«Научно-издательский центр «Открытие» otkritieinfo.ru СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЯ: ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ ...»

В зависимости от происхождения бычков установлены некоторые различия в промерах тела и индексах телосложения.

Бычки контрольной группы достоверно (P>0,95-0,99) превосходили сверстников первого поколения по высотным промерам в возрасте 12 и 18 месяцев (рис.). По высоте в холке разница составила, соответственно, 3,1 и 3,2 см, спине 2,6 и 2,4 см, крестце 2,7 см. Наблюдалась тенденция увеличения высотных промеров у помесных животных с кровностью более 50 % по голштинской породе.

По промерам груди особи контрольной, 2-й и 3-й опытных групп также превосходили полукровных животных. Достоверная разница (P>0,95-0,999) установлена в 6 месяцев по глубине и ширине груди, соответственно 1,2-3,7 см и 1,2-1,9 см.

Косая длина туловища у бычков с долей крови голштинов более 50% была больше, чем у сверстников генотипа 1/2Г. Разница по данному показателю в 6, 12 и 18 месяцев составила от 2,0 до 4,1 см (P>0,95-0,99). Особи контрольной группы во все возрастные периоды превосходили своих сверстников по косой длине туловища от 1,4 до 3,3 см, у них было более развитое и длинное туловище, характерное для животных голштинской породы.

По ширине в маклаках и тазобедренных сочленениях на протяжении всего периода выращивания существенной разницы между помесными животными не отмечено.

Особи контрольной группы в возрасте 18 месяцев достоверно (P>0,95) уступали по обхвату пясти сверстникам третьей опытной группы на 1,0 см, а первой – на 0,6 см (P>0,90).

Животные контрольной группы достоверно превосходили сверстников опытных групп в разные возрастные периоды по косой длине зада, полуобхвату зада (лентой) и спиральному промеру бедра (P>0,95–0,99). По косой длине зада бычки первой опытной группы достоверно уступали во все возрастные периоды сверстникам других групп (P>0,90-0,999), а спиральный промер бедра у них был достоверно меньше в возрасте одного года, чем у животных контрольной группы. Тенденция сохранилась до конца опыта.

Для характеристики типа телосложения вычисляли индексы, дающие представление о телосложении животных мясного типа: длинноногости, растянутости, тазогрудной, грудной, сбитости, костистости, массивности, мясности, широтный [1] и широкотелости.

Рис. Экстерьерные профили подопытных бычков.

Вверху – 6 месяцев, в середине – 12 месяцев, внизу -18 месяцев.

Показатели индекса длинноногости с возрастом у подопытных животных уменьшались (с 51,3 - 54,3 % до 45,4 - 46,1 %), а индексы растянутости, тазо-грудной, грудной и массивности увеличивались. Незначительным изменениям в возрастном аспекте подвергается индекс костистости (соответственно в 6 и 18 месяцев 15,2 - 15,7 % и 16,1 - 17,0 %). Отмеченные закономерности можно объяснить тем, что в онтогенезе плоские кости растут у животных относительно быстрее, чем трубчатые, что сказывается на их телосложении.

У потомков первой опытной группы индекс длинноногости в 6 месяцев был 54,3 % против – 53,4 % (контрольная группа), а в 12 месяцев достоверно (P>0,95) ниже на 0,7- 1,0 %, чем у бычков контрольной и 3-й опытной групп. Такая тенденция сохранилась до конца опыта.

Индекс растянутости в 6 и 12 месяцев, у бычков 3-й опытной группы, был достоверно меньше на 3,2 - 4,8 % и 1,6 – 3,1 % соответственно, чем у сверстников других групп (P>0,95). В 18 месяцев достоверных различий между опытными группами не установлено.

В 6 месяцев особи контрольной группы уступали по грудному индексу сверстникам 1-й и 3-й опытных групп, а в 12 и 18 месяцев – 1-й и 2-й (P>0,90). У бычков контрольной группы в заключительный период выращивания наблюдалась тенденция уменьшения индекса сбитости на 2,6 - 3,0 % (P>0,90-0,95) по сравнению со сверстниками 1-й и 3-й опытных групп. Индекс костистости был максимальным у животных первой опытной группы (соответственно 15,7 - 17,0 %, при P>0,95-0,999).

Индекс массивности у бычков контрольной группы в 12 и 18 месяцев был достоверно ниже, чем у сверстников первой опытной группы. Разница составила соответственно 2,8 и 3,6 % (P>0,95).

С увеличением кровности по голштинской породе свыше 50 % индекс мясности в контрольной (3/4Г) и третьей опытной группах (7/8Г) достоверно снижался на 3,1 – 2,6 % (в 12 месяцев, P>0,95-0,99) и на 1,8-2,8% (в 18 месяцев, P>0,95).

Экстерьерные особенности помесных бычков свидетельствуют о том, что животные с увеличением кровности по голштинской породе имеют более характерный для молочного скота тип телосложения.

Литература

1. Ланина А. В. Мясное скотоводство / А. В. Ланина. – М.: Колос, 1973. - 280 с.

ВЛИЯНИЕ ЛИШАЙНИКОВ И ЛАМИНАРИИ

НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ДОЙНЫХ КОРОВ

И. Ю. Кузьмина

ГНУ Магаданский НИИСХ Россельхозакадемии, г. Магадан, Россия [email protected]

Детальное изучение кормов и биологически активных добавок в рационах КРС, оказывающих значительное влияние на продуктивность животных, является перспективным направлением.

В условиях Крайнего Севера определенного внимания заслуживает практическое использование местных растительных кормов, в частности ферментативных свойств лишайников (лишайниковых кислот), как способа повышения общей резистентности и продуктивности крупного рогатого скота.

Натриевая соль усниновой кислоты является первым отечественным антибиотиком, полученным из ягеля. Лишайники, кроме того богаты углеводами и витаминами А, С, Д, В1, В2, В12 и др. [1, 2, 3]. Но бедны минеральными веществами.

Целесообразность использования морских водорослей в качестве кормовой добавки, содержащей макро- и микроэлементы, обусловлена недостаточностью в местных кормах ряда жизненно необходимых микроэлементов (йода, кобальта, цинка).

Водоросли имеют уникальный химический состав, способный покрыть потребность организма в экзогенных биологически активных веществах. Ламинария богата содержащим все незаменимые аминокислоты белком. Особенно ценно присутствие в значительных количествах метионина, никотиновой и фолиевой кислот, а так же таких редких по своей природе биологически активных веществ, как таурин (до 220 мг%), цитрулин (до 240 мг%), хондрин (190 мг%) и их соединений, играющих важную роль в обмене веществ организма [4].

Для улучшения физиологического состояния и повышения продуктивности стельных и лактирующих коров была составлена кормовая добавка с использованием лишайников Cladonia alpestris и Cetraria islandica с добавлением морских водорослей (ламинарию, фукус) и полисолей недостающих по нормам микроэлементов (КД).

С целью изучения влияния КД на физиологическое состояние коров в последние 2 месяца стельности и двух месяцев после отела проведен научно-хозяйственный опыт в КФХ «Комарово» (г. Магадан). Опыт выполнялся в стойловый период.

Для экспериментальных исследований отобраны 32 коровы айрширской породы, разделенные по принципу аналогов на четыре равные группы по 8 голов в каждой.

К основному рациону коров опытных групп добавляли КД. Состав кормовой добавки, испытываемемой в опытных группах, различался по содержанию лишайников: в первой опытной группе - 40, во второй - 50, в третьей - 60 г на голову в сутки. Содержание ламинарии и полисолей было стабильным. Количество ламинарии составляло 50 г на голову в сутки. Дозы полисолей были установлены по расчетной потребности в микроэлементах. Для стельных коров: кобальт хлористый - 18 мг, сернокислый цинк -365 мг на голову в сутки. Для дойных коров: кобальт хлористый -17 мг, сернокислый цинк -664 мг на голову в сутки.

Эффективность применения кормовой добавки в рационах лактирующих коров проявляется в повышении удоя на 5,36 %, жирномолочности на 0,25 %, содержания белка в молоке на 0,06 %.

Из всех действующих факторов, определяющих повышение удоя 21,4 % приходится на действие кормовой добавки. Влияние изученного средства оказалось не достоверным.

Из всех действующих факторов, определяющих повышение жира, 30,1 % приходится на действие кормовой добавки. При испытании кормовой добавки получен эмпирический показатель достоверности 3,44. Влияние изученного средства оказалось достоверным, критерий достоверности превышает первый порог вероятности безошибочных прогнозов (В>0,9).

Из всех действующих факторов, определяющих повышение белка, 32,5 % приходится на действие кормовой добавки. При испытании кормовой добавки получен эмпирический показатель достоверности 3,85. Влияние изученного средства оказалось достоверным, критерий достоверности превышает первый порог вероятности безошибочных прогнозов (В>0,9).

Рисунок 1 Динамика изменения жирности молока

(в среднем по группе), %.

Кормовая добавка на основе лишайников и морских водорослей пополняет рацион крупного рогатого скота ферментами, витаминами, макро- и микроэлементами и повышает резистентность животных, что в конечном итоге влечет увеличение продуктивности молочных коров. Рекомендуемая норма КД для стельных и лактирующих коров составляет 60 г лишайников на голову в сутки.

В результате включения в рацион кормовой добавки из лишайников уровень рентабельности увеличился на 16,2%.

Полученные данные могут быть использованы для организации биологически полноценного кормления крупного рогатого скота в условиях Магаданской области.

Литература

1. Шейнкер Э.П. Антицинготные свойства ягеля (Cladonia alpestris) и желтых осенних листьев// Проблема витаминов.- М.: Изд-во Всесоюзн. Акад. С.-х. наук им. Ленина, 1937.- С. 94-95.
2. Курсанов А.Л. Лишайники и их практическое использование/ А.Л. Курсанов, Н.Н. Дьячков.-М.-Л., 1945.- С.13-19, 36-55.
3. Локинская М.А. Антибиотик из лишайников// Магаданский оленевод.- Магадан, 1966.- вып. 15.- С. 53-54.
4. Михайлов Н.Г. Корма и кормление сельскохозяйственных животных

Магаданской области.-Магадан, 1987.- С. 83-90.

ОПТИМИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ

ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ

ПО ПЛАСТУ КЛЕВЕРА 2 Г.П.

Н. М. Мудрых

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, Пермь, Россия

[email protected]

В Пермском крае дерново-подзолистые почвы тяжёлого гранулометрического состава занимают 69,6 % площади пашни. Как правило, в этих почвах азот является элементом, который лимитирует уровень урожайности сельскохозяйственных культур. Оптимальные условия азотного питания растений можно осуществить двумя путями: окультуриванием почв (повышением запасов азота, регулируя его трансформацию в почве) и применением минеральных азотных удобрений. В сложившихся экономических условиях в связи с увеличением стоимости удобрений и затрат на их внесение азотные удобрения не используются в количествах, обеспечивающих приемлемый уровень урожайности. Перед специалистами сельского хозяйства встает вопрос о поиске альтернативных источников азотного питания. Поставщиком значительных количеств дешёвого и экологически безопасного азота можно считать бобовые растения, которые накапливают азот с помощью бактерий, живущих в симбиозе с бобовыми и усваивающих молекулярный азот. Наиболее ценными из бобовых культур являются многолетние (люцерна, клевер), оставляющие в почве большое количество растительных остатков богатых азотом, который может быть использован последующими культурами после минерализации. Это особенно актуально при использовании ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур.

Цель исследований – проследить изменение содержания минерального азота в почве под влиянием биологического азота, оставляемого клевером луговым.

Для установления динамики аммонийного и нитратного азота в почве под клевером луговым был заложен лабораторный опыт. Схема опыта предусматривает сравнительную оценку вариантов с отсутствием и наличием пожнивно-корневых остатков (ПКО): 1. Без ПКО; 2. С ПКО. Это связано с тем, что ряд авторов [2, 5, 6] считают, что неучтённое органическое вещество играет основную роль в питании растений и повышении урожайности последующих культур. К неучтенному органическому веществу относят тонкие живые и отмершие в течение вегетации корни, клубеньки, корневые выделения и прижизненный опад. Исходя из этого, нами при подготовке почвы были удалены пожнивно-корневые остатки из соответствующего схеме опыта количества сосудов. Закладку опыта проводили по методике, описанной Кравковым [4]. Повторность вариантов в опыте четырехкратная. Продолжительность опыта 90 дней. Срок определен вегетационным периодом яровой пшеницы, выращиваемой на поле, с которого отбирали почву для проведения опыта. Отбор почвы проводили с контрольного варианта (без внесения удобрений под пшеницу) на глубину пахотного слоя. Предшественник пшеницы – клевер луговой 2 г.п. Этот предшественник выбран потому, что на территории Пермского края из многолетних бобовых культур клевер является основной, и его посевная площадь занимает около 30 % от общих посевных площадей края. Для установления динамики минерального азота в почве, отбор образцов в опыте проводили через каждые 15 дней, получив, таким образом, сроки – 15, 30, 45 и 60 дней, последний срок отбора был через 30 дней (90 дней). В почвенных образцах определяли содержание аммонийного азота по Е.В. Аринушкиной [1] и нитратного азота с дисульфофеноловой кислотой [3].

Почва в опыте дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая, характеризующаяся следующими агрохимическими показателями: слабокислой реакцией среды (рНKCl – 5,4), повышенным содержание подвижного фосфора (129 мг/кг почвы) и средним – обменного калия (107 мг/кг почвы). Содержание аммонийного азота – 34,3 мг/кг почвы, нитратного – 4,1 мг/кг почвы.

Анализ почвы показал, что в первый срок отбора (15 дней) на варианте без ПКО содержание минерального азота было выше, чем до закладки компоста, разница составила 5,4 мг/кг почвы (рисунок).

Рисунок. Динамика минерального азота в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве с наличием

и отсутствием пожнивно-корневых остатков

клевера лугового 2 г.п.

В варианте с ПКО этот показатель остался примерно на том же уровне, что и до закладки опыта. Возможно, это связано с тем, что образующийся в результате нитрификации азот сразу расходуется на питание микроорганизмов, участвующих в разложении растительных остатков.

Ко второму сроку (30 дней) на изучаемых вариантах содержание минерального азота снизилось. Его количество было меньше, чем до закладки опыта. Например, в варианте без ПКО его содержание составило 28,7 мг/кг почвы, против 38,4 мг/кг почвы. Причем на варианте с наличием растительных остатков, как и в предыдущем сроке, его содержание оказалось несколько ниже, чем в варианте без ПКО. Возможно, это можно объяснить тем, что в почве одновременно протекает несколько процессов превращения азота и в этот срок преимущество имели такие процессы, как иммобилизация и денитрификация. Это подтверждает и тот факт, что количество образовавшегося нитратного азота в почве было выше, чем до закладки опыта, в то время как аммонийного – наоборот. Так, в варианте с ПКО их содержание составило: нитратного азота – 4,1 и 5,0 мг/кг почвы, аммонийного – 34,3 и 19,3 мг/кг почвы соответственно.

Через 45 дней количество минерального азота было максимальным и примерно одинаковым (48,8 и 48,9 мг/кг почвы) на всех вариантах опыта. Это, по-видимому, связано с тем, что к этому сроку в оптимальных для микроорганизмов условиях неучтённое органическое вещество частично минерализовалось, и содержащийся в нём азот, перешёл в минеральный.

К четвёртому (60 дней) и пятому (90 дней) срокам произошло снижение содержания минерального азота в почве. Например, в варианте без ПКО по сравнению с предыдущим сроком, его количество снизилось с 48,9 мг/кг почвы до 26,2 и 19,3 мг/кг почвы соответственно. Это можно объяснить тем, что разложение, оставленного в почве клевером органического вещества, не произошло полностью и образовавшийся азот сразу расходуется на питание микроорганизмов. Интересно отметить, что хотя и произошло снижение азота в почве, но в варианте с наличием растительных остатков его количество было несколько выше, чем без них. Так, через 60 дней содержание минерального азота в варианте в варианте с ПКО составило 37,3 мг/кг почвы, а в варианте без ПКО – 26,2 мг/кг почвы. Аналогичная тенденция отмечена и в 90-дневный срок отбора проб. Возможно, это связано с тем, что из растительных остатков клевера происходит высвобождение большего количества азота, чем из неучтённого органического вещества, и он не весь расходуется на питание микроорганизмов.

Подводя итоги по изучению динамики содержания минерального азота в почве под влиянием биологического азота, оставляемого клевером луговым можно отметить следующее:

• изменения содержания минерального азота в почве под клевером, как с наличием, так и с отсутствие растительных остатков, имеют волнообразный характер. В начале изучаемого периода наблюдается некоторая тенденция к увеличению изучаемого показателя, затем – резкое уменьшение, рост и снова снижение. К концу проведения опыта содержание минерального азота было ниже, чем в начале периода. Причем, на варианте с отсутствием пожнивно-корневых остатков в почве оно было ниже в 1,3 раза, чем с их наличием;
• растительные остатки клевера при разложении в первый год обогащают почву азотом, но его количества не достаточно, не только для питания микроорганизмов, но и следующих за ним культур;
• азот, неучтённого органического вещества, оставляемого клевером во время вегетации, может играть некоторую роль в питании растений пшеницы только в первое время (приблизительно до начала фазы кущения).

Таким образом, под культуры, следующие за клевером, для лучшего обеспечения растений азотом, необходимо применять азотные удобрения. Дозы азота необходимо корректировать с учётом количества, оставляемых в почве растительных остатков и содержащегося в их составе биологического азота.

Литература

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – М.: изд-во МГУ, 1961.
2. Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. – 1977. – № 8.
3. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. Учеб. пособие / Под ред. акад. РАСХН В.Г. Минеева. – М.: Изд-во МГУ, 2001.
4. Петербургский А.В. Агрохимия и физиология питания растений. – М.: Россельхозиздат, 1981.
5. Суков А.А. Усвоение растениями, закрепление в почве и потери азота растительных остатков // Агрохимия. – 1979. – № 6.
6. Трепачев Е.П. О вкладе биологического азота бобовых в плодородие почвы. / Е.П. Трепачев, Л.Д. Алейникова // Биологический азот с сельском хозяйстве СССР. – М.: Наука. – 1989.

Секция 11. Экология и природопользование

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛИШАЙНИКОВ РОДА CLADONIA В ЯКУТИИ: ПРОИЗРАСТАНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА, ПРИМЕНЕНИЕ

В. В. Аньшакова

ФГАОУ ВПО СВФУ, г. Якутск, Россия, [email protected]

Один из наиболее эффективных подходов корректировки экологических равновесий в организме человека при действии на него экологически неблагоприятных факторов среды предполагает сочетанное использование детоксикации внутренних сред организма в отношении экзо- и эндотоксинов, и повышения адаптивного потенциала организма путем более эффективного использования природных физиологически активных веществ (ФАВ). Целью работы является изучение экологических аспектов произрастания лишайников в Якутии и разработка экологических основ создания биопрепаратов двойного назначения (детоксикации внутренних сред организма человека и повышения его адаптивного потенциала) для повышения устойчивости организма человека к действию экологически неблагоприятных факторов среды.

Поэтому актуальным является создание комплексных биопрепаратов, обладающих повышенным содержанием и структурным разнообразием ФАВ, способных осуществлять детоксикацию внутренних сред организма и, одновременно, повышать биоактивность ФАВ природного происхождения, увеличивающих адаптивный потенциал организма человека. В настоящее время для расширения сырьевой базы лекарственного и пищевого растительного сырья используются крайне малоисследованные объекты, к которым относятся лишайники, видовое разнообразие которых на территории Якутии начитывает свыше пятисот видов. Среди огромного разнообразия известных видов лишайников особый интерес представляет изучение такого семейства, как Кладониевые (Cladoniaceae) по двум причинам: первая - это один из наиболее сложных в химическом отношении представителей лишайников. Вторая причина заключается в том, что основную биомассу ягеля (75–85%) на Северо-Востоке Рос­сии образуют представители широко известного рода Кладония (Cladonia) - Cladonia rangiferina, C. Stellaris, С. arbuscula, C. Mitis. Переработка лишайникового сырья должна отвечать следующим критериям: экологической чистоты лишайникового и другого используемого биосырья; экологической чистоты самих биотехнологий; сохранения экологических равновесий в природе после заготовки слоевищ лишайников.

На основании анализа химического состава и эколого-биологических свойств лишайников рода Cladonia, также его запасов на территории Республики Саха (Якутии), обоснована целесообразность, эффективность и экологическая безопасность его использования для биотехнологического передела. Разработана экологичная ресурсосберегающая технология сбора слоевищ лишайников рода Cladonia, учитывающая особенности восстановления ягельников и ареалы их произрастания, предполагающая сбор на таежных территориях произрастания, где наименьший процент выпаса оленей (до 7%) и срезание в ходе заготовки лишь одной трети подеция, в результате чего период восстановления исходной биомассы не превышает 8 лет.

На основе литературного анализа выбрана механохимическая технология переработки лишайникового сырья, как одна из экологически чистых технологий, т.к. не предусматривает использование органических растворителей, высоких температур и т.д. Нами установлено, что экологически чистая механохимическая биотехнология обработки слоевищ лишайников приводит к его преобразованию за счет деструкции части лишайниковых -полисахаридов до биодоступных -олигосахаридов, последующему их комплексообразованию с фармаконами, что позволяет при снижении дозы фармакома в 5-10 раз увеличить физиологический адаптогенный эффект в 2,5-3 раза, это также приводит к более рациональному и ресурсосберегающему природопользованию.

Также теоретически обоснован и экспериментально (in vitro, in vivo) подтвержден механизм повышения сочетанной адаптогенной и детоксикационной активности комплексов природных -олигосахаридов с различными видами фармаконов за счет расширения спектра и увеличения абсолютной биоактивности «активной матрицы»: -олигосахариды лишайника не только клатрируют фармакон, но и выполняют экодетоксикационную функцию, будучи активным сорбентом, одновременно элиминируют из организма токсины.

Полученные в ходе выполнения данной работы биокомплексы двойного назначения могут представлять большой практический интерес в качестве биопрепаратов нового типа для коррекции (детоксикации) экологического неблагополучия.

САМОЗАРОСТАНИЕ БУРОУГОЛЬНЫХ ОТВАЛОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

А. Н. Белов

ДВФУ, Школа Педагогики, г. Уссурийск, Россия

[email protected]

Одним из основных энергоносителей для Приморского края является уголь. Наиболее широко распространена добыча бурого угля, месторождения которого широко распространены по Приморскому краю. Добыча бурого угля производится преимущественно открытым способом, что приводит к серьезным ландшафтно-рекреационным проблемам. В районах открытой угледобычи формируются карьеры и отвалы, что приводит к отчуждению значительных площадей плодородных земель. Добыча угля открытым способом производится на глубине от 15 до 90 и более метров, что влияет как на структуру, так и на химический состав вмещающих пород. Изменение структуры пород проводит к повышению скорости эрозийных процессов и выветривания.

На дне карьерных выемок отработанных месторождений формируются техногенные водоёмы, которые в течение десяти и более лет остаются безжизненными. Вода из таких водоёмов содержит повышенное количество сульфатов, солей железа и алюминия. Вода из таких техногенных водоёмов попадает в почвенные грунтовые воды и близлежащие водоёмы, что приводит к значительному ухудшению их состава. Сами по себе глубокие карьерные выработки способствуют общему снижению уровня грунтовых вод, что негативно сказывается на общем водном режиме прилегающих к выработкам почв. В конечном итоге почвы вокруг угольных разрезов также изменяют структуру и химический состав, что приводит к их деградации.

Для того чтобы избежать серьезных экологических последствий необходимо, прежде всего, восстановить растительный покров отработанных угольных карьеров. Это позволит резко уменьшить эрозийные процессы, нормализовать водный режим и стабилизировать химический состав отвалов.

Каждый год в Приморском крае происходит отчуждение больших площадей плодородных земель под буроугольные карьеры и лишь незначительная не значительная их часть в последствие подвергается рекультивации. Это связано прежде всего с большими материальными затратами на рекультивационные работы. Они предусматривают реконструкцию ландшафта, восстановление плодородного слоя почвы и посадку растений.

Но существует и другой путь – управляемое самозаростание отвалов. В этом случае необходимо следовать естественному синтезу слегка корректируя и ускоряя его.

Свежие отвалы имеют высокую кислотность, большое содержание сульфатов, солей железа и калия, повышенную концентрацию подвижных форм алюминия. Поэтому первые 2-3 года на них практически ничего не произрастает. Под действием осадков происходит промывка верхних горизонтов отвалов и происходит их заселение полевым хвощом. На этом этапе никаких сторонних усилий не требуется, кроме внесения культуры симбиотических грибов. Сплошной напочвенный покров из хвоща полевого способствует переводу поверхностного стока в глубинный, обеспечивая, тем самым, дальнейшее раскисление и рассоление верхних горизонтов грунта. Затем начинается внедрение рудеральных видов – осота, ослинника двулетнего, полыней.

На определенном этапе в эти простые рудеральные сообщества начинают проникать в травянистые азотонакопители – клевер луговой, астрагалы. И это очень важный момент, именно в этот период необходимо внести дополнительный семенной материал травянистых азотонакопителй – клевера лугового и полевого, люпинов, вик, желательно предварительно обработанных соответствующими культурами клубеньковых бактерий. Если этого не сделать, в остепненных районах рудеральные сообщества сменяются бурьянистой растительностью представленной полынно-вейниковыми группировками, с редкими вкраплениями мелколиственных пород. После внедрения травянистых азотонакопителй необходимо внести семенной материал ценных луговых злаков. Нет необходимости в сплошном засеве вышеуказанным семенным материалом, вполне достаточно точечное, контагиозное внедрение. Для окончательного формирования луговых ценозов необходимо внедрение типичной, луговой микрофлоры.

Для формирования самозаростания по древесному типу, после окончательного внедрения травянистых азотонакопителей необходимо внесение семян мелколиственных пород – березы маньчжурской, ив, тополя Давида, тополя корейского. Возможен и другой путь – после внедрения травянистых азотонакопителей занести семена древесно-кустарниковых – облепихи, лещины разнолистной, леспедецы двуцветной. Через год после появления всходов произвести подсев семян мелколиственных пород. В дальнейшем, производить разброс почв из мелколиственных лесов, содержащих соответствующую микрофлору и диаспоры травянистых растений.

Такой способ значительно дешевле и менее трудозатратен, чем рекультивация и позволит восстанавливать растительный покров на больших площадях.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

С ПОМОЩЬЮ ТЕСТ-ОРГАНИЗМОВ

О. О. Борщова

МОУ Гимназия № 10 города Мурманска, г. Мурманск, Россия

e-mail: [email protected]

Актуальность работы: биотестирование в последние годы является одним из бурно развивающихся направлений биологии. В настоящее время это особенно значимо, так как повсеместно водоемы нуждаются в постоянном мониторинге за качеством воды в силу стабильного ухудшения экологической обстановки. Проведение дорогостоящих анализов природных вод на наличие токсинов не всегда представляется возможным, что представляет экспресс-методы биотестирования весьма актуальными, а поиск чувствительных организмов-биоиндикаторов и их всестороннее изучение весьма перспективными. Доступность выбранных методик оценки качества природных вод позволяет широко внедрять их в практику природоохранных мероприятий.

Новизна: в 2010 году впервые проведена проверка качества природных вод Кольского района одним из экспресс-способов биотестирования с помощью моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856) [1]. В этом году расширили территорию исследования водоемов, впервые в Мурманской области применив другие методики биотестирования и виды тест-организмов, что позволило внести личный вклад в мониторинг окружающей среды региона.

Цель исследования: определить качество природных вод Кольского района Мурманской области, основываясь на анализе поведенческих реакций моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856), Pomacea canaliculata (Lamarck, 1822)и пиявок Hirudo medicinalis (Linnaeus, 1758.) в различных пробах воды.

Объект исследования: экологическое состояние озерных вод Кольского района Мурманской области.

Предмет исследования: поведенческие реакции моллюсков P. Canaliculata, P. bridgesii и пиявок H. medicinalis в контрольной и опытных пробах воды.

Гипотеза исследования: если изучить отклонения поведенческих реакций тест-организмов от нормы в различных пробах воды, то это позволит судить о токсичности изучаемой среды.

Ход работы и полученные результаты: биологические методы тестирования подразумевают экспериментальное определение токсичности воды по изменению поведения тест-организмов (чувствительных к загрязнению водных организмов, используемых при биотестировании). Биотестирование является интегральной оценкой воды, в его задачу не входит идентификация загрязняющих веществ и определение их концентраций [2]. В качестве биоиндикаторов использовались моллюски и пиявки, поскольку они доступны и обладают важными для тест-организма качествами: чувствительны к действию токсических веществ и одновременно резистентны к ним. При проведении биотестирования под определением «токсичность» (от греческого toxikon-яд) мы подразумевали способность вещества вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций, а при тяжелых поражениях - его гибель [3]. При биотестировании использовались ПРМ-тест и тест «Пищевое поведение». В нормальных условиях (контрольные опыты) моллюски активно двигались, осуществляли поиск пищи. Одна из поведенческих реакций - вентиляция легких, которая осуществляется ритмичными прокачивающими движениями с трубкой-сифоном, находящейся над поверхностью воды. В нормальных условиях это наблюдалось не часто – 1 раз в 5-15 минут или реже, при этом улитки сохраняли высокую двигательную активность. Когда моллюск попадал в токсичную среду, то его организм отвечает на это генерализованной стрессовой реакцией. Это было установлено при тестировании пробы воды с раствором бриллиантового зеленого спиртового 1%. Моллюски или лежали на дне с закрытой роговой крышечкой (operculum) и длительно не вентилировали лёгкие (реакция отгораживания от вредного воздействия грязной воды, снижение потребности в кислороде), или неоднократно поднимались к поверхности воды за свежим воздухом и часто так и оставались у поверхности, выставив трубку-сифон наружу (потребность в большем объеме кислорода), при этом двигательная активность моллюсков заметно падала. Выделялась слизь. Наблюдалась пищевая дезориентация. При проведении экспериментов зафиксированные данные аналогичны тем, которые получал кандидат биологических наук В. Ковалёв, автор многочисленных методик биотестирования [4,5]. В опытах с пиявками медицинскими рассматривали их поведение в контрольных пробах и в пробах природных вод различных концентрациях (растворах с контрольной водой). В контрольных опытах пиявки находились в состоянии покоя. При попадании их в токсичную среду, их состояние менялось со статичного на динамичное. Результаты оценивали по эмпирическому показателю критерия Стьюдента. Если количество неподвижных пиявок в опыте достоверно меньше, чем в контроле, считали пробу воды токсичной.

Выводы: 1. Поведенческие реакции моллюсков зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определены стандартные поведенческие реакции моллюска (активное локомоторное движение и активный поиск пищи), которые взяты за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании улитки в токсичную среду снижается локомоторная активность, уменьшается или увеличивается потребность в кислороде, проявляется реакция отгораживания от зараженной среды, пищевая дезориентация. При нахождении в воде солей тяжелых металлов нога моллюска перестает прилипать к любой поверхности, скользит, чем затрудняет передвижение улитки. Поведенческие реакции пиявки медицинской зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определена стандартная поведенческая реакция пиявки (состояние покоя), которая взята за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании пиявки в токсичную среду происходит смена статичного состояния на динамичное.

2. При оценке результатов Z – тестом и проверив гипотезу по критерию Стьюдента в контрольных и опытных пробах установили: воды озер Кольского района Килп, Килпъявр, Голубого, Зеленого и Саамского не содержат токсических агентов; воды озер Тулпъявр, Аэродромное, Мутного и Местного токсически заражены; воды озера Явр имеют повышенную концентрацию солей тяжелых металлов.

Литература

1. Исследование природных вод на токсичность с помощью моллюсков Pomacea bridgesii / Борщова О. О. // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Современные вопросы науки XXI век», часть 1 – Тамбов, 2011. – С. 10-12
2. Биоиндикация и биотестирование природных сред и объектов в организации экологического мониторинга на территории зоны защитных мероприятий объектов уничтожения химического оружия / Ашихмина Т. Я., Домрачева Л. И., Дабах Е. В., Кантор Г. Я., Огородникова С.Ю., Тимонюк В. М. // Химическое разоружение. Открытый электронный журнал. – 2010. http://rg.ru
3. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов / Остроумов С. А. // М.: МАКС. Пресс 2011, Серия «Наука. Образование. Инновации» - 200 с.
4. Экспресс-способ биотестирования пресных вод "Бегущая улитка"/ Зайцева О. В., Ковалев В. В., Шувалова Н. Е. // Заявка на патент N гос. рег. 92001891. - 19.10.1992.
5. Биотестирование в домашних условиях, часть I,II / В. Ковалёв//@vitawater.ru-2011

ОСОБЕННОСТИ РЕЛЬЕФА И СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА АДМИНИСТРАТИВНЫХ РАЙОНОВ Г. УФЫ

И. Р. Вильданова, А. Ю. Кулагин

БГПУ им. М.Акмуллы, г.Уфа, Россия, [email protected]

Степень загрязненности воздуха в значительной степени зависит от разнообразных условий. Влияние направления ветра на уровень загрязнения воздуха в городе следует специально изучать, поскольку нужно учитывать, что поток воздуха может быть искажен под влиянием сложного рельефа. Поэтому при расчёте загрязнения атмосферы необходимо учитывать особенности рельефа.

Цель работы – изучить особенности рельефа и степень загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта административных районов г.Уфы.

Уфа – столица Республики Башкортостан, административно-политический, экономический, научный и культурный центр республики. Географические координаты (54045' с.ш., 56003' в.д.). Расположена на берегу реки Белой, при впадении в нее рек Уфа и Дема, в Башкирском Предуралье, в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины, вытянута с юго-запада на северо-восток на 50 км. Площадь города составляет 765 км2. Это один из крупнейших городов Уральского региона Российской Федерации. Абсолютная отметка над уровнем моря - 212 метров. В основном, город занимает пространство в междуречье рек Уфы и Белой, полуофициально именуется Уфимский полуостров [3].

Современная Уфа разделена на семь административных районов: Дёмский, Калининский, Кировский, Ленинский, Октябрьский, Орджоникидзевский, Советский.

Демский район города Уфы расположен в южной части города, на севере он граничит с Кировским и Ленинским районами, на юге, востоке и западе его граница проходит вдоль территории Уфимского района. Калининский район — один из самых больших по площади районов, расположенный в северо-восточной части города Уфы. Кировский район имеет территорию, состоящую из двух отдельных частей, территорию в связи с присоединением сельских поселений из округи города. Ленинский район Уфы расположен в западной части города Уфы и граничит с Дёмским, Кировским, Советским и Октябрьским районами. Октябрьский район города Уфы, как и Кировский район, имеет в своем составе две территории. Орджоникидзевский район Уфы - административный район, расположенный в северо-западной части города Уфы. Советский район расположен в самом центре Уфы, в сердце нашей столицы.

В тектоническом отношении описываемая территория принадлежит Бирской впадине, это отражается ее кристаллическим фундаментом. Максимального развития эта структура достигла в каменно-угольное и раннепермское время. В позднепермское время она была приподнята и приобрела вид широкого и пологого прогиба, осложненного валами и локальными структурами. По указанной структуре проходит долина реки Белой (Вельская депрессия). Последняя формировалась в новейшее время и заполнена мощной толщей неоген-четвертичных отложений [3]. Согласно его схеме геоморфологического районирования, изучаемая территория расположена на юго-востоке Камско-Бельского понижения. Она была заложена в допалеозойское время, но оформилась как современная структура в миоцен-плиоценовый период.

Территория неоднократно испытывала дифференцированные прогибания, конечным итогом которых является Вельская депрессия, в пределах которой расположена территория зеленой зоны г. Уфы.

Формирование современного рельефа происходило в сложных геологических, тектонических и климатических условиях под воздействием эндогенных и экзогенных процессов. Сформировавшийся эрозионно-аккумулятивный рельеф представлен с одной стороны выровненной поверхностью с развитой речной сетью с наличием озер, болот и отдельных элементов суффозионно-карстового рельефа, с другой - преобладают крутые и обрывистые склоны с выходом пермских пород, где активно развиваются карстовые процессы. Абсолютные отметки этой поверхности могут достигать 140-180 м над уровнем моря.

В пределах северо-западной части зеленой зоны г. Уфы долина реки Белой достигает ширины 10-12 километров, в ней выделяется пойма, имеющая высоту 5-7 метров и достигающая ширины 5 км. К пойме приурочены береговые валы, озера - старицы, заболоченные карстовые и суффозионные понижения. Часть их заполнена водой и представляет временные и постоянные озерки различной глубины [3].

Участки низкой поймы характеризуются логово-гривистым рельефом. Левобережная водораздельная равнина представляет собой плиоценовую поверхность выравнивания абсолютной высотой 140-200 метров. Местами она имеет холмисто-увалистый рельеф и расчленена оврагами и балками, характеризуется широким развитием карста. Особенно закарстованы склоны долин, имеющие южную экспозицию.

Развитая структура автотранспорта города Уфы дает не только положительное (быстрое передвижение и сообщение как внутри города, так и за его пределами), но также негативно влияет на уровень загрязнения атмосферы. На долю загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта приходится более 60% всех вредных выбросов [1]. Высокие концентрации вредных веществ (оксиды азота, угарный газ, альдегиды, канцерогенные углеводороды и др.), находящихся в выбросах автотранспортных средств достигаются высоких вблизи улиц с оживленным движением [2]. Также на уровень содержания выхлопных газов в атмосфере оказывает влияние рельеф местности и направление воздушных потоков. В частности, для города Уфы характерно передвижение воздушных масс в северном и северо-восточном направлении. В результате деятельности воздушных потоков происходит смешение воздушных масс с выбросами автотранспортных средств потокам происходит перемещение воздушных масс с высоким содержанием вредных веществ из северо-восточном и северном направлении. На севере и северо-востоке города Уфы расположен Орджоникидзевский и Калининский районы. Таким образом, большая часть выбросов автотранспорта перемещается с потоками воздуха в Орджоникидзевский и Калининский районы.

Высоким содержанием в атмосфере выбросов автотранспорта характеризуются также Октябрьский район (микрорайон Сипайлово), что связано с тем, что данная местность имеет меньшую высоту над уровнем моря. При строительстве данного микрорайона производилось поднятие поверхности для уменьшения влияния половодья. Но при этом в рельефе местности сильных изменений не произошло.

Для Кировского района также характерен высокий уровень загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта. Рельеф данного района образуют участки, которые характеризуются логово-гривистым рельефом и имеют абсолютную высоту 140-200 метров над уровнем моря [3].

Территории Дёмского, Советского и Ленинского районов имеют более равнинную поверхность. Направление воздушных потоков направляется с их территории.

Таким образом, за счет особенностей в строении рельефа города Уфы происходит сильное загрязнение выбросами автотранспорта районов имеющих низкий уровень относительно уровня моря. Также на распространение выхлопных газов автотранспорта оказывает влияние преобладающие потоки воздушных масс.

Литература

1. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды республики Башкортостан в 2010 году».
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Ибатуллин У.Г. Экология Башкортостана: Учебник для профессиональных средних учебных заведений. Изд. 2-е, дополн. – Уфа: АДИ-Пресс, 2005.
3. Турикешев Г.Т.-Г. Краткий очерк по физической географии окрестностей г. Уфы. Учебное пособие. Уфа, 2000.

ОСОБЕННОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ТРАНСПИРАЦИИ У ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ПИРОГЕННОЙ СУКЦЕСИИ

О. С. Голубцова

ГОУ ВПО Нижневартовский государственный гуманитарный университет, Нижневартовск, Россия, [email protected].

Пожар в лесу может иметь естественное и антропогенное происхождение, оказывает значительное влияние на дальнейший тип растительности и динамику растительных сообществ. Расширение хозяйственной деятельности человека повышает риск возникновения новых очагов пожаров. В связи с этим, изучение процессов восстановления лесных сообществ после пожаров является крайне актуальным. На территории ХМАО-Югры, Нижневартовского района данная проблема исследована недостаточно.

Нами был изучен комплекс экологических факторов и особенности транспирации у доминирующих видов травянистых растений, находящихся на шести участках с разными стадиями пирогенной сукцессии в подзоне средней тайги.

Исследования, выявили, что наиболее интенсивно транспирируют растения кипрейно-разнотравного сообщества, в ходе сукцессии интенсивность транспирации снижалась, позднесукцессионные растения имели низкий уровень транспирации (рис. 1.).

Рис. 1. Общие усредненные суточные кривые интенсивности транспирации листьев травянистых растений на разных этапах пирогенной сукцессии, в течение всего вегетационного периода.

Максимальные значения транспирации отмечены у Иван-чая (Chamaenerion angustifolium) – 0,77±0,3г/дм2ч в кипрейно-разнотравном сообществе. В травяно-кустарничковом сообществе показатели его транспирации были ниже в 4,5 раза. Вероятно, это связано с его узким диапазоном экологической толерантности по отношению к свету. Согласно экологическим шкалам Е. Ландольта (1977) и Д.Н. Цыганова (1983) Иван-чай (Chamaenerion angustifolium) является типичным светолюбивым растением, может расти только на открытых пространствах или при легком затенении.

Минимальные значения интенсивности транспирации отмечены у Осоки шаровидной (Carex globularis) – 0,12±0,3г/дм2ч в кедровнике хвощово-осоковом. В сосново-кедровом брусничном сообществе данные ее транспирации были немного выше – 0,14±0,3г/дм2ч. По отношению к свету она относится к светло-лесной экологической группе, по отношению к влаге обладает широким диапазоном толерантности – от сухолесолуговой до болотно-лесолуговой [1,2].

Особенности изменения водного режима у растений являются показателями их адаптивных свойств, в процессе послепожарного возобновления леса [3,4,5,6].

Известно, что транспирация зависит от освещенности, влажности почвы и воздуха, температуры воздуха [7].

У травянистых растений на начальном этапе пирогенной сукцессии интенсивность транспирации была наиболее высокой. Известно, что светолюбивые виды растений транспирируют более интенсивно, чем тенелюбивые, это предохраняет их от перегрева и обеспечивает поддержание водного режима [8,9].

Наиболее низкую интенсивность транспирации имели растения на поздних стадиях сукцессионного процесса в сосново-березовом брусничном и сосново-кедровом брусничном сообществах.

Величина диапазона изменений интенсивности транспирации свидетельствует о способности растений регулировать водный обмен [10].

Высокая интенсивность транспирации у травянистых растений на первых этапах послепожарного возобновления леса, возможно, указывает на более активный характер водного обмена по сравнению с растениями поздних стадий.

Известно, что теневыносливые и тенелюбивые виды представляют тип растений с пониженным обменом веществ, они являются гидростабильными [11].

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что в процессе послепожарного возобновления леса интенсивность транспирации у травянистых растений снижалась, это указывает на то, что в связи с изменением экологических условий на поздних стадиях водный режим становится менее напряженным.

Литература

1. Landolt E. Okologische Zeigerwerts zur Sweizer Flora. Veroff. Geobot. Inst. ETH. Zurich. 1977. H.64. S. 1-208.
2. Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. – М.: Наука. 1983. – 196с.
3. Серебряков Н.Г. Экологическая морфология растений. М., 1962. – 420 с.
4. Горышина Т.К. Экология травянистых растений лесостепной дубравы. – Л. : Ленинг. ун-т.-1975.-127С.
5. Полевой, В.В. Физиология растений / В. В. Полевой. – М.: Высшая школа, 1989. – 464 с.
6. Ипатов В.С., Кирикова А.А. Фитоценология: Учебник. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1999. – 316 с.
7. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений: Учеб. для вузов / Вл. В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева: – М.: Высш. шк., 2005. – 736с.
8. Практикум физиологии растений. Под. ред. проф. И.И. Гунара. М.: «Колос», 1972. – 168 с. с илл.
9. Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология растений: Учебник для студ. вузов / Под ред. И.П. Ермакова. – М.: Издательский центр "Академия", 2007. – 640 с.
10. Прокопьев Е.П. Экология растений (особи, виды, экогруппы, жизненные формы) / Е. П. Прокопьев. – Томск: Томский гос. ун-т. – 2001. – 340 с.
11. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во С. – Петерб. ун-та, 2002, 244с.

ИЗМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО РАЗНООБРАЗИЯ КОЛОВРАТОК

ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НЕФТИ

РАЗЛИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

Ю. С. Григорович, Н. А. Коровина,

Н. Н. Молчанова

Томский государственный университет систем

управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

[email protected]; [email protected]

Нефть и нефтепродукты относятся к наиболее распространенным поллютантам природной среды, вызывая существенные изменения в химическом составе, свойствах и структуре воды [1].

Нефть является распространенным техногенным загрязнителем, при разливах которой на длительное время нарушается нормальное функционирование водной экосистемы. В зависимости от концентрации нефтепродукта.

Миграция нефти и нефтепродуктов в водной среде осуществляется в пленочной, эмульгированной и растворенной формах, а также в виде нефтяных агрегатов. При попадании нефти в воду сразу же образуется поверхностная пленка, которая подвергается множеству процессов. Это прежде всего испарение, эмульгирование, растворение, окисление, биодеградация и осаждение. Учитывая постоянно возрастающие масштабы нефтяного загрязнения и его распределения в поверхностных водах, решение стараются найти в самоочищающей способности водоемов [3,4].

Нефть и нефтепродукты, попавшие в водную среду, подвергаются воздействию многочисленных процессов, в результате которых загрязнённый водный объект претерпевает значительные изменения. Оценить состояние такого объекта можно биоиндикационным методом [1].

В биоиндикации воды чаще оценивают структуру населения, биоразнообразие и состояние популяций крупных водных беспозвоночных, для которых средой обитания является вода как целое [2].

Мы исследовали количественное разнообразие беспозвоночных на примере коловраток, так как они наиболее чутко реагируют на изменения условий среды.

Общее время опыта составило 25 суток (июнь - июль 2011 г.), а для загрязнения воды использовалась нефть с 0,25%; 0,5%; 1%; 2%; концентрациями.

График 1. Динамика численности коловраток в зависимости от разной концентрации нефти

Литература

1. Андресон, Р.К. Применение биологического метода для очистки водных объектов / Р.К. Андресон, Т.Ф. Бойко, Ф.Я. Багаутдинов, ЛЛ. Даниленко, Е.М. Денежкин, Е.И. Новоселова, Ф.Х. Хазиев, Б.А. Андресон // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. - 1994. - № 2. - С. 16-18.
2. Киреева, Н.А. Детоксикация нефтезагрязненных водных объектов (Medicago sativa L.) / Н.А. Киреева, Е.М. Тарасенко, М.Д. Бакаева // Химия. – 2004. - № 10. – С. 68-72.
3. Киреева, Н.А. Комплексное биотестирование для оценки загрязнения нефтью / Н.А. Киреева, М.Д. Бакаева, Е.М. Тарасенко // Экология и промышленность России. – 2004. - № 2. – С. 26-29.
4. Андресон, Р.К. Применение биологического метода для очистки и рекультивации нефтегазозагрязненных почв / Р.К. Андресон, Т.Ф. Бойко, Ф.Я. Багаутдинов, ЛЛ. Даниленко, Е.М. Денежкин, Е.И. Новоселова, Ф.Х. Хазиев, Б.А. Андресон // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. - 1994. - № 2. - С. 16-18.

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОЗЕМОВ

В ГОРОДЕ КРАСНОДАРЕ

И. А. Дрожжина, Л. Л. Кныр

ФГБОУ «Кубанский государственный университет»,

Краснодар, Россия, [email protected]

Негативному воздействию загрязняющих веществ подвергаются не только большинство местных видов флоры и фауны, но и почвы, которые являются неотъемлемой частью городской экосистемы. Почвы г. Краснодара – чернозёмы выщелоченные малогумусные сверхмощные занимают самую южную, сравнительно небольшую часть Прикубанской равнины и г. Краснодара. При современном градостроительстве до 7090% территории города покрыто асфальтобетоном и другим дорожным покрытием, а также зданиями и строениями. Необходимо отметить, что в таких условиях гигиеническое состояние почвы быстро ухудшается и нарушается способность ее к самоочищению, что является основным требованием для сохранения биологического равновесия экосистемы города.

Важным показателем является физическое состояние почв, а гранулометрический состав почвы является важным фактором при регулировании водного режима почв, оказывая влияние на скорость просыхания почв. Для анализа было отобрано 112 почвенных образцов в различных округах (районах) г. Краснодара. При анализе отобранных образцов почв было установлено, что содержание физической глины в них составляло 30,57–44,11%, что позволило почвы по гранулометрическому составу отнести к суглинку среднему (показатели входят в диапазон 3045% физической глины по Качинскому).

При анализе данных механического состава исследуемых почв выявлено, что существенных изменений за последнее десятилетие у черноземов не наблюдается. Незначительное уменьшение илистой фракции на 12% подтверждает наличие эрозии.

Содержание органического вещества в почве – один из важных показателей экологической ситуации г. Краснодара. В отобранных образцах исследуемой почвы г. Краснодара среднее содержание органического вещества в 2010 г. было в пределах 4,59 %, что ниже на 6,6 % по сравнению с показателями 2002 г. Величина рН является наиболее устойчивым генетическим показателем почвы; реакция почвенной среды варьировала в пределах от рН 6,6 ед. до рН 8,3 ед.

Биофильные элементы фосфор и азот – необходимое условие для жизнедеятельности биоорганизмов в почве. Содержание подвижного фосфора в почвах г. Краснодара варьировало в пределах от 41мг/кг в Центральном округе до 109,5 мг/кг в Западном. Более высокое содержание фосфатов за 20062010 гг. отмечено в Западном округе, что связано с меньшим покрытием территории растительностью.

В период 20072010 гг. нет выраженной тенденции к увеличению или снижению содержания нитратного азота в почвах г. Краснодара. Однако к 2010 г. содержание нитратного азота в почве снизилось с 4,5 до 3,0 мг/кг.

Одну из приоритетных групп загрязняющих веществ образуют тяжелые металлы, основная масса которых поступает с выбросами промышленных предприятий и автотранспорта [4].

Важное значение в почвах имеет доля подвижных форм тяжелых металлов, которая не должна превышать 520%. В почвогрунтах города доля извлечения подвижных форм меди достигает 65,6%, цинка – 62%, свинца – 61,2% (Центральный округ), кадмия – 74,5% (Прикубанский округ), что свидетельствует о высокой степени загрязнения большинства почвогрунтов города этими элементами и продолжающейся их эмиссией.

В целом урбоэкосистема г. Краснодара характеризуется повышенным содержанием тяжелых металлов (в частности подвижные формы Cd – превышают ПДК в Прикубанском округе в 5 раз, в Центральном в 2 раза; ПДК для подвижных форм Cu – по всем округам отмечено более, чем в 2 раза; Pb – по всем округам, более чем в 3 раза). К категории «умеренно опасных», относятся почвы Западного, Прикубанского и Карасунского округов.

Таким образом, экологическая обстановка в г. Краснодаре характеризуется как достаточно напряженная, способствующая формированию техноземов, что необходимо учитывать при создании новых и реконструкции уже существующих зеленых насаждений.

Литература:

1. Вальков В. Ф., Казеев К. Ш. Почвоведение. - М.: ИКЦ «МарТ», 2004. – 496 с.
2. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. – М.: Наука, 1990. – 258 с.
3. Сборник методик и инструктивных материалов по определению вредных веществ для контроля источников загрязнения окружающей среды. – Краснодар, 1997. Ч. 7 – 287 с.
4. Куркаев В.Т., Шеуджен А.К. Учебник Агрохимия. – Майкоп.: ГУРИПП Адыгея, 2000. – 552 с.

ОЦЕНКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ПРИБРЕЖНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ ЧЕРНОГО МОРЯ В РАЙОНЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ОЛИМПИЙСКОГО ОБЪЕКТА – ГРУЗОВОГО РАЙОНА ПОРТА СОЧИ

Т. Ю. Елисеева, Л. Л. Кныр

ФГБОУ «Кубанский государственный университет», Краснодар, Россия, [email protected]

Современное развитие города-курорта Сочи происходит в разрез с его бальнеологической специализацией. В настоящее время на этой территории происходит интенсивное преобразование природных ландшафтов в антропогенные территории.

Целью выполнения настоящей работы является комплексная оценка природных условий территории, на которой осуществляется строительство первого грузового района порта Сочи в районе реки Мзымта. Грузооборот порта при полном развитии составит 5 млн. т. в год, в том числе: навалочные грузы – 3 млн. т и генеральные грузы 2 млн. т.

Климат рассматриваемого района в течении всего года характеризуется следующими характеристиками. Преобладают осадки ливневого характера, что связано как с орографическими особенностями местности, так и с влиянием на формирование кучево-дождевой облачности, главным образом, холодных фронтальных разделов. Среднегодовое их количество – 1467 мм. В течении года преобладают ветра восточного и северо-восточного направления, а с мая по сентябрь возрастает их повторяемость за счет хорошо развитой бризовой циркуляции, средняя скорость – 3-5 м/с.

Среднегодовой сток взвешенных наносов 488,2 тыс. тонн и влекомых наносов 141 тыс. тонн. В гранулометрическом составе донных наносов преобладают фракции от 30 до 60 мм (60%).

Любые хозяйственные мероприятия, влияющие на естественную гидравлику потока или ограничивающие подвижность аллювия, способны нарушить это естественное равновесие. В последние годы выборка гальки и песка из русла р. Мзымты для строительных целей увеличилась; для того, чтобы восполнить эти потери потребуется 10-15 лет.

В структурно-тектоническом отношении характеризуемый район входит в зону Адлерской (Сочи-Адлерской) депрессии, являющейся составной частью Абхазской структурно-фациальной зоны Закавказского среднего массива протяженностью около 3,5 км при ширине 1,4-2,5 км. Для рассматриваемой территории характерны два экзогенных геологических процесса: морская абразия берегов и процесс подтопления территории. Участок исследования примыкает к морской береговой полосе на 0,8-2,0 км восточнее устья реки Мзымта. Берег представлен клифом высотой от 2 до 8 м, у основания которого находится пляж шириной 25-40 км, представленный песками с горизонтальной слоистостью с включением гравия, мелкой гальки (5-10%) и суглинистого наполнителя.

В результате строительства данного объекта будет оказано непоправимое влияние на окружающую среду. На начальных этапах строительства, при возникновении раздражающего фактора «шум», многие виды птиц, а также крупные млекопитающие будут вынуждены покинуть привычные места обитания. В результате техногенного преобразования ландшафта, будут уничтожены места остановки и кормления перелетных птиц, поэтому многим видам предстоит менять миграцию и схемы своего маршрута.

При проведении строительных работ произойдет полное или частичное уничтожение растительного покрова прибрежной части г. Сочи, в состав которых входят краснокнижные виды: цикломен косский (Cyclamen coum Mill.), пион кавказский (Paeonia caucasica Schipcz.), тис ягодный (Taxus baccata L.), гранат обыкновенный (Punica granatum L.) и др. В результате произойдет смена природного облика территории, и существует вероятность уничтожения части популяции пресмыкающихся, земноводных и насекомых, что обусловлено поведенческими и физиологическими особенностями представителей этих групп животных.

При строительстве и эксплуатации грузового района порта возможно загрязнение почвенного покрова горюче-смазочными материалами, механическое нарушение структуры данных биотопов при изъятии и перемещении больших масс грунта с последующим загрязнением водных объектов.

Воздействие на прибрежные зоны на стадии эксплуатации объекта будет определяться прежде всего характером перевозимых грузов, а любая аварийная ситуация будет чревата дополнительным попаданием загрязняющих веществ в прибрежные воды.

Поэтому, кроме знания инженерно-геологических условий, необходимо установление протекания природных процессов в данной экосистеме, в том числе опасных, для определения граничных условий природопользования.

Литература

1. Справочник по охране геологической среды. – Ростов н/Д, 1996. – 268 с.

2. Акатов В. В. Природные комплексы Имеритинской низменности: биологическое разнообразие, созоологическая значимость, рекомендации по сохранению / В. В. Акатов, Т. В. Акатова, А. Р. Бибин и др. – Краснодар, 2009. – 93 с.

3. Красная книга Краснодарского края: растения и грибы. / Отв. редактор Литвинская С. А. – Краснодар, 2007. – 639 с.

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ ЗАМАЗУЧЕННОГО БЕТОНА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

А. У. Исаева, А. А. Успабаева, Г. Ешанкулова

Южно-Казахстанский государственный университет

имени М. Ауезова, г.Шымкент, Республика Казахстан, [email protected]

Известно, что в условиях добычи, транспортировки и переработки нефти, к сожаленью, риск загрязнения бетонированных поверхностей чрезвычайно высок. Перспективным направлением очистки балластного слоя от нефтяных загрязнений являются биологические методы, основанные на использовании микроорганизмов – деструкторов нефти и нефтепродуктов.

В ходе проведения лабораторных работ была изучена сорбционная емкость различных марок бетона на внесенную нефть. Из изученных 16 образцов бетона наименьшая сорбционная емкость оказалась в опытных образцах 3, 6, 11,13 (таблица 1).

Таблица 1. Сорбционная емкость различных марок опытного бетона

№ образцов бетона	Количество внесенной нефти, мл	Площадь распространения нефтяного пятна, см2	Глубина проникновения нефти, мм
	10,0 ±0,2	9,3	7,2
	10,0 ±0,2	9,1	7,5
	10,0 ±0,2	7,5	3,1
	10,0 ±0,2	9,6	6,1
	10,0 ±0,2	8,9	6,9
	10,0 ±0,2	7,2	3,4
	10,0 ±0,2	9,8	5,9
	10,0 ±0,2	10,1	6,4
	10,0 ±0,2	12,1	7,5
	10,0 ±0,2	10,3	7,2
	10,0 ±0,2	6,9	3,5
	10,0 ±0,2	10,2	6,5
	10,0 ±0,2	7,0	4,1
	10,0 ±0,2	9,8	7,6
	10,0 ±0,2	9,6	7,4
	10,0 ±0,2	10,3	8,1

Было установлено, что сорбционная емкость опытных марок бетона напрямую коррелирует с соотношение основных компонентов состава бетона: вяжущих, структуры глины, наполнителей и т.д. Кроме того, немаловажную роль играют антикоррозионные добавки и покрытия.

В результате проведенных исследований было выявлено, что в бетонах вариантов 3, 6, 11 и 13, нанесенная нефть застывает в виде гидрофобных конгломератов на поверхности бетонов, не проникая внутрь и не растекаясь, в то время как в других образцах использованных бетонных блоков отмечалась разноскоростная и разнонаправленная диффузия нефти.

Использование различных вариантов очистки нефтезагрязненных поверхностей показало, что применение химических методов эффективно, но из-за использования импортных ПАВ, себестоимость процесса может серьезно возрасти при совокупной опасности вторичного загрязнения окружающей среды использованными ксенобиотиками и продуктами их превращений (рисунки 3, 4). Наиболее целесообразно использование биотехнологических методов с использованием различных групп микроорганизмов, из которых, в зависимости от марки бетона и совокупности условий очистки и характера нефтяных загрязнений, рекомендуется использование либо монокультур, либо смешанных культур.

Рисунок 3 – Влияние различных способов обработки загрязненных нефтью бетонированных поверхностей на снижение площади нефтяного пятна

Рисунок 4 – Влияние различных способов ликвидации нефтяных загрязнений бетонированных поверхностей на глубину проникновения нефтяного пятна

При этом предпочтение желательно отдать микромицетам, ввиду их двойственной структуры факультативных анаэробов, чем видимо и объясняется глубина проникновения их в анаэробные слои загрязнения. Использование УОМ осложняется избирательным отношение к кислородному фактору как необходимому условию роста, однако данный вопрос может быть решен положительно в условиях загрязнения шлакобетона или вспученных беотонов, где из-за пористости бетонированных покрытий, вопрос обеспечения аэробных УОМ кислородом не возникнет. Сероокисляющие и нитрифицирующие бактерии при их использовании в целях очистки бетонированных поверхностей, также могут столкнуться с таким же лимитирующим фактором, как недостаточное содержание кислорода в низлежащих слоях бетона.

Таким образом, было установлено, что данные микроорганизмы из-за их высокой скорости окисления различных ксенобиотиков можно использовать при аварийных разливах нефти как экспрессные методы ликвидации нефтяных загрязнений бетонированных поверхностей.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ АЗОТА И ФОСФОРА НА СТРУКТУРУ ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

А. В. Лифанчук

Южное отделение Учреждения Российской Академии наук Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, г. Геленджик, Россия, E-mail: [email protected]

Введение

Полевые наблюдения за фитопланктоном шельфа северо-восточной части Черного моря фиксируют сложную сезонную и межгодовую смены доминирующих видов планктонных фитоценозов [3, 5]. В основном эти изменения происходят в системе диатомовые водоросли – кокколитофориды. Трудно понять причины смены доминант, используя лишь методологию полевых наблюдений. Дополнительные данные для понимания механизмов регуляции видовой структуры фитопланктонного сообщества дают экспериментальные исследования с природной популяцией фитопланктона. Существенными факторами, определяющими структуру фитопланктона, являются биогенные элементы. В наших исследованиях ставилась задача выявить влияние концентраций азота и фосфора на структуру фитопланктонного сообщества.

Материалы и методы

С мая 2010 года до октября 2011 года проводили эксперименты с накопительной культурой природной популяции фитопланктона. Пробы для экспериментов отбирали с горизонта 0 м над глубиной 50 м (район срединного шельфа). Выращивание проводили в колбах Эрленмейера емкостью 500 мл (объем среды 200 мл) в термолюминостате, где температура среды соответствовала температуре морской воды в месте отбора проб.

Определение видов и подсчет числа клеток проводили ежедневно на световом микроскопе в счетной камере Ножотта объемом 0,05 мл. Биомассу рассчитывали методом «истинного объема» [1], при этом использовали данные собственных измерений.

В экспериментах применяли накопительный режим культивирования. Добавляли нитраты (12-14 мкм) в форме KNO3, и фосфаты (1 мкм) в форме Na2HPO4. Опыты проводили по схеме полного факторного эксперимента [2].

Результаты

Во всех экспериментах получали кривую биомассы видов водорослей, составляющих природную популяцию (Рис.1). Как видно из рис. 1, рост биомассы следует классической кривой накопительной культуры. Для расчета уравнений регрессии использовалась максимальное значение биомассы вида в стационарной фазе роста [3].

Рис 1. Динамика биомассы Chaetoceros curvisrtus в разных вариантах эксперимента (1 контроль; 2 – KNO3; 3 – Na2HPO4; 4 – KNO3+Na2HPO4). Опыт проведен 15 июня 2010 года.

Для летнего сезона 2010 г. в течение всего периода исследования характерно доминирование кокколитофорид - Emiliania huxleyi при высоких концентрациях фосфора в среде, а среди диатомовых водорослей постоянно преобладали Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima, Dactyliosolen fragilissimus и Chaetoceros curvisetus при совместном добавлении азота и фосфора. Уравнения регрессии отражают влияние концентраций азота и фосфора на биомассу этих водорослей (в скобках указано значение доверительного интервала для 5 % уровня значимости):

Wst = 274,5 + 130,5 N + 186,3 P + 128,7 N P (28,2) - для Emiliania huxleyi;

Wst = 6754,3 + 3956,7 N + 5245,5 P + 4286 N P (9930,8) - для Chaetoceros curvisetus;

Wst = 2432,3 – 207,8 N + 881,1 P – 123,9 N P (801,2) -для Dactyliosolen fragilissimus;

Wst = 1473,8 + 876,4 N + 1159,4 P + 860,7 N P (1568,9) - для Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima.

Для осеннего сезона характерно наличие только диатомовых водорослей. Осенью 2010-2011 годов доминантами являлись Leptocylindrus danicus, Chaetoceros curvisrtus, Skeletonema costatum и Dactyliosolen fragilissimus. Влияние концентраций азота и фосфора на биомассу фитопланктона показывают уравнения регрессии (в скобках указано значение доверительного интервала для 5 % уровня значимости):

2010 год

Wst = 30143 + 14701 N + 29690,9 P +15153,7 N P (45296) - для Leptocylindrus danicus;

Wst = 6643,1 + 5632,7 N + 6622,8 P + 5653,1 N P (15064) - для Chaetoceros curvisetus;

Wst = 482 + 459,4 N + 482 P + 459,4 N P (233,6) - для Skeletonema costatum;

Wst = 1091,1 + 927,8 N + 1051,8 P + 888,5 N P (1985) - для Dactyliosolen fragilissimus.

2011 год

Wst = 1544,4 + 1107,8 N + 1297,6 P +965,1 N P (2636,3) - для Leptocylindrus danicus;

Wst = 1061,4 + 259,3 N + 558,5 P + 385,6 N P (1286,3) - для Chaetoceros curvisetus ;

Wst = 1082,3 + 1023,9 N + 1013,9 P + 969,1 N P (2636,3) - для Skeletonema costatum;

Wst = 1468,3 + 896,5 N + 898,9 P + 421,8 N P (452) - для Dactyliosolen fragilissimus.

Отсюда следует, что для увеличения биомассы кокколитофорид необходимо поступление только фосфора или снижение азота к фосфору. Биомасса диатомей определяется одновременным поступлением фосфора и азота.

Выводы

Повышение концентрации фосфора в морской воде при относительно низких концентрациях азота ответственно за увеличение численности кокколитофорид и преобладание этих водорослей в структуре сообщества. Совместное повышение концентраций азота и фосфора приводило к доминированию диатомовых водорослей и повышению уровня трофности прибрежных вод. Результаты данных исследований убедительно показывают, что изменяя концентрации азота и фосфора, можно существенно разделить условия доминирования в паре диатомовые-кокколитофориды.

Литература

1. Киселёв И. А. Планктон морей и континентальных водоёмов / Л: Наука, Т. 1. 1969. – 661 с.
2. Максимов В. Н. Применение методов математического планирования эксперимента при отыскании оптимальных условий культивирования организмов. / В. Н. Максимов, В.Д. Федоров. М.: Изд-во МГУ, 1969. 128 с.
3. Паутова Л. А. Структура планктонных фитоценов шельфовых вод северо-восточной части Черного моря в период массового развития Emiliania huxleyi в 2002-2005 гг. / Л. А. Паутова, А. С. Микаэлян, В. А. Силкин. – Океанология, Т. 47. №3.2007. С. 408-417.
4. Силкин В. А. Биоэкологические механизмы в аквакультуре / В. А. Силкин, К. М. Хайлов. – Л: Наука, 1988. – 230 с.
5. Силкин В. А. Рост кокколитофориды Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay et Mohler в северо-восточной части Черного моря, лимитированный фосфором / В. А. Силкин, Л. А. Паутова, А. С. Микаэлян. – Альгология. V. 19. №2. 2009. – С. 135-143.

ЛЕЙКОЦИТАРНАЯ ФОРМУЛА КРОВИ РЫЖЕЙ ПОЛЁВКИ (GLEThRIONOMYS GLAREOLUS), ОБИТАЮЩЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЗАПОВЕДНИКА «КОСТОМУКШСКИЙ» (КАРЕЛИЯ)

Моисеева Т. А., Колесникова О. А.

Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия, E-mail: [email protected]

Система крови является наиболее лабильной системой в организме, обеспечивающей его целостность и адекватные реакции в динамичной природной среде. С другой стороны, широко распространенный в Карелии вид мелких лесных грызунов – Европейская рыжая полёвка (Glethrionomys glareolus Schrber) – достаточно хорошо изучен в различных частях своего ареала, однако данные о количественно-морфологических показателях системы крови, в особенности белой её части, обрывочны или вовсе отсутствуют. В связи с этим целью нашего исследования было определение лейкоцитарной формулы крови рыжих полевок, обитающих на территории заповедника «Костомукшский» (северо-запад Карелии, рис.1), а также сравнительный анализ полученных данных с имеющимися данными по характеристикам системы крови полевок из других районов Карелии.

Рисунок 1. Карелия. 1 - Заповедник «Костомукшский»:

а – ельник зеленомошный, б – сосняк зеленомошный; 2 - Питкярантский район; 3 - Кондопожский район.

В результате проведённых исследований нами установлено, что абсолютное содержание лейкоцитов в крови рыжих полёвок, обитающих на территории заповедника «Костомукшский», составляет 10,76+0,45 тыс. в 1 куб. мм (Таблица 1). Диапазон варьирования данного параметра достаточно большой и составляет 10,4 тыс. – от 6,3 до 16,7 тыс. в 1 куб. мм.

Таблица 1. Общее содержание лейкоцитов в крови у рыжих полевок (тыс. в 1 мм3)

n	Выборка	М±m	СV, %
34	Общее	10,76 ±0,45	24,12
10	Самцы	10,04 ±0,61	22,85
24	Самки	И, 26 ±0,61	24,25
Ельник зеленомошный
9	Общее	9,78 ±0,81	24,85
4	Самцы	10,26 ±1,32	28,69
9	Самки	9,18 ±0,91	6,16
Сосняк зеленомошный
25	Общее	11,11 ±0,52	23,47
6	Самцы	9,92 ± 0,68	20,60
15	Самки	И, 79 ±0,67	22,98