KoryakKP26itog

1. Разработка рекомендаций для оценки качества лесных почв биологическими методами

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра экологии и природопользования
Разработка рекомендаций для
оценки качества лесных почв
биологическими методами
Работу выполнила: студентка 4 курса группы ЛДб-4501-01-00
Корякина Анна Сергеевна
Руководитель: д.б.н., профессор кафедры ЭП Олькова Анна Сергеевна

2. Актуальность

почва
Источник плодородия
Аккумулятивное звено лесной
экосистемы
Качество лесной экосистемы
Министерство природных ресурсов и экологии России – методика оценки ущерба от загрязнения
лесных экосистем;
Правительство РФ – методика экономической оценки ущерба от загрязнения земель.
2

3. Актуальность

загрязнение
Аккумулятивное
звено
почва
Источник
плодородия
Ухудшение состояния древесных и
недревесных ресурсов леса
Снижение экологической и экономической
ценности лесных экосистем
3

4. Анализ литературы

• Биотестирование — это биологический метод оценки токсичности среды с
использованием живых тест-организмов. Оно позволяет быстро и наглядно
определить влияние загрязняющих веществ на живые организмы
Было выявлено :
• Разные ОДК цинка и меди влияют как негативно так и позитивно на тесторганизм
• Разные тест-организмы имеют отличные друг от друга реакции на одни и те же
концентрации ТМ
Требуется выбор адекватных тест-организмов
4

5. Цель

Разработать и обосновать рекомендации по
применению биологических методов для
оценки качества лесных почв на основе
анализа их биологической активности.
5

6. Задачи ВКР

Проанализировать современные данные о биологических
методах контроля качества и безопасности лесных почв
Сравнить реакции экспресс биотестов с использованием
Escherichia coli и Paramecium caudatum на загрязнение
лесной почвы и уровню её кислотности
Определить толерантность семян редиса к низкому
уровню рН лесной почвы и выбрать наиболее
чувствительную тест функцию для оценки загрязнения
Установить реакцию каталазы лесной почвы на её
нейтрализацию и загрязнение
Сформулировать рекомендации по выбору
биологических методов оценки качества лесных почв
6

7. Материалы и методы исследования

Отбор почвенной пробы
• Подзолистая, супесчаная
• Сосняк беломошник
• Отдален от антропогенной среды
• Кильмезский р-н (Немское лесничество)
7

8. Схема эксперимента

CuCl2 1
ОДК
CuCl2 5
ОДК
CuCl2 25
ОДК
ZnCl2 1
ОДК
ZnCl2 5
ОДК
ZnCl2 25
ОДК
Почва
Почва
Почва
Почва
Почва
Почва
Доломит
+
CuCl2 1
ОДК
Доломит
+
CuСl2 5
ОДК
Доломит
+
CuСl2 25
ОДК
Доломит
+
ZnCl2 1
ОДК
Доломит
+
ZnCl2 5
ОДК
Доломит
+
ZnCl2 25
ОДК
Почва
Почва
Почва
Почва
Почва
Почва
8

9.

Результаты
исследования
9

10.

Физико-химические свойства почвы из соснового леса
Почва соснового леса контроль - 3.86 ед. рН
Почва относится к сильнокислым
При внесении доломита – 6,33 ед. рН
проба
Кислотность без Кислотность
добавки
с добавкой
доломита
Хлористая медь
1 ОДК
3,74
6,32
5 ОДК
3,72
5,91
25 ОДК
3,78
5,12
Хлористый цинк
1 ОДК
3,80
6,37
5 ОДК
3,69
6,13
25 ОДК
3,87
5,71
10

11.

Результаты биотестирования почвы тест-системой
«Эколюм»
11

12.

Экотоксикологический анализ почвы с помощью
Paramecium caudatum
12

13.

Проведение фитотестирования модельных
почв при помощи Raphanus raphanistrum
13

14.

Реакции семян редиса на загрязнение
лесной почвы медью
12,41
14
12
7,93
10
8
6
6,34
4,28
5,25
4,58
3,48
4,66
2,97
4
0,54 0,99
2
4,51
1,27
0
0
0,5
0
корни
всходы
14

15.

Реакции семян редиса на загрязнение лесной
почвы цинком
12,41
14
12
10
8
6
4
6,34
6,24
4,28
3,48
2,73
4,76
4,32
3,62
2,38
0,62
1,01
0 0
2
0,5 0,64
0
корни
всходы
15

16.

Результаты определение биохимических показателей
биомассы Raphanus sativus
Cu+
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
контроль
1 ОДК
без доломита
Zn+
12
5 ОДК
с доломитом
25 ОДК
контроль
1 ОДК
без доломита
5 ОДК
с доломитом
25 ОДК
16

17.

Результаты оценки содержания полифенолов
Cu+
Zn+
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
контроль
1 ОДК
5 ОДК
без доломита
с доломитом
25 ОДК
контроль
1 ОДК
5 ОДК
без доломита
с доломитом
25 ОДК
17

18.

Результаты определения активности почвенной
каталазы
1,11
1,02
1,2
1
0,8
0,49
0,6
0,4
0,28
0,23
0,22
0,13
0,2
-0,26
0
-0,2
-0,4
Контроль
1 Cu
5 Cu
25 Cu
Контроль + 1 Cu + д
доломит
5 Cu + д
25 Cu + д
Загрязнение почвы солями меди оказывает выраженное ингибирующее
действие на активность почвенной каталазы
18

19.

Результаты определения активности почвенной
каталазы
1,5
1,11
1
0,78
0,56
0,5
0,36
0,28
0,31
0,06
0
-0,5
-0,73
-1
Контроль
1 Zn
5 Zn
25 Zn
Контроль +
доломит
1 Zn + д
В отличие от меди, цинк проявил нелинейную зависимость
5 Zn + д
25 Zn + д
19

20. Выводы

1. Биологические методы мониторинга являются высокочувствительным и
информативным инструментом при оценке состояния лесных почв. Они отражают
реальный отклик живых организмов на состояние почвы, в отличие от физикохимических, где учитывают концентрации.
2. Инфузории демонстрировали более высокую резистентность к колебаниям
кислотности почвенной вытяжки, чем Е. коли, что позволяет считать их менее
чувствительными к этому стресс-фактору. Обе тест- системы показали высокую
достоверность, при оценке загрязнения почвы.
3. Семена редиса демонстрировали чувствительность к повышенной кислотности.
Нейтрализация почвенной среды приводила к увеличению длины корней. Кислая среда
повышает биодоступность ТМ, усиливаяих фитотоксичность. Наиболее чувствительной
тест-функцией определена длина корней редиса.
20

21.

Выводы
4. При нейтрализации кислой лесной почвы активность каталазы резко возросла, так как
создались оптимальные условия для почвенной микрофлоры. Нейтрализация также
частично смягчает токсичность меди и цинка, но не устраняет ее полностью. Активность
почвенной каталазы- высокочувствительная тест-функция, однако менее предсказуема в
отношение цинка.
Рекомендации по выбору биологических методов оценки качества лесных почв
Для проведения комплексного экологического мониторинга лесных почв, подверженных
техногенному загрязнению ТМ и закислению, наиболее подходящие тестирования –
фитотестирование на тест-обекте Raphanus raphanistrum, по длине корней проростков.
Также рекомендуем использовать метод определения активности почвенной каталазы,
так как она крайне чувствительна к изменению экологических условий.
21

22. Цинк

Цветная металлургия и черная металлургия
Zn — Хрупкий голубовато-белый металл. Активный металл. В природе без примесей не встречается.
Отсутствие физиологических барьеров организмов к избыточному
потреблению цинка
Эколого-биологические последствия
загрязнения цинком:
• Деформация органов растений
• Хлороз листьев
22

23. Медь

Загрязнение медью негативно влияет на растения
Cu – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском.
В природе, как самородок и в соединениях
Избыток приводит:
• к замедлению роста растений
• препятствует транспорту Fe, Mn и Zn в надземные органы
23