Анализ фитонцидной активности хвойных растений в зимний период в условиях техногенной среды города

Из всех форм деградации природной среды наиболее опасной в настоящее время остается загрязненность атмосферы вредными веществами, оказывающими отрицательное воздействие на людей и биоту. Возрастающее загрязнение атмосферы промышленными и транспортными выбросами все более актуализирует поиск путей нейтрализации их пагубного влияния.

Известно, что решение проблемы чистоты атмосферы может быть достигнуто в первую очередь технологическим путем. Однако существующие технические способы очистки воздуха пока не могут полностью предохранить воздушную среду от загрязнений, что связано со значительными технолого-экономическими трудностями при абсолютно полной ликвидации токсичных компонентов промышленных эмиссий, а также с реальной возможностью слабой утечки или интенсивного выброса токсикантов в атмосферу при аварийных ситуациях. Успешная защита воздушного бассейна от промышленных, транспортных и иных загрязнений может быть достигнута при условии совместного применения мероприятий, обеспечивающих, с одной стороны, максимально возможное сокращение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и скорейшее обезвреживание их – с другой. В связи с этим наряду с технологическими способами необходимо шире применять биологический метод.

Среди компонентов городской среды наиболее существенным фактором нейтрализации загрязнения атмосферного воздуха является растительность [1].

Растительность приобретает ведущую роль в оздоровлении среды в условиях сложной экологической ситуации, выполняет различные санитарно-гигиенические функции: поглащает газообразные выбросы, задерживает пыль и другие твердые частицы, меняет микроклиматические условия. На состояние здоровья жителей промышленного центра влияют не только выбросы промышленных предприятий и автотранспорта, но и различные микроорганизмы, большинство из которых являются патогенными. Деревья и кустарники в процессе жизнедеятельности выделяют в воздух антибактериальные и фунгицидные летучие органические вещества. Данные вещества – фитонциды. Это образуемые растениями биологически активные вещества разнообразной химической природы. Они обладают способностью тормозить развитие бактерий, вирусов, простейших одноклеточных животных, микроскопических грибов и даже убивать их. Фитонциды – главный фактор иммунитета растений, это защитники от болезнетворных микробов человека и животных. Фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Их называют также нативными антимикробными веществами растений.

В сложной и взаимообусловленной системе растения – промышленная среда наблюдается не только воздействие растений на окружающую среду, но и неизбежное обратное влияние среды на растения. Загрязнение атмосферы отрицательно влияет на зеленые насаждения, приводя к нарушениям физиологических и биохимических процессов, вызывая повреждение листьев, общее ухудшение существования и даже гибель растений. Однако некоторые растения могут произрастать на территории промышленных предприятий, адаптируясь к действию газов. Каждый вид растений обладает различной устойчивостью к вредным соединениям. Проблема устойчивости растений к атмосферным токсикантам в последнее время приобретает особую актуальность и практическую направленность. В условиях загрязненной атмосферы недостаточно создавать какие-либо зеленые насаждения; они должны быть высокоустойчивыми, производительными и, самое главное, служить надежным и емким фильтром, эффективно очищающим воздух от газообразных и аэрозольных примесей [3].

Особую актуальность приобретают эти вопросы в условиях г. Донецка – района с плотным населением и развитой промышленностью.

Целью данной работы является сравнительный анализ фитонцидной активности хвойных растений, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, в условиях техногенной среды в зимний период на участках произрастания с разной антропогенной нагрузкой.

В работе был использован биологический метод определения фитонцидной активности. Суть метода: в чашки Петри разливалась приготовленная питательная среда для культивирования микроорганизмов. Образец микроорганизма Bacillus subtilis подвергался разведению дистиллированной водой до суспензии 1:100 млн. Затем, приготовленная суспензия в объеме 0,5 см³ разливалась на питательную среду в чашки Петри. Далее в каждую чашку Петри закладывался образец растения навеской в 2 грамма. После приготовления проб все чашки направлялись в термостат, температура в котором составляла 35 °С на 48 часов. После прорастания бактерии Bacillus subtilis, подсчитывалось количество выросших колоний микроорганизмов в чашках.

Для проведения эксперимента необходимы были образцы растений. Тест объекты в виде хвои были отобраны на участках с разной интенсивностью антропогенной нагрузки. Такими участками стали:

Участок №1 – район ПАО Донецкий металлургический завод это участок с постоянным вредным негативным антропогенным воздействие на котором растительность находится в экстремальных условиях города, так как подвержена губительному воздействию металлургического завода, она страдает от недостатка воды и кислорода, не всегда обеспечивается необходимым количеством солнечного света (особенно при многоэтажной застройке), страдает от выбросов автотранспорта потому, что на участке находится большое скоплений машин – оживленные перекрестки и участки дорог, места образования пробок.

Участок №2 – Музыкальный парк, городской парк культуры и отдыха стадиона Донбасс-Арена – относительно чистая территория, потому что в данном районе нет промышленного предприятия.

Участок №3 – контрольная точка, Донецкий ботанический сад наиболее экологически чистый участок.

На рисунке 1 приведены сравнительные результаты исследований фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis в зимний период 2013 и 2016 годов [2].

Рисунок 1.1 —Сравнительные результаты исследований фитонцидной активности

Таким образом, данные диаграммы показывают, что полученные результаты фитонцидной активности в настоящий период достоверно отличаются от 2013 г. По данным 2013 г. на всех участках произрастания ель обыкновенная проявляла высокую фитонцидную активность, что и не являлось удивительным, ведь хвойные деревья являются лидерами по выделению фитонцидных летучих веществ. Однако, глядя на сегодняшние данные можно отметить, что на всех участках ель показала наименьшую фитонцидную активность, так как хвойные деревья больше всех аккумулируют на себе пыль и другие вредные газы.

Перечень ссылок

1. Синельщиков, Р.Г. Фитонцидная активность древесных пород в условиях городской среды Донбасса / Р.Г. Синельщиков, В.Н Мекель // Тез. докл. VIII совещ., по проблеме фитонцидов. Киев, 1979. – 86 с.
2. Паниотова, Д.Д. Анализ фитонцидной активности древесных лиственных растений г. Донецка / Д.Д. Паниотова, Ю.Н. Ганнова // Матеріали XXIII Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2013. – 21 с.
3. Томчук, В.Н. Влияние загазованности воздуха на антимикробную активность древесных растений / В.Н. Томчук, А.С. Спахова, В.Н. Коновалова / Проблемы аллелопатии. Киев: Наук. думка, 1976. – 129 с.