Фитонцидные свойства насаждений на участках с различной антропогенной нагрузкой г. Донецка

Воздух в городах наполнен пылью, аэрозолями и дымом, поэтому изъятие токсичных ингредиентов из воздуха и почвы рассматривается как важное средство оптимизации городской среды. Для этого используют преимущественно технические средства – пылеуловители и фильтры, введение безотходных технологий производства. Как средство доочистки городской среды используют древесные насаждения, способны нивелировать неблагоприятные факторы природного и техногенного происхождения. Однако высокий уровень негативного воздействия приводит к ослаблению растений, поражению их вредителями и болезнями, снижению их производительности и жизнеспособности и, как следствие, к преждевременному старению и уменьшению долговечности. Поэтому в урбанизированной среде зеленые насаждения следует создавать только с участием наиболее адаптированных и выносливых древесных пород.

Повышение устойчивости и долговечности городских насаждений возможно на основе анализа состояния и жизнеспособности древесных растений в условиях техногенного загрязнения и отбора наиболее перспективных толерантных видов [1]. Формирование городских насаждений должно быть направлено на обогащение их видового состава.

В процессе развития растительного мира выработались особые свойства летучих веществ и тканевых соков растений. Эти вещества разнообразны по химической природе у разных растений и создают невосприимчивость, или как говорят, природный иммунитет растений к различным, заразным болезням. Эти вещества названы фитонцидами Б. П. Токиным [3].

Фитонциды – один из факторов естественного иммунитета растений, как высших, так и низших. Они обладают бактерицидными, фунгицидными и протистоцидными свойствами. Фитонциды могут также стимулировать жизнедеятельность тех или иных микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных для данного вида высших растений форм, что может играть роль иммунитета. Они токсичны для некоторых насекомых, клещей, травоядных и других животных; при определённых условиях они, вероятно, могут оказаться мутагенными факторами.

Фитонциды продуцируются неповреждёнными и механически раненными тканями, а также возникают в ответ на инфицирование. Выделение фитонцидов различными органами одного и того же растения неодинаково. В зависимости от времени года и периода развития растение также обладает разными фитонцидными свойствами.

Целью данной работы является анализ сезонной фитонцидной активности древесных растений, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, на участках произрастания с различной 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 [2].

Объектами для выявления фитонцидной активности были выбраны 3 вида древесных растений из семейств Sapindaceae, Pinaceae, Salicaceae, а именно ель обыкновенная (P. abies); клен остролистный (A.platanoides); тополь пирамидальный (P.pyramidlis). Они были отобраны на участках с разной интенсивностью антропогенной нагрузки. Такими участками стали:

Участок №1 – район ПАО Донецкий металлургический завод – это участок, подвергающийся воздействию негативных факторов деятельности предприятия. В ходе металлургического цикла образуются газы, шламы, шлаки пыль. Особенно много пыли образуется при работе доменных, сталеплавильных, коксовых печей, агломерационных фабрик, заводов по обжигу извести. Деревья, расположенные на данном участке, играют защитную роль, поглощают вредные вещества и задерживая пыль, поступающие в атмосферу в результате деятельности предприятия. Именно этот участок отбора проб была выбрана непосредственно из-за высокой антропогенной нагрузки, оказываемой на произрастания растений.

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 диаграмме (рис.1) приведены сравнительные результаты исследований сезонной фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis в период 2015 и 2016 годов.

Данная диаграмма показывает, что фитонцидная активность большинства видов в течение вегетационного периода непостоянна. Более чётко выделяется этап, когда она достигает максимальных значений, этот период приходится на летние месяцы. В осенний период наблюдается спад фитонцидной активности, а весной – её нарастание. У клена остролистного и тополя пирамидального наоборот высокую фитонцидную активность показывают в осенний и летний месяцы, а на весенний период наблюдается ее спад.

Рисунок 1 — Сравнительные результаты исследований фитонцидной активности

Также, в ходе исследований было установлено, что ель обыкновенная проявляет наименьшую фитонцидную активность по сравнению с другими насаждениями, особенно на участке №1. Это связано с тем, что в местах повышенной концентрации аэрополлютантов (промышленные предприятия, автодороги) хвойные растения утрачивают свои декоративные качества: хвоя теряет естественный блеск, усыхает, преждевременно осыпается, отмечается усыхание отдельных ветвей [1]. Также ель обыкновенная относится к видам обладающими недостаточной или относительной газоустойчивостью в регионе [3].

Следовательно, фитонцидная активность древесных растений может быть использована как дополнительный показатель индикации степени загрязнения окружающей среды, а также как доказательство необходимости подбора растений - озеленителей промышленных и рекреационных зон города, с целью использования их и для улучшения качества жизни людей в промышленных районах.

Перечень ссылок

1. Хижняк Н.А. Фитонцидная активность древесных пород в условиях городской среды Донбасса / Н.А. Хижняк, К.А. Фельдберг // Тез. докл. VIII совещ. по проблеме фитонцидов. Киев, 1979. – 65 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.