Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвои и шишек сосны обыкновенной (стр. 3 )

  Разнообразные патологические явления у растений возникают при недостатке, избытке или несбалансированности элементов минерального питания. Они связаны с нарушениями проницаемости цитоплазматической мембраны, деятельности ферментных систем, изменениями осмотического давления, кислотности клеточного сока и т. д. Признаки этих болезней большей частью специфичны, но иногда совпадают или сходны с симптомами некоторых инфекционных, особенно вирусных, болезней растений.

  При недостатке азота замедляется рост растений, уменьшаются ветвистость крон, размеры побегов, листьев, хвои; они приобретают хлоротичную или красновато-пурпурную окраску. Избыток азота усиливает рост вегетативных органов растений, приводит к формированию рыхлых тканей, удлинению периода вегетации и как следствие — к снижению морозостойкости растений, повышению их восприимчивости к инфекционным болезням растений.

9

  Дефицит фосфора, как и недостаток азота, вызывает замедление роста, измельчание и раннее опадение листьев, снижение урожая семян. Специфичные признаки фосфорного голодания: листья тусклые, синевато-зелёные с фиолетовым или бронзовым оттенком, с лиловато-коричневыми пятнами и бурыми, как бы обожжёнными краями. Кончики хвоинок у ели и лиственницы приобретают сизый оттенок, а хвоя сосны — буровато - фиолетовую или красновато-фиолетовую окраску.

  Недостаток калия проявляется в пожелтении (покраснении, побурении) и деформации хвои, иногда она рано опадает. Листья становятся тускло-синеватыми; ткань между жилками хлоротичная, с бурыми пятнами; концы и края листьев отмирают; иногда наблюдаются курчавость и скручивание листьев. Острый дефицит калия вызывает угнетение роста, слабое развитие корней, неполное одревеснение и отмирание побегов, иногда усыхание деревьев.

  При дефиците кальция наблюдается курчавость молодых листьев (на концах побегов), края листьев желтеют, крошатся, происходит недоразвитие и размягчение тканей корней, отмирание побегов. При недостатке серы появляются симптомы, сходные с признаками азотного голодания: отставание в росте, уменьшение размеров и хлоротичная окраска листьев и хвои. Иногда листья приобретают красноватый, а хвоя — беловато-голубой оттенок. Эти симптомы возникают чаще и сильнее выражены на молодых частях растений. Недостаток магния, напротив, проявляется главным образом на старых листьях, которые покрываются мелкими желтоватыми крапинками («мраморная» окраска). Хвоя становится оранжево-жёлтой. При остром дефиците магния происходит массовое опадение листьев (они сохраняются лишь на концах побегов).

  При недостатке в почве железа отмечается сильный хлороз листьев и хвои, особенно на приросте текущего года. На листьях возникают жёлтые пятна, но чаще вся листовая пластинка становится бледно-жёлтой, почти белой, с бурыми некротическими краями.

  В зонах, примыкающих к промышленным предприятиям и автострадам, в крупных городах неинфекционные патологические процессы, наблюдаемые у растений, часто вызываются действием промышленных отходов и выхлопных газов. Наиболее подвержены действию промышленных выбросов ель обыкновенная, пихта,  несколько меньше — сосна обыкновенная, лиственница. Устойчивость растений к токсичным веществам промышленных отходов обусловливается особенностями анатомического строения листьев и хвои, биохимическим свойствами клеток (например, степенью окисляемости их содержимого) и др. факторами. Степень вредного влияния промышленных выбросов зависит также от состава, возраста и структуры насаждений, их удалённости от источника загрязнения, химического состава и интенсивности самих выбросов, направления преобладающих ветров, рельефа местности, климатических, погодных и др. условий. Особенно опасны для растений газообразные вещества — сернистый ангидрид, оксиды азота, соединения фтора, этилен, оксид магния, хлор, озон. Под действием сернистого ангидрида возникают ожоги листьев и хвои, на листьях между жилками и по краям появляются белесоватые или желтовато-бурые некротические пятна, хвоя становится рыжевато-бурой; молодые побеги иногда деформируются и отмирают, происходит некроз коры и камбия. Диоксид серы у сосны обыкновенной вызывает побурение кончиков хвоинок. Оксиды азота вызывают красновато-бурую окраску кончиков хвои и появление тёмно-бурых, иногда чёрных пятен на листьях. Соединения фтора могут быть причиной некроза хвои и листьев, распространяющегося от их концов к основанию (окраска некротических пятен от белой и бледно-жёлтой до буровато-чёрной); листья и плоды преждевременно опадают. Этилен вызывает появление на листьях и хвое

10

красновато-бурых пятен, окись магния — хлоротичность листьев и хвои, которая со временем становится бурой. Действие озона сопровождается образованием на листьях пятен с серебристым или бронзовым оттенком, хлора — побурением листьев (часто с серебристым оттенком) и выпадением поражённых частей, иногда края и верхушки листьев краснеют и засыхают.

  Вредное действие оказывают на растения также примеси твёрдых веществ, например, частицы цемента, угля, извести, сажи, которые, оседая на листьях и хвое, вызывают нарушения фотосинтеза, дыхания, транспирации и др. функций. Поражение промышленными выбросами приводит к преждевременному опадению хвои и листьев, снижению прироста, ослаблению деревьев, а при высоких концентрациях токсичных веществ или длительном воздействии их на растения — к усыханию насаждений.

  В возникновении и развитии неинфекционных болезней растений, в частности древесных пород, немалую роль играет хозяйственная деятельность человека. В процессе ухода за насаждениями и лесоэксплуатации, при лесоустройстве и др. работах, при интенсивной пастьбе скота, а также рекреационном использовании леса происходит уплотнение почвы, уничтожение травяного покрова и подстилки, нарушение структуры и микробиологического баланса почвы, обнажение и повреждение корней, травмирование стволов деревьев и т. д. Эти отрицательные воздействия приводят к нарушениям  физиологических функций, патологическим изменениям роста деревьев, фаутности древостоев, открывают доступ фитопатогенным микроорганизмам.

  В природе между инфекционными и неинфекционными болезнями растений существует определённая взаимосвязь: часто инфекционные заболевания возникают на фоне предварительного поражения и ослабления растений неинфекционными болезнями. Во многих случаях неинфекционный патологический  процесс обусловливает возможность нападения патогена на хозяина, облегчает заражение, способствует более интенсивному развитию инфекционного патологического процесса. Ослабление же деревьев инфекционными болезнями в дальнейшем способствует бурелому, заселению их стволовыми вредителями.

 

11

Глава 2. Исследовательская работа

  Атмосферный воздух занимает особое положение среди других компонентов биосферы. Значение его для всего живого на Земле невозможно переоценить. При этом воздух должен иметь определённую чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Именно поэтому сосну часто выбирают как индикатор антропогенного влияния, принимаемого за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои сосны. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы (что и происходит вблизи поселка и вдоль дороги) наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои. В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здоровая, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет следы усыхания. Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число шишек на дереве снижается, уменьшается число нормально развитых семян в шишках, уменьшаются их размеры.

2.1. Методика исследования

Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем. С боковых побегов в средней части кроны с 10 деревьев сосны отбирали по 200 хвоинок второго и третьего года жизни. Затем хвоинки разделяли на 3 группы : неповрежденная хвоя, хвоя с частичным усыханием  и хвоинки с полным усыханием (пожелтевшие). Для определения состояния генеративных органов сосны (шишек) отбирали с 10 деревьев в лесу и на участках вдоль дороги по 20 шишек и определяли их линейные размеры (длину и диаметр).

2.2. Описание работы

  30 сентября 2010 года я отобрала по 200 хвоинок с боковых побегов у 10 деревьев сосны в лесопосадках, расположенных между автомобильной и железной дорогами,  вблизи поселка. Затем в кабинете распределила хвоинки с каждого дерева на 3 группы:  неповрежденная хвоя, хвоя с частичным усыханием  и хвоинки с полным усыханием (пожелтевшие). Сосчитала число хвоинок в каждой группе и данные занесла в таблицу. (Таблица 1)

  10 октября я отобрала по 200 хвоинок с 10 деревьев в лесу, также разделила их на 3 группы и данные занесла в таблицу. (Таблица 2)

12

Таблица 1

Определение состояния хвои у сосны обыкновенной

в лесопосадках между автомобильной и железной дорогами

Состояние хвоинок	Номера исследуемых деревьев
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Общее число хвоинок,  шт	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
Полное усыхание, шт	49	24	33	10	14	7	39	16	20	24
Процент хвоинок с полным усыханием, %	24,5	12,0	16,5	5,0	7,0	3,5	19,5	8,0	10,0	12,0
Частичное усыхание,  шт	36	17	30	13	35	36	13	4	8	10
Процент хвоинок с час тичным усыханием, %	18,0	8,5	15,0	6,5	17,5	18,0	6,5	2,0	4,0	5,0
Неповрежденные хвоинки, шт	115	159	137	177	151	157	148	180	172	166
Процент неповреж - денных хвоинок, %	57,5	79,5	68,5	88,5	75,5	78,5	74	90	86	83
Дата отбора	30.09.2010

  Таблица 2