Исследовательская работа «Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных»
Сосна Обыкновенная занимает в Викуловском районе Тюменской области примерно 6,5% от общей площади – это 6,6 тысяч гектар[1]. Продолжительность жизни сосны – 500-600 лет. Сосна – дерево вечнозеленое, цветение в средних широтах происходит в начале лета. Сосновый лес, как огромный пылесос, очищает атмосферу от различных загрязнений, но чрезмерная загазованность может привести к гибели растения или тяжелым заболеваниям, таким как некроз или хлороз.
Меня заинтересовал данный вопрос в ходе деятельности нашего школьного лесничества «Росток». Мы проводили сбор семян Сосны Обыкновенной и заметили одну особенность, что у тех представителей данного вида, которые находятся в глубине леса, наблюдается меньшее распространение или отсутствие каких либо заболеваний, чем у тех видов, которые находятся в непосредственной близости с дорогой. Исходя из этого, мне захотелось узнать, как Сосна Обыкновенная реагирует на загазованность окружающей среды.
Объект исследования: Ветви Сосны Обыкновеннойс. Викулова и Викуловского района
Предмет исследования: Определение состояния окружающей среды по комплексу морфологических признаков у сосны обыкновенной.
Гипотеза: Проявление заболеваний в большей степени у тех представителей, которые произрастают в неблагополучной окружающей среде.
Цель исследования: Определить степень загрязненности окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной
1. Изучить теоретический материал о систематике, морфологии и физиологии сосны обыкновенной.
2. Выявить заболевания сосны (хлорозы и некрозы).
3. Исследовать через серию сравнений ветвей и хвоирастений, произрастающих вблизи автодорог и вдали от них.
1. Изучение теоретических источников информации.
2. Измерение и микрокопирование
3. Проведение сравнений результатов.
4. Систематизация и обобщение полученных результатов.
Биологические особенности Сосны Обыкновенной
Сосна обыкновенная является крупным деревом до 25-35м высоты с диаметром ствола до 1 м. В молодом возрасте крона пирамидальная, но со временем нижние побеги засыхают, опадают и растение приобретает шаровидную форму. [6] Кора красновато- бурая, верхний слой которой постоянно шелушится в виде тонких пластинок. Хвоя парная тёмно- зелёного цвета с голубоватым оттенком, покрытая восковым налётом. Сосна споровое растение. Мужские шишки жёлтые, расположены у основания, а женские- красноватые, локализуются на верхушках годичных побегов, которые образуются с апреля по май. Пыльцы образуется очень много, которая покрывает поверхность близлежащей земли, листьев деревьев или водоём. Семена сидят на семенных чешуях и созревают после оплодотворения в течении 1.5 года. Семенные шишки сначала плотные зелёного цвета, но в течении созревания набирают коричневую окраску, чешуи их расходятся и семена обладающие крылатками, разлетаются.[3]
Методика проведения исследовательской работы.
Работа проводилась с августа по ноябрь 2016 года.
Первый этап работы заключался в том, что мы определили зоны с. Викулово и Викуловского района [Приложение №1,2,3,4] с наибольшей проходимостью автомобилей за единицу времени, а, следовательно, большей загазованностью. Для этого мы определили время, когда количество автомашин максимально в этой местности. Это часы с 8:00 до 17:00 в рабочие дни.
Второй этап были взяты ветви 10 см побега на высоте 2х метров от земли с определенной части кроны, обращенной к зонам с загрязненным воздухом (вблизи автодорог и стоянок), особенно с выбросами в воздух сернистого газа, на которые хвойные сильно реагируют. Характерными признаками неблагополучия окружающей среды и газового состава атмосферы являются хлорозы и некрозы. [2] [Приложение №5]
Третий этап, хвою осматривали, при помощи лупы выявляли хлорозы и некрозы кончиков хвоинок и всей поверхности и их процент [Приложение №6]. ХЛОРОЗ — заболевание растений, при котором нарушается образование хлорофилла, и вызывается главным образом антропогенным загрязнением окружающей среды. Хлороз — пожелтение листьев вследствие функционального или инфекционного заболевания растений,при котором нарушается процесс фотосинтеза. Для некрозных болезней характерно отмирание тканей по окружности ствола. В результате чего обычно начинает развиваться гниль поражённых тканей. [7]
Первым признаком заболевания является покраснение коры и хвои растения, причем отмершая хвоя еще долго не опадает. Образуются мелкие чёрные бугорки на трещинах коры. Некроз побегов и стволиков хвойных поражает молодые деревья до 15-летнего возраста. [7]
Четвертый этап. Измеряли длину хвои, а также ширину, в середине хвоинки, при помощи штангенциркуля. [Приложение №3].
Пятый этап. Определение класса опада хвои по следующей классификации 1 – вся хвоя держится на побеге; 2 – осыпалось менее половины хвои; 3 – осыпалось около половины хвои; 4 – остались единичные хвоинки.[9]
Обследование лесов осуществлялось с использованием инструкций и методик, утвержденных органами лесного хозяйства [3]
Были обработаны 8 проб из различных мест с. Викулово и Викуловского района
В результате проведенной работы и анализа, было выяснено:
Что хлорозы присутствуют как в образцах, взятых в местах скопления автотранспорта, так и далеко от оживленных автотрасс. Это выезд изс. Калинино 22км, с. Чуртан 18км, с. Балаганы 34, здесь процент хлорозов составил соответственно 0,7%, 0,9%, 0,8% характерный для первого класса. Наибольший процент хвоинок, пораженный хлорозом – это 11,5%, в области узла связи сельской администрации, причем у деревьев, растущих у дороги. Наличие оксидов серы и азота в атмосферном воздухе может вызывать у голосеменных красно-коричневуюсуховершинность и некроз хвои и веток. [5]
В глубине этот процент не велик и составляет 3,2%, суховершинности и некрозане наблюдается. По данным некоторых авторов недостаток в почве железа приводит к пожелтению и обелению хвои на отдельных побегах; при недостатке фосфора молодая хвоя приобретает красно-фиолетовый оттенок; при дефиците азота растения заметно хуже растут, становятся хлоротичными. [4] Кроме того возбудителем болезни может являться сумчатый гриб Naemocyclusminor [2] . Учитывая этот факт нельзя сказать с уверенностью, что причиной хлороза является нахождение в атмосферном воздухе избытка концентрации оксидов серы, и азота.Пробы же взятые у растений, растущих в районе «Аптеки», «Рынок» наблюдается сохувершинность и дистальный некроз. Многие хвойные породы чувствительны к загрязнению воздуха вредными промышленными и автомобильными газообразными примесями. Это проявляется, прежде всего, пожелтением, начинающимся с концов хвоинок и их опадением (отмиранием).
Если сравнивать число хвоинок у проб в разных местах, оно тоже различается. Здесь мы не выявили определенной закономерности влияния состава воздуха на организм растении и связываем такое расхождение в результатах с тем, что сосна – это светолюбивое
растение и здесь имеет место экологический фактор – недостаток освещенности.
При сравнении параметров ( mak — min ) ширины и длины хвои, то оно находится в прямой зависимости от количества выхлопных газов автомобилей.
Если в населенном пункте ширина составляет 1,5-1,7 мм., в лесу 1.7-2,2 мм.
Длина хвои колеблется от 5.8-6.8мм., то в лесу 6,0-7,7 мм.
Класс опада хвои наибольший в районе аптеки 4-5 класс наименьший 1-2 в лесу и районе Почта, Парк.
1.На заболевания хвоинок влияет состав воздуха.
2.Хлороз и некроз наблюдается в тех местах, где наблюдается наибольшее скопление автотранспорта.
3.Хлорозы встречаются у растений, растущих в относительно благополучных условиях.
4.Наибольшая ширина хвои в населенном пункте ширина составляет 1,5-1,7 мм., в лесу 1.7-2,2 мм.Длина хвои колеблется от 5.8-6.8мм.то в лесу 6,0-7,7 мм.
5.Класс опада хвои наибольший в районе аптеки 4-5 класс наименьший 1-2 в лесу и районе Почта, Парк.
6.Самым экологически загрязненным являются районы центра с.Викулова(Аптека, Узел связи, АЗС).
Источник