Биоиндикатор кресс-салат
Кресс-салат (рис.2) – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжёлыми металлами, а также загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.
Побеги и корни под действием загрязнителей подвергаются морфологическим изменениям (задержка роста, искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).
Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.
Родиной этого растения считается Иран. В диком виде растение встречается в Африке, а также в Азии - от восточного побережья Средиземного моря до Пакистана.
Во многих регионах, в том числе в европейской части России, это растение дичает, и его можно встретить на помойках и в других местах рядом с жильём, на железнодорожных насыпях.
Рисунок 2. Кресс-салат
Использование метода биоиндикации на практике
Для эксперимента по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата берем семена кресс-салата сорта «Дукат» ОАО «Аэлита-Агро» (рис.3) партии №2348, годность до 12.2016. Данные семена предназначены для любительского выращивания, проверены производителем и соответствуют ГОСТ 52171-2003.
Рисунок 3. Опытный образец семян кресс-салата
Для проверки всхожести семена кресс-салата проращиваем в чашках Петри, в которые насыпаем промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрываем фильтровальной бумагой и на неё раскладываем определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняем до полного насыщения водой. Сверху семена закрываем фильтровальной бумагой и неплотно накрываем стеклом. Проращивание ведем 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 приступаем к проведению эксперимента.
Отбор проб был проведен в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Почвенные образцы были просеяны и распределены в однообразные полимерные емкости и были подписаны (рис.4):
· Емкость №1 - Образец земли, взятый в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга».
· Емкость № 2 - Образец покупной земли. Изготовитель: ЗАО «Селигер-Холдинг». ТУ 0391-030-57302407-05. Номер государственной регистрации: 0525-07-209-116-0-0-0-0. Грунт питательный «Я Земля» универсальный.
Заполняем до половины емкость №1 исследуемым субстратом. В емкость №2 кладем такой же объём заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.
Рисунок 4. Образцы почвы
Субстраты в емкостях увлажняем одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения. В каждую емкость на поверхность субстрата укладывают по два пакета семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым.
Покрываем семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разравнивая поверхность. Увлажняем верхние слои субстратов до влажности нижних.
В течение 10-15 дней наблюдаем за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне.
На третьи сутки появились первые ростки (рис.5):
Емкость №1 - 57шт., емкость №2 -77шт.
Рисунок 5. Побеги кресс-салата на третьи сутки
На седьмые сутки соответственно: 60 и 87 шт. (рис.6)
Рисунок 6. Побеги кресс-салата на седьмые сутки
Признаки, по которым производим биотестирование почвы: скорость прорастания семян и прирост высоты побегов. Результаты наблюдений записываем в таблицы (табл.1 и табл.2):
| Исследуемый субстрат | Число проросших семян, % | |||||
| 3 сутки | 4 сутки | сутки | 7 сутки | 10 сутки | 15 сутки | |
| Емкость № 1 | ||||||
| Емкость № 2 |
Таблица №1. Скорость прорастания семян кресс-салата
| Исследуемый субстрат | Высота побегов, см | |||||
| 3 сутки | 4 сутки | сутки | 7 сутки | 10 сутки | 15 сутки | |
| Емкость № 1 | 0,5 | 1,4 | 6,3 | |||
| Емкость № 2 | 0,9 | 1,3 | 1,9 | 3,7 | 6,9 | 7,4 |
Таблица №2. Прирост высоты побегов кресс-салата
Для оценки морфологических изменений растения вынимаем из земли (рис.7 и рис.8), рассматриваем, фотографируем и систематизируем в таблицу (табл.№3).
Рисунок №7. Проба №1 Рисунок №8. Проба №2
| Морфологические изменения | |
| Исследованный субстрат №1 | Исследованный субстрат №2 |
| Задержка роста | Рост нормальный |
| Побег не искривлен | Побег не искривлен |
| Перисторассеченность выражена слабо | Перисторассеченность выражена нормально |
| Выражено пожелтение окраски листьев | Окраска листьев зеленая |
Таблица №3. Морфологические изменения
Растения кресс-салата, выращенные на субстрате №2, заметно отличаются от растений, выращенных на субстрате №1. У этих растений сильнее развита (по массе и длине) корневая система и наземная часть, у них больше листьев на побеге и они длиннее, чем у других опытных растений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
История вопроса об использовании растений в качестве чувствительных организмов к загрязнению окружающей среды уходит своими корнями в древние века. Первые наблюдения сделали еще античные ученые: Теофраст, Катон, Плиний старший, Колумелла.
На современном этапе развития человечества происходит бурное развитие методов биотестирования, как единственного подхода адекватной оценки состояния биологических и экологических систем. Для первичной оценки состояния окружающей среды используют специально подобранные тест-организмы.
Разнообразные техногенные процессы и бурная «эпидемия автомобилизации» как фактор загрязнения городской окружающей среды ведут к накоплению различных соединений, в т.ч. и тяжелых металлов в почве, обуславливая ее загрязненность.
Городские почвы являются депонирующей средой практически для всех поллютантов и при геохимическом изучении транспортно-селитебных ландшафтов являются высоко информативными .[5]
В ходе исследования были получены следующие результаты. Опытное растение является регистрирующим биоиндикатором, так как реагирует на изменение состояния окружающей среды изменением фенооблика, изменением скорости роста, всхожестью и другими хорошо заметными признаками.
Как накапливающий индикатор, кресс-салат концентрирует загрязняющие вещества в своих тканях и частях тела, которые в последующем используются для выяснения степени загрязнения окружающей среды.
В результате проведенного эксперимента по выращиванию семян кресс-салата на почве, взятой из санитарно-защитной зоны ОАО «Электротяга», без специального дорогостоящего оборудования, приборов и реактивов были установлены уровни загрязнения почвы. Используя наблюдения за проростками кресс-салата и проанализировав полученные данные по внешним данным взошедших растений, можно сделать вывод, что в целом почва на данной территории действительно незначительно загрязнена, в целом безопасна, а в почве из магазина загрязнения отсутствуют.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура санитарного состояния».
2. ГОСТ 17.42.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».