых невелик и они легко определяются на глаз, можно сразу на трансекте вести учет по каждому виду.

4. Методы мониторинга водных объектов

Вода, самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Природная вода одержит многочисленные растворенные вещества —

соли, кислоты, щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород, сероводород), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения. Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее

чистая природная вода — дождевая, но и она содержит примеси и растворенные вещества (до 50 мг/л). Содержание растворенных веществ в морской воде

составляет 10000— 20000, а в воде океанов— около 35000 мг/л. Вода соленых озер — 200000 мг/л и более. Воду, содержащую до 0,1% растворенных веществ,

принято называть пресной, от 0,1 до 5% — минерализованной, свыше 5% — соленой. Водоемы, загрязненные органическими стоками, как и организмы, способные жить в них, называют сапробными (от греческого слова «сапрос» —гнилой). По степени загрязненности вод органическими веществами

водоемы классифицируют на полисапробные, мезосапробные (подразделяемые на альфа-мезосапробные и бета-мезосапробные) и олигосапробные. В полисапробной зоне водоема органических веществ много, кислорода нет. Здесь происходит расщепление белков и углеводов. В мезосапробной зоне нет неразложившихся белков, есть сероводород, диоксид углерода и кислород.

Происходит минерализация органических веществ. Есть различия между альфа- и бета-мезосапробной зонами. Вода в альфа-мезосапробной зоне умеренно

загрязнена органическими веществами, есть аммиак и аминосоединения, кислорода мало. В бета-мезосапробной зоне органических загрязнителей мало; кроме аммиака, есть продукты его окисления — азотная и азотистая кислоты, много кислорода. В олигосапробной зоне практически нет растворенных

органических веществ, кислорода много, вода чистая. В программе школьного экомониторинга предлагается изучение воды природных поверхностных водоемов (рек, прудов, озер, ручьев, каналов и т. д.) биоиндикационными

и физико-химическими методами. Из биоиндикационных методов программой предусмотрено изучение качества воды по наличию биоиндикаторов:

— растительных (общее число видов водорослей, доминирующие

виды водорослей, сапробность водоема);

— животных (биотический индекс, индекс Гуднайта

иУотлея).

Из органолептических свойств воды рекомендуется проводить определение прозрачности, цветности, цвета, запаха, содержания взвешенных веществ; из

химических — водородного показателя (рН), сухого остатка, жесткости, карбонатов и гидрокарбонатов, аммиака и ионов аммония, нитритов, нитратов, хлоридов, сульфатов, растворенного кислорода, окисляемости. Кроме того, в программу мониторинга включено определение качества воды по методу автографии на фотобумаге. Результаты проведенных исследований вносятся в таблицу экопаспорта.