Юсыпива Т. И., Заморена В. С.

Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара

иЗменения Биометрических Параметров однолетнего побега betula pendula roth. в условиях техногенеза

Ответ растительного организма на действие стресс-факторов окружающей среды, в том числе и техногенеза, прежде всего можно определить по внешнему виду и состоянию растений, а также по изменению их биометрических показателей [1; 4].

Объектом исследования была береза повислая Betula pendula Roth., или бородавчатая Betula verrucosa Ehrh. (сем. Betulaceae, род Betula L.). Пробы отбирали в сентябре 2010 р. на территории, прилегающей к ОАО «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод» – источнику токсических газов SO₂, NO₂ и тяжелых металлов, и в контрольной (условно чистой) зоне – Ботаническом саду ДНУ, где по данным городской санэпидстанции концентрации загрязнителей не превышают ПДК. На каждой пробной площади было отобрано по 30 однолетних побегов. Биометрические измерения проводили по методике Р.М. Клейн, Д.Т. Клейн (30–100 измерений для каждого параметра) [3]. Экспериментальные данные обработаны статистически [5].

Как видно из табл. 1, годичный прирост побега B. pendula в условиях промышленного загрязнения составляет лишь 45,29 % от контрольного значения. Это связано как с укорочением длины междоузлий (на 37,17 % по сравнению с контрольной величиной), так и с уменьшением их количества по длине побега (на 37,00 % от значения этого параметра у растений Ботанического сада ДНУ).

Согласно литературным данным, действие промышленных выбросов на морфометрические показатели однолетнего побега древесных и кустарниковых растений может быть как негативным, так и стимулирующим. Так, по результатам исследований, проведенных О. В. Черниковой  (2008), прирост побегов у представителей рода Spirаea L. в условиях промышленного загрязнения SO₂, NO₂ и тяжелыми металлами составлял 102–181 % от значений этого показателя у растений, произрастающих в условиях чистой зоны – Ботанического сада ДНУ [6].

Т. И. Юсыпивой, Е. Ю. Минеевой  (2010) выявлено, что длина однолетних побегов Caragana arborescens Lam. и Ptelea trifoliata L. под влиянием токсических газов SO₂ и NO₂ практически не изменяется по сравнению с контролем (при этом междоузлия удлиняются, но их число падает), а годичный прирост Cornus sanguinea (L.) Opiz составляет только 50,6 % и 75,6 % от контрольного значения в зонах сильного и среднего загрязнения атмосферы (при чем у данного вида, по сравнению с первыми, наоборот, междоузлия укорачиваются, но закладывается их на побеге больше, чем у контрольных растений) [7]. В. Н. Гришко (2002) показано увеличение длины побега Ulmus pumilla L., Robinia L., Populus canadensis Moench. за счет возрастания длины междоузлий и их количества, а также уменьшение этих параметров, что приводит к снижению длины побега у вида Aesculus hippocastanum L. [2].

Таблица 1

Влияние промышленного загрязнения на биометрические показатели

однолетнего побега Betula pendula

Вид	Контроль	Промплощадка	t
Годичный прирост побега, см Длина междоузлия, см Количество междоузлий, шт. Количество листьев на модельной ветви, шт. Длина черешка листа, см Площадь одного модельного листа, см^2 Площадь ассимиляционной поверхности на модельной ветви, см^2	28,331,78 3,040,31 9,840,99 34,491,09 1,640,10 13,260,29 457,2913,06	12,831,01 1,910,41 6,200,26 52,772,46 1,610,26 9,881,13 521,3721,44	7,57 2,20 3,55 6,80 0,11 2,89 2,55

Примечание: t _табл. = 1,96.

Очень информативными показателями роста и развития растений являются биометрические характеристики листовой поверхности, изменения размеров которой могут быть косвенным свидетельством изменений в растительном организме интенсивности фотосинтеза. Как выявили наши исследования, площадь модельного листа у B. pendula является довольно чувствительным ростовым параметром. Так, его величина в условиях техногенеза значительно уменьшается и составляет 74,51 % от контрольной величины.

Изучение показателя площади листовой поверхности показало, что у объекта исследования его значение в условиях техногенеза существенно возрастает (на 14,01 % от таковой величины у растений из условно чистой зоны). Несмотря на то, что площадь модельного листа у B. pendula значительно снижается под действием промышленных эмиссий SO₂, NO₂ и тяжелых металлов, площадь ассимиляционной поверхности увеличивается вследствие закладывания большего количества листовых пластинок (которых у растений опытной площадки оказалось не только по одному, а по два, по три, а иногда и по четыре, что не является характерным для очередного листорасположения), то есть неспецифической адаптивной реакцией на загрязнение среды можно считать ксероморфные черты в строении побега этого вида древесных растений.

Увеличение ассимиляционной поверхности у исследованной древесной породы мы считаем приспособительной реакцией B. pendula к действию негативных факторов среды, что дает возможность растениям сохранять интенсивность фотосинтеза на уровне, достаточном для роста и развития растительного организма. Следует отметить, что повышение площади листьев на 106–129 % от контрольных значений у кустарников рода Spirаea L. в условиях промышленного загрязнения SO₂, NO₂ и тяжелыми металлами наблюдала О. В. Черникова [6]. Увеличение площади ассимиляционной поверхности выявлено и в исследованиях Т. И. Юсыпивой, Е. Ю. Минеевой  (2010) у всех видов декоративных кустарников: самой высокой, по сравнению с контрольной величиной, была площадь листовой поверхности у P. trifoliata, в меньшей мере под действием токсических газов SO₂ и NO₂ она возрастала у C. arborescens и C. sanguinea [7].

Таким образом, изучение влияния промышленных эмиссий на морфометрические характеристики однолетнего побега B. pendula показало, что ростовые процессы у растений этого вида угнетаются в условиях техногенеза, а именно: существенно уменьшается годичный прирост побега, длина междоузлия, площадь модельного листа, хотя два показателя увеличиваются: количество листовых пластинок на модельной ветви и площадь ассимиляционной поверхности. Последние реакции деревьев B. pendula на стресс, вызванный промышленным загрязнением, мы относим к адаптивным механизмам компенсаторного типа.

Литература:

1. Бессонова В. П., Юсипіва Т. І. Семенное возобновление древесных растений и промышленные поллютанты (SO₂ и NO₂). – Запорожье: ЗДУ, 2001. – 193 с.

2. Гришко В. Н. Ріст деревних рослин в умовах техногенного забруднення // Укр. бот. журн., 2002. – Т. 59, № 1. – С. 79–89.

3. Клейн Р. М., Клейн Д. Т. Методы исследования растений. – М.: Колос, 1974. – 527 с.

4. Кузнецов С. І., Немерцалов В. В. Фактори впливу та вимоги до інтродукційної оптимізації зелених насаджень міського середовища // Матер. Міжнар. наук.-практ. конф. «Сучасні проблеми інтродукції та акліматизації рослин». Д.: ДНУ, 2008. – С. 13–14.

5. Приседський Ю. Г. Статистична обробка результатів біологічних експериментів. – Донецьк: ДДУ, 1999. – 210 с.

6. Черникова О. В. Перспективы использования растений рода Spiraea L. в озеленении промышленных предприятий // Матер. Міжнар. наук.-практ. конф. «Сучасні проблеми інтродукції та акліматизації рослин». Д.: ДНУ, 2008. – С. 170–171.

7. Юсипіва Т. І., Мінєєва К. Ю. Біометричні характеристики однорічного пагона декоративних чагарників в умовах техногенних територій // Матер. за VI Междунар. научна практ. конф. «Новини за модерна наука – 2010». – 17–25 май, 2010 г. – София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2010. – С. 57–61.