К.с.-х. н. Цандекова О.Л.

Институт экологии человека СО РА, Россия

ОЦЕНКА АДАПТИВНОЙ СПОСОБНОСТИ СОСНЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЭДАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ОТВАЛА УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА ПО ИНТЕНСИВНОСТИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ

Одной из основных лесообразующих пород, широко используемой в биологической рекультивации породных отвалов угольных разрезов Кузбасса является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Сосна является одной из лучших фитомелиорантов отвалов, а по нетребовательности к почвенному плодородию она превосходит многие лесообразующие породы [1]. Перекисное окисление липидов (ПОЛ) является одним из механизмов повреждающего действия кислорода на клетки растений. Известно, что при воздействии разнообразных экстремальных факторов среды у растений, в первую очередь повреждаются мембранные структуры, и, как следствие, происходит увеличение содержания продукта окисления липидов – малонового диальдегида (МДА) в растительных тканях, что связано с активацией свободнорадикальных реакций в клетках [2, 3]. В результате этого, содержание МДА может служить показателем активности окислительных процессов, обусловленных кислородными радикалами и отражать адаптационную способность растений. В связи с этим, представляет интерес изучение интенсивности ПОЛ у сосны разновозрастных категорий в условиях породного отвала угольного разреза «Кедровский» с целью оценки их адаптационных возможностей.

Исследования проведены в июне, июле и августе 2010 года. В качестве объектов исследований были выбраны посадки сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). I (10-15 лет) и II (20-25 лет) класса возраста. Возраст отвала 20 лет, но в 2004 г. проведен комплекс работ по его планировке. Площадки наблюдений (ПН) заложены на территории отвала «Южный» разреза «Кедровский». ПН 1 – спланированный отвал с нанесением потенциально плодородного слоя (ППС), ПН 2 – межотвальная впадина без нанесения ППС, ПН 3 – спланированный отвал без нанесения ППС, ПН 4 – контроль (искусственные посадки в п. Пионер). Для исследований использовали 5 модельных деревьев каждой ПН. У каждой возрастной категории деревьев хорошего и удовлетворительного жизненного состояния отбирали хвою второго года, без видимых признаков повреждений, собранной с нижней трети кроны с южной стороны с помощью секатора.

Определение содержания малонового диальдегида проводили реакцией с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) [4]. Экспериментальные данные обработаны с помощью компьютерных программ Excel и Statistica 6.0.

Анализ проведенных исследований показал, что содержание МДА в хвое сосны различных возрастных категорий в условиях породного отвала превышало контроль на 6-33% (рис. 1). Следует отметить, что интенсивность окислительных процессов выше у сосны первой возрастной категории в сравнении со второй, что, очевидно, указывает на повышение адаптации реакций сосны (20-25 лет).

Сравнительная характеристика изучаемого показателя в течение вегетации показала, что наибольшее повреждение мембранной структуры у сосны отмечалась в июне – содержание МДА у сосны I и II возрастной категории варьировало в пределах от 8,97 до 13,24 нмоль/г.

Выявлено влияние эдафических условий на интенсивность окислительных процессов у сосны, в частности минимальное количество МДА отмечено на ПН 2 – в межотвальной впадине. При этом следует отметить, что нанесение ППС на спланированный отвал не оказывало сильного влияния на уровень окислительных процессов у сосны и, в ряде случаев, он выше на некоторых площадках наблюдений. Так, у сосны I возрастной категории на площадках ПН 3 и ПН 1 показатели МДА варьировали в пределах 9,08 до 15,03 нмоль/г, что превышало контроль на 18% и 33% соответственно, а II возрастной категории – в пределах от 7,88 до 11,65 нмоль/г, что выше контрольных значений в среднем на 24% (ПН 3).

Рис. 1. Содержание малонового диальдегида в хвое сосны обыкновенной, произрастающей в различных эдафических условиях угольного разреза «Кедровский»

Примечание:

ПН1 – спланированный отвал с нанесением потенциально плодородного слоя (ППС);

ПН2 – межотвальная впадина без нанесения ППС;

ПН3 – спланированный отвал без нанесения ППС;

ПН4 – контроль.

Таким образом, в условиях породного отвала выявлена общая тенденция в повышении окислительных процессов у сосны первой и второй возрастной группы, которая выражалась в увеличении МДА. Это свидетельствует об определенной степени неблагоприятных условий отвала для произрастания растений. Выявлено, что менее адаптированной к условиям отвала является сосна первой возрастной категории, у которой отмечалось повышение процессов окисления, а сосна II возрастной категории – наиболее адаптирована к условиям существования, так как уровень окислительных процессов у нее ниже.

Литература:

1. Баранник Л.П., Николайченко В.П. Лесная фитомелиорация техногенных земель в Кузбассе // Вестник Кузбасского технического университета. – Кемерово, 2007. – № 5. – С.101-102.

2. Жиров В.К., Голубева Е.И., Говорова А.Ф., Хаитбаев А.Х. Структурно-функциональные изменения растительности в условиях техногенного загрязнения на Крайнем Севере / Отв. редактор Е.Е. Кислых. – М.: Наука, 2007. – С. 10-12.

3. Posmyk M.M., Bailly C., Szafránska K, Jana K.M., Corbineau F. Antioxidant Enzymes and Isoflavonoids in Chilled Soybean (Glycine max (L.) Merr.) Seedling // J. Plant Physiol. – 2005. – V. 162. – P. 403-412.

4. Некрасова Г.Ф., Киселева И.С. Экологическая физиология растений. Руководство к лабораторным и практическим занятиям. – Екатеринбург, 2008. – С. 28-29.