«БИОТЕСТИРОВАНИЕ ПОЧВ ТЕХНОГЕННЫХ ЗОН ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ ...»

(1992) и «Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в кормах и растениях и их подвижных соединениях в почвах» (1993). Анализы проводились с двумя параллельными. Среднее арифметическое двух параллельных–результат определения одной пробы. Для каждой серии навесок проводился холостой опыт, включающий все стадии определения, кроме взятия навесок анализируемого материала. Холостой опыт проводился не менее, чем в 3 кратной повторности и его средний результат вычитался из показателя анализируемых проб.

Повышенным содержанием тяжелых металлов считали, если данные результатов химического анализа для каждого элемента превышал следующие значения: медь – 20 мг/кг, свинец – 32 (мг/кг), кадмий – 0,3 мг/кг (Зырин, Обухов с соавт., 1971; «Вредные химические вещества…», 1989), цинк 37 мг/кг (РД 52.18.191 – 89), хром – 50 мг/кг (Обухов и др., 1991).

Определение кислотности почвы. Кислотность почвы определялась потенциометрическим способом, который сводится к измерению ЭДС, которая возникает при опускании в почвенную суспензию двух различных электродов: измерительного и электрода сравнения. В нашем случае определялась кислотность водной вытяжки (Ягодин с соавт., 1987).

Повторность эксперимента трехкратная.

Определение гумуса. В пробах почв определение содержания гумуса проводили по методу И.В. Тюрина (вариант ЦИНАО). Данный метод основан на окислении гумуса почвы раствором калия двухромовокислого в серной кислоте с последующим фотоколориметрическим определением трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию гумуса. (Ягодин с соавт., 1987). Повторность эксперимента трехкратная.

Биотестирование почвенных вытяжек с помощью луковиц Allium cepa. Осторожно очищенные луковицы Allium cepa (сорт «Штутгартер Ризен») одинакового размера (1,5 – 3 см в диаметре) помещали на пробирки, заполненные водными вытяжками почв. Для каждого варианта использовали по 12 луковиц. Образцы вытяжек меняли ежедневно, а испарившуюся жидкость из пробирок восполняли дистиллированной водой. Эксперимент выполняли в условиях, защищенных от попадания прямых солнечных лучей. О фитотоксичности почвенной вытяжки судили по приросту корневых пучков. На 4, 7 и 14 сутки измеряли длину корней у луковиц с помощью линейки с точностью до 1 мм. Повторность эксперимента трехкратная.

Биотесты водных вытяжек почв на всхожесть семян редиса, кресс–салата. Для биотестирования почвенных вытяжек семена редиса и кресс–салата (сорт «Ажур») проращивали в очищенном кварцевом песке и поливали водной вытяжкой исследуемых почв. Выбор песка в качестве среды для прорастания семян обусловлен очень низкой способностью его водопроницаемостью. Кварцевый песок сначала промывали водопроводной водой, затем заливали разбавленной (1:1) соляной кислотой и оставляли на сутки. После этого песок промывали водопроводной водой до исчезновения кислой реакции на лакмус, а затем дистиллированной водой и высушивали. Прокаливали до обугливания помещенных в него полосок бумаги и просеивали. Семена для каждого варианта закладывали в сухой кварцевый песок в чашки Петри по семян в трех повторностях и поливали вытяжкой исследуемых пунктов.

Ежедневно песок в чашках Петри увлажнялся одинаковым количеством водной вытяжки соответствующего пункта. Всхожесть и энергия прорастания семян определялась по общепринятым методикам (ГОСТ 12039–82 и ГОСТ 12038–84). Энергию прорастания у редиса определяли на 3, а всхожесть на 6 сутки. У кресс–салата на 3 и 5 сутки соответственно. Контролем служили семена, проросшие на песке, периодически увлажняемом, водной вытяжкой почвы контрольного пункта.

Тестирование водных вытяжек почв на проростках редиса и кресс–салата. Очищенный кварцевый песок в трехкратной повторности помещался в чашки Петри до половины, увлажнялся. На поверхность песка в каждую чашку укладывалось по 150 семян редиса (150 семян кресс–салата). Семена присыпали сверху песком, увлажняли. В течение последующих 10 дней чашки Петри с прорастающими семенами поливали равным количеством водной вытяжки почв исследуемых пунктов. По прошествии 10 дней проростки осторожно освобождались от песка, промывались, высушивались фильтровальной бумагой, после чего проводилось взвешивание, и измерение длины отдельно надземной части и корней растения. Измерения длины надземной части и корней тест– растений проводили с помощью линейки с точностью до 1 мм, взвешивание исследуемых органов тест–растений проводили на аналитических весах 2–го класса точности «ВЛР–200». Контролем служили проростки, ввыросшие на песке, периодически увлажняемом, водной вытяжкой почвы контрольного пункта.

Изучение влияния повышенного содержания тяжелых металлов тестируемых почв на каталазную активность в проростках тест– растений. Активность каталазы в четырехдневных проростках редиса, кресс–салата определяли газометрическим методом в модификации А.И.Ермакова. Суть метода заключается в улавливании и измерении объема выделившегося кислорода после прибавления к водному экстракту каталазы перекиси водорода. Данный метод подробно описан в руководстве «Методы биохимического исследования растений» (1972.).

Для получения четырехдневных проростков тест–растений усредненные пробы почв в трехкратной повторности до половины помещались в чашки Петри, увлажнялись. На поверхность почвы в каждую чашку укладывалось по 100 семян редиса (100 семян кресс–салата). Семена присыпали сверху почвой, увлажняли. В течение 4 дней чашки Петри с исследуемым субстратом поливали равным количеством воды. По прошествию 4 дней проростки осторожно освобождались от земли, промывались, высушивались фильтровальной бумагой и использовались для экспериментов. Повторность эксперимента трехкратная. Контролем служили проростки, выросшие на почве контрольного пункта.

Биотестирование почв на всхожесть семян редиса, кресс–салата.

Для биотестирования почв семена редиса (сорт «Политез») и кресс–салата (сорт «Ажур») проращивали в исследуемых почвах. Семена для каждого варианта закладывали в увлажненную дистиллированной водой, свежую почву в чашки Петри по 100 семян в четырех. Ежедневно почву в чашках Петри увлажняли одинаковым количеством дистиллированной водой.

Всхожесть и энергия прорастания семян определялась по общепринятым методикам (ГОСТ 12039–82 и ГОСТ 12038–84). Энергию прорастания у редиса определяли на 3, а всхожесть на 6 день. У кресс–салата на 3 и сутки соответственно. Контролем служили семена, проросшие на почве контрольного пункта.

Тестирование почв на проростках редиса и кресс–салата.

Усредненные пробы почв в трехкратной повторности помешались в чашки Петри до половины, увлажнялись. На поверхность почвы в каждую чашку укладывалось по 100 семян редиса (100 семян кресс–салата).

Семена присыпали сверху почвой и увлажняли. В течение последующих 10 дней чашки Петри с исследуемым субстратом поливали равным количеством воды. По прошествию 10 дней проростки осторожно освобождались от земли, промывались, высушивались фильтровальной бумагой, после чего проводилось взвешивание, и измерение длины отдельно надземной части и корней растения. Измерения длины надземной части и корней тест–растений проводили с помощью линейки с точностью до 1 мм, взвешивание исследуемых органов тест–растений проводили на аналитических весах 2–го класса точности «ВЛР–200».

Контролем служили проростки, выросшие на почве контрольного пункта.

тестируемых почв на каталазную активность в проростках тест– растений. Активность каталазы в четырехдневных проростках редиса, кресс–салата определяли газометрическим методом в модификации А.И.Ермакова. Этот метод заключается в улавливании и измерении объема выделившегося кислорода после прибавления к водному экстракту каталазы перекиси водорода. Данный метод подробно описан в руководстве «Методы биохимического исследования растений» (1972.) Для получения четырехдневных проростков тест–растений в чашки Петри помещалась фильтровальная бумага в два слоя и увлажнялась водной вытяжкой почв соответствующих пунктов. На поверхность увлажненной бумаги в каждую чашку укладывалось по 100 семян редиса (100 семян кресс–салата). В течение 4 дней чашки Петри добавляли одинаковое количество вытяжки. По истечению 4 дней проростки осторожно промывались, высушивались фильтровальной бумагой, и использовались для экспериментов. Повторность эксперимента трехкратная. Контролем служили проростки, выросшие на песке, периодически увлажняемом, водной вытяжкой почвы контрольного пункта.

Изучение влияния тяжелых металлов почв (водных вытяжек почв) тестируемых пунктов на митотическую активность клеток корневой меристемы тест–растений. Семена репчатого лука (сорт Штутгартер Ризен) проращивали в чашках Петри на исследуемых водных вытяжках (почвах). Для анализа отбирали проростки с корешками длиной 1,5–2,0 см. В корневой меристеме проростков лука репчатого определяли митотический индекс как процент делящихся от общего количества наблюдаемых клеток. Часть проростков в утренние часы фиксировалась в уксусном алкоголе (96% этиловый спирт и ледяная уксусная кислота в отношении 3:1) не менее 30 минут. Для окрашивания проростки помещались на сутки в 3 — 4 % раствор ацетокармина. По истечении этого времени у проростков отсекались кончики корешков (1 — 2 мм), из которых готовились временные давленые препараты по общепринятой методике (Магулаев, 1980.) Препараты исследовались под микроскопами МБИ—3 и МРУ — 5 (Варшава.) Митотический индекс рассчитывали по формуле:

где в числителе – сумма профаз, метафаз, анафаз и телофаз (число делящихся клеток), в знаменателе –сумма делящихся и не делящихся клеток (I –число клеток находящихся в стадии интерфазы). В каждом варианте подсчитывалось от 2000 до 3000 клеток.

Количественная оценка действия почв (водных вытяжек почв) тестируемых пунктов. Процент ингибирования тест–отклика растений вычисляли по формуле:

I – процент ингибирования тест–отклика растений (%), K1 – среднее значение тест–отклика растений в опыте.

К2 – среднее значение тест–отклика растений в контроле.

Для получения сопоставимых результатов по итогам тестирования рассчитывали индекс токсичности почв (водной вытяжки почв) пунктов для каждой тест–функции по формуле:

ТФ 0 – значение регистрируемого тест–отклика в опыте;

ТФ К – в контроле. Величина ИТФ изменяется от 0 до М, где М–любая положительная величина.

Среднее значение индекса токсичности почв (водной вытяжки почв) для каждого пункта рассчитывали по формуле:

ИТФ ИТФ 2, ИТФ 3–индексы токсичности, рассчитанные для каждой тест–функции;

n – количество тест–откликов, задействованных в эксперименте для конкретного пункта (Кабировс соавт., 1997).

В качестве тест–отклика использовали длину корней луковиц, митотический индекс, всхожесть семян, длину и массу надземной / подземной части проростков тест–растений, активность каталазы в проростках тест–растений.

Водную вытяжку, почву считали фитотоксичной, если величина тест– функции в опыте достоверно ниже таковой в контроле (р 0,9500).

Тестируемые почвы обладают стимулирующими свойствами, если величина тест–функции в опыте достоверно выше таковой в контроле (р 0,9500).

Все экспериментальные данные обрабатывались статистически (Рокицкий, 1967; Магулаев, 1994) на IBM PC Pentium IV с использованием пакета программы Statistica v 6.0. Корреляционные зависимости оценивали по параметрическому коэффициенту корреляции (r). В качестве величины расстояния при кластерном анализе использовали расстояние Евклида, а стратегию классификации – стратегия группового соседа. Фотографии сделаны с помощью цифровой фотокамеры Sony DCS — F 707.

ГЛАВА III. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ НА РАЗВИТИЕ

ТЕСТ–ОТКЛИКОВ У МОДЕЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ

3. 1 Содержание тяжелых металлов в почвах тестируемых спектрофотометрии определялось содержание подвижных форм меди, кадмия, цинка, хрома и свинца. Результаты химического анализа почвы приведены в таблице 1.

Содержание подвижных форм ТМ в почвах тестируемых пунктов (экстрагент 1МHNO3) Точки проб почв Для организации результатов химического анализа почвы в наглядные структуры был использован кластерноый анализ. Суть кластерного анализа заключается в объединении объектов в достаточно большие кластеры, используя некоторую меру сходства или расстояние между объектами. Чем (дендрограмма). В матрицу данных заносили средние значения содержания каждого элемента в почве. Данные кластерного (рис. 3; табл.2, 3.) анализа показали, что происходит объединение исследуемых пунктов в один большой кластер, отдаленный от контроля, причем на максимальном расстоянии от контроля находится пункт 2. Кроме того, пункты 5 и 7 входят в один кластер. Аналогичная картина прослеживается и для 1 и 8 пунктов.

Это говорит о схожем элементном составе почв этих пунктов, причем схожесть между пунктом 1 и 8 больше, чем между пунктами 7 и (расстояния Евклида между кластерами соответственно равно 19,57 и 59,37).

На последних шагах кластеризации происходит объединение кластеров.

Дальнейшее объединение групп в кластеры говорит о схожести элементного состава, но уже не такой, как у вышеуказанных пунктов.

Дендрограмма результатов химического анализа почв на содержание в них некоторых тяжелых металлов Пункты, объединенные в кластеры объединенные в кластеры Различия проб почв тестируемых пунктов по содержанию ТМ (расстояние Евклида) Пункты сбора почв Контроль 236,70 357,97 268,93 266,051 333,64 155,19 320,28 250, 3. 2 Оценка загрязненности почв тестируемых пунктов тяжелыми металлами с помощью митотической активности В настоящее время цитогенетический мониторинг антропогенного экологического мониторинга. Приоритетность таких исследований на клеточном и хромосомных уровнях определяется наибольшей уязвимостью этих структур организма мутагенами, выбрасываемыми промышленностью и автотранспортом. Митотическая активность нередко используется исследователями в качестве чувствительного показателя в оценке загрязненности окружающей среды (Востирикова, 1999; Цитленок с соавт., 1997, 2002) Сейчас для выявления загрязнений окружающей среды широко используют растительные объекты (Погосян и др. 1991; Бессоновас соавт., вышеперечисленным, представляется интересным определить митотическую активность пролиферативных клеток корешков проростков Allium cepa, выросших на почвах тестируемых пунктов с повышенным содержанием ТМ, содержанием ТМ в почве, превышающее ПДК, и митотической активностью.

Решение этой задачи позволит оценить перспективность применения тест– лабораторных условиях. Результаты исследования представлены в таблице 4.

проростков Allium cepa Точки отбора проб почв Как видно из данных табл. 4 и рис. 4 ингибирование пролиферативной активности меристематических клеток корешков проростков лука репчатого составило: пункт 1 – 15,29 %, пункт 2 – 21,41 %, пункт 3 – 1,17 %, пункт 4 – 16,70 %, пункт 5 – 23,76 %, пункт 6 – 11,53 %, пункт 7– 18,59 %, пункт 8 – 8,70 % Между данными по ингибированию пролиферативной активности существуют статистически значимые различия (р 0,9500). Исключения составляют пункты 1, 3, 6 и 8. Здесь различия статистически недостоверны.

Корреляционный анализ между пролиферативной активностью клеток корневой меристемы проростков и содержанием ТМ в почве превышающих ПДК позволил выявить отрицательную корреляцию между содержанием цинкав почве пункта 1 и пролиферативной активность клеток корневой меристемы тест–растений (r Zn = - 0,52). Отрицательный характер корреляции говорит об уменьшении одного признака при увеличении другого. Для цинка и хрома выявлена положительная корреляция: r Pb = 0,43,, r Cr = 0,94.

Заметная, весьма тесная корреляция обнаружена между изучаемыми признаками проростков, выросших на почве пункта 2 (r Pb = 0.81, r Cd = 0.5, r Zn= 0.37, r Cr = – 0.88).

Анализ корреляционных связей выявил заметную положительную = -0.5) – пункт 3, и отрицательные корреляции для свинца и хрома (r Pb = – 0.70; r Cr = – 0.30) пункт 4.

Для пунктов 5, 6, 7, 8 коэффициенты корреляции соответственно составили: r Cu = 0,22, r Pb = 0.63, r Cd = – 0,1, r Zn = – 0.25; r Cu = – 0,5, r Pb = – 0.60, r Cd = – 0.5, r Cr = – 0.46; r Cu = 0,42, r Pb = – 0.80, r Cd = – 0.5, r Zn = 0.87, r Cr = – 0.99; r Cu = 0,97, r Pb = – 0.99, r Cd = – 1, r Zn = 0.96, r Cr = – 0.47.

Таким образом, проведенный эксперимент показал, что митотическая активность меристематической ткани корешков экспериментальных проростков, как правило, достоверно ниже таковой контрольных проростков, пролиферацию клеток корневой меристемы проростков лука репчатого (максимальное ингибирование составило 30,77 % – пункт 5, минимальное– 8,97 % – пункт 3). Проведенный корреляционный анализ показал наличие как превышающих ПДК, и активностью пролиферации клеток меристемы корешков проростков тест–растения. Это говорит о перспективности применения этого цитогенетического показателя для биотестирования загрязнения почв ТМ в лабораторных условиях с помощью модельных растений.

3. 3 Биотестирование почв по всхожести семян модельных растений В почве накапливаются разнообразные соединения естественного и антропогенного происхождения, обуславливающие ее загрязненность и токсичность (Реймерс, Яблоков, 1992). Определить степень токсичности почвы можно с помощью биотестирования (Кабировс соавт., 1997). Для этих целей применяется биотест на фитотоксичность (фитотест), который способен адекватно реагировать на экзогенное химическое воздействие путем снижения интенсивности прорастания корней, и, следовательно, выступать в роли индикаторов токсичности. Фитотест информативен, высоко чувствителен, характеризуется стабильностью получаемых результатов.

Показателями фитотоксического действия являются снижение (по сравнению с контролем) всхожести семян, снижение длины корней, уменьшение скорости прорастания семян за первые 3 дня опыта. При этом наиболее информативным для проведения лабораторных опытов обладает тест на ингибирование роста семян (Определение токсичности…, 2004).

В связи с вышеизложенным, представляется интересным исследовать фитотоксическое действие почв тестируемых пунктов с повышенным содержанием ТМ в биотесте на всхожесть семян модельных растений, а также определить существуют ли корреляционные связи между содержанием ТМ в почве, превышающее ПДК, и всхожестью семян. Результаты биотестирования приведены в таблице 5.

Результаты биотестирования почв по всхожести семян модельных растений Всхожесть и энергия прорастания семян модельных растений Всхожесть, % Влияние концентраций ТМ на всхожесть семян тест–растений было изучено с помощью корреляционного анализа. Выяснилось, что в этом случае имеет место как положительная, так и отрицательная корреляционная зависимость. При корреляционном анализе данных по биотестированию почв пункта 1 на фитотоксичность по всхожести семян редиса была обнаружена функциональная зависимость меду содержанием ионов хрома, в почве, и всхожестью семян (rCr = 0.94). Для свинца и цинка коэффициенты корреляции соответственно равны 0,43; – 0,52. Практически сходные результаты были получены при корреляционном анализе данных для кресс–салата rPb = 0.41;

rZn = – 0.51; rCr = 0.96.

Анализ связей между вышеперечисленными признаками для пункта позволил выявить наличие весьма тесной корреляционной связи между содержанием ионов свинца и всхожестью семян кресс–салата (rPb = 0,81).

Для кадмия и цинка выявлена заметная положительная корреляция (rCd = 0,5;

rZn = 0,37). Для редиса эти показатели составили rPb = 0.80; rCd = 0,5; rZn = 0,40;

rCr = – 0. Корреляционная зависимость между изучаемыми признаками для пункта 3 (кресс–салат) имеет как отрицательную направленность (rCd = -0,48), так и положительную (rPb = 0,38). Аналогичная картина прослеживается и у редиса: rCd = – 0,45; rPb = 0,36.

Установление связей между всхожестью семян кресс–салата и содержанием ионов ТМ в почве пункта 4 показало отрицательную корреляцию для свинца, хрома (rPb = – 0,70; rCr = – 0.30). Для редиса эти показатели составили: rPb = – 0,76; rCr = – 0.38.

Иная картина наблюдалась при корреляционном анализе данных биотестирования почвы пункта 5 и 6: rCu = 0.22; rPb = 0.63; rCd =–0,99;

rZn = – 0,25 (пункт 5 – кресс–салат); rCu = 0.25; rPb = 0.68; rCd = – 0,64;

rZn = – 0,29 (пункт 5 – редис); rCu = – 0.52; rPb = –0.60; rCd = – 0,5; rZn = –0,96;

rCr = – 0.46; (пункт 6 – кресс–салат); rCu =–0.56; rPb = – 0.62; rCd =–0,5;

rZn = – 0,92; rCr = – 0.52 (пункт 6 – редис).

При биотестировании почвы пункта 7 и 8 также обнаружена как положительная корреляционная связь между содержанием ионов ТМ и всхожестью семян кресс–салата для меди (r = 0.42), цинка (r = 0,99; r = 0,96), хрома (r = 0,99; r = 0,47), так и отрицательная для свинца (r = – 0,82; r = – 0,99), кадмия (r = – 0,5 r = – 0,98). Для редиса эти показатели отличаются от таковых кресс–салата: rCu = – 0.51; rPb = 0.70; rCd = 0,5; rZn = 0,86; rCr = – 0.83;

(пункт 7) и rPb = – 0.80; rCd =–0,5; rZn = 0,90; rCr = –0.53 (пункт 8).

По результатам биотестирования определяли процент ингибирования всхожести семян тест-растений (рис. 6) Между всеми пунктами, кроме 4 и 6 (для кресс–салата), 1, 4 и 6, 3 и 5, (для редиса) различия оказались достоверными ( р 0,9500).

экспериментальных тест–растений, достоверно ниже таковых в контроле, то есть тестируемая почва является фитотоксичной и ингибирует развитие исследуемого тест–отклика. Проведенный корреляционный анализ показал Ингибирование всхожести семян тест–растений Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт наличие как минимум заметной корреляции между содержанием ТМ в почве, превышающих ПДК, и всхожестью семян тест–растений. Максимальный процент ингибирования всхожести семян для редиса составил 70,73 % – пункт 6, минимум – 36,34 % – пункт 8. Для кресс–салата максимум ингибирования составил – 70,40 % – пункт 2 и минимум – 23,89 – пункт 1.

3. 4 Тестирование почв на проростках редиса и кресс–салата Известно, что в городах образуются техногенные биогеохимические накоплением ТМ в верхнем слое почвы (Сает с соавт., 1985; Лепнева, Обухов, 1987; Москаленко, Смирнова, 1990; Касимовс соавт., 1990, и др.).

Среди приоритетных загрязнителей городов многие исследователи выделяют тяжелые металлы, качественный состав которых в выпадениях из атмосферы загрязнителями почв г. Ставрополя являются кадмий, свинец, цинк, медь и кобальт (Дегтярева 2003).

В литературе имеются данные по использованию редиса в качестве модельного организма для биотестирования урбаноземов, где в качестве основных объектов исследования были выбраны почвы с известным содержанием гумуса, а также почвы, с превышением ПДК по свинцу в 3 – раз (Шунелько, 2000). Исходя из этого, была предпринята попытка провести биотестирование почв вышеперечисленных пунктов в г. Ставрополе, с повышенным содержанием меди, свинца, кадмия, хрома и цинка (см. табл..1) с помощью двух модельных организмов редиса и кресс-салата, и выявить корреляционные связи между содержанием в почве ТМ, превышающих предельные концентрации и развитием тест-откликов у модельных растений (длина подземной и надземной частей). Результаты биотестирования отражены в таблице 6.

Чувствительными к повышенным ПДК ТМ в почве оказались как проростки кресс–салата, так и редиса, точнее их подземная часть (рис. 7).

Было зафиксировано статистически достоверное ингибирование роста корня кресс–салата на 38,54 % (пункт 1), 21,34 % (пункт 2), 48,68% (пункт 3), 35,25% (пункт 4), 47,48 % (пункт 5), 59,23 % (пункт 6), 31,41 % (пункт 7), 37,89 % (пункт 8). Шунелько (2000) при биотестировании урбаноземов с повышенным содержанием свинца с помощью проростков пшеницы, овса и кресс–салата, наблюдала стимулированное развитие корневой системы на 29%, 32% и 57% соответственно, что не согласуется с данными настоящего исследования (опыт с кресс–салатом). По всей вероятности, несогласование результатов можно объяснить тем, что в настоящем исследовании имеет место полиэлиментное загрязнение, загрязнение несколькими ТМ.

Результаты биотестирования почв на проростках модельных растений У всех изученных проростков редиса, выращенных на тестируемых корневой системы, в отличие от кресс–салата, где наблюдалось только ингибирование роста корня: пункт 1 – недостоверное стимулирование (0,86%), пункт 6 – достоверное стимулирование (37,78%), пункт 2, 3, 4, 5, 7, достоверное ингибирование (50,63%, 19,88%, 60,78%, 10,49%, 31,48 %, 14,20%). Ильин и Степанова (1982), воздействуя на проростки пшеницы свинцом наблюдали стимулированное развитие корневой системы. Они же приводят в качестве примера результаты Ф. Аустенфельда (1979) на аналогичные результаты в опытах с никелем и кобальтом.

изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого можно представить в виде схемы, в которой корреляционный связи убывают слева направо:

Пункт 1 Cr (0,94) > Zn (0,52) > Pb (0,43) > гумус (0,40) Пункт 2 Cr (- 0,88) > Pb (0,81) > Cd (0,5) > гумус (0,38) > Zn(0,37) Пункт 3 Cd (0,50) > Pb (0,46) > гумус (0,38) Пункт 4 Pb (- 0,99) > Cr (- 0,67) >гумус (0,19) Пункт 5 Cd (- 0,99) > Pb (0,73)> Zn (- 0,37) > гумус (0,26) > Cu (0,09) Пункт 6 Cd, Cu (0,99) > Cr (- 0,51) > Pb (- 0,37)> гумус (- 0,18) Пункт 7 Zn (0,99) > Cr (- 0,99)> Pb (- 0,82)> Cd (- 0,5)>Cu (0,42) >гумус (0,41) Пункт 8 Cd (- 1), Pb (- 0,99)> Zn (0,96)> гумус (0,52) > Cr (0,47) Кресс–салат Пункт 1 Cr (0,93) > Zn ( – 0,52) > Pb (0,43) > гумус (0,12) Пункт 2 Cr (0,88) > Pb ( – 0,81) > Cd ( – 0,5) > Zn( – 0,37) >гумус (0,30) Пункт 3 Cd (- 0,60) > Pb (0,5) > гумус (0,37) Пункт 4 Pb (- 0,70) > гумус (0,56) > Cr (– 0,30) Пункт 5 Cd (- 1) > Pb (0,63)> Zn (– 0,25) > Cu (0,22) > гумус (0,13) Пункт 6 Pb (-0,60) > Cu (0,52) > Cd (- 0,5) > Cr (- 0,46) > гумус (0,40) Пункт 7 Zn (0,99) > Cr (- 0,99)> Pb (- 0,81)> Cd (- 0,5)>Cu (0,42) >гумус (0,25) Пункт 8 Cd (1), Pb (0,99)> Zn (- 0,96) > Cr (- 0,47) > гумус (0,26) Другой целью настоящего исследования было выявить реакцию надземной части тест–растений на присутствие повышенного содержания ТМ в тестируемых почвах (рис. 8). Различия результатов биотестирования достоверны с контролем (р 0,9500), кроме пункта 1 и 8 (для редиса).

Для почвы пункта 1 и 2 характерно стимулирование (10,21 %, 23,94 %) надземной части редиса. Для остальных пунктов характерно достоверное ингибирование развития надземной части проростков редиса: пункт 3– 26,73%, пункт 4 – 37,30 %, пункт 5 – 19,81 %, пункт 6 – 21,99 %, пункт 7– 23,69 %, пункт 8 – 5,47 %.

На надземную часть проростков кресс–салата тестируемые почвы действуют угнетающе, достоверно ингибируя развития на 33,50 % пункт 1;

25,94 % – пункт 2; 43,81 % – пункт 3; 29,55 % – пункт 4; 29,21 % – пункт 5;

34,71 % – пункт 6; 20,96 % – пункт 7; 26,46 % – пункт 8.

Влияние концентраций ТМ, превышающих предельно допустимые для почвы, на развитие надземной части проростков модельных растений было изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде схемы:

Пункт 1 Pb (0,99) > Zn (0,48) > гумус (0,30) > Cr (0,17) Пункт 2 Cr (0,88) > Pb (- 0,81) > Cd (- 0,5) > гумус (0,38) > Zn (- 0,37) Пункт 3 Cd (- 0,5) > Pb (0,40) > гумус (0,30) Пункт 4 Pb (- 0,70) > гумус (0,51) > Cr (- 0,30) Пункт 5 Cd (- 1) > Pb (0,63)> Zn (- 0,25) > Cu (0,22) > гумус (0,13) Пункт 6 Cd (- 0,5) > Cu (- 0,52) > Cr (- 0,46) > Pb (- 0,60)> гумус (0,51) Пункт 7 Zn (- 0,99) > Cr (0,99)> Pb (0,81)> Cd (0,5)>Cu (- 0,42) > гумус (0,30) Пункт 8 Cd (- 1), Pb (- 0,99)> Zn (0,96) > Cr (0,47) > гумус (0,21) Кресс–салат Пункт 1 Cr (0,94) > Zn (0,52) > Pb (0,43) > гумус (0,43) Пункт 2 Cr (- 0,88) > Pb (0,81) > Cd (0,5) >гумус (0,40) > Zn(0,37) Пункт 3 Cd (-0,5) > Pb (0,40) > гумус (0,22) Пункт 4 Pb (- 0,86) >гумус (0,54) > Cr (- 0,05) Пункт 5 Cd (- 1) > Pb (0,63)> Zn (-0,25) > Cu (0,22) > гумус (0,13) Пункт 6 Pb (- 0,60) > Cu (- 0,52) > гумус (0,51) >Cd (- 0,5) > Cr (- 0,46) Пункт 7 Zn (0,99) > Cr (- 0,99)> Pb (- 0,82)> Cd (- 0,5)>Cu (0,42) >гумус (0,29) Пункт 8 Cd (- 1) > Pb (- 0,99) > Zn (0,96) > Cr (0,47) > гумус ( 0,53) Помимо учета длины надземной и подземной частей тест–растений в качестве тест–отклика учитывалась и сырая биомасса как надземной, так и подземной части модельных организмов (рис. 9).

биомассы надземной части редиса почвой пункта 1 – на 16,67%, пункта 2– на 8,33%, пункта 8 на 8,33 %.

Ингибирующее действие на развитие биомассы побега прослеживается у проростков редиса, выросших на почвах пункта 3 – на 25,00 %,пункта 5– на 16,67 %, пункта 7–на 41,67 %. Для кресс–салата зафиксировано только недостоверное стимулирование развития массы побега под действием почвы пункта 7 на 50 %.

Что касается развития биомассы подземной части проростков редиса тест–отклика у проростков редиса, выросших на почвах пунктов 1, 3, 8 на 50, 50, и 100 % соответственно.

Для проростков кресс–салата зафиксировано как стимулирование развития тест–отклика (пункт 1, 4, 5–на 33,33 %, пункт 2, 6–на 66,67%), так и ингибирование развития этого тест–отклика (пункт 7, 8,–на 33,33%) Для кресс–салата максимальное ингибирование развития подземной части проростка наблюдалось при прорастании на почве пункта 6 (64,58 %), оказывалось как стимулирования (37,78 % – пункт 6), так и ингибирование (максимальное–31,48 %–пункт 7, минимальное– 10,49 % – пункт 5).

Ингибированное и стимулированное действие тестируемых почв оказывали и на развитие биомассы подземной части проростков модельных растений. Так, при проращивании семян редиса на почве пункта 8 наблюдалось 100 % стимулирование развития биомассы корня. При развитии биомассы подземной части проростков кресс–салата наблюдалось как стимулирование (66,67 % – пункт 2, 6), так и ингибирование (33,38 % – пункт 7, 8).

Максимальное ингибирование развития надземной части проростков было зафиксировано у кресс–салата, выросшего на почве пункта 8 (77,46 %), минимальное–22,03 % (пункт 7). У редиса, помимо ингибированного развития данного тест–отклика (максимальное–30,69 % – пункт 3, развитие (17,24 % – пункт 2). Стимулирование развития биомассы надземной части растения было зафиксировано у проростков, выросших на почве пункта 7 (50,00 % – кресс–салат) и почве пункта 7 (16,67 % – редис).

Максимальное ингибирование развития биомассы зафиксировано только у проростков редиса, выросших на почвах пунктов 7 (41,67 %), минимальное – 16,67 % (пункт 5).

Таким образом, проведенный эксперимент показал достоверные различия с контролем в длине подземной и надземной части тест–растений (различия в длине корня и стебля у редиса, выросшего на почве пункта 1, и редиса выросшего на почве пункта 8 (длина стебля), не достоверны), что говорит о фитотоксичности тестируемых почв.

3. 5 Действие повышенного содержания тяжелых металлов почв тестируемых пунктов на активность каталазы проростков модельных Многие тяжелые металлы ингибируют активность ферментов, образуют комплексные органические соединения, способные проникать через клеточные мембраны (Лозановская, с соавт., 1998). Повреждение ферментов относится к главным факторам токсического действия ТМ (Косицын, Алексеева–Попова, 1983). Изучая ферментативную активность растений ячменя сорта «Московский 121» в условиях произрастания на почве с повышенным содержанием цинка, никеля и марганца, Краснова (1990) установила, что в присутствии солей никеля и цинка активность инвертазы уменьшилась в 3 раза. Действие щелочной фосфатазы ингибировалось в 2,3 раза под действием никеля.

Изучение литературы по данной тематике показало, что вопросу о влиянии ТМ на активность каталазы посвящено немало работ. Каталаза– фермент антиоксидантного комплекса, который защищает организм от разрушающего действия свободных радикалов (Верхотуров, 1999). В результате активирующего действия каталазы происходит расщепление токсичной для живых организмов перекиси водорода, образующейся при окислении углеводов, белков, жиров флавопротеиновыми ферментами на воду и свободный кислород.

Образующийся в результате реакции активный кислород принимает участие в окислении органических соединений. (Пейве, 1961; Щербакова с соавт., 1975).

Зуев (2002) воздействуя на семена пшеницы (сорт «Безостая 1») и ячменя (сорт «Тайна») ПДК растворами солей меди, кадмия и свинца, наблюдал как ингибирование, так и стимулирование активности каталазы.

Магулаев, Кривошеева (2004), воздействуя на семена мягкой пшеницы (сорт «Скифянка») ПДК растворов солей хрома, железа, кобальта и никеля наблюдали аналогичную картину–ингибирование и стимулирования активности фермента. Оголева, Чердакова (1986), изучая влияние никеля на биохимические процессы у люцерны синегибридной, установили, что увеличение концентрации никеля приводит к повышению активности аскорбиноксидазы, пероксидазы и каталазы. Барсукова (1997) предполагает, что подобная активация окислительно–восстановительных процессов свидетельствует о возможности участия ферментов в процессе формирования защитных функций растительного организма в случае присутствия токсичных доз металлов.

антропогеннозагрязненных почв на активность каталазы, необходимо уделять большее внимание.

Исходя из этого, была предпринята попытка определить активность каталазы в семенах, проросших на исследуемых почвах, с повышенным содержанием меди, кадмия свинца, цинка, и хрома, определить вклад металла превышающего ПДК для почвы на активность фермента. Решением этого вопроса можно оценить возможность использования этого метода для исследования приведены в таблице 7.

Каталазная активность проростков кресс–салата и редиса выращенных на почвах тестируемых пунктов (мл О2 / 9 мин. / г. сырого веса) Активность фермента, мл статистически достоверно составило 60,18 % (Пункт 1), 54,05 % (Пункт 2), 68,21 % (Пункт 3), 49,81 % (Пункт 4), 59,65 % (Пункт 5), 56,32 % (Пункт 6), 59,65 % (Пункт 7), 67,75 % (Пункт 8); в проростках кресс–салата–75, % (Пункт 1), 6,81 % (Пункт 2), 38,18 % (Пункт 3), 56,61 % (Пункт 4), 34, % (Пункт 5), 14,83 % (Пункт 6), 50,20 % (Пункт 7), 68,34 % (Пункт 8) Результаты корреляционного анализа между концентрациями ТМ превышающих ПДК для почвы и активностью каталазы можно выразить с помощью схемы (в скобках указаны коэффициенты корреляции):

Пункт 1 Zn (0.96)>Cr (- 0.93)> Pb (0.29) Пункт 2 Cr (0.88)>Pb ( 0.81)>Cd ( - 0.50)>Zn ( - 0.37) Пункт 3 Cd (- 0.50)> Pb (0.40) Пункт 4 Pb (0.70)> Cr (0.30) Пункт 5 Cd (0.99)> Pb ( - 0.63)>Zn (0.25)>Cu ( - 0.22) Пункт 6 Pb (0,60)>Cu (0,52)>Cd (0,50)>Cr (0,46) Пункт 7 Cd (0,98)>Cu ( - 0,96)>Cr (0,68)>Zn ( - 0,61)>Pb (0,10) Пункт 8 Zn (- 0,86)>Cd (0,69)>Pb (0,61)> Cr (0,31) Кресс - салат Пункт 1 Cr - 0.99)> Zn (0.77)> Pb ( - 0.11) Пункт 2 Cr (0.98)>Zn(- 0.91)> Cd (0.24)> Pb ( - 0.18) Пункт 3 Cd (- 0.50)> Pb (0.40) Пункт 4 Pb (0.70)> Cr (0.30) Пункт 5 Cd (- 0.92)>Cu (0.57)> Pb (0.29)>Zn (0.14) Пункт 6 Pb (- 0.60)>Cu ( - 0.52)>Cd ( - 0.50)>Cr ( - 0.46) Пункт 7 Zn(0.99), Cr (- 0.99)> Pb (- 0.82)>Cd ( - 0.50)>Cu (0.42) Пункт 8 Cd (- 0.99), Pb (- 0.99)> Zn (0.96)> Cr (0.47) Как видно из схемы, наряду с положительной корреляцией между активностью фермента и содержанием ТМ в почве, превышающих ПДК, прослеживается и отрицательная, которая говорит об обратной связи между изучаемыми признаками (при увеличении одного признака соответственно уменьшается другой).

Таким образом, результаты экспериментов показали достоверное ингибирование активности каталазы в опытных проростках по сравнению с контрольными. Максимальное ингибирование активности каталазы проростков редиса составило 71,29 % (пункт 3), минимальное–29,12 % (пункт 8), для кресс–салата эти показатели соответственно составили 77,36 % (пункт 1) и 12,26 % (пункт 2). Кроме того, наличие, как минимум, заметной корреляции между активностью фермента и содержанием ТМ в почве, превышающих ПДК, и достоверное изменение активности каталазы по сравнению с контролем, говорит о возможности использования данного биохимического показателя в качестве тест–функции при мониторинге загрязнения почв ТМ.

Для интегральной оценки результатов биотестирования почв был применен кластерный анализ. В матрицу данных заносились средние значения реакции тест–откликов редиса и кресс–салата отдельно для каждого пункта и контроля (энергия прорастания и всхожесть семян редиса и кресс– салата, длина, масса корня и побега, каталазная активность проростков редиса и кресс–салата). Данные кластерного анализа показали, что (см. рис.

12; табл. 8, 9) пункты отбора проб почв группируются в один кластер, отдаленный от контроля, как и при кластерном анализе по результата элементного состава почв пунктов (см. рис. 3, табл.2, 3). Наибольшее кластерное расстояние отмечено между пунктом 3 (район центрального автовокзала) и контролем, пунктом 2 (перекресток ул. Ленина–Доваторцев– Мира) и контролем, пунктом 4 (вход в Парк Победы) и контролем. На первый взгляд кажется странным то, что Парк победы–территория отдыха, лесной массив оказался на одной стороне с загруженными автотранспортом улицами. Напомним, что почва для экспериментов отбиралась у входа в парк, на протяжении 100 метров. А вход в парк граничит с автодорогой, с интенсивным автодвижением и троллейбусной линией, которая, по мнению Шунелько (2000) считается одним из источников поступления ТМ в почву, из–за истирания контактов троллейбусных линий.

Дендрограмма результатов биотестирования почв пунктов с помощью редиса и кресс–салата Пункты, объединенные в кластеры объединенные в кластеры Кластерные расстояния между опытными данными и контрольными (расстояние Евклида) сбора проб почв Контроль 87,01 99,55 111,90 102,29 82,30 86,72 83,75 71, Интересным считается объединение в кластеры таких пунктов, как пункты 2 и 3, 5 и 7. То, что эти пункты объединились в отдельные кластеры, говорит о схожей реакции тест–откликов редиса и кресс–салата на содержание ТМ в почвах. Проведенная ранее кластеризация пунктов по результатам химического анализа почв на содержание тяжелых металлов (см.

рис.3; табл. 2, 3) выявила схожесть в содержании ТМ только между пунктами 5 и 7, с расстоянием связи 59,37, а для пунктов 2 и 3 расстояние связи составляло 242,55. Таким образом, результаты кластерного анализа говорят о том, что, сходный химический состав почв пунктов может вызвать сходную реакцию тест–откликов модельных растений, и напротив, различное содержание ТМ в почвах пунктов может вызвать сходную реакцию тест– откликов у модельных растений.

Таким образом, проведенный эксперимент по биотестированию почв, показал, что в условиях повышенного содержания меди, кадмия, свинца, цинка и хрома происходит достоверное ингибирование, а иногда и стимулирование развития тест–отклика. Так максимальное ингибирование митотической активности составило 30,77 % (почва пункта 5).

Наиболее токсичной оказалась почва для семян редиса, которая вызвала ингибирования всхожести на 70,73 %. Максимальное ингибирование оказала почва пункта 6 на развитие корневой системы у кресс–салата на 64,58 %. Для редиса фитотоксичность почв проявилась в стимулировании развития корневой системы. Стимулированное действие на развитие данного тест–отклика оказывали почвы пунктов 1 и 6 на 0,86 % и 37,78 %, соответственно.

Фитотоксическое действие почв на проростки редиса проявилось как в стимулировании (4,25 %, 17,24 %) надземной части (почвы пунктов 1 и 2), так и в ингибировании (пункт 5–27,82 %, пункт 7–27,82 %), когда на надземную часть проростков кресс–салата тестируемые почвы действуют угнетающе, достоверно максимально ингибируя развитие на 77,46 % – пункт Токсическое действие почв проявилось и в ингибировании активности каталазы проростков редиса и кресс–салата, которое составило 71,29 % (пункт 3) для редиса и, 77,36 % (пункт 1) для кресс–салата. Исходя из полученных данных по активности каталазы в проростках редиса и кресс– салата этот биохимический критерий является перспективным для биотестирования городских почв, так как под действием повышенного содержания ТМ, в почвах, происходило достоверное ингибирование активности этого тест–отклика, что может служить биоиндикационным признаком для определения общей фитотоксичности урбаноземов.

Проведенные кластерные анализы по результатам химического анализа почв и биотестирования показали, что сходный химический состав почв пунктов может вызвать сходную реакцию тест–откликов модельных растений, и напротив, различное содержание ТМ в почвах пунктов может вызвать сходную реакцию тест–откликов у модельных растений.

ГЛАВА IV. БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ПОЧВ

4. 1. Содержание тяжелых металлов в водных вытяжках почв В водных вытяжках тестируемых почв методом атомно–абсорбционной спектрофотометрии определяли содержание меди, кадмия, цинка, хрома и свинца. Результаты элементного анализа приведены в табл.10.

Результаты элементного анализа водных вытяжек почв на ААС «Perkin– Elmer 2280»

Точки проб почв Данные кластерного анализа (рис. 13; табл. 11, 12) показали, что пункты 3 и 8 входят в один кластер. Аналогичная картина прослеживается и для 5 и контрольного пункта. Это говорит о схожем элементном составе водных вытяжек почв этих пунктов, причем схожесть между контрольным пунктом 3 и 5 больше, чем между пунктами 3 и 4 (расстояния Евклида между кластерами соответственно равно 1,88 и 2,50). На последних шагах кластеризации происходит объединение кластеров.

Дендрограмма результатов элементного анализа водных вытяжек почв Расстояние связи Пункты, объединенные в кластеры Различия водных вытяжек почв тестируемых пунктов по содержанию ТМ (расстояние Евклида) сбора почв 4. 2. Чувствительность Allium–теста к присутствию ионов металлов в Вопросу биотестирования водных вытяжек почв посвящено не мало работ (Гарипова, Калиев, 2004; Кабировс соавт., 1997; Smith, 1982;

Ehrlichmann, et al., 2000). В этих работах почвы, из которых готовились водные вытяжки, подвергались антропогенному воздействию.

В связи с этим, представляется интересным провести биотестирование водных вытяжек почв исследуемых пунктов и определить насколько информативен данный способ биотестирования. Кроме того, была предпринята попытка определить чувствительность тест-откликов, используемых для биотестирования почв, применительно к водным вытяжкам этих же почв.

В качестве модельного организма был выбран широкоиспользуемый в водной токсикологии объект - лук репчатый (севок). Методика эксперимента для целей водной токсикологии, изложеной Fiskesjo (1985), была использована в небольшой модификации. Сроки экспозиции свежих луковиц в исследуемой вытяжки составили 4 (как в первоисточнике), 7 и 14 суток (собственная модификация). Сроки экспозиции продлены для изучения длительного влияния водной вытяжки на рост и развитие корней репчатого лука.

После 4, 7 и 14 дневного экспонирования свежих луковиц в исследуемых вытяжках (рис. 16, 17, 18) оказалось, что длина корней опытных луковиц достоверно ниже таковой контрольных. Исключение составляют луковицы 7 и 14 дневного экспонирования в водной вытяжки пункта 7. Здесь мы наблюдали достоверное стимулирование роста корней лука репчатого. Результаты биотестирования приведены в таблице 13.

Результаты биотестирование водных вытяжек почв Точки отбора проб почв Пункт Токсичность водных вытяжек почв исследуемых пунктов проявлялась показательными в этом плане оказались корневые пучки луковиц 4 дневного экспонирования в водной вытяжке почвы пункта 5, для которых было ингибирование роста корней лука репчатого мы представили в виде гистограммы.

Ингибирование (стимулирование),% Примечание:

Как видно из рисунка 14, ингибирующее действие водных вытяжек почв тестируемых пунктов можно разделить на 5 типов.

1) С увеличением срока экспозиции свежих луковиц происходит 2) С увеличением срока экспозиции свежих луковиц уменьшается 3) С увеличением срока экспозиции свежих луковиц ингибирующее 4) С увеличением срока экспозиции ингибирующее действие водной 5) С увеличением срока экспозиции ингибирующее действие водной Помимо достоверного изменения в росте корней Allium cepa наблюдались такие морфологические нарушения, как крючковидные и веретенообразные корни, утолщения на корнях, появляющиеся на 7–8 сутки (рис. 19). Процентное соотношение корней с утолщениями представлено на рисунка 15.

Количество корней со Как видно из графика водные вытяжки почв тестируемых почв по количеству стимулированных утолщений на корнях Allium cepa можно разделить на 3 группы. В первую группу входят водные вытяжки почв, которые стимулировали образование максимального количества утолщений (пункты 1, 4, 7). Во вторую группу входят водные вытяжки почв пунктов 3, 5, 6–стимулирующие развитие минимального количества утолщений. В третью группу входят водные вытяжки, при экспонировании свежих луковиц в которых, было зафиксировано среднее количество утолщений (пункты 2, 8).

количества утолщений на корнях Allium cepa) следующим образом:

количеством утолщений было изучено с помощью корреляционного анализа, при этом была обнаружена как положительная (r п4 = 0,50; r п5 = 0,50;

r = –0,91; r = – 0,50) весьма тесная корреляционная зависимость между этими признаками (исключение – п. 6).

Образования утолщений на корнях лука репчатого рассматривается, как включение защитных механизмов растения, посредствам уменьшения поступления ионов ТМ, через увеличение объема отдельных зон корня.

Подобную картину описывют индийские ученые (Mahanta et al., 1998). В их различных концентраци водных экстрактов табака местного сорта.

Усиленное формирование корня наблюдалось в оригинальном исследовании и у редиса, при проращивании его на почвах пунктов 1 и 6 с повышенным содержанием меди, кадмии, свинца, цинка и хрома.

Способность корней накапливать избыточные ионы описывают многие авторы (Растения в экстремальных…, 1983; Алексеева–Попова, 1990), но одним из первых высказал идею о защитной функции корневой системы в присутствии избыточного количества ионов Е. Ратнер (1950). В. Ковда с соавт. (1979) установили, что возрастающие дозы ртути (25 – 500 мкг/л) и свинца (25 – 500 мг/л) вызывают у растений в первую очередь морфологические изменения корней. Корни растений были укорочены и утолщены по всей длине, полностью отсутствовали боковые корни и корневые волоски. Очевидно, в первую очередь, нарушается зона меристемы, затем зона растяжения клеток. На 7–е сутки эксперимента концентрация металлов в корневой системе была в 2 – 2,5 раза выше, чем в надземной части. В области концентраций от 25 до 200 мкг/л ртути и 25 – 500мг/л свинца поступление металлов в надземную часть растений незначительное, в то время как в корнях отмечается накопление поллютантов. Напомним, что образование вздутий на корнях репчатого лука в собственном исследовании происходило на 7–8 сутки экспонирования в водной вытяжке почв, с повышенным содержанием ТМ. Гамзикова и Барсукова (1996), изучая распределения кадмия и никеля по органам пшеничного растения сделали вывод о том, что отношение концентрации металла в корнях к его содержанию в надземных органах можно интерпретировать как «эффект задержания». Исследования В. Ильина и М. Степановой (1980) свидетельствуют о задержке большого количества ТМ корнями растений. По их мнению, усиленное формирование корневой системы в условиях загрязнения происходит за счет сокращения биомассы надземных органов и рассматривается, как вынужденная потребность организма усилить емкость корней и сохранить в надземной части растения нетоксичные концентрации загрязняющих веществ. Исследуя транслокацию цинка и кадмия из корней в надземную часть растений ячменя и овса, А. Лурье с соавт. (1995) сделали заключение о том, что механизмы, препятствующие транспорту в надземную часть и репродуктивные органы, особенно действенны в отношении кадмия и значительно менее выражены для цинка. Для кадмия эти механизмы проявляются при любых уровнях содержания его в почве, а для цинка – только при высоких уровнях, значительно превышающих фоновые.

При высоких концентрациях ТМ базальные части корней накапливают значительно большие концентрации Pb, Zn, Cd, чем апикальные (Нестерова, 1989).

отличаться от базальных. Во многих исследованиях отмечается, что при высоких концентрациях металлов в среде базальные части корней накапливают значительно больше свинца, кадмия, цинка, чем апикальные, особенно в устойчивых популяциях (Барсукова, 1997).

Таким образом, проведенный эксперимент показал, что водная вытяжка почвы пункта 5 при четырехдневном экспонировании в ней луковиц максимально ингибирует развитие корней Allium cepa. Водная вытяжка почвы пункта 1 максимально ингибирует развитие корней у Allium cepa на и 14 сутки. Кроме того, эта вытяжка больше других стимулирует, в количественном соотношении, образование утолщений на корнях луковиц лука репчатого.

Для группировки водных вытяжек почв пунктов, различающихся между собой по результатам Allium–теста, был проведен кластерный анализ.

Данные кластерного анализа показали, что водные вытяжки почв пунктов по реакции тест–откликов Allium–теста группируются в один кластер, отдаленный от контроля (рис. 20; табл. 14, 15). Наибольшее кластерное расстояние отмечено между пунктом 7 (район Верхнего рынка) и контролем, между пунктом 1 (территория граничащая с заводом «Аналог» и дорогой с интенсивным автотранспортным движением) и контролем. И замыкает «тройку лидеров» по отдаленности от контроля пункт 4 (вход в парк Победы). Аналогичные результат для пункта 4 были получены при проведении кластерного анализа по реакциям тест–откликов редиса и кресс– салата, при биотестировании почв. Кроме того, кластерный анализ позволил объединить водные вытяжки почв на кластеры, сходные между собой по реакции тест–откликов на присутствие в водных вытяжках почв ТМ. Из дендрограммы видно, что весьма схоже исследуемые реакции Allium–теста реагировали на присутствие ТМ в водных вытяжках пунктов 1 и 4, 3 и 5, причем сходство реакция между пунктами 3 и 5 больше чем между пунктами 1 и 4 (Евклидово расстояние соответственно равно 2,65 и 4,13).

Рис. 16. Влияние водной вытяжки почв пунктов на рост корней (экспозиция луковиц в водной вытяжке 4 суток): 1 контроль; пункт 1; 3 пункт 2; 4 пункт 3; 5 пункт 5; 6 пункт 6; пункт 7; 8 пункт Рис. 17. Влияние водной вытяжки почв пунктов на рост корней (экспозиция луковиц в водной вытяжке 7 суток): 1 контроль; пункт 1; 3 пункт 2; 4 пункт 3; 5 пункт 5; 6 пункт 6; пункт 7; 8 пункт Рис. 18. Влияние водной вытяжки почв пунктов на рост корней (экспозиция луковиц в водной вытяжке 14 суток): 1 контроль;

2 пункт 1; 3 пункт 2; 4 пункт 3; 5 пункт 5; 6 пункт 6; пункт 7; 8 пункт Рис. 19. Морфологические нарушения корней у Allium cepa:

Дендрограмма результатов биотестирования водных вытяжек почв пунктов с помощью Allium–теста Пункты, объединенные в кластеры объединенные в кластеры Кластерные расстояния между опытными данными и контрольными (расстояния Евклида) сбора проб почв 4. 3 Действие водных вытяжек почв тестируемых пунктов на митотическую активность клеток меристемы корней Allium cepa Эксперименты показали, что митотическая активность апикальной меристемы корешков проростков Allium cepa выросших на почвах с повышенным содержанием ТМ в большинстве случаев достоверно ниже таковой, чем у контрольных проростков (см. гл. III).

Интересным представляется вопрос о возможности использования данного цитологического критерия для биотестирования водных вытяжек антропогеннозагрязненных почв. В связи с этим, была предпринята попытка оценить цитотоксичность водных вытяжек почв с повышенным содержанием ТМ при помощи митотической активности корешков проростов Allium cepa.

Результаты эксперимента отражены в таблице 16.

Митотическая активность меристематических клеток корешков проростков Allium cepa Точки отбора проб почв Из рисунка 21 видно, что митотическая активность клеток корешков экспериментальных проростков ниже таковой чем у контрольных.

Максимальный процент ингибирования было зафиксировано в корешках проростков выросших на водной вытяжке почвы пункта 5 и составил 35,9 %.

Немного ниже этот показатель у корешков проростков пунктов 4, 7 (25,42% и %. 31,93%) Минимальный – 16,60%. (пункт 3). Немного выше у корешков проростков пункта 1 – 19,11 % Ингибирование митотической активности в корешках проростков пунктов 6, 2, 8 составило 19,96%, 23,95%, 23,11 %), соответственно.

Митотический индекс, % водных вытяжках почв было изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде последовательности:

ингибирование митотической активности, что говорит о чувствительности водной вытяжке. Максимальное ингибирование оказала водная вытяжка почвы пункта 5 и составила 34,82 % Митотическая активность может быть использована как критерий для биотестирования водных вытяжек почв с повышенным содержанием ТМ.

4. 4 Биотестирование водных вытяжек почв по всхожести семян В предыдущей главе было исследовано влияние повышенного содержания ТМ в почве на энергию прорастания и всхожесть семян редиса, и кресс–салата. Во всех случаях происходило достоверное (р 0,9500) снижение энергии прорастания и всхожести семян, причем всхожесть семян, как минимум, заметно коррелировала с повышенным содержанием ТМ в почве. Интересным считается вопрос о том, как повлияет на развитие вышеперечисленных тест–откликов повышенное содержание ТМ в водных биотестирование водных вытяжек почв на семенах модельных растений.

Результаты биотеста отражены в таблице 17.

Результаты биотестирования водных вытяжек почв по всхожести семян модельных растений Точки отбора Энергия проб почв прорастания, % достоверное снижение энергии прорастания и всхожести семян редиса и кресс–салата. Из рисунка 22 видно, что у редиса энергия прорастания опытных семян выше, чем всхожесть. У кресс–салата процентное отличие энергии прорастания опытных семян от всхожести небольшое. Вероятно, это можно объяснить тем, что кресс–салат более чувствителен к присутствию ионов ТМ в водной вытяжке, чем редис, и ингибирующее действие этих ионов на кресс–салат не снижается со временем, как у редиса.

Всхожесть, энергия прорастания, % Фитотоксичность водных вытяжек почв, обусловленная наличием в них повышенных содержаний ТМ проявилась в достоверном ингибировании (р 0,9500) прорастания семян тест–растений. Так, максимальный процент ингибирования всхожести семян редиса оказала водная вытяжка почвы пункта 4 (43,77%). Минимальный – водная вытяжка почвы пункта 2 – 13,49%. Для водных вытяжек пунктов 1, 3, 5, 6, 7, 8, эти показатели соответственно составили: 34,17%, 27,33%, 30,26%, 27,79%, 33,42%, 18,14%.

вытяжкой пункта 3 (35,19%), минимально–6,54% (пункт 8). Для водных вытяжек пунктов 1, 2, 4, 5, 6, 7 эти показатели соответственно составили:

12,42%, 25,67%, 23,77%, 8,44%, 19,47%, 12,10%.

Зависимость между содержанием ТМ в водных вытяжках почв и всхожестью семян тест–растений изучена с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде последовательности:

Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,90) >Cu (0,38)> Zn (0,11) Пункт 2 Cr (- 1) >Zn (- 0,98)> Pb (- 0,77) > Cu (- 0,14) Пункт 3 Cr (0,99) > Zn(- 0,70)> Pb (- 0,52), Cu (- 0,52) Пункт 4 Cr (1)> Pb (- 0,84) >Cu (- 0,40)> Zn (0,16) Пункт 5 Zn (- 0,70) > Pb (- 0,39)>Cu (0,20) Пункт 6 Cr (0,99) > Pb (- 0,75) > Zn (0,68) >Cu (0,19) Пункт 7 Cr (1)> Zn(0,68) >Cu (- 0,42) > Pb (- 0,35) Пункт 8 Cu (- 0,86) > Cr (0,81) > Zn (0,71)> Pb (- 0,12) Кресс- салат Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,98) >Cu (0,47)> Zn (- 0,11) Пункт 2 Cr (- 0,98) > Zn(- 0,91)> Pb (- 0,80) > Cu (- 0,21) Пункт 3 Cr (0,99) > Zn(- 0,63)> Cu (- 0,53) > Pb (- 0,43), Пункт 4 Cr (1)> Pb (- 0,81) >Cu (- 0,42)> Zn (0,28) Пункт 5 Zn (- 0,71) > Pb (- 0,29)>Cu (0,21) Пункт 6 Cr (0,99) > Zn (- 0,70) > Pb (- 0,36) >Cu (0,19) Пункт 7 Cr (1)> Zn(0,68) >Cu (- 0,42) > Pb (- 0,19) Пункт 8 Cu (- 0,98), Cr (0,98) > Pb (- 0,62) >Zn (0,44) В результате проведенного эксперимента выявлено достоверное понижение (р 0,9500) энергии прорастания и всхожести семян тест– растений по сравнению с контролем, обусловленное наличием в них повышенных содержаний ТМ, что говорит о фитотоксичности водных вытяжек почв зафиксировано ингибированное и стимулированное развитие тест–откликов у редиса и кресс–салата. Интересным видится вопрос о том, насколько будут чувствительны используемые морфологические критерии редиса и кресс– салата при биотестировании водных вытяжек почв с повышенным содержанием ТМ. Результаты биотестирования представлены в таблице 18.

повышенным содержанием ТМ проявляется как в ингибировании, так и в стимулировании развития подземной части проростков модельных растений.

чувствительными к повышенным содержаниям ТМ оказалась корневая система редиса и кресс–салата (рис. 23). У кресс–салата было зафиксировано достоверное ингибирование развития корневой системы, под действием водных вытяжек почв пунктов: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, которое составило 26,35%, Исключение составляет водная вытяжка почвы пункта 1, которая вызывает недостоверное ингибированное развитие корневой системы на 22,16%.

Длина корня, см Результаты биотестирования водных вытяжек почв на проростках модельных растений Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Контроль Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Пункт Контроль Как видно из рисунка 23, водная вытяжка почвы пункта стимулировала развитие корневой системы редиса (достоверно стимулирование составило 32,05%). Максимальное ингибированное развитие под воздействием водных вытяжек, было зафиксировано для пункта 4 и составило 30,74%. Минимальное ингибирующее действие на развитие корневой системы оказали водные вытяжки почв пунктов 1 и 5, которые недостоверно ингибировали рост корня на 14,05% и 14,27%. Водные вытяжки почв пунктов 2, 3, 7, 8 также ингибировали рост корня на 23,38%, 21,84%, 27,22% и 23,05%, соответственно.

Зависимость между содержанием ТМ в водных вытяжках почв и длиной подземной части тест–растений было изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде последовательности:

Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,98) >Cu (0,43)> Zn (- 0,11) Пункт 2 Cr (- 1) > Zn (- 0,98)> Pb (- 0,77) > Cu (- 0,14) Пункт 3 Cr (0,99) > Zn (- 0,72)> Cu (- 0,50), Pb (- 0,50) Пункт 4 Cr (- 1)> Pb (0,84) >Cu (0,40)> Zn (- 0,19) Пункт 5 Zn (0,79) > Pb (- 0,40) > Cu (0,27) Пункт 6 Cr (0,99) > Zn (- 0,70) > Pb (- 0,30) >Cu (0,21) Пункт 7 Cr (0,81)> Zn(0,60) >Cu (0,38) > Pb (- 0,23) Пункт 8 Cu (- 0,90) >Zn (0,87) > Cr (0,71) > Pb (- 0,08) Кресс- салат Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,90) >Cu (0,38)> Zn (0,11) Пункт 2 Cr (- 1) > Zn(- 0,93)> Pb (- 0,78) > Cu (- 0,10) Пункт 3 Cr (0,99) > Zn(- 0,76)> Pb (- 0,51), Cu (- 0,59) Пункт 4 Cr (- 0,99)> Pb (0,80) >Cu (0,42)> Zn (0,23) Пункт 5 Zn (0,79) > Pb (- 0,48)>Cu (0,27) Пункт 6 Cr (0,97) > Zn (- 0,72) > Pb (- 0,36) >Cu (0,23) Пункт 7 Cr (0,83)> Zn (0,68) >Cu (0,36) > Pb (- 0,24) Пункт 8 Cu (0,91) > Cr (0,78) > Zn (0,66)> Pb (- 0,12) Фитотоксическое действие водных вытяжек почв проявилось и в отношении роста стебля модельных растений. Как видно из рисунка 24 на рост стебля редиса водные вытяжки оказывали как ингибирующие, так и стимулировали рост стебля на 1, 89 и 19,75% соответственно. Водные вытяжки остальных пунктов только ингибировали рост стебля редиса.

Минимальное ингибированное действие оказывалось водной вытяжкой пункта 8, которое составило 10,16% (данные недостоверны). Достоверное ингибированное действие на развитие данного тест–отклика у редиса оказывали водные вытяжки почв пунктов 3, 4, 5, 6, и 7, которое составило 20,53%, 29,69%, 21,88%, 20,53%, 16,85% соответственно.

Действие водных вытяжек почв на рост стебля кресс–салата аналогично действию на рост корня этого модельного растениям (рис. 24).

Исследуемые водные вытяжки почв оказывали на тест–отклик только ингибированное действие, которое проявилось в подавлении роста стебля кресс–салата на 34,61% (водная вытяжка почвы пункта 3). Для этого пункта характерно максимальное подавление развития тест–отклика для кресс– салата в отношении стебля. Минимальное ингибированное действие на рост стебля кресс–салата оказывала водная вытяжка пункта 7 (17,14%). Под действием водных вытяжек пунктов 1, 2, 4, 5, 6, 8 происходило ингибирование развития стебля на 29,12%, 17,97%, 28,79%. 27,45%, 33,28% и 19,63% соответственно.

Зависимость между содержанием ТМ в водных вытяжках почв и длиной надземной части тест–растений было изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде последовательности:

Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,90) >Cu (0,45)> Zn (- 0,13) Пункт 2 Zn (- 0,91) > Cr (- 0,90) > Pb (- 0,71) > Cu (- 0,18) Пункт 3 Cr (0,90) > Zn (- 0,78)> Cu (- 0,60), Pb (- 0,58) Пункт 4 Cr (- 0,93)> Pb (0,81) >Cu (0,43)> Zn (- 0,21) Пункт 5 Zn (- 0,70) > Pb (- 0,43) > Cu (0,21) Пункт 6 Cr (0,83) > Zn (- 0,71) > Pb (- 0,31) >Cu (0,25) Пункт 7 Cr (0,88)> Zn (0,63) >Cu (0,41) > Pb (- 0,27) Пункт 8 Cu (0,99) > Zn (0,88) > Cr (0,79) > Pb (- 0,12) Кресс- салат Пункт 1 Cr (- 1)> Pb (- 0,89) >Cu (0,41)> Zn (- 0,40) Пункт 2 Cr (- 0,90) > Zn(- 0,89)> Pb (- 0,67) > Cu (- 0,20) Пункт 3 Cr (- 0,90) > Zn(- 0,76)> Cu (- 0,63) > Pb (- 0,40) Пункт 4 Cr (- 0,90)> Pb (0,79) >Cu (0,41)> Zn (- 0,28) Пункт 5 Zn (- 0,67) > Pb (- 0,40)>Cu (0,28) Пункт 6 Cr (0,80) > Zn (- 0,68) > Pb (- 0,30) >Cu (0,27) Пункт 7 Cr (0,80) > Zn (0,70) > Cu (0,39) > Pb (- 0,20) Пункт 8 Cu (0,96) > Zn (0,90)> Cr (0,75) > Pb (- 0,18) Как и в экспериментах по биотестированию почвы, в экспериментах по биотестированию водных вытяжек почв о фитотоксичности судили и по изменению сырой биомассы надземной и подземной части проростков тест– растений.

Из рисунка 25 видно, что лишь водные вытяжки почв пунктов 3 и оказывают воздействие на развитие биомассы подземной части проростков редиса, причем на 50,00% достоверно стимулирует развитие данного тест– отклика водная вытяжка пункта 6 и на 100,00% водная вытяжка почвы пункта 3.

Ингибировано действуют водные вытяжки пунктов 4 и 6 на развитие Стимулирующее действие на развитие биомассы корня кресс–салата оказывают водные вытяжки пунктов 1, 2, 5, 7, и 8, которое проявляется в увеличении биомассы корня по сравнению с контролем на 33,33% водные вытяжки почв пунктов 1, 5, 8) и 66,67% (водная вытяжка почвы пункта 2).

На развитие биомассы надземной части проростков редиса водные вытяжки действуют как ингибиторы, так и стимуляторы (рис. 26).

Ингибированное действие на развитие биомассы стебля оказывают водные вытяжки почв пунктов 3 и 4 на 16,67 и 25,00% соответственно. Водные вытяжки почв пунктов 1, 2, 6 и 7 стимулируют развитие биомассы стебля редиса на 8,33%, 16,67% соответственно.

По отношению к надземной части проростков кресс–салата водные вытяжки почв тестируемых пунктов обладают большим ингибирующим эффектом, чем на редис. Это проявляется в большем ингибированном развитии биомассы стебля. Так водные вытяжки почв пунктов 1, 2, 3, 5, 6, 7, достоверно ингибируют развитие биомассы надземной части проростков кресс–салата на 50,00%, а водная вытяжка почвы пункта 4 – на 25,00%.

4. 6 Действие водных вытяжек почв на активность каталазы Как было замечено выше, каталазная активность проростков тест– растений, выросших на почвах с повышенным содержанием ТМ может Представляется интересным выяснить, насколько будет чувствительным этот биохимический показатель к присутствию токсикантов (в нашем случае это ТМ) в водной вытяжке почв тестируемых пунктов. Возможно ли использовать активность каталазы проростков тест–растений (редиса, кресс– салата) как критерий для биотестирования водных вытяжек почв с повышенным содержанием ТМ. Результаты эксперимента отражены в таблице 19.

Каталазная активность проростков кресс–салата и редиса выращенных на водных вытяжках почв тестируемых пунктов (мл О2 / 9 мин. / г.

сырого веса) Данные таблицы показывают, что помимо достоверного ингибирования (исключение пункт 6 – кресс–салат, различия с контролем не достоверны) активности каталазы было зафиксировано и достоверное стимулирование активности этого фермента (р 0,9500). Напомним, что при анализе этого биохимического показателя у растений выросших на почвах с повышенным содержанием ТМ было зафиксировано только ингибирование активности фермента.

Токсичность водных вытяжек, обусловленная наличием в них повышенного содержания ТМ проявилась, в ингибировании активности каталазы (рис. 27). Наиболее показательными в этом плане оказались проростки кресс–салата выросшие на водных вытяжках пунктов 1, 4, 8, где процент ингибирования, составил, соответственно 24,58 %, 36,41%, 41,34%.

Меньше происходило ингибирование активности каталазы проростков кресс–салата, выросших на водных вытяжках пунктов 5, 3, 2, и составило 12,48%, 11,82%, 6,61%. Недостоверное стимулирование было зафиксировано у проростков кресс–салата (0,65% – пункт 6).

Несколько иная картина прослеживалась у проростков редиса. Здесь было зафиксировано достоверное стимулирование активности каталазы и составило 34,03%, 5,06% и 2,72% для пунктов 7, 1, 4 соответственно. Самый высокий процент ингибирования активности исследуемого биохимического показателя зафиксирован у проростков редиса (пункт 2) – 66,24%, самый низкий–31,59% (пункт 5 и 8). Для пунктов 3 и 6 показатели ингибирования активности каталазы составили соответственно, 64,47% и 58,08%.

активностью каталазы поростков тест–растений было изучено с помощью корреляционного анализа, результаты которого представлены в виде последовательности:

Пункт 1 Cr (- 0,90)> Pb (- 0,83) >Cu (0,48)> Zn (- 0,18) Пункт 2 Zn (- 0,90) > Cr (- 0,81) > Pb (- 0,70) > Cu (- 0,21) Пункт 3 Cr (0,76) > Zn (- 0,69)> Cu (- 0,61), Pb (- 0,53) Пункт 4 Cr (- 0,91)> Pb (0,78) >Cu (0,40)> Zn (- 0,29) Пункт 5 Zn (- 0,73) > Pb (- 0,44) > Cu (0,28) Пункт 6 Cr (0,86) > Zn (- 0,78) > Pb (- 0,28) >Cu (0,26) Пункт 7 Cr (0,81)> Zn (0,68) >Cu (0,48) > Pb (- 0,33) Пункт 8 Cu (- 0,96) >Zn (0,73) > Cr (0,63) > Pb (- 0,16) Кресс- салат Пункт 1 Cr (- 0,95)> Pb (0,91) >Cu (0,33)> Zn (- 0,13) Пункт 2 Cr (- 0,91) > Zn(- 0,88)> Pb (- 0,67) > Cu (- 0,23) Пункт 3 Cr (- 0,90) > Zn(- 0,78)> Cu (- 0,51) > Pb (- 0,50) Пункт 4 Cr (- 0,89)> Pb (- 0,84) >Cu (0,41)> Zn (0,18) Пункт 5 Zn (- 0,78) > Pb (- 0,40)>Cu (0,29) Пункт 6 Cr (0,84) > Zn (- 0,78) > Pb (- 0,48) >Cu (0,28) Пункт 7 Cr (0,88) > Zn (0,63) > Cu (- 0,40) > Pb (- 0,33) Пункт 8 Cu (0,90) > Zn (0,70)> Cr (0,63) > Pb (- 0,26) Таким образом, полученные результаты говорят о достоверном изменении (р 0,9500); исключение пункт 6 для кресс–салата) активности каталазы у проростков редиса и кресс–салата, по сравнению с контролем, под действием водных вытяжек почв. Активность каталазы проростков редиса и кресс–салата может быть использована в качестве критерия для биотестирования водных вытяжек почв.

По результам биотестирования водных вытяжек с помощью редиса и кресс–салата, был проведен кластерный анализ. В матрицу данных заносились средние значения по каждому тест–отклику редиса и кресс– салата (энергия прорастания и всхожесть семян, длина, масса подземной и надземной части проростков, каталазная активность проростков). С помощью кластерного анализа построена дендрограмма расстояний между опытными территориями и контролем (рис. 28; табл. 20, 21), показывающая сходство результатов биотестирования водных вытяжек почв опытных территорий по совокупности тест–откликов редиса и кресс–салата. Из данных таблиц 20 и 21 видно, что наибольшее кластерное расстояние наблюдается между контролем и водной вытяжкой почв пунктов 2, 3 и 4. Пункты 2 и образовали кластер, который удален не только от контроля, но и от других пунктов. Такая группировка данных свидетельствует о значительном отличие в проявления тест–откликов на содержание в водных вытяжках почв этих реакций тест–откликов на присутствие ТМ в водной вытяжке почв наименьшее кластерное расстояние наблюдается между пунктом 8 и контролем. Кроме того, объединение в один кластер пунктов 1 и 7, 2 и говорит о сходном проявлении реакций тест–растений на присутствие ТМ в водных вытяжках почв этих пунктов.

Дендрограмма результатов биотестирования водных вытяжек почв пунктов с помощью редиса и кресс–салата Пункты, объединенные в кластеры Пункты отбора проб почв, объединенные в кластеры Кластерные расстояния между опытными данными и контрольными (расстояние Евклида) сбора проб почв Схема образования кластеров по результатам данных биотестирования водных вытяжек почв (рис. 28) изменилась по сравнению с таковой по результатам биотестирования почв (см. рис. 3). Если при кластеризации данных результатов биотестирования почв на редисе и кресс–салате и водных вытяжек почв на луке репчатом (см. рис. 20) опытные территории образуют кластер, отдаленный от контроля, то при кластеризации данных результатов биотестирования водных вытяжек почв на редисе и кресс–салате, четкой отдаленности опытных территорий от контроля не прослеживается.

Тем не менее, в первом и третьем случае кластеризации данных видно объединение в один кластер опытных территорий 2 и 3.

Из рисунка 28 видно, что в один кластер объеденены пункты 1 и 7.

Аналогичная картина наблюдается и при кластеризации данных элементного анализа водных вытяжек почв (см. рис. 13), из чего можно сделать вывод, что схожий химический состав разных пунктов вызывает схожую реакцию тест– откликов, и, напротив, не всегда схожая реакция тест–откликов при биотестиовании, говорит о схожем химическом состае водных вытяжек почв разных пунктов (пункты 2 и 3 объеденены в один кластер (см. рис. 28). При кластеризации данных химического анализа водных вытяжек пунктов объединение пунктов 2 и 3 не наблюдается).

Максимально приближен к контролю, по реакциям тест–откликов на содержание ТМ в почвах и водных вытяжках почв пунктов, пункт 8 (см. табл.

9 и 21) и пункт 6 (см. табл. 15). Максимально отдален от контроля, по совокупности тех же признаков пункт 3 (см. табл. 9), пункт 4 (см. табл. 21) и пункт 1 (см. табл. 15). На наш взгляд, максимальное приближение опытных территорий к контролю не говорит о том, что в почвах содержание ТМ находится в пределах ПДК. В данном случае, суммированное действие различных концентраций ТМ в исследуемой среде ведет к сходному с контролем проявлению тест-откликов, либо стимулированное действие этих же концентраций ТМ на проявление тест-откликов не достаточно высоко, чтобы кластерное расстояние между контролем и тестируемыми почвами пунктов отличалась.

4.7 Расчет индекса токсичности почв и водных вытяжек почв по Для проведения цитогенетического мониторинга окружающей среды на наличие не идентифицированных мутагенов применяют различные тест– системы и объекты (Захаров, Кларк, 1995). В настоящем исследованияи в качестве модельных организмов использовались представителей царства растений, хотя для целей биотестирования рекомендуется брать представителей из основных царств живого (Кабиров с соавт., 1997), из тех соображений, что применение суммарного ряда критериев на одном тест– объекте поможет увеличить пределы его чувствительности, а также, возможно, и снять проблему подбора ряда тест–систем и объектов для адекватной оценки поллютантов среды (Яблоков, 1988). Исходя из этого, при биотестировании почв использовался ряд морфометрических критериев, некоторые цитогенетические и биохимические критерии, для индикации на нескольких модельных растениях, для возможности оперативного тестирования вышеперечисленных сред с «целым букетом» различных концентрация ТМ, возникшим под воздействием антропогенного прессинга.

Так как, в настоящем исследовании было зафиксировано достоверное стимулирование развития тест–откликов была предпринята попытка модифицировать авторскую шкалу токсичности Кабирова Р.Р., Сагитовой А.Р., Сухановой Н.В. с позиций более детального рассмотрения вопроса стимулирования тест–функции у модельных организмов, тем более, что величина ИТФ в собственных экспериментах для некоторых тест–откликов превышает табличное значение, и ввести градации VI класса токсичности.

Кроме того, вопрос стимулирования, наряду с ингибированием, индикаторных признаков у тест–организмов является важным при биотестировании. Так, по мнению Калаева (2000), стимуляция митотической активности является более чувствительным критерием по сравнению с депрессией. Возможно проявление стимулирующего эффекта при синергическом воздействии поллютантов или последействий радиации, когда содержание каждого отдельного поллютанта не превышает предельно допустимые концентрации (Буторинас соавт., 1996).

Особенно важно, на наш взгляд, учет стимулирующего эффекта тест– функций при биотестировании урбаноземов транспортных ландшафтов, где под воздействием антропогенного прессинга возникают «целые букеты», состоящие из невысоких и предельно допустимых концентрация ТМ, при сочетании которых возникает синергический эффект.

Шкала токсичности (по Кабирову с соавт., 1997) IV (низкая токсичность) 0,71 – 0, I (сверхвысокая, Среда не пригодная для тест–объекта вызывающая гибель жизни тест–объекта тест–объекта) Шкала токсичности (в модификации) V (норма) IV (низкая токсичность) 0,71 – 0, II (высокая) I (сверхвысокая, тест – объекта) тестируемого фактора (в модификации), был произведен расчет индекса токсичности почв отдельно для каждой тест–функции, и для каждого пункта.

Результаты представлены в таблице 24.

Значение индекса токсичности почв функции растений Всхожесть 0,30 0,63 0,50 0,29 0,48 0,50 0,44 0,64 0,76 0,40 0,29 0,42 0,57 0,46 0,53 0, семян Длина подземной 1,00 0,50 0,80 0,39 0,89 1,38 0,68 0,86 0,61 0,68 0,44 0,56 0,46 0,35 0,59 0, Длина надземной 1,04 1,17 0,69 0,59 0,76 0,74 0,72 0,89 0,65 0,73 0,55 0,69 0,70 0,64 0,78 0, Масса подземной 1,08 1,00 2,00 1,00 1,00 1,50 1,00 1,00 1,30 1,67 1,00 0,66 0,16 0,66 0,13 1, Масса надземной 1,00 1,08 0,75 0,70 1,00 0,80 0,83 1,00 0,50 0,50 0,50 0,75 0,50 0,50 0,50 0, Каталазная активность 0,36 0,41 0,29 0,45 0,36 0,39 0,36 0,36 0,23 0,88 0,58 0,41 0,61 0,80 0,47 0, проростков Общая токсичность почвы 0,80 0,79 0,84 0,57 0,75 0,88 0,67 0,79 0,67 0,81 0,56 0,58 0,50 0,57 0,50 0, пункта (ИТФср) Митотический Из данных таблицы 24 видно, что индекс токсичности для одной тест– функции может быть низок, или наоборот, высок, по сравнению со средним индексом токсичности, вычисленным для каждого пункта. Это говорит о разной чувствительности тест–функций даже в пределах одного модельного организма. Наиболее чувствительным к загрязнению почв ТМ является кресс–салат. Наибольшая чувствительность характерна для каталазной проводила биотестирование почв с повышенным содержанием свинца в чувствительным к присутствию этого металла в почве.

Аналогичные расчеты были произведены для водных вытяжек почв.

Результаты представлены в таблице 25.

Значение индекса токсичности водных вытяжек почв функции модельных П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П8 П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П растений Всхожесть 0,69 0,91 0,76 0,59 0,73 0,76 0,70 0,70 0,90 0,76 0,66 0,78 0,94 0,83 0,90 0, подземной 0,90 0,86 0,88 0,78 0,96 1,48 0,82 0,86 0,80 0,77 0,68 0,81 0,66 0,62 0,63 0, надземной 1,05 1,23 0,81 0,72 0,80 0,82 0,86 0,92 0,72 0,83 0,66 0,72 0,70 0,68 0,84 0, подземной 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 1,50 1,00 1,00 1,33 1,67 1,00 0,67 1,33 0,67 1,67 1, надземной 1,08 1,16 0,83 0,75 1,00 0,17 0,83 1,00 0,50 0,50 0,50 0,75 0,50 0,50 0,50 0, Каталазная активность 1,06 0,34 0,36 1,03 0,75 0,42 1,35 0,69 0,76 0,95 0,89 0,64 0,89 1,00 0,80 0, проростков токсичность 0,96 0,92 0,94 0,82 0,87 0,86 0,93 0,86 0,83 0,91 0,73 0,73 0,83 0,72 0,89 0, вытяжки почвы пункта (ИТФср) Митотический индекс Длина корней на 4 сутки экспозиции в вытяжке Длина корней на 7 сутки экспозиции в вытяжке Длина корней на 14 сутки экспозиции в вытяжке ИТФ для Allium – теста Данные таблиц 24, 25 и рисунка 29 говорят о разной токсичности исследуемых субстратов для тест–растений, что можно объяснить разными концентрациями ТМ в почвах и водных вытяжках почв редис почва кресс-салат почва редис водная вытяжка кресс-салат водная вытяжка лук водн Вопрос о разработке шкал токсичности природных сред с комплексом поллютантов остается еще открытым, не смотря на то, что существует несколько десятков шкал, которыми пользуется современная наука.

Открытость вопроса связана с тем, что реакции тест–организмов на модельные условия резко отличаются от таковых в природных условиях, где создать влияние какого–либо одного поллютанта невозможно. Почти всегда мы имеем дело с комплексом поллютантов, в котором учесть влияние каждого порой бывает сложно, и не всегда можно выявить механизмы взаимосвязи.

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, которые должны соответствовать следующим требованиям:

1. Высокая чувствительность к воздействиям даже малых доз мутагена.

2. Быстрота и экономичность методов тестирования.

3.Воспроизводимость (возможность получения аналогичных результатов на этой же тест–системе).

4. Чувствительность не только к мутагенам, но и к их метаболитам.

5.Возможность экстраполировать данные, полученные при исследованиях in vitro на условия in vivo 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 (Шунелько, 2000). В связи с этим представляется актуальным разработка методов комплексного биотестирования почв с различным по интенсивности автотранспортным и промышленным воздействием и оценка чувствительности различных тест–откликов к повышенному содержанию тяжелых металлов в почве как в рамках одной тест–системы, так и в сравнении чувствительности разных тест–систем.

В экспериментах по данной проблематике нами были использованы красный редис с белым кончиком (Raphanus sativis), кресс-салат (Lepidium sativum) и лук репчатый (Allium cepa). Исследования показали, что все три тест–системы оказались чувствительными к повышенному содержанию тяжелых металлов в почве, а лук репчатый наиболее чувствителен к содержанию тяжелых металлов в водных вытяжках почв техногенных зон города.

Тестируемые почвы содержат повышенное содержание меди, свинца, кадмия, цинка и хрома. В почве пункта 1 содержится Pb, Zn, Cr, превышающие ПДК в 5; 1,5; 3,9 раз соответственно; пункт 2 – Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, превышающие ПДК в 1,08; 6; 2,7; 1,5; 3,9 раз; пункт 3 – Pb, Cd, Zn, Cr, превышающие ПДК в 8,3; 4,7; 1,4; 1,8 раз; пункт 4 – Pb, Cr, превышающий ПДК в 5,1 и 4,7 раз; пункт 5 – Cu, Pb, Cd, Zn, превышающие ПДК в 2,8; 10,1;

3; 3,3 раз; пункт 6 – Cu, Pb, Cd, Cr, превышающие ПДК в 3,6; 4; 3,7; 2 раза;

пункт 7 – Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, превышающие ПДК в 1,8; 9,9; 4; 2,8; 2 раза;

пункт 8 – Pb, Cd, Zn, Cr, превышающие ПДК в 5,1; 4,3; 1,3; 4,3 раза.

При изучении митотической активности клеток апикальной меристемы корешков экспериментальных проростков наблюдалось достоверное ингибирование митоза по сравнению с контролем (максимальное ингибирование составило 30,77 % – пункт 5, минимальное–8,97 % – пункт 3).

Проведенный корреляционный анализ позволил выявить корреляцию положительной и отрицательной направленности между содержанием ТМ в почве, превышающих ПДК, и активностью пролиферации клеток меристемы корешков проростков тест–растения.

В исследованиях по биотестированию почв установлено их фитотоксичное действие, которое проявилось в ингибировании всхожести семян редиса и кресс–салата. Максимальный процент ингибирования всхожести семян для редиса составил 70,73 % – пункт 6, минимум–36,34 % – пункт 8. Для кресс–салата максимум ингибирования составил–70,40 % – пункт 2 и минимум–23,89–пункт 1.

Фитотоксическое действие тестируемых почв проявилось как в ингибировании, так и в стимулировании развития подземной части редиса и кресс–салата. У всех изученных проростков редиса, выращенных на тестируемых почвах, происходило как ингибирование, так и стимулирование роста корневой системы, в отличие от кресс-салата, где наблюдалось только ингибирование. Аналогичное воздействие оказали тестируемые почвы на развитие надземной части редиса и кресс-салата. Почвы пункта 1 и стимулировали (4,25 %, 17,24 %) развитие надземной части редиса. Для остальных пунктов характерно достоверное ингибирование развития надземной части проростков редиса: пункт 3 – 30,69%, пункт 4 – 20,12 %, пункт 5 – 27,82 %, пункт 6 – 26,21 %, пункт 7 – 27,82 %, пункт 8 – 10,57 %.

На надземную часть проростков кресс–салата тестируемые почвы воздействовали угнетающе, достоверно ингибируя развития на 34,41 % пункт 1; 26,95 % – пункт 2; 44,58 % – пункт 3; 22,03 % – пункт 4; 30,17 % – пункт 5;

35,60 % – пункт 6; 22,03 % – пункт 7; 77,46 % – пункт 8. Проведенный корреляционный анализ показал наличие слабой корреляционной связи между содержанием гумуса в почве и длиной подземной и надземной части проростков редиса и кресс–салата, и наличие средней и тесной корреляции между содержанием ТМ в почвах и длиной подземной и надземной части проростков тест–растений.

Изучение воздействия повышенного содержания тяжелых металлов в почвах на активность каталазы в проростках редиса и кресс–салата, показало, что этот тест–отклик может быть использован при мониторинге загрязнения почв ТМ. Под воздействием тяжелых металлов почв происходило достоверное ингибирование активности каталазы в проростках редиса и кресс–салата. Максимальное ингибирование активности каталазы проростков редиса составило 71,29 % (пункт 3), минимальное – 29,12 % (пункт 8), для кресс-салата эти показатели соответственно составили 77,36 % (пункт 1) и 12,26 % (пункт 2). Кроме того, наблюдается заметная корреляция между содержанием ТМ в почве и активностью каталазы. Однако, не во всех случаях корреляция заметная. Была установлена слабая корреляция между содержанием ТМ превышающих ПДК и активность каталазы. Следует предположить, что наличие слабой корреляции между содержанием ТМ в почве, превышающих ПДК и активность каталазы связано с синергическим эффектом, который возникает при взаимодействии нескольких поллютантов.

При биотестировании водных вытяжек почв тестируемых пунктов оказалось, что водная вытяжка почв пунктов при четырехдневном экспонировании достоверно ингибирует развитие корней. Так, почвы пункта 5 при четырехдневном экспонировании в ней луковиц максимально ингибирует развитие корней Allium cepa на 72,67%. Водная вытяжка почвы пункта 1 максимально ингибирует развитие корней у Allium cepa на 7 и сутки (66,90% и 65,15% соответственно). Кроме того, водная вытяжка почвы этого пункта больше других стимулирует, в количественном соотношении, образование утолщений на корнях луковиц лука репчатого (45,68%).

В экспериментах по биотестированию водных вытяжек, водная вытяжка почв вызвала достоверное ингибирование митотической активности, клеток апикальной меристемы корешков опытных проростков по сравнению с контрольными. Максимальное ингибирование оказала водная вытяжка почвы пункта 5 и составила 34,82 % Проведенный корреляционный анализ указывает на наличие связей между митотической активностью и содержанием ТМ в водных вытяжках почв: корреляционная зависимость имеет самые низкие значения в П. 1, 4 для цинка r Zn = 0.11; 0,20 ; в П. 2, 3, 5, 6 для меди r Cu = – 0,05; – 0,50; 0,27; 0,20; в П. 7, 8 для свинца r Pb = – 0,24; = – 0,24.

Энергия прорастания и всхожесть семян опытных тест–растений также были достоверно ниже (р 0,9500) контрольных, что говорит о фитотоксичности водных вытяжек почв. Всхожесть семян кресс–салата максимально ингибировалась водной вытяжкой пункта 3 (33,40%), минимально – 3,96% (пункт 8). Максимальный процент ингибирования всхожести семян редиса оказала водная вытяжка почвы пункта 4 (41,02%).

Минимальный – водная вытяжка почвы пункта 2 – 9,28%.

При биотестировании водных вытяжек почв было зафиксировано как ингибированное так и стимулированное развитие подземной и надземной частей у редиса и кресс–салата. У кресс–салата было зафиксировано достоверное ингибирование развития корневой системы, под действием водных вытяжек почв пунктов: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, которое составило 23,12%, 23,12%, 32,08%, 19,17%, 34,17%, 37,50%, 36,87%, и 23,54% соответственно.

Максимальное ингибированное развитие под воздействием водных вытяжек, было зафиксировано для пункта 4 и составило 22,09%. Минимальное – водные вытяжки почв пунктов 1 и 5 (3,33% и 3,58%).

Изучение влияния водных вытяжек почв тестируемых пунктов показало, что вытяжки достоверно ингибируют и стимулируют активность каталазы у проростков тест–растений. Максимально ингибирует активность каталазы проростков кресс–салата водная вытяжка почвы пункта 8 на 40,56%, минимально – пункт 2 5,38%. Недостоверное стимулирование было зафиксировано у проростков кресс–салата (0,66% – пункт 6). Для проростков редиса было зафиксировано достоверное стимулирование активности каталазы и максимально составило для пункта 7. Самый высокий процент ингибирования активности исследуемого биохимического показателя характерен для пункта 2 – 66,03%, самый низкий – 25,29% (пункт 5). Активность каталазы проростков редиса и кресс–салата может быть использована в качестве критерия для биотестирования водных вытяжек почв.

Таким образом, в результате проведенных экспериментов, опираясь на шкалу токсичности, удалось установить, что при биотестировании почв с повышенным содержанием тяжелых металлов эффективно использовать такие признаки, как митотическая активность апикальной меристемы корешков проростков лука репчатого, всхожесть семян, каталазная активность, длина, надземной и подземной части проростков редиса и кресс– салата.

Активность каталазы проростков редиса и кресс–салата возможно использовать как биохимический индикатор оценки токсичности городских почв.

эффективно применять экспонирование свежих луковиц Allium cepa в тестируемых вытяжках почв.

Почвы тестируемых пунктов более токсичными оказались для кресссалата, а водные вытяжки почв тестируемых пунктов для лука репчатого.

Второй тест–системой по чувствительности к присутствию тяжелых металлов в водных вытяжках оказался кресс-салат.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что редис (Raphanus sativus), кресс–салат (Lepidium sativum) и лук репчатый (Allium cepa) могут быть использованы для биотестирования почв техногенных зон городских территорий. Кресс–салат более чувствителен к повышенному содержанию тяжелых металлов в почве, а лук репчатый наиболее чувствителен к содержанию тяжелых металлов в водных вытяжках почв техногенных зон города.

2. Почвы техногенных зон городских территорий содержат до 3 ПДК меди, до 7 ПДК свинца, до 4 ПДК кадмия, до 2 ПДК цинка, до 4 ПДК хрома.

3. Реакция лука репчатого на содержание тяжелых металлов в почвах техногенных зон проявилась в достоверном ингибировании митотической активности клеток апикальной меристемы корешков проростков (в среднем на 19%).

4. Фитотоксичное действие почв проявилось в ингибировании всхожести семян редиса до 53%. У всех изученных проростков редиса, выращенных на тестируемых почвах, происходило как ингибирование (в среднем до 30%), так и стимулирование роста корневой системы (в среднем до 25%); рост надземной части проростков редиса почвами техногенных зон ингибировался (в среднем на 23%) и стимулировался (в среднем на 17%);

активность каталазы ингибировалась (в среднем, на 60%).

5. Фитотоксичное действие, почв проявилось в ингибировании всхожести семян кресс–салата (в среднем до 50%). Рост подземной части проростков кресс–салата, ингибировался (в среднем до 40%), рост надземной части ингибировался (в среднем на 31%), активность каталазы ингибировалась (до 44%). Активность каталазы проростков редиса и кресс– салата может быть использована как индикаторный признак при биотестировании почв техногенных зон города.

техногенных зон не превышает ПДК, тем не мене, они подавляли и стимулировали развитие индикаторных признаков. По все вероятности, это происходит из–за синергического эффекта, возникающего в результате полиэлементного состава водных вытяжек почв.

7. Водная вытяжка почв техногенных зон при четырехдневном экспонировании в ней луковиц Allium cepa ингибирует развития корней в четырнадцатидневном экспонировании, в среднем на 49%. При этом сроке экспонирования имеет место и стимулированное воздействие водной вытяжки на рост корней лука репчатого (в 13% случаях). Кроме того, водная вытяжка стимулирует образование утолщений у 38% корней луковиц на сутки экспонирования и ингибирует митотическую активность клеток апикальной меристемы корешков опытных проростков лука репчатого в среднем на 11%.

8. Фитотоксичное действие водных вытяжек почв проявилось в ингибировании всхожести семян редиса в среднем на 29%. У всех изученных проростков редиса, происходило как ингибирование (в среднем на 13%), так и стимулирование роста корневой системы (единичный случай на 49%). Рост надземной части проростков редиса стимулировался в среднем на 20%, ингибировался в среднем на 16%. Активность каталазы стимулировалась в среднем на 14%, ингибировалась в среднем на 31%.

9. Фитотоксичное действие почв проявилось в ингибировании всхожести семян кресс–салата в среднем на 18%, в ингибировании роста подземной и надземной части проростков и активности каталазы (в среднем на 33%, 25% и 15% соответственно). Активность каталазы проростков редиса и кресс–салата может быть использована как индикаторный признак при биотестировании водных вытяжек почв техногенных зон города.

10. В результате проведенного корреляционного анализа между содержанием тяжелых металлов в почве, превышающих ПДК, и проявлением индикаторных признаков установлено, что максимально превышающие ПДК свинца для пункта не всегда тесно коррелирует с проявлением индикаторных признаков. Напротив, наблюдается большая зависимость между проявлением индикаторных признаков с тяжелыми металлами, концентрации которых в почве немаксимально превышают свои ПДК для пункта или вообще не превышают их.

11. Ингибированное и стимулированное развитие индикаторных признаков должно быть отражено в оценочных шкалах тестируемых сред окружающей среды, в связи с чем была разработана шкала токсичности сред.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.:

Агропромиздат, 1987.

2 Алексеева Попова Н.В. Специфичность металлоустойчивости и ее механизмов у высших растений // Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине: Тез. докл. ХI Всесоюз. конф.

Самарканд, 1990. С. 260 261.

3 Алисов Б.П. Климат СССР. М.: Высшая школа, 1969. 275 с.

4 Антыков А.Л., Стомарев А.Я. Почвы Ставрополья и их плодородие Ставрополь: Кн. изд во, 1970. 413 с.

5 Аржанова В.С. Миграция микроэлементов в почвах (пот данным лизиметрических исследований) // Почвоведение 1977. №4. С. 6 Багдасарян А.С. Митотическая активность клеток корневой меристемы Allium cepa (L.) как критерий антропогенной нагрузки // Материалы научной конференции «Университетская наука региону» Ставрополь, 7 Барсукова В.С. Физиолого генетические аспекты устойчивости растений к тяжелым металлам: Аналитический обзор / СО РАН ГПНТБ; Ин т почвоведения и агрохимии Новосибирск, 1997. 63 с. (Сер. «Экология», 8 Баумгертнер М. В. Лишайники биоиндикаторы загрязнения окружающей среды юга Кемеровской области: Автореф.... канд. биол. наук. Новосибирск, 1999. 15 с.

9 Белоусова З.П., Селезнева Е.С. Генотоксичность производных индола // Вестник СамГу Естественнонаучная серия. Второй спец. Выпуск.

10 Бессонова В.П., Грицай З.В., Юсыпина И.Ю. Использование цитогенетических критериев для оценки мутагенности промышленных поллютантов // Цитология и генетика. 1996. Т.30 №5. С. 11 Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: Пер. с нем./ под ред. Р.

Шуберта М.: Мир, 1988. 350 с.

12 Болдырева Н.М. Методы биотестирования сточных и природных вод на культуре инфузорий. // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988, С.127.

13 Бутаев А.М., Костров Б.П.,. Исуев А.Р., Монахов С.К.,.Адаева П.А., Гуруев М.А., Кабыш Н.Ф. Токсико генентическое состояние природных вод Дагестана // Вестник Дагестанского научного центра РАН. 2002.

14 Буторина А.К., Калаев В.Н., Вострикова Т.В. Цитогенетическая характеристика семенного потомства некоторых видов древесных растений в условиях антропогенного загрязненичя г. Воронежа // Цитология. 2000.

15 Буторина А.К., Калаев В.Н., Луняк А.И. и др. Цитогенетический мониторинг в районах Брянской и Воронежской областей, подвергшихся воздействию аварии Чернобыльской АЭС // Акт. вопросы экологии и охраны природных экосистем южных и центральных регионов России:

материалы межресп. научн. практ. конференции. Краснодар, 1996.

16 Вавилов Ю.В., Рябкова Н.В. Drosophila melanogaster в системе биомониторинга малых рек // Малые реки: Современное состояние. Тез.

докл. междунар. науч. конф. 23 27 апреля 2001 Тольятти. С. 17 Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тфжелыми металлами на фитотоксичность чернозема // Агрохимия. 1997.

18 Вардуни Т.В. Перестройки хромосом в клетках высших растений как показатель мониторинга мутагенов окружающей среды. Автореф.... канд.

биол. наук. Воронеж., 1997. 24с.

19 Верхотуров В. В. Взаимное влияние пероксидазы и низкомолекулярных антиоксидантов при прорастании семян пшеницы: Автореф. дис.... канд.

биол. Наук. Иркутск., 1999. 23 с.