Биоиндикатор кресс-салат

Кресс-салат (рис.2) – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжёлыми металлами, а также загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Побеги и корни под действием загрязнителей подвергаются морфологическим изменениям (задержка роста, искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).
Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на 3-4 день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.

Родиной этого растения считается Иран. В диком виде растение встречается в Африке, а также в Азии - от восточного побережья Средиземного моря до Пакистана.

Во многих регионах, в том числе в европейской части России, это растение дичает, и его можно встретить на помойках и в других местах рядом с жильём, на железнодорожных насыпях.

Рисунок 2. Кресс-салат

Использование метода биоиндикации на практике

 

Для эксперимента по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата берем семена кресс-салата сорта «Дукат» ОАО «Аэлита-Агро» (рис.3) партии №2348, годность до 12.2016. Данные семена предназначены для любительского выращивания, проверены производителем и соответствуют ГОСТ 52171-2003.

Рисунок 3. Опытный образец семян кресс-салата

Для проверки всхожести семена кресс-салата проращиваем в чашках Петри, в которые насыпаем промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрываем фильтровальной бумагой и на неё раскладываем определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняем до полного насыщения водой. Сверху семена закрываем фильтровальной бумагой и неплотно накрываем стеклом. Проращивание ведем при температуре 20-25°С. Нормой считается прорастание 90-95% семян в течение 3-4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных называется всхожестью. После определения всхожести семян приступаем к проведению эксперимента.

Отбор проб был проведен в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Почвенные образцы были просеяны и распределены в однообразные полимерные емкости и были подписаны (рис.4):

· Емкость №1 - Образец земли, взятый в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга».

· Емкость № 2 - Образец покупной земли. Изготовитель: ЗАО «Селигер-Холдинг». ТУ 0391-030-57302407-05. Номер государственной регистрации: 0525-07-209-116-0-0-0-0. Грунт питательный «Я Земля» универсальный.

Заполняем до половины емкость №1 исследуемым субстратом. В емкость №2 кладем такой же объём заведомо чистого субстрата, который будет служить в качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.

Рисунок 4. Образцы почвы

Субстраты в емкостях увлажняем одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения. В каждую емкость на поверхность субстрата укладывают по два пакета семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым.

Покрываем семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно разравнивая поверхность. Увлажняем верхние слои субстратов до влажности нижних.

В течение 10-15 дней наблюдаем за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов примерно на одном уровне.

На третьи сутки появились первые ростки (рис.5):

Емкость №1 - 57шт., емкость №2 -77шт.

Рисунок 5. Побеги кресс-салата на третьи сутки

На седьмые сутки соответственно: 60 и 87 шт. (рис.6)

 

Рисунок 6. Побеги кресс-салата на седьмые сутки

 

Признаки, по которым производим биотестирование почвы: скорость прорастания семян и прирост высоты побегов. Результаты наблюдений записываем в таблицы (табл.1 и табл.2):

 

Исследуемый субстрат	Число проросших семян, %
3 сутки	4 сутки	сутки	7 сутки	10 сутки	15 сутки
Емкость № 1
Емкость № 2

Таблица №1. Скорость прорастания семян кресс-салата

 

Исследуемый   субстрат	Высота побегов, см
3 сутки	4 сутки	сутки	7 сутки	10 сутки	15 сутки
Емкость № 1	0,5		1,4			6,3
Емкость № 2	0,9	1,3	1,9	3,7	6,9	7,4

Таблица №2. Прирост высоты побегов кресс-салата

Для оценки морфологических изменений растения вынимаем из земли (рис.7 и рис.8), рассматриваем, фотографируем и систематизируем в таблицу (табл.№3).

Рисунок №7. Проба №1 Рисунок №8. Проба №2

 

Морфологические изменения
Исследованный субстрат №1	Исследованный субстрат №2
Задержка роста	Рост нормальный
Побег не искривлен	Побег не искривлен
Перисторассеченность выражена слабо	Перисторассеченность выражена нормально
Выражено пожелтение окраски листьев	Окраска листьев зеленая

Таблица №3. Морфологические изменения

Растения кресс-салата, выращенные на субстрате №2, заметно отличаются от растений, выращенных на субстрате №1. У этих растений сильнее развита (по массе и длине) корневая система и наземная часть, у них больше листьев на побеге и они длиннее, чем у других опытных растений.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

История вопроса об использовании растений в качестве чувствительных организмов к загрязнению окружающей среды уходит своими корнями в древние века. Первые наблюдения сделали еще античные ученые: Теофраст, Катон, Плиний старший, Колумелла.

На современном этапе развития человечества происходит бурное развитие методов биотестирования, как единственного подхода адекватной оценки состояния биологических и экологических систем. Для первичной оценки состояния окружающей среды используют специально подобранные тест-организмы.
Разнообразные техногенные процессы и бурная «эпидемия автомобилизации» как фактор загрязнения городской окружающей среды ведут к накоплению различных соединений, в т.ч. и тяжелых металлов в почве, обуславливая ее загрязненность.

Городские почвы являются депонирующей средой практически для всех поллютантов и при геохимическом изучении транспортно-селитебных ландшафтов являются высоко информативными .[5]

В ходе исследования были получены следующие результаты. Опытное растение является регистрирующим биоиндикатором, так как реагирует на изменение состояния окружающей среды изменением фенооблика, изменением скорости роста, всхожестью и другими хорошо заметными признаками.

Как накапливающий индикатор, кресс-салат концентрирует загрязняющие вещества в своих тканях и частях тела, которые в последующем используются для выяснения степени загрязнения окружающей среды.

В результате проведенного эксперимента по выращиванию семян кресс-салата на почве, взятой из санитарно-защитной зоны ОАО «Электротяга», без специального дорогостоящего оборудования, приборов и реактивов были установлены уровни загрязнения почвы. Используя наблюдения за проростками кресс-салата и проанализировав полученные данные по внешним данным взошедших растений, можно сделать вывод, что в целом почва на данной территории действительно незначительно загрязнена, в целом безопасна, а в почве из магазина загрязнения отсутствуют.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура санитарного состояния».

2. ГОСТ 17.42.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».