Микробиологический подход к использованию ряски малой в качестве аккумулирующего лесного растения для населения РМЭ
Муниципальное учреждение дополнительного образования
«Волжский экологический центр»
Микробиологический подход
к использованию ряски малой в качестве аккумулирующего лесного растения
для населения РМЭ
Авторы:
Сорокина Анастасия, Киселева Виктория,
учащиеся 8 класса МУДО «Волжский экологический центр» г. Волжска РМЭ;
Руководитель:
А., педагог дополнительного образования МУ ДО «ВЭЦ»
г. Волжск
2016
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | 3 |
1.Обзор литературы | 5 |
1.1. Водная растительность исследуемых лесных болот | 5 |
1.2. Ряска малая (Lemna minor) и ее химический состав | 5 |
1.3.Механическая очистительная функция водной растительности | 6 |
1.4.Аккумуляция растениями химических элементов | 9 |
1.5.Микроорганизимы рода Sphingobium yanoikuyae и Sphingomonas wittichii, участвующие в очищении водоемов | 12 |
2.Техника и методика проведения исследования | 13 |
2.1. Сбор материала | 13 |
2.2. Культивирование водных растений из семьи рясковых | 13 |
2.3.Приготовление экстрактов ряски малой (Lemna minor) | 15 |
2.4. Идентификации микроорганизмов в среде ряски малой | 15 |
3.Результаты исследования и их обсуждение | 16 |
3.1.Сбор растений | 16 |
3.2.Экстракция ряски малой | 16 |
3.3.Анализ высушенной ряски малой на содержание некоторых элементов | 18 |
3.4.Идентификация микроорганизмов | 18 |
3.5.Штаммы родов Sphingobium yanoikuyae и Sphingomonas wittichii | 18 |
Перспективы работы | 18 |
Заключение | 19 |
Литература | 20 |
Введение
Биологические методы дают интегральную оценку токсичности, вызываемую суммарным действием всего комплекса загрязняющих веществ, содержащихся в водной среде, с учетом их синергетического и антагонистического взаимодействия. Токсичность – это биологическая характеристика, и может быть определена только с участием живых организмов. На использовании представительных тест-объектов различных систематических групп и трофических уровней основано биотестирование. Прием биотестирования для оценки токсичности природных сред не нов, его
используют в качестве основного методологического подхода при разработке регламентов на химические вещества. На настоящий момент уже накоплена масса информации по изучению токсичности вод, а в последние годы и донных отложений, и продолжает пополняться новыми разработками.
Одно из важных направлений биотестирования – поиск новых тест-объектов и тест-показателей, способных дать максимально адекватную оценку токсического воздействия на водную экосистему, создание единой методологии биотестирования.
Проведенные нами теоретические проработки и экспериментальные исследования по выявлению причины использования ряски малой (Lemna minor) в качестве аккумулирующего объекта.
На территории города Волжска находится ряд мебельных производств, а также предприятия холодильного оборудования, загрязняющие окружающую среду города. Кроме того, Волжск, как и другие населенные пункты Республики Марий Эл, достаточно богаты водно-болотной растительностью и занимают огромные площади. В РМЭ болота занимают около 6 % – 109 тыс. га, входя в состав земель лесного и сельскохозяйственного фондов. По некоторым данным в водоемах РМЭ встречаются более 100 видов водно-болотных растений, Многие из них характеризуются ценными кормовыми свойствами и отличаются высокой биологической продуктивностью. Водные растения являются богатыми источниками питательных веществ - белков, жиров, углеводов, минеральных солей. Среди водно-болотистых растений особый интерес представляют некоторые виды рясок. Lemna minor (ряска малая) – однодольное покрытосеменное растение семейства Рясковые.
На территории города Волжска находится ряд мебельных производств, а также предприятия холодильного оборудования, целлюлозно-бумажный комбинат, загрязняющие окружающую среду города.
Цель работы: определить микробиологический состав в целях выяснения аккумулирующих свойств ряски малой (Lemna minor).
Задачи:
1. Выделить водоемы для сбора Ряски малой (Lemna minor);
2. Собрать сырье ряски малой для дальнейшего культивирования ряски малой;
3. Культивировать ряску малую на питательной среде в лабораторных условиях;
4. Провести анализ на содержание основных элементов в ряске малой;
5. Выделить и идентифицировать микроорганизмы из корней ряски малой (Lemna minor)
6. Определить влияние выделенных микроорганизмов на загрязненные модельные системы.
1.Обзор литературы
1.1.Водоемы РМЭ и их водная растительность
Город Волжск, как и другие населенные пункты Республики Марий Эл, достаточно богаты водно-болотной растительностью и занимают огромные площади. В РМЭ болота занимают около 6 % – 109 тыс. га, входя в состав земель лесного и сельскохозяйственного фондов.
По некоторым данным в водоемах РМЭ встречаются более 100 видов водно-болотных растений, Многие из них характеризуются ценными кормовыми свойствами и отличаются высокой биологической продуктивностью. Водные растения являются богатыми источниками питательных веществ - белков, жиров, углеводов, минеральных солей.
Среди водно-болотистых растений особый интерес представляют некоторые виды рясок. В частности, Ряска малая (Lemna minor) – однодольное покрытосеменное растение семейства Рясковые.
1.2.Ряска малая (Lemna minor) и ее химический состав
Ряска малая (Lemna minor) – один из самых распространенных представителей высшей водной растительности пресноводных экосистем. Это свободноплавающий гидрофит, произрастающий в водоемах и водотоках (озера, пруды, водохранилища, каналы, реки), которые характеризуются малопроточной или стоячей водой. Проведенные нами в течение 2008–2010 гг. исследования позволяют рекомендовать ряску малую для массового культивирования в прудовых агроэкосистемах в качестве добавки к корму сельскохозяйственных животных. Это растение обладает высокой биологической продуктивностью, значительными питательными качествами, быстрыми темпами роста, не является требовательным к условиям культивирования, его сырье содержит микро - и макроэлементы, витамины, протеины, жиры, углеводы, клетчатку [1].
В результате исследований проведено сравнение основных качеств кормовых растений (протеинов, липидов, клетчатки) ряски малой и некоторых зерновых культур (пшеница, гречиха, рожь, кукуруза). Установлено, что биохимический состав ряски малой по количеству питательных веществ не уступает зерновым злакам. В биомассе ряски малой содержится примерно 25,8 % протеина (вдвое больше, чем в зерновых), который является основным показателем кормовых качеств, 4,7 % жиров и 24,6 % клетчатки (в 11 раз больше, чем в злаках). В естественных водоемах продуктивность ряски малой составляет 0,7–1,0 кг зеленой массы с 1 м2 поверхности. В условиях лабораторных опытов при культивировании ряски на среде Кнопа среднесуточный прирост зеленой массы составил около 0,09 кг/м2 в сутки, а на воде, взятой из пруда – около 0,2 кг/м2 [7].
1.3.Механическая очистительная функция водных растений
Вместе с поверхностными стоками в водоемы поступает большое количество взвешенных и слаборастворимых органических и минеральных веществ. Прибрежно-водная растительность вместе с животными-фильтраторами (моллюсками, зоопланктоном) выполняет роль механического фильтра. Роль животных-фильтраторов в этом процессе достаточно велика.
Эффективность действия фильтрующего барьера определяется густотой фитоценоза (то есть, количеством побегов на единицу площади), наличием у растений водных корней и степени их развития, формой и величиной листьев и общей поверхностью растений. Это приводит к уменьшению скорости течения в зоне зарослей и оседанию взвешенных частиц.
Оседанию взвеси способствует слизь на поверхности растений. Исследования показали, чем больше поверхность растений и их ослизненность, тем эффективнее осуществляется очистка воды от взвешенных частиц. Растения способны утилизировать и включать в свой метаболизм некоторое количество осевших на их поверхности органических и минеральных взвесей, в том числе и токсических соединений. Часть их инактивируется в растительных тканях и аккумулируется в надводных и подземных органах растений. Некоторые соединения, такие как фенолы, ароматические углеводороды выделяются в атмосферу через устьица. Стебли и листья растений образуют огромную поверхность для развития перифитона, который выполняет активную роль в очистке воды.
Большое значение имеет наличие у некоторых растений водных корней. У тростника, к примеру, они образуются под водой в узлах побегов. Общая поверхность этих корней в зависимости от числа побегов может в 10-15 раз превышать площадь, занимаемую растениями. Роль водных корней в очистке воды от растворенных и взвешенных частиц чрезвычайно велика. Так, в лабораторных экспериментах заросли тростника и рогоза задерживали водными корнями до 90% взвешенных веществ, содержащихся в животноводческих стоках (Кроткевич, 1982). Эти исследования свидетельствуют о больших возможностях использования прибрежно-водной растительности для защиты водоемов от взвешенного материала, содержащегося в сточных водах.
На растениях хорошо задерживаются не только взвешенные частицы, но и органические эмульсии, жировые и нефтяные пленки. Они вместе с минеральными частицами и органическими суспензиями образуют более крупные агрегаты, которые в дальнейшем разрушаются уже донными организмами. К примеру, разложение нефти в присутствии растений протекает в 3-5 раз интенсивнее, чем без них (Морозов, 2001).
В летнее время при снижении уровня воды в реках и водохранилищах часть прибрежной растительности оказывается на суше. Поверхностные стоки, попав в такие заросли макрофитов, частично задерживаются ими, частично просачиваются в почву, и продвигаются дальше к реке подземным стоком. При этом практически все взвешенные и многие растворенные загрязняющие вещества задерживаются почвой и корнями прибрежных растений. Корнями растений, в первую очередь поглощаются органические вещества и биогенные соединения (азот, фосфор, калий и др.).
В зарослях имеет место и переработка осевшей на растениях взвеси. Органические и минеральные компоненты используются в процессе метаболизма самих растений и их обрастателей.
Высшая водная растительность оказывает благоприятное влияние на кислородный режим водоема. В фотосинтетической аэрации водоемов макрофиты играют не меньшую роль, чем фитопланктон. Содержание кислорода в воде под влиянием растений, особенно погруженных, увеличивается, в результате чего происходит быстрое окисление органического вещества, ускоряется процесс нитрификации, усиливается потребление фотосинтетиками свободной углекислоты.
Минерализация сложных органических соединений происходит в присутствии кислорода. При сильном загрязнении запасы растворенного кислорода быстро расходуются, отчего самоочищение воды замедляется. Прибрежно-водные растения оказывают благотворное влияние на кислородный режим водоема и тем самым ускоряют процесс самоочищения. Некоторые исследователи считают, что чем богаче водоем растениями, тем выше его минерализующая способность. Это происходит не только за счет выделенного растениями кислорода, но и за счет того, что макрофиты своим присутствием создают благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий, перифитона, обитателей толщи и дна водоема. хность воды и поглощая биогеннные и другие минеральные соединения, являются мощным антагонистом синезеленых и иных водорослей, подавляют их развитие и этим они устраняют вредное для гидробионтов «цветение» водоемов.
В процессе метаболизма высшие водные растения выделяют в среду физиологически активные вещества, типа фитонцидов и антибиотиков. Это приводит к снижению численности патогенной микрофлоры.
Учитывая положительное влияние растений на минерализацию органического вещества в водоемах, некоторые исследователи предлагают культивировать их с целью повышения очистительной способности водоемов различного назначения, борьбы с «цветением» вод и размывом берегов (Мережко, 1973; Кроткевич, 1976, 1982; Морозов, 2001).
Каким же требованиям должны удовлетворять прибрежно-водные растения? Они должны быть максимально устойчивы к сильно загрязненным стокам, иметь мощную корневую систему, способную поглощать и перерабатывать многие загрязнения, хорошо расти в загрязненных водоемах, образовывать высокорослые и густые заросли, продуцировать большую биомассу, способную аккумулировать многие минеральные и токсичные вещества, легко возобновляться при скашивании.
В первую группу входят такие прибрежные растения, такие как тростник, рогоз, камыш, ирис, аир, манник, ежеголовник и др.
Вторую группу представляют растения, плавающие на поверхности воды: ряски, кубышка, кувшинки, сальвиния, водокрас и др. Они используются для доочистки стоков, прошедших полную биологическую очистку. Определенный интерес представляют ряски, хорошо растущие на разбавленных животноводческих стоках.
Третья группа – это полностью погруженные растения. Их роль сводится к механическому задерживанию взвесей и поглощению из воды минеральных и органических веществ. Наиболее типичные виды – рдесты, уруть, роголистник, элодея. Они образуют сплошные заросли на глубине 2-3 метра. Исследования показали, что скорость поглощения фосфора погруженными растениями в 2-10 раз выше, чем – полупогруженными (таким как стрелолист, манник, рогоз и др.) (Дмитриева, Эйнор, 1987).
1.4.Аккумуляция растениями химических элементов
Растения способны извлекать из воды многие жизненно важные для них элементы и органические соединения и этим снижают степень эвтрофирования водоемов. Так, полупогруженные тростник, рогоз, камыш, ежеголовник, аир в больших количествах извлекают из воды азот, фосфор, кальций, калий, серу, железо, кремний. Для азота и фосфора обнаружена четкая корреляция между их содержанием в воде и в растениях. Растения накапливают в сотни и тысячи раз больше биогенных веществ по сравнению с их содержанием в окружающей среде.
Скорость потребления биогенных веществ достаточно высока. К примеру, болотник и камыш уже через 6 часов потребляли до 60% внесенного в среду фосфора. Тростник обыкновенный, рогоз узколистный и рогоз широколистный с такой же скоростью потребляют нитратный и аммонийный азот, который в значительных количествах присутствует в хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных водах. При этом развитие растений происходит лучше при нитратной форме азота; биомасса их в этом случае в 7 раз выше по сравнению с контролем.
Биогенные вещества, прежде всего, накапливаются в листьях и генеративных органах. Наиболее высока их концентрация в побегах ранней весной (за счет перемещения из корневой системы). По мере роста биомассы концентрация постепенно снижается, а к концу вегетации (начиная с августа) происходит отток элементов минерального питания в подземные запасающие органы растений. Так, к концу вегетационного сезона содержание азота в корневой системе тростника возрастало в 3-4 раза. Однако значительная часть элементов все же остается в отмерших остатках растений и при их разложении снова возвращается в водоем, вторично загрязняя его. Поэтому для поддержания водоема в «здоровом» состоянии требуется систематическое выкашивание водных растений.
Концентрация многих химических элементов в тканях растений напрямую зависит от их содержания в грунтах и в воде. Консервация биогенных элементов в подземных органах имеет немаловажное значение для формирования качества воды (Кроткевич, 1976).
Растения, имеющие развитую корневую систему, большей частью черпают запасы биогенов из донных отложений, так как грунты всегда имеют значительно большую концентрацию питательных веществ, чем вода. Однако содержание биогенных веществ даже в донных отложениях в несколько раз ниже их содержания в органах растений. В целом погруженные растения являются резервуаром-накопителем биогенных веществ, изымая их из воды на длительный срок.
Помимо хозяйственно-бытовых сточных вод в водоемы поступает значительное количество промышленных стоков, содержащих «букет» самых разнообразных соединений, многие из которых являются токсичными для животных и растений.
Ряд микроэлементов, присутствующих в водоемах в малых концентрациях, играют положительную роль в жизни растений (влияют на их рост, дыхание, обмен, питание, размножение и др.). При увеличении концентрации этих веществ они становятся токсичными практически для всех гидробионтов.
Прибрежно-водные растения извлекают из воды и грунта не только необходимые им биогенные элементы, но и соединения тяжелых металлов, синтетические поверхностно-активные вещества и многое другое. Поглощение растениями минеральных веществ характеризуется видовой специфичностью и может достигать довольно существенных величин.
Способность высших водных растений накапливать вещества в концентрациях, превышающих фоновые значения, обусловила их использование в системе мониторинга и контроля за состоянием окружающей среды (Гигевич, Власов, 2000). Высокая поглотительная способность водных растений делает их идеальными тестовыми объектами для определения антропогенных химических нагрузок на водоем.
Для индикации антропогенной нагрузки специалисты предлагают использовать плавающие на поверхности воды и погруженные гидрофиты: ряску, водокрас, кубышку, рдесты, элодею, роголистник и др.
Обобщенно можно утверждать, что растения одного вида накапливают в тканях тем больше химических элементов, чем больше их содержится в воде в доступном для растений виде. Кроме того, высшим водным растениям свойственна избирательность в накоплении не только макро-, но и микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов.
1.5.Микроорганизмы рода Sphingomonas wittichii
участвующие в очищении водоемов
Промышленная деятельность в течение прошлого века привело к выбросу многих диоксины соединений в окружающей среде, которые образуются загрязняющие побочные продукты при производстве пестицидов, гербицидов и сжигания промышленных отходов. Эти соединения вызывают рак, также вызывают значительную озабоченность общественности, поскольку они Повсеместно присутствуют в пище и серьезно влияет на иммунную систему (Kalantzi и др., 2001). Дибензофуран и дибензо-п-диоксины используют в качестве модельных соединений диоксин. Для биологической технологии для противодействия загрязнению окружающей среды диоксинами, Sphingomonas wittichii RW1 это уникальный штамм способен минерализуют диоксин. Полные последовательности генома RW1 дают возможность обнаруживать точное расположение генов в относительно последовательностей.
Для поиска экологически безопасных соединений для очистки загрязненных водоемов мы подумали, что ряска малая, а точнее микроорганизмы, входящие в ее состав, могут стать прекрасным очищающим объектом. В частности, таковыми могут стать вещества, выделенные из корневой части ряски малой. Ведь, активная секреция клетками корня различных веществ обеспечивает питательными субстратами микроорганизмы, образующие с ним прочные ассоциации как внутри корневых тканей, так и на корневой поверхности (ризоплане). Микроорганизмы, развивающиеся во внутренних тканях корня, но неспособные к симбиозу, объеденены понятием «гистосфера» или «эндоризосфера». Судя по литературным данным, эти бактерии могут перерабатывать диоксины. Бактерии Sphingobium yanoikuyae и Sphingomonas wittichii обладают специализированными мембранными структурами, которые названы «суперканалами». Они облегчают попадание макромолекул в клетку.
Диоксины могут образовываться везде, где присутствует активный хлор и кислород с ароматическими органическими веществами. Диоксины – группа высокотоксичных веществ, обладающих разносторонней физиологической активностью. Они оказывают канцерогенное и мутагенное действие, способны накапливаться в организмах. Эти вещества могут образовываться как побочные продукты могут образовываться при синтезе гербицидов, в целлюлозно-бумажной промышленности, при сжигании мусора
2.Техника проведения эксперимента
2.1.Сбор материала
Определив лесной массив в г. Волжске РМЭ, вывили наличие болотистых мест. Определили водоем, не загрязненный сточными водами и не используемое как откормочные пруды для водоплавающих птиц. Сбор материала проводили в месте со спокойным замедленным течением. Растения собирали с помощью сачка в посуду с водой из данного водоема в жаркий день июля.
В лаборатории ряску перебирали от попавших иных водных растений, промывали, часть сушили в тени, а часть использовали для дальнейшего культвирования.
2.2. Культивирование водных растений из семьи рясковых
Но так как ряска малая зачастую является индикатором загрязнения и аккумулирует различные химические вещества, в частности тяжелые металлы, есть необходимость ее использования не из естественных водоемов. Данное водное растение можно культивировать в лабораторных условиях, для чего использовали среду Штейнберга.
В течение 7 - 10 дней растения проходят акклимацию при комнатной температуре и при достаточной освещенности (лучше в люминостатной установке), со сменой воды каждые 2 - 3 суток для удаления продуктов метаболизма.
Для работы с растениями необходимо следующее оснащение:
-люминостатная установка;
-круглые аквариумы на 10 - 15 дм3;
-кристаллизаторы объемом 1 дм3;
-стаканы объемом 0,5 дм3;
-люксметр;
-термометр;
-линейка;
-глазной пинцет, лезвие;
-воронка, набор пипеток, стеклянная палочка;
-планктонный газ N 68, фильтровальная бумага.
Для проведения экспериментов и культивирования растений используют отстоянную водопроводную воду или воду из незагрязненного водного объекта. Природную воду процеживают через воронку диаметром 150 мм с планктонной сеткой (газ N 68) для удаления взвеси и мелких организмов, заливают в аквариум с постоянной аэрацией воды.
Ряску в количестве 5 растений, имеющих одну сформировавшуюся и одну развивающуюся лопасть и корень с неповрежденным корневым чехликом, и примерно одинаковой длины, помещают в чашки Петри и размещают в люминостате при температуре 22 - 25 °C и освещенностью 5 лк. Для измерения температуры раствора рядом ставят стакан с водой и термометром.
Для круглогодичного культивирования ряски в целях получения достаточного количества материала рекомендуют выращивать их на среде Штернберга при круглосуточном освещении 7 - 8 лк и температуре +25 °C.
Состав среды Штернберга:
KNO3 - 175 мг/л,
Са (NO3)2х4 Н2О – 148 мг/л
K2H PO4х3 Н2О - 45 мг/л,
KH2 PO4х3 Н2О - 45 мг/л,
MgSO4х7H 2O – 50 мг/л,
H3BO3 - 0,12 мг/л,
Меласса -40 мг/л.
2.3.Приготовление экстрактов ряски малой (Lemna minor)
Для экстракции Ряски малой ее измельчали до размера частиц 1-2 мм. Для приготовления водного экстракта 1 г измельченной высушенной ряски заливали 100 мл дистиллированной водой с температурой 95 °С и выдерживали в течение 15 мин на водяной кипящей бане. Затем водную суспензию охлаждали и помещали в темное место для настаивания в течении 24 ч при температуре 4 ºС. Для приготовления этанольного экстракта 1 г измельченных высушенных растений заливали 100 мл 96 % этилового спирта. Полученные спиртовые суспензии перемешивали в течении 15 мин и помещали в темное место для настаивания в течении 24 ч при температуре 4 ºС.
2.4. Идентификации микроорганизмов в среде ряски малой
Нами проведен эксперимент по идентификации микроорганизмов в среде ряски малой путем посева агаризованную среду (дрожжевой автолизат) и универсальную среду R2 в чашках Петри. Для этого небольшое количество исследуемого материала втирают бактериальной петлей в поверхность питательной среды.
Затем получали чистую культуру из изолированной микробной колонии. Под микробной колонией подразумевается потомство бактерий, возникающее в результате размножения одной микробной клетки. Выделение чистой культуры микробов является обязательным этапом всякого бактериологического исследования. Чистая культура необходима для изучения морфологических, культур культуральных, биохимических и антигенных свойств, по совокупности которых определяется видовая принадлежность исследуемого микроорганизма. Потом извлеченные микроорганизмы окрашивали и микроскопировали.
3.Результаты исследования и их обсуждение
3.1.Экстракция ряски малой
Согласно п.2.3. данной работы нами приготовлены водные и спиртовые экстракты ряски малой объемом 100 мл.
Нами отмечено, что спиртовой экстракт ряски малой по истечению 1 суток отличается от водного ярким зеленым цветом и приятным запахом, растения отделены друг от друга. Водный экстракт ряски малой имеет мутноватый оттенок, болотный запах, а растения имеют слизистообразный вид.
3.2.Культивирование ряски малой
Культивирование ряски проводили в питательной среде Штейнберга
KNO3 - 175 мг/л,
Са (NO3)2х4 Н2О – 148 мг/л
K2H PO4х3 Н2О - 45 мг/л,
KH2 PO4х3 Н2О - 45 мг/л,
MgSO4х7H 2O – 50 мг/л,
H3BO3 - 0,12 мг/л,
Меласса -40 мг/л.
Контрольный раствор готовится как сочетание дистиллированной воды (1/2) и питательного раствора. Общий объем составляет 100 мл, изначально в питательный раствор помещалось по 5 растений.
Результаты указаны в таблице 1.:
Таблица 1.
Рост ряски малой в питательной среде
№ опыта Дата | №1 | №2 | №3 | Контроль | ||||
Кол. лист. | Прим. | Кол. лист. | Прим. | Кол. лист. | Прим. | Кол. лист. | Примеч. | |
21.07. | 20 | 16 | 20 | 20 | ||||
24.07. | 23 | 17 | 22 | 22 | 4 лист.-хлороз | |||
27.07. | 30 | 22 | 29 | 1 листец - некроз | 24 | |||
30.07. | 49 | 1 листец-некроз | 38 | 2 листеца частично хлороз | 45 | 24 | 3 лист-увядание | |
03.09 | 84 | 63 | 70 | 31 | ||||
06.09. | 84 | 64 | 1 листец - некроз | 71 | 2 листеца - хлороз | 30 | 3 листеца –некроз | |
Средний показатель | За 15 суток рост растений составил в среднем 73 листеца, увеличение количества листецов в 3,9 раз, из них 3 листеца, подверженные некрозу, 4 листеца частичному хлорозу | За 15 суток эксперимента рост растений составил 30 экз., т. е. увеличение в 1,5 раза, что в 2,6 раз меньше опыта |
Важным моментом при проведении культивировании ряски малой был учет морфологических отклонений:
· Хлорозы – потеря пигмента (листецы становятся желтыми)
· Некрозы – локализованные отмершие области ткани (коричневые или белые).
· Подсыхание, увядание листецов.
· Корни - наличие или отсутствие.
За 15 суток рост растений составил в среднем 73 листеца, увеличение количества листецов в 3,9 раз, из них 3 листеца, подверженные некрозу, 4 листеца частичному хлорозу. За 15 суток эксперимента рост растений составил 30 экз., т. е. увеличение в 1,5 раза, что в 2,6 раз меньше опыта, при чем из них 4 листеца, подверженные хлорозу, 3 –некрозу и 3 увяданию.
3.3. Анализ высушенной ряски малой на
содержание некоторых элементов
Анализ проводился в лаборатории ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» в ЦКП «Наноматериалы и нанотехнологии» по рентгенофлуоресцентному методу анализа на приборе: СУР–02 «Реном ФВ».
Таблица 2. Соотношения элементов в образце без учета элементов с Z<13, %
Sr | P | Ca | S | K | Mn | Fe | Rb |
0,1 | 8,7 | 21,8 | 7,0 | 55,8 | 4,0 | 2,4 | 0,04 |
В результате определено, что в высушенной траве ряске малой наибольшее количество калия и кальция.
3.4. Результат идентификации микроорганизмов в среде ряски малой
Эксперимент по идентификации микроорганизмов в среде ряски малой путем высеивания в агаризованную среду и универсальную среду R2 показал предварительно наличие в среде кокков, диплокков и стрептококков. Что говорит о том, что ряску малую в лекарственных целях использовать из естественных водоемов нельзя.
Но, позже, при детальном исследовании при помощи сотрудников КНИТУ удалось идентифицировать следующее микроорганизм светого цвета - Sphingobium yanoikuyae, а оранжевого - Sphingomonas wittichii.
3.6. Штаммы Sphingobium yanoikuyae, Sphingomonas wittichii
Представители родов Sphingomonas (1.1%), Sphingobium (0.6%), способны деградировать ароматические углеводороды. Эта одна из групп, которая способна деградировать н-алканы и некоторые ароматические соединения, это умеренно термофильные аэробные фирмикуты (около 1% последовательностей 16S рРНК), часто выделяемые из нефтяных резервуаров (Nazina et al., 2001)
Заключение
Водные экосистемы являются неотъемлемым компонентом природы Марийского края. На марийских водоемах сосредоточены различные природные ресурсы, представляющие как материальную ценность (водные, земельные, биологические и геологические), так и имеющие социально-культурное значение.
Таким образом, можно наладить процесс выделения бактерий Sphingobium yanoikuyae и Sphingomonas wittichii, взятых из природного лесного водоема, и путем помещения данных бактерий в сточные воды можно таким образом переработать диоксины из них. В настоящее время проводим эксперименты по исследованию влияния Sphingobium yanoikuyae и Sphingomonas wittichii на загрязненные модельные системы.
Литература
1. Ж., М. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных разливов. – Экология и промышленность России, 1977, № 2.
2. С., П., В. Высшие водные растения Беларуси. – Минск, 2001.
3. Н., В. Охрана и рациональное использование болот в Республике Марий Эл // Проблемы региональной экологии. 2007. № 1. С. 80–86.
4. Г. К вопросу использования водоохранно-очистных свойств тростника обыкновенного. – Водные ресурсы, № 5, 1976.
5. Г. Роль растений в охране водоемов. - М., «Знание», (Новое в жизни, науке и технике, серия «Биология») № 3, 1982.
6. Лакомство для птицы. // Птицеводство - 2001 - №4 - с.61.
7. Методы испытания химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Испытание ряски на угнетение роста. – М.: Стандартинформ, 2014.
8. Нетрадиционные корма в рационах сельскохозяйственных животных. - М.: Колос, 1984-272 с.
9. Семейство рясковые (Lemnaceae). / Жизнь растений, т.6. - М.: Просвещение, 1982-542 с.
10. Н., В., М. Полифенольные соединения: структура, свойства и прикладные аспекты применения. // Фарматека. — 2004. № 8 (86). — С. 43-48.
11. Е., Л. Перспективы использования ряски малой (Lemna minor) в сельском хозяйстве - 2011 г.
12. И. О закономерностях миграции цинка в Днепродзержинском и Запорожском водохранилищах. - Тез. докл. 1У Всесоюзн. лимнол. совещании, 1977.
Основные порталы (построено редакторами)