Изучение динамики изменения фитонцидной активности древесно - лиственных растений в городе Донецке

Постановка проблемы. Для такого крупного индустриального города как Донецк, одним из важнейших факторов создания благоприятных условий для жизни населения является наличие естественных или создание искусственных природных объектов и повышение экологической эффективности различных элементов озеленения.

Нарушение жизнедеятельности у растений в техногенной среде возникают в результате низкого плодородия насыпных грунтов, содержащих примесь строительного мусора, чрезмерного уплотнения верхнего слоя почвы, затрудняющего корневое дыхание, и поглотительную деятельность корня; ограничения площади питания корневых систем и воздействия на них теплового излучения теплотрасс, а также под влиянием вибрации верхних слоев почвы в зоне интенсивного транспортного движения, и реагентов, используемых для обработки тротуаров в зимний период. В городских условиях деревья стареют в 7-8 раз быстрее, чем в естественных условиях. Однако, преобладание в городах молодых деревьев (до 25 лет) снижает декоративную ценность насаждений и ослабляет их роль в оздоровлении городского воздуха и улучшении микроклимата. Многолетние исследования выявили важную роль растений в улучшении состояния атмосферного воздуха, микроклимата городской среды, в сфере защиты урбаносреды от отрицательных антропогенных факторов, в обеспечении горожан рекреационными территориями.

Растения являются основой существования жизни на Земле. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды ими создаются органические вещества, которые служат продуктами питания человека, сырьем для промышленности и строительства, кормом животных. Растения защищают почву от ветровой эрозии, принимают участие в регулировании круговорота воды на нашей планете, оказывают влияние на климат.

За последние годы все более отчетливо вырисовывается еще одна исключительно важная функция растений – очистка природной среды от всевозрастающего количества загрязнителей [1].

Все растения продуцируют фитонциды – фито – означает растение, цедере – убивать. Эти вещества губительно действуют на бактерии, вирусы, грибки и простейших одноклеточных животных. Фитонциды являются одним из факторов иммунитета растений. Они выделяются ими в виде летучих веществ и содержатся в тканевых соках. Фитонциды обеспечивают защиту растений от вредных для них микроорганизмов, защищая также от болезнетворных микробов человека и животных. Являясь для последних физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ их организма, в стимуляции его защитных сил. Таким образом, очевидно, как велико значение фитонцидов для растительного и животного мира.

Фитонциды подобно фильтру очищают воздух от пыли, сажи и вредных газов. Некоторые из поглощенных веществ подвергаются в растительных организмах детоксикации. Образующиеся при этом нетоксические продукты могут частично выделяться в окружающую среду. Таким образом, сдвиги в экологической обстановке явились основой принципиально новых звеньев в биологическом круговороте на нашей планете. В данном процессе растения играют первостепенную роль, и ничто не может заменить их деятельности.

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

Объектами для выявления фитонцидной активности были выбраны: ель обыкновенная (P. abies); клен остролистный (A.platanoides); тополь черный, или пирамидальный (P.nigra, var pyramidlis).

В качестве тест-культуры, по отношению к которой, выявлялась фитонцидная активность, была выбрана бактерия рода Bacillus subtilis.

В работе был использован биологический метод определения фитонцидной активности [2].

Для исследования и сравнительной характеристики были выбраны три участка с разной антропогенной нагрузкой и внешним влиянием на окружающую среду:

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. Также участок был выбран так как был подвержен военному воздействию в виде взрывов снарядов во время которых в воздух выделяется масса вредных веществ – СО, СО2, NO, N2О, NO2, HCN, N2 и большое количество токсичной органики, разрушение почвенного покрова, шумы и вибрации.

Участок №2 – Музыкальный парк, городской парк культуры и отдыха стадиона Донбасс-Арена – относительно чистая территория, потому что в данном районе нет промышленного предприятия, но была также подвержена военному воздействию в виде прилетов и взрывов снарядов.

Участок №3 – контрольная точка, Донецкий ботанический сад наиболее экологически чистый участок. В районе нет промышленных предприятий и не оказано было военного воздействие в виде прилетов и взрывов снарядов.

На диаграмме 1 приведены результаты исследований фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis в осенний период 2015 года после оказания военного воздействия в виде прилетов и взрывов снарядов и осенний период 2013 года без оказания военного воздействия.

Диаграмма 1 – Фитонцидная активность, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, древесных лиственных растений в осенний период на различных участках произрастания

Таким образом, данные диаграммы показывают, что полученные результаты фитонцидной активности в настоящий период достоверно отличаются от 2013 г. По данным 2013 г. наибольшую фитонцидную активность, причем на всех участках произрастания проявляла ель обыкновенная, 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 относительно других деревьев, так как хвойные деревья больше всех аккумулируют на себе пыль и другие вредные газы.

Тополь пирамидальный (P.nigra, var pyramidlis) и клен остролистный (A.platanoides) показали большую фитонцидную активность по сравнению с 2013 г. на всех участках произростания, кроме участка №3 Донецкий ботанический сад. Это обусловлено тем, что на ДМЗ и на Донбасс - Арене были зафиксированы военные действия, а нам известно, что в стрессовых условиях растения выделяют большее количество летучих фитоорганических веществ с целью своей самозащиты [3].

На данном этапе продолжается эксперимент по определению фитонцидной активности хвойных растений в зимний период, где также будет сделана их сравнительная характеристика.

Список литературы

1. Синельщиков Р.Г, Мекель В.Н. Фитонцидная активность древесных пород в условиях городской среды Донбасса // Тез. докл. VIII совещ., по проблеме фитонцидов. Киев, 1979, с. 78–86.
2. Паниотова Д.Д, Ганнова Ю.Н. Анализ фитонцидной активности древесных лиственных растений г. Донецка // Матеріали XXIII Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2013, Т. 2, с. 20-21.
3. Томчук В.Н., Спахова А.С, Коновалова В.Н. Влияние загазованности воздуха на антимикробную активность древесных растений // Проблемы аллелопатии. Киев: Наук. думка, 1976, с. 128–129.