Муниципальное образовательное учреждение дополнительного образования детей Дом Детского творчества «Успех»

Номинация

экология

Индикация загрязнения окружающей среды

по качеству пыльцы плодовых деревьев и томатов

Авторы:
МОУ» СОШ села Старокучергановка, 6 класс.

Астраханская область, Наримановский район

Научный руководитель:

МОУ ДОД ДДТ «УСПЕХ»

Полевой учебный центр «СТРИЖ»

2011

Содержание

1.Введение………………………………………………………………… 3

2.Цели и задачи исследования…………………………………………………………………3

3.Обзор литературы……………………………………………………… ..3

4.Физико-географические особенности исследуемого района …………..4

5.Методы исследования…………………………………………………… 6

6.Результаты исследования………………………………………………… 7

7.Вывод………………………………………………………………………..8

8.Литература………………………………………………………………… 8

9.Приложение……………………………………………………………… 8

1.Введение

Пыльца растений может показать уровень загрязнения окружающей среды, поэтому мы выбрали плодовые деревья и исследовали их пыльцу. На основании вида пыльцы и ее целостности сделали заключение об уровне загрязнения окружающей среды в нашем селе.

2. Цель: Определить уровень загрязнения среды в селе Старокучергановка и прилегающих территориях с помощью пыльцы плодовых деревьев, овощных культур..

Задачи.

1.Проанализировать структуру пыльцы, просмотреть образцы пыльцы с плодовых деревьев, овощных культур в пределах села Старокучергановка.

2.Сделать вывод о степени загрязнения окружающей среды на основании проведенных исследований пыльцы растений в районе села Старокучергановки и ее окрестностей.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3. Обзор литературы.

В литературе часто встречается описание пыльцы, о ее развитии и росте, но нет данных о возможных изменениях под воздействием антропогенных факторов в нашей области.. В основном описаны методики работы с пыльцой (Ашихмина, 2000), которой мы и воспользовались. Основные методики по работе с пыльцой нашли и использовали на плодовых деревьях, хотя в источниках указываются травянистые растения (Жданов, 1996)Во всех источниках указывается работа с травянистыми растениями, но мы выбрали плодовые деревья и пыльцу томатов для проведения исследования окружающей среды в селе Старокучергановка.

4. Физико-географическое описание села Старокучерганвки.

Описали рельеф, почвы, близость промышленных предприятий в зоне взятия проб пыльцы, погоду, температуру, осадки, ветер, давление.

Село Старокучергановка расположено между ериками Дарма и Коньга, 1 км от реки Волга. Село находится среди городских застроек, имеет асфальтированную дорогу, которая на востоке села соединяется с городской автострадой, а на западе с объездной дорогой города. Село Старокучергановка находится на Бэровском бугре на высоте 20метров над уровнем моря. В подбугровом пространстве как раз и находятся все поля и сады. односельчан. Вокруг села солончаковые почвы, так как колхоз не функционирует с 1991 года, поля заброшены. Но раньше высаживали томаты, капусту, перец и вносили много различных удобрений и химикатов, вот и образовался устойчивый солончак.

Климат умеренно-континентальный, засушливый. Зимой редкие осадки выпадают в виде дождя или снега, который как правило, быстро тает. Характерны восточные ветры, определяющие сухость и запыленность воздуха летом и сравнительно невысокие температуры зимой. Зима начинается 15-20 ноября, лето (период со средней температурой воздуха выше +15 °C) начинается с первых чисел мая и длится 4,5 месяца.

Среднегодовая температура — +9,9 °C, Среднегодовая влажность воздуха — 69 %.

Среднегодовая скорость ветра — 3,3 м/c.

Исследовали деревья, растущие вдоль дороги и в садах односельчан, расположенных на удалении 100метров от дороги.

Материал и методика исследования

Качество пыльцевых зерен в большинстве зависит от уровня физического и химического загрязнения среды. Пыльца отличается высокой чувствительностью к действиям отрицательных факторов и может являться индикатором загрязнения среды генетически активными компонентами. Методика анализа качества пыльцы заключается в определении процента ненормальных (абортивных) пыльцевых зерен.

Высокая чувствительность к действиям мутагенов(этиленимин, нитрозоэтилмочевина, некоторые пестициды) проявляется у томатов и плодовых деревьев. Генетически активные факторы среды резко нарушают процесс образования пыльцы томатов, доводя до полного отсутствия в пыльниках нормальных пыльцевых зерен.

Для работы мы взяли микроскоп, предметные стекла, препаровальные иглы, пипетки и слабый раствор йода. Для приготовления слабого раствора йода необходимо взять 2мл. 5 % йодной настойки и разбавить 10 мл. Этот раствор используется для окрашивания пыльцы. После окраски нетрудно отличить нормальные пыльцевые зерна от абортивных.

Для наблюдения использовали следующие объекты:

Пыльца взята с растения томат больших посевных площадей(1га), обработанных и не обработанных химикатами. Сравнение полученных результатов позволит следить за изменениями среды во время наблюдений. Проводим эксперимент на домашних посадках томатов. 5 – 6 кустов, которые не обрабатываем ничем, а остальные как всегда обработаем.. Взяли с каждого куста не обработанных по 3 пробы и так же по 3 пробы с обработанных. Сравниваем в %.. Пыльцу взяли и с плодовых деревьев. Выявляем наиболее чувствительные растения среди плодовых деревьев и томатов к загрязнению окружающей среды в селе Старокучергановка.. Пыльца одних и тех же сортов томатов, выращиваемых на большом участке и дома. Сравнение результатов в течении ряда лет позволит осуществить мониторинг, т. е. слежение за изменением (или отсутствием таковых) качества пыльцы во времени у данного объекта. Пыльца диких растений для выявления видов, наиболее чувствительных ( подобно томатам) к действию загрязнений будет исследована нами в будущем году.. В дальнейшем эти виды будем использовать для мониторинговой работы.

Работу с пыльцой проводим следующим образом.

Препаровальной иглой извлекаем пыльцу из пыльников цветка и помещаем ее на предметное стекло. С помощью пипетки наносим на пыльцу каплю раствора йода и размешиваем каплю препаровальной иглой так, чтобы все пыльцевые зерна были в растворе, а не плавали на поверхности. Выдерживаем препарат в таком виде в течении двух минут, после этого накрываем каплю покровным стеклом и рассматриваем препарат под микроскопом. Подсчитываем количество нормальных и абортивных пыльцевых зерен у томата из 50 пыльцевых зерен, а у плодовых из 100.Определяем % нормальных (или абортивных) пыльцевых зерен по каждому цветку, взятому для анализа. Все данные заносим в полевой дневник, а затем в таблицу. На карту наносим район взятия проб с описанием рельефа, погоды, ветер, температура, влажность, осадки, давление, близость промышленных предприятий, автотрасс, обработанные химикатами поля.

Описали внешний вид растений, с которых берется проба( возраст, состояние, высота )

Сделали фото растений и их цветков , с которых берется проба.

6.Результаты исследования

Взятые для исследования плодовые деревья были приблизительно одного возраста, в хорошем состоянии, произрастали на приусадебных участках наших односельчан. Так же были взяты под контроль растения томатов, которые росли на грядках во дворе и на больших площадях (1га), эти томаты пойдут на продажу.

Обычно пыльца у растений, произрастающих в нормальных условиях, имеет хорошее качество, процент нормальных пыльцевых зерен близок к 100%. Повышение загрязнения может снизить процент нормальных пыльцевых зерен до 50% и ниже

Таблица 1. Отличие нормальных пыльцевых зерен от абортивных

Нормальные пыльцевые зерна

Абортивные пыльцевые зерна

интенсивное окрашивание

одинаковые по размеру

одинаковые по форме

не окрашены

разных размеров

неправильной формы

Для исследования взяли пыльцу с растения томата на большой площади посева(1га), обработанных и не обработанных химикатами. В некоторых пробах мы находили пыльцу поврежденную во всех взятых для исследования растениях, иногда пыльники были, а пыльцы не было., так как эти растения были обработаны этиленимином, нитрозоэтилмочевиной.

Таблица 2.Сравнение больших посевных участков (1 га) томата обработанных и необработанных химикатами в селе Старокучергановка за 2009,2010

Растения на больших участках посевов томатов из 50 штук

2

Обработанные химикатоками имеют изменения в пыльце

%

2009

2010

Не обработанные химикатами имеют изменения в пыльце

%

2009

2010

1

Июль

24

42

48

84

2

15

4

30

2

август

36

40

72

80

5

23

10

46

3

сентябрь

39

48

78

96

12

46

24

92

Таблица 3.Количество поврежденной пыльцы на 5 кустах томатов ( 50 штук пыльцевых зерен)2009.2010 гг

№

Количество поврежденной пыльцы на не обоработанных 5 кустах томатов

%

Количество поврежденной пыльцы на 5 кустах обработанных

%

Кусты томатов

2009

2010

09

10

2009

2010

09

10

1

2

6

4

12

17

21

34

42

1 куст

2

3

9

6

18

28

43

56

86

2 куст

3

1

4

1

8

12

32

24

64

3 куст

4

4

11

8

22

11

28

22

56

4 куст

5

8

23

16

46

34

47

68

94

5 куст

итого

18

7,2

102

40,8

Таблица 4. Изменения пыльцы на обработанных и не обработанных кустах томата.

Растения на больших участках посевов томатов из 50 штук

Обработанные химикатоками имеют изменения в пыльце

%

Не обработанные химикатами имеют изменения в пыльце

%

1

июль

24

48

2

4

2

август

36

72

5

10

3

сентябрь

39

78

12

24

Из таблицы видно, что на формирование пыльцы влияет и сезонность, но различия в количестве поврежденной пыльцы остается примерно постоянной. На формирование пыльцы оказывает влияние и погодные условия, а июле в нашей зоне температура +25, начинает падать только в августе, но здесь учащаются пыльные бури. Вот пыльца и показала, что наибольшее ухудшение состояния окружающей среды приходится на конец лета.

Провели эксперимент на домашних посадках томатов. 5 – 6 кустов не обрабатывали ничем, а остальные как всегда обработали. Взяли с каждого куста не обработанных по 3 пробы, а так же по 3 пробы с обработанных. Сравнили в % Пыльцу взяли с плодовых деревьев и томатов.

Таблица 4.Количество поврежденной пыльцы на 5 кустах томатов ( 50 штук пыльцевых зерен)

№

Количество поврежденной пыльцы на не обоработанных 5 кустах томатов

%

Количество поврежденной пыльцы на 5 кустах обработанных

%

Кусты томатов

1

2

4

17

34

1 куст

2

3

6

28

56

2 куст

3

1

1

12

24

3 куст

4

4

8

11

22

4 куст

5

8

16

34

68

5 куст

итого

18

7,2

102

40,8

Из таблицы видно, что % поврежденной пыльцы больше на обработанных кустах томатов.

Но, если после обработки эти кусты поливали, то могли смыть часть химикатов и тогда поврежденной пыльцы, было меньше. Опыты надо еще раз провести и более тщательно наблюдать за обработкой химикатами.

Провели исследование пыльцы у плодовых деревьев: яблони, сливы, персика, вишни, айвы. Все деревья примерно одного возраста, состояние разное. У абрикоса и айвы отличное, ветки все здоровые, нет сухостоя, нет трещин на коре. У остальных деревьев есть сухостой, на коре повреждения в виде трещин. Плодовые деревья в возрасте 15-20 лет это зрелые и плодоносящие деревья в самом расцвете сил.

График 1. Количество поврежденной пыльцы на кустах томатов

Таблица 5. Характеристика плодовых деревьев

Породы плодовых деревьев

возраст

состояние

высота

1

Яблоня

20 лет

хорошее

15м

2

Слива

20 лет

хорошее

8м

3

Абрикос

20 лет

отличное

10м

4

Вишня

20 лет

хорошее

6м

5

Айва

20 лет

Отличное

14м

Таблица 6. Сравнительная характеристика пыльцы различных плодовых деревьев из 100 штук пыльцевых зерен за два исследуемых года 2009, 2010гг

№

Количество поврежденной пыльцы на не обоработанных плодовых деревьях

%

Количество поврежденной пыльцы на обработанных деревьях

%

Породы деревьев

2009

2010г

09

10

2009

2010

09

10

1

28

36

28

36

57

62

57

62

Яблоня

2

31

47

31

47

48

60

48

60

Слива

3

12

30

12

30

32

59

32

59

Абрикос

4

6

12

6

12

21

43

21

43

Вишня

5

2

3

2

3

10

23

10

23

Айва

всего

73

128

14,6

128

168

247

168

247

Таблица 7. Пыльца плодовых деревьев 50 экз. 2010г

№

Плодовое дерево

Кол-во деревьев

У дороги

В 100м от дороги

1

яблоня

2

Не Поврежд

поврежд

неповрежденные

поврежденные

1

яблоня

2

33

17

42

8

2

груша

2

29

21

46

4

3

вишня

2

32

18

47

3

4

персик

2

33

17

40

10

5

слива

2

37

13

46

4

6

айва

2

12

38

47

3

7

абрикос

2

37

13

43

7

Диаграмма1. Сравнительная характеристика пыльцы различных плодовых деревьев из 100 штук пыльцевых зерен..

Синий цвет -2009г, а бордовый 2010

Выяснили, что больше всего повреждена пыльца у яблони, но как правило, яблони высаживают ближе к дороге, возможно, это оказывает свое действие на пыльцу. И видимо яблоня из всех плодовых больше реагирует на изменения в окружающей среде. Меньше всех реакция на изменение окружающей среды у вишни, но вишня цветет самой первой и в это время еще мало личного транспорта на дороге и меньше выхлопных газов, которые действуют на пыльцу. Наиболее достоверными данными можно считать реакцию пыльцы сливы и айвы, а это 15,5 % поврежденной пыльцы на обработанных деревьях и 4% поврежденной пыльцы на необработанных деревьях. Значит, уровень загрязнения атмосферы в селе можно считать как среднее загрязнение.

Для улучшения окружающей среды в селе Старокучергановка рекомендуем высаживать как декоративные деревья сливу , вишню и айву, так как они имеют наименьший коэффициент повреждения пыльцы. В настоящее время мы на пришкольном участке высадили плодовые деревья и будем ухаживать за ними и наблюдать за пыльцой.

7. Вывод

Обычно пыльца у растений, произрастающих в нормальных условиях, имеет хорошее качество, процент нормальных пыльцевых зерен близок к 100%. Поэтому, исходя из этого, можно сделать вывод, что повышенного загрязнения на всех ключевых участках не наблюдается. Но необходимо отметить, что выбросы загрязняющих веществ с осадками аккумулируются почвенным покровом, поэтому особенно почва загрязнена вблизи автостоянок.

Выяснили, что больше всего повреждена пыльца у яблони, но как правило, яблони высаживают ближе к дороге, возможно, это оказывает свое действие на пыльцу. И видимо яблоня из всех плодовых больше реагирует на изменения в окружающей среде. Меньше всех реакция на изменение окружающей среды у вишни, но вишня цветет самой первой и в это время еще мало личного транспорта на дороге и меньше выхлопных газов, которые действуют на пыльцу. Наиболее достоверными данными можно считать реакцию пыльцы сливы и айвы, а это 15,5 % поврежденной пыльцы на обработанных деревьях и 4% поврежденной пыльцы на необработанных деревьях. Значит, уровень загрязнения атмосферы в селе можно считать как среднее загрязнение.

Для улучшения окружающей среды в селе Старокучергановка рекомендуем высаживать как декоративные деревья сливу , вишню и айву, так как они имеют наименьший коэффициент повреждения пыльцы. В настоящее время мы на пришкольном участке высадили плодовые деревья и будем ухаживать за ними и наблюдать за пыльцой.

Выражаю благодарность Соколовой Галине Алексеевне, педагогу дополнительного образования Дома детского творчества «УСПЕХ».

8.Литература

1. и др. Практикум по экологии. - М.: АО МДС, 199с.

и др. Практикум по экологии. - М.: АО МДС, 199с.

2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р. Шуберта.- М.: Мир, 19с.

3. Жданов пыльцы как показатель загрязнения cреды. Экология родного края / Под ред. .- Киров: Вятка, 1996. - С. 193.

4. , Эстрин -экологический анализ различных природных сред: экспериментальный материал для факультативных и кружковых занятий в средних школах. - Киров: Изд-во ВГПУ, 199с.

5. И др. Полевой практикум по экологии. М.: 1994.

6. и др. Экологический мониторинг: Методическое пособие для учителей средних учебных учреждений. М.: РЭФИА, 199с.

7. Тарарина практикум для студентов и школьников (Биоиндикация загрязненной среды). М.: Аргус, 199с.

8. Школьный экологический мониторинг. Уч.- метод. Пособие. /Под ред. . М.: Агар, 20с.

9. Экологический мониторинг. Программа факультативного курса для школьников 9-11 классов /Сост. – СПб.: Крисмас + / ИСАР, 1998, -40с